基于Unity3D的虛擬漫游實(shí)現(xiàn)方法研究

繆明會(huì) 曹德飛 肖明慧 陸映峰

【摘要】隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種3D引擎用于虛擬漫游系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。本文針對(duì)利用unity3D引擎實(shí)現(xiàn)虛擬漫游的方法進(jìn)行了探討和研究，闡述了利用C#語(yǔ)言進(jìn)行虛擬漫游的腳本實(shí)現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】Unity3D;漫游系統(tǒng);虛擬現(xiàn)實(shí)

1 虛擬漫游介紹

1.1現(xiàn)狀分析

虛擬漫游，是虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)的重要分支，在房地產(chǎn)、旅游、游戲、航空航天、醫(yī)學(xué)等多種行業(yè)發(fā)展很快。

1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)外：美國(guó)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)源地，現(xiàn)如今已經(jīng)建立了空間站、航空、衛(wèi)星維護(hù)的虛擬訓(xùn)練系統(tǒng);在歐洲，英國(guó)在輔助設(shè)備設(shè)計(jì)、分布并行處理和應(yīng)用研究方面是領(lǐng)先的，在硬件和軟件的領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

國(guó)內(nèi)：我國(guó)對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究和國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家還存在相當(dāng)大的一段距離，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度越來(lái)越快，我國(guó)各界人士對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也越來(lái)越重視，正在積極進(jìn)行虛擬環(huán)境的建立以及虛擬場(chǎng)景模型分布式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)等等。

2 虛擬漫游技術(shù)實(shí)現(xiàn)

在虛擬漫游腳本設(shè)計(jì)中，主要涉及到三個(gè)功能，分別是自動(dòng)漫游、手動(dòng)漫游和攝像機(jī)鏡頭縮放功能。

2.1自動(dòng)漫游

自動(dòng)漫游其實(shí)就是在場(chǎng)景中設(shè)置幾個(gè)遍歷點(diǎn)，類似于設(shè)置一條固定路線，然后讓攝像機(jī)去逐個(gè)遍歷點(diǎn)，采用的API是Vector3.MoveTowards，具體設(shè)計(jì)流程圖如圖1所示：

其中，腳本設(shè)計(jì)中的代碼實(shí)現(xiàn)情況如下所示：

（1）數(shù)組：此處設(shè)計(jì)一個(gè)列表存放遍歷點(diǎn)，控制相機(jī)逐個(gè)遍歷各個(gè)點(diǎn)并移動(dòng)到當(dāng)前遍歷點(diǎn)的位置（注：定義移動(dòng)速度是為了方便用戶可以根據(jù)自己的需求來(lái)調(diào)整攝像機(jī)自動(dòng)漫游的速度）：

public List point=new List（）;//定義遍歷數(shù)組并實(shí)例化

publicGameObject roamCamera;//定義相機(jī)

public floatmoveSpeed;//定義移動(dòng)速度

int i=0;//定義遍歷點(diǎn)變量

（2）按鍵改變漫游速度，此處可以設(shè)置一個(gè)范圍，如我在這里設(shè)置的是最小速度為0.5，最大速度為6，通過(guò)捕捉用戶鍵盤(pán)操作“+”、“-”，按動(dòng)一次速度+-0.5，執(zhí)行流程圖如圖2所示：

（3）遍歷目標(biāo)點(diǎn)（通過(guò)遍歷列表中的點(diǎn)，依次移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)）：

if（roamCamera.transform.position==point[i].position）{

i++;

if（i==point.Count）{

i=0;

roamCamera.transform.position=point[0].position;

}}

roamCamera.transform.position=Vector3.MoveTowards（roamCamera.transform.position，point[i].position，moveSpeed*Time.deltaTime）;

（4）控制攝像機(jī)的視野范圍（通過(guò)按住鼠標(biāo)左鍵使得攝像機(jī)漫游時(shí)根據(jù)用戶需求旋轉(zhuǎn)到自定義的視野中）

if（Input.GetMouseButton（0））{

floatmouseX=Input.GetAxis（“Mouse X”）*1f;

roamCamera.transform.localRotation=roamCamera.transform.localRotation*Quaternion.Euler（0，mouseX，0）;

}

2.2手動(dòng)漫游

用戶自定義根據(jù)鍵盤(pán)WSAD鍵控制攝像機(jī)的移動(dòng)。首先定義角色控制器及相機(jī)速度初始量，要設(shè)置一個(gè)角色控制器組件，其次定義移動(dòng)速度并初始化，最后設(shè)置一個(gè)相機(jī)的組件讓相機(jī)圍繞角色運(yùn)動(dòng)。（注：角色可以設(shè)置為一個(gè)cub，然后將材質(zhì)剔除，這樣也就變?yōu)榱说谝蝗朔Q視角）

privateCharacterController player;

publicint speed=3;

publicGameObject camera;

獲取角色控制器組件：

player=this.GetComponent（）;

通過(guò)WASD鍵控制移動(dòng)：

player.SimpleMove（transform.forward*Input.GetAxis（“Vertical”）*speed）;

transform.Rotate（0，Input.GetAxis（“Horizontal”），0）;//控制攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)

//Vertical為水平軸 即表示AD鍵/左右鍵等

2.3攝像機(jī)鏡頭縮放

首先控制攝像機(jī)鏡頭縮放需要設(shè)置一個(gè)縮放速度，可以這樣定義：

public floatScaleSpeed=10.0f;

另外，需要在每一幀的運(yùn)行中，也就是update方法中實(shí)時(shí)獲取到是否輸入了滑輪的操作.（注：這里主要的實(shí)現(xiàn)思想是通過(guò)滑輪控制攝像機(jī)的位置移動(dòng)，也就控制了視野范圍的大小）

if（Input.GetAxis（“Mouse ScrollWheel”）<0）

{

Camera.main.transform.Translate（0，0，-1*ScaleSpeed）;

}

if（Input.GetAxis（“Mouse ScrollWheel”）>0）

{

Camera.main.transform.Translate（0，0，1*ScaleSpeed）;

}

3 結(jié)論

本研究很好地展示虛擬漫游的實(shí)現(xiàn)方法，可以根據(jù)自己設(shè)置的路線實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)自動(dòng)漫游功能，也可以通過(guò)鍵盤(pán)自定義控制攝像機(jī)移動(dòng)來(lái)漫游整個(gè)場(chǎng)景。另外，當(dāng)今已經(jīng)更新到5G時(shí)代，可以結(jié)合5G、VR、AR等技術(shù)進(jìn)一步推廣，使得虛擬漫游功能更加豐富，給游客提供更加逼真的效果體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王愛(ài)軍，李中永，顏世波.基于Unity 3D的博物館虛擬漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2019.