基于Unity3D的虛擬維修教學系統設計與實現

嚴雨靈 陳閔葉 劉同強

摘? 要： 近年來，虛擬現實技術正因為其高沉浸性的特點受到各個行業的廣泛關注。在教學領域中，其體現出教學效果佳、硬件設備制約小的優點。本文根據該技術的特點，采用Unity3D虛擬現實引擎配合3ds Max建模軟件，以飛機起落架維修為例設計了一套虛擬維修教學系統，并使用C#語言對各功能模塊進行了實現。該系統具有逼真度高，擴展性好等優勢，具有一定的應用價值，并為相關領域的研究人員提供了參考。

關鍵詞： 虛擬現實;Unity3D;系統設計;教學

【Abstract】： In recent years， virtual reality technology has been widely concerned by various industries because of its high immersion characteristics. In the field of teaching， it has the advantages of good teaching effect and small hardware equipment constraints. According to the characteristics of this technology， this paper uses Unity3D virtual reality engine and 3ds Max modeling software to design a virtual maintenance teaching system with aircraft landing gear maintenance as an example， and implements various functional modules using C# language. The system has the advantages of high fidelity and good expansibility， and has certain application value， and provides reference for researchers in related fields.

【Key words】： Virtual reality; Unity3D; System design; Teaching

0? 引言

由于中國經濟社會發展對于高層次應用型人才的需要，在高等教育教學體系中，應用實踐性課程的增加對實踐教學效果提出了更高的要求[1]。另一方面，維修型企業在對員工進行實操培訓的課程中也增長出了類似需求。虛擬現實技術有著逼真度高且硬件方便移動等特點，利用該技術建立虛擬維修教學系統是教學培訓領域新的研究發展方向[2]。

1? 模型的建立及優化

系統首先需要構建一個逼近真實的訓練環境和實物模型，使受訓人員能夠高度沉浸于虛擬環境中，從而達到與現場培訓相同的效果。本文以飛機起落架虛擬維修為例，采用3ds Max軟件進行現場環境的搭建和模型的建立。

3ds Max是Discreet公司的三維建模產品，可以建模、渲染和創作三維動畫，在工業仿真、多媒體應用及教學演示等行業都有廣泛應用[3]。其操作自由度高，具有的多邊形建模功能。它的缺點在于細節、控制方面稍弱，但虛擬維修的需求重點是逼真的動作交互場景和受訓人員對產品動作序列的掌握上，而對精準度及相關維修速度沒有過多的要求[4]。……