基于Unity3D的VR交互場景設計與運行監控

葉桂銳

摘 要：為了實現虛擬現實交互場景設計，本文選取Unity3D作為主要工具，從全視角、人物視角、菜單交互3個方面出發，提出交互場景設計方案。采用信息采集與分析方式，監控場景運行現狀，根據信息采集結果加以調整，從而形成一套完整的監控體系。

關鍵詞：Unity3D;交互場景;VR

隨著計算機技術的快速發展，加快了虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）設計研發腳步。通常情況下，利用軟件對某一特定場景進行抽象描繪，從不同視角來采集并分析環境信息，從而得出相應結論。

1 VR交互場景設計

本文在考慮VR交互場景設計方案時，從全視角、人物視角、菜單交互3個角度出發，對VR交互場景進行設計，并以室內環境交互場景為例，簡要提出設計方案。

1.1 全視角設計

在交互場景中，采用大腦思想控制方式，通過控制頭部佩戴的顯示設備來調整方向，實現360°環境觀察，并且觀察視角不受任何限制，可以自由查看周圍環境情況。該交互場景與傳統的攝像機拍攝方式不同，是根據信息模擬出環境，實現全視角場景觀察。

1.2 人物視角設計

該設計角度是以自身所處位置出發，在虛擬環境中抽象人物，利用按鍵進行操控。目前，應用比較多的人物視角設計方法有瞬間移動和平緩移動兩種方式，前者利用激光指針鎖定具體目標位置，根據瞬間移動情況，給出目標坐標點，后者是確定移動方向以后，在短時間內確定具體位置坐標。對于VR交互場景設計，將兩種人物視角設計方式融為一體，根據實際環境情況，將其抽象為虛擬場景。

1.3 菜單交互設計

菜單交互設計指的是將交互場景設計功能劃分為多個模塊，根據功能不同簡單分類，并劃分層次，形成多個層次體系結構，根據操控需求，逐一排查功能欄，最終鎖定操作工具。

1.4 室內環境交互場景設計

本文以歐式樣板房室內環境設計為例，分別對餐廳、臥室、客廳等多個區域進行抽象設計，如圖1所示。

圖1場景中，各個區域分別布設了書籍、沙發、吊燈、座椅等家具，除此之外，VR交互場景中還存在多個小型擺件，包括相冊、盆栽等。用戶利用操作手柄，便可以操控整個場景布設。為了使得室內場景更加溫馨，在圖1中添加了玩具、手槍等物體對象，為用戶提供交互物體，以此豐富設計方案。

2 VR運行監控SDK設計與實現

2.1 VR運行監控SDK設計

為了實時監控用戶環境中的VR應用情況，本文設計了VR運行監控，利用該工具采集VR運行信息，依據運行信息變化情況，調節VR參數，使其得以正常運行。根據VR運行特征，將VR運行信息劃分為4種類型，包括用戶設備信息、崩潰異常信息、運行時性能信息、用戶行為信息。

（1）用戶設備信息：該部分信息是對設備標識號、處理器、系統信息進行采集，幫助用戶開發VR應用資源環境。

（2）運行時性能信息：該部分信息以用戶所處運行環境變化中體現的性能作為核心，采集堆棧內信息和幀率信息，通過觀察此部分信息，介意判定當前運行環境性能是否欠佳。

（3）崩潰異常信息：該部分信息是采集以運行腳本崩潰異常信息為主，包括Mono堆棧內存信息、堆棧信息、異常類型等信息。

2.2 監控SDK實現

監控SDK功能的實現，信息采集與存儲為主，通過對不同類型信息進行采集，存儲到數據庫中，以便診斷分析，從而實現VR監控，起到安全保護作用。

（1）用戶設備信息。該部分信息的采集，利用Unity3D軟件中的SystemInfo類，采集頭部顯示器中的運行腳本，調用VR場景中的對象，根據SystemInfo類屬性，按照類別不同采集信息，從而實現設備統一編碼，以便信息記錄分析。

（2）運行時性能信息。該類型信息分為Mono堆內存信息和幀率信息，前者信息采集功能的實現是在編輯器模式下實現信息的采集，后者信息采集功能的實現是通過公式計算獲取信息量，按照0.5s間隔采集信息。

（3）崩潰異常信息。運用C#腳本捕獲監控場景信息，如果存在崩潰異常情況，則該監控中心制定采集此部分信息，反之，此功能無響應。在運行過程中，按照類的不同，分別捕獲崩潰異常信息，以便查找問題根源。

3 總結

本文通過分析虛擬現實VR技術，提出該項技術在交互場景設計中的應用方案，以信息采集為主，利用采集到的信息組建交互場景。另外，本文還從監控角度出發，提出場景監控方案，利用Unity3D軟件種類，提出程序編寫思路，從而實現場景監控。

參考文獻

[1]劉書剛，李怡璇.基于Unity3D的反竊電培訓系統設計[J].微處理機，2017，38（5）：70-72.

[2]張帥，伍傳敏.Unity3D環境下的沉浸類虛擬現實系統設計與實現[J].宜賓學院學報， 2018，18（12）：10-13.

[3]李子健，趙祖燁，田誦權，等.基于虛擬現實的3D打印體驗系統設計與實現[J].軟件導刊， 2017，16（11）：44-46.