基于VR技術的大學生創新實踐

張玉芹

摘 要：VR技術，又稱虛擬現實技術，是通過計算機的圖形與仿真技術、立體顯示技術、傳感網絡技術、語音輸入輸出技術、空間定位技術等相關技術集合發展而成的計算機仿真系統。VR技術完美的契合了電子游戲的設計與體驗需求，因此其在游戲領域有著極大的發展空間與良好的前景。

關鍵詞：VR;虛擬現實;體感游戲

0 前言

VR技術，又稱虛擬現實技術，是通過計算機的圖形與仿真技術、立體顯示技術、傳感網絡技術、語音輸入輸出技術、空間定位技術等相關技術集合發展而成的計算機仿真系統。VR技術完美的契合了電子游戲的設計與體驗需求，因此其在游戲領域有著極大的發展空間與良好的前景。近年來，由于游戲市場的火爆，各大游戲廠商“兵戈相見”，競爭十分激烈，而因為虛擬現實技術的交互性、沉浸性、構想性的特征可以給消費者帶來更高的游戲體驗，各大廠商也紛紛將目光投向了VR游戲，也從而促進了VR游戲的發展。

VR技術的特征與數字媒體設計學科有著非常緊密的聯系，本文旨在引導學生從游戲的策劃、腳本創作、美工制作、程序制作、特效制作等跨專業合作一款完整的VR游戲，在VR游戲體驗的沉浸性、逼真性等方面進行探索與嘗試。本文將重點分析如何引導學生結合VR技術的相關特點，運用VR技術在《VR星際大戰》設計中的應用與實踐。

1 創新實踐實施過程

1.1 市場調研

構思階段時，小組計劃制作一款大家都感興趣的射擊類游戲，后在大家對于射擊類游戲市場的調研下，試玩了一款名叫《VR城市突擊隊》的VR游戲，場景樸素，游戲玩法單一。思考過后，小組把游戲的題材定為星際科幻體驗為主題的射擊類游戲，運用VR技術，玩家扮演一名星際守望者，任務是守護星際通訊塔并消滅所有敵人。可運用光子發射器、鐳射槍、能量炮等武器來守衛星際通訊塔，會有大量的星際破壞者前來毀壞通訊塔，星際守望者必須捍衛他的使命，不到最后一刻，決不能倒下，并把第一關定為浩瀚的星空宇宙。

游戲畫面風格小組參考了《VR城市突擊隊》和《憤怒機器人》這兩款游戲。兩款游戲同為科幻風格，畫面精致，游戲中可以親身體驗到槍林彈雨之中的快感，武器和場景的設計也十分逼真，也能更加突出VR技術沉浸性、代入感更強的技術特征。游戲玩法上，玩家需要控制主角拿起武器在充滿逼真效果的環境下完成一系列的戰斗射擊任務。游戲的畫面細膩精美，淅淅瀝瀝的雨聲和猩紅的鮮血襯托著戰況的激烈，你需要使用藍牙手柄控制，時刻轉動以防敵人的攻擊。

1.2 前期設計

（1）游戲背景設定。以星際科幻體驗為主題的射擊類游戲，運用VR技術，玩家扮演一名星際守望者，任務是守護星際通訊塔并消滅所有敵人。可運用光子發射器、鐳射槍、能量炮等武器來守衛星際通訊塔，會有大量的星際破壞者前來毀壞通訊塔，星際守望者必須捍衛他的使命，不到最后一刻，絕不能倒下。

游戲類型：即時對戰游戲、第一人稱視角射擊類游戲

游戲環境：太空

視角：第一人稱視角

畫面：3D畫面

（2）游戲場景設定。游戲原型中主要以混沌宇宙中的X星球為背景。共由兩組場景組成，分別為科幻感極強的室內“水立方”空間、室外星際鐳射塔星空場景。其中“水立方”的空間原型參考Stanley Kubrick的電影Space Odyssey 2001（2001：太空漫游）中建筑物，力求表現出登錄界面的強烈的科幻太空艙的空間感;場景二的星際鐳射塔星空場景由浩瀚的星空、星際鐳射塔、貧瘠的植被及陳舊的道具設施組成，玩家身臨其境的時候能夠感受到外太空的廣袤無垠、神秘深邃。

（3）游戲道具設定。不同道具的轉換也是這款游戲的引人入勝之處。玩家可以通過光子發射器、鐳射槍、能量炮等武器來攻擊星際破壞者守衛星際通訊塔。不同的道具的攻擊力度不一樣，需要美工及特效根據原畫設定盡可能地制作精美的細節。

1.3 游戲交互設計

傳統的單純以手柄按鍵輸入的游戲方式已經滿足不了玩家了，人們需要的不僅是隔著屏幕去體驗游戲，更需要的是游戲給人們帶來的感官體驗和身體互動，讓玩家切實感受到自己與星際守望者合二為一，讓其成為“現實”，玩法不再是從前單一的展示，而是真正意義上讓其成為一款可以交互、沉浸其中的體感“游戲”。此款游戲運用HTC VIVE作為游戲的控制設備，玩家通過肢體運動來控制游戲中角色的動作，用手柄控制器完成射擊、觸碰、拾取等動作，使得玩家能夠全身心地沉浸到游戲中。根據游戲的內容和關卡的設定，主要設計出以下幾大交互模塊：射線發射以及碰撞檢測模塊、語音模塊、特效模塊、鏡頭移動模塊（瞬移）、實例化模塊（敵人，以及玩家發射的子彈等）、物理屬性及碰撞檢測、記錄數據模塊、文字的提示模塊、玩家的控制模塊（移動）、關卡場景的切換、銷毀模塊。

1.4 三維美工制作

（1）此款游戲的周邊及場景都是運用3Ds Max軟件來構建，玩家在VR游戲中，模型的運動可能會帶來部分的卡頓，也可能會導致系統的崩潰。但是周圍場景的模型面數較高就不會有卡頓的情況，也會使游戲看起來豐富。所以制作星際鐳射塔的時候用的是低模，而場景的模型是面數就會較多，完成模型的構建后，用這個軟件完成UV分展，存儲后，然后再運用PhotoShop軟件完成貼圖的制作。整個游戲是寫實風格，所以貼圖的制作多為細節貼圖，細節部分需要進行深入的刻畫和繪制，以此達到場景效果的逼真和細膩。

（2）三維美工制作中主要運用的是建模貼圖、骨骼綁定和模型動畫部分，還有就是unity地形的創建，建筑模型的創建和擺放。但隨著游戲場景的不斷豐富，工程文件的數據也會增加好多，大場景中模型的面數也會增加。會導致電腦有些卡頓所以在導入引擎之前必須要確保模型和模型動畫的準確性，以免后期帶來不必要的麻煩。需要每個人都裝有統一版本的unity軟件，在導入大場景之前，自己先導入unity中檢查模型、模型動畫的準確性。確認無誤后再提交至程序那邊。

（3）在unity當中，美工可以配合程序員在里面調節物體的位置大小，場景的過渡、最后賦予燈光，看效果然后調整細節，程序員有美工的協助，操作起來會方便很多，最終視覺效果也會更符合需求。

2 實踐反思和總結

這一步是每次項目實施中的重要環節，不僅是對教師教學實施也是對學生技能的一個反思提升過程。摘自學生的總結日志：“整個課程在幫助我提高對三維空間的想象的同時也讓我在靈活運用三維制作軟件上更加得心應手。整個學習制作的過程發現自己的思維原來是有跳躍性的，學會了舉一反三，不再局限于平面作圖的思考，更能立體的去想象物體的立體表現與最終呈現出的效果。同時我也更加深入了解材質結合具體案例應該如何表現，熟悉材質的參數及燈光的設置，使之渲染出真實的角色與場景。”

在有限的課堂教學中通過完整項目的實踐不斷提高學生的學習興趣和學習效果，讓學生真正做到學以致用，學生的學習自主性明顯得到提高，取得了較好的學習效果。每個學生承擔任務中的不同職責崗位，使每個人能找到自己的興趣點，更能清晰地定位自己的職業角色，這樣更有助于職業規劃。

參考文獻：

[1] 劉向群，等. VR/AR/MR開發實戰——基于Unity與UE4引擎[M].機械工業出版社，2017.

[2] 盧博. VR虛擬現實：商業模式+行業應用+案例分析[M].人民郵電出版社，2016.

[3] 王寒，等. Unity AR/VR開發：從新手到專家[M].機械工業出版社，2017.