Unity3D軟件在設計史課程中的應用探索

劉釗

摘 要 本文采用游戲引擎Unity 3D軟件與教學相結合，探索了虛擬現實技術在輔助教學中的應用方法，并以世界現代設計史課程為例，為教學技術模式創新提供一種新方向。

關鍵詞 虛擬現實 教學創新 Unity 3D技術應用

1 Unity 3D應用在教學中的優勢

虛擬現實軟件種類繁多，使用目的各異，在對眾多虛擬現實軟件比較之后，選擇Unity 3D作為虛擬現實的教學軟件，因為它有以下優勢：

（1）用戶學習成本低。它在常見的Windows操作系統平臺上運行，可導入多種專業3D軟件制作的模型，如：3ds Max，Maya，CINEMA 4D等。互動腳本支持任意一種的編程語言C#或JavaScript來實現。

（2）用戶使用成本低。它對開發設備和使用設備的要求都不高。開發設備使用2016年以后生產的個人電腦即可。使用設備既有高端的Oculus Rift、HTC和索尼等虛擬現實顯示設備，也有低端的頭顯加智能手機顯示設備可供選擇。

（3）開發和制作方便。它的軟件操作界面友好、簡單易學，能輕松創建3D場景、3D視頻、實時3D動畫，可以獨自開發教學課程。軟件的安裝、調試與配置也很簡單，并有豐富的外接插件支持，一次開發就可在各個系統、各種平臺上測試和使用，如：Android、iOS、Windows Phone，Playstation 3、Xbox360、Wii U、Web瀏覽器等。

2 Unity 3D應用在課程中的流程和內容設計

本文以王受之著的《世界現代設計史》第七章中介紹美國工業設計師羅維為例，通過三維軟件制作出羅維的三維角色、他工作的場景和他的代表作品，再使用音頻軟件錄制和制作出所需要的素材，最后在Unity 3D軟件中將三維模型、三維場景、交互腳本和音效組合起來，制作出最終的應用文件，以暴風魔鏡Pro展現給用戶，就可以使學生既能在虛擬空間內聽他講述他自己的設計歷程、設計理念和設計作品，又能觀察和使用他的作品。

3 Unity 3D應用在課程中的實現方法

3.1硬件平臺搭建

考慮到教學使用的普及和成本，這里開發設備使用現有的惠普8470p筆記本電腦。用戶使用設備選用低價位的暴風魔鏡5，它包含頭顯和控制手柄。顯示屏幕選擇現有的紅米note4手機。聲音設備選用立體聲音響。

3.2軟件平臺搭建

開發軟件平臺為win10系統，開發軟件使用Unity 3D 5.5版本，場景建模選擇3ds Max軟件建模后導入Unity 3D，聲音和音效使用adobe audion制作，交互腳本使用C#語言，最終結果通過暴風魔鏡Pro客戶端展現。

3.3制作三維模型

使用3dmax軟件制作出羅維的角色模型、辦公室場景模型和他的代表作品模型，并附上材質和貼圖。制作羅維的角色模型時，還需要使用3Dmax制作出角色的肢體語言動畫和面部表情動畫，之后以FBX格式導出。

3.4制作音頻文件

使用adobe audion軟件剪輯和錄制出羅維要在本課中講述的內容的配音以及場景內會使用到的各種聲音，如：使用物品的聲音等，并以MP3格式保存。

3.5制作Unity 3D項目

3.5.1場景搭建

打開Unity 3D軟件，新建一個3D項目，將暴風魔鏡的插件MojingSDK、三維模型和音頻文件導入到Unity 3D的project面板中，之后把三維模型拖入到scene窗口中進行布置。

3.5.2設置第一人稱視角和漫游

刪除Unity自帶的攝像機，將MojingSDK內的MojingMain和MojingFirstCharacterController拖入到場景中，就可以實現輸出后在虛擬空間中漫游移動的功能了。

3.5.3制作學生凝視羅維后講解事件

當學生距離羅維模型5米內時，并凝視羅維3秒后觸發羅維講解事件（此事件需要使用到制作好的羅維的動畫和講解配音）。這個效果通過給羅維的模型添加c#腳本，使用Gaze Input Module代碼實現。在實現該效果時，還要在這段代碼中加入對角色模型動畫和音頻的播放控制，已實現聲畫同步。

動畫效果的播放控制可以通過給模型添加Animator組件，使用Animator.SetBool代碼實現。講解效果的播放可以通過給模型添加Audio Source組件，將錄制好的音頻文件添加到角色模型上，之后使用AudioSource.Play代碼實現播放控制。這樣就可以實現凝視羅維后與羅維對話的事件了。

3.5.4制作觀察和使用空間內的物品

這個效果可以通過給作品模型添加c#腳本，使用transform.Translate和 transform.Rotate 代碼實現在空間內旋轉和移動作品模型。

3.5.5測試、修改并發布

制作完成后運行程序，檢查和修改出現的問題，之后就可以發布到手機上使用了。

4結語

Unity 3D作為一個游戲引擎，雖然在視覺和觸覺上還不能達到真實的效果，但是它開發和使用簡單，使用成本低廉，用于教學中還是有一定的使用優勢。而真實的效果也會隨著軟硬件技術的改進和發展慢慢解決的。