無代碼引擎對虛擬校園現實的應用研究

趙正偉

摘 要：目前，虛擬現實在技術上越來越成熟，同時國家也在大力推動智慧城市等虛擬現實的現實運用。虛擬現實在當前還主要體現在技術上的進步，內容上還是相當匱乏的，虛擬校園作為虛擬現實的內容之一，目前在高校運用還不算太多。一方面是技術上有難度，另外一方面是實用性上還未真正體現出來。本文以創建虛擬校園為研究對象，通過對比目前虛擬校園的實現方法，提出了以無代碼引擎的優勢來實現虛擬校園建設的可能。

關鍵詞：游戲引擎；虛擬校園；無代碼

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1005-5312（2017）30-0275-01

目前，網絡上發布的虛擬校園系統主要分為兩大類。一種是攝像機漫游動畫，運用三維軟件在電腦上制作出校園的虛擬場景和視覺效果，然后按照固定的路線設置攝像機路徑，渲染出漫游動畫。這類實際上并不算真正的虛擬現實技術，它無法控制攝像機角度，用戶也不能全方位觀看校園場景，相當于是觀看動畫短片。另一種是依靠專業平臺軟件，以天津外國語大學虛擬校園為例，當用戶在虛擬場景中移動時，計算機同時進行復雜的運算和即時渲染，讓用戶在虛擬場景中看到的三維世界有種身臨其境的感覺。

PAWS3D跨平臺引擎唯樂屋（北京）軟件有限公司自主研發的PAWS3D跨平臺引擎核心技術及動漫游開發工具鏈， 是為動漫游戲制作類、藝術設計類、影視動畫類、數字媒體類、文化創意類專業學生及相關領域工作者量身定制動漫游學習及開發平臺。其高度插件化降低了開發周期和開發難度，采用數據驅動的大型軟件架構設計和獨立的高度可視化工具鏈。同時，它還支持多平臺開發及協同開發，技術支持移動平臺，PC平臺，游戲機平臺及VR/AR平臺的特性在開發虛擬校園上是其他游戲引擎無可比擬的。

無代碼游戲引擎并不是真正沒有代碼，而是將代碼集合成工具的模式，用戶通過工具來實現自己的目的。游戲引擎是一款游戲的靈魂，它的世界格局決定了游戲的世界格局，它本身就為游戲世界構建了一個完整的虛擬世界。同時，現在的游戲引擎已經發展比較成熟，以目前市場上比較好的無代碼引擎PAWS3D為例，Paws3D所提出開發沙盒的概念，就是把所有驅動游戲的模塊全都設計制作到沙盒編輯器中。也就是說，工程師把開發者需要用代碼實現的所有游戲模塊，通過創新突破的架構設計，打包到沙盒當中去。當各位開發者在開發游戲的時候，并不是在游戲引擎上的XYZ三維空間開發，也不是打開一個腳本編輯器編寫邏輯代碼開發，而是在一個已經搭好的游戲場景里來開發。換句話說，Paws3D提供給了游戲開發者所有基礎的布景，道具和邏輯腳本，而游戲開發者只需要把自己的美術設計、創意劇本以及思維邏輯導入到沙盒中，就像在沙灘上堆城堡一樣，堆砌出來即可。

虛擬校園的建設的開發環節和制作內容如圖1所示，基本分為三維場景制作，虛擬環境搭建，人機交互邏輯編寫，最后是系統測試與發布。

三維場景即三維模型來搭建的，目前廣泛實用的幾種建模方式有：（1）幾何建模：它是建模技術中最基礎的技術，可以建立對象的外觀，但無法表達對象的物理特征也不能表達對象的行為。在幾何建模中根據幾何信息和拓撲信息的描述及信息存儲方法，可以將幾何建模技術分為線框建模、表面建模和實體建模三種主要類型。（2）運動建模：一般稱之為動畫建模，它是幾何模型的運動和行為的描述。在虛擬現實技術中，需要考慮到虛擬環境中物體的位置、碰撞、大小變化和表面變形等因素，運動建模就是賦予幾何模型物體屬性和行為與反應能力，并符合一定的客觀規律。（3）軟體建模：比較常見的有特效制作、碰撞檢測等，軟體建模比較復雜，它涉及到物理學和計算機圖形學的融合。

通常建模使用的軟件工具都是3Dmax和Maya兩種。模型制作完成后導出為FBX的格式，再將其導入引擎中。

在PAWS3D中，工具包里集成了地形、水域、天空盒等應用工具，將制作完成的模型導入到引擎里，這里是實時顯示的，也就是我們所說所見即所得，用戶操作是比較方便的。目前大多數虛擬場景的開發，采用的是路徑設置固定的行走路線，或者設置每一個對應資源的包圍盒開關。前者限制了用戶使用體驗，自主性較差，后者對于開發者而言相當耗費時間，同時也占用了電腦資源，降低了運行效率。PAWS3D采用空氣墻的設置，阻擋用戶走出超過限定的區域，同時在給予的區域內可以實現自主行走，極大的給予了用戶自由的體驗，也能更好的展示校園風光。

在一般的虛擬校園系統中，都是固定的視角與路徑，在交互事上沒有做或者做的的很少。隨著現在用戶對游戲玩法的熟悉，將游戲中的模式融入到虛擬校園中來，能更快更容易獲得用戶的認可。虛擬校園開發的目的一方面是滿足一般的校園虛擬環境展示，更希望有針對性的對用戶展示特定場景的功能。

在該引擎中，人機交互集成在“超級觸發器”中，事件觸發是人機交互的重要一環。在人機互動中，所有需要觸發的時間均是由“球狀事件觸發器”進行的，觸發器集成了“單個觸發器”、“多個觸發器”以及“多條屬性觸發器”，然后在“數據庫編輯器”中進行邏輯的編寫。

虛擬現實技術發展快速，可應用領域也越來越多，前景十分廣闊，長期因專業技術的難度過大，沒有很好地得到推廣和應用。應用所見即所得和無代碼的特性，能很好的降低專業技術難度，在構建虛擬校園環境、任務發布等方面，運用游戲引擎是一個很好的解決方案。endprint