基于Unity3D的虛擬校史館漫游交互系統開發與應用
——以遼寧省交通高等專科學校校史館為例

張 昉

(遼寧省交通高等專科學校，遼寧 沈陽 100122)

0 引言

隨著第三代互聯網技術的發展，虛擬現實技術逐漸與Web技術相融合，創造出許多基于網絡的虛擬環境。虛擬博覽會、虛擬太空、虛擬社區等項目成為虛擬現實技術發展的新方向。這種新興的Web VR(網絡虛擬現實)技術，將現實中的展覽館搬到了網絡，用戶在足不出戶的情況下，就可以進行參觀瀏覽。對于學校而言，基于Web的虛擬校史一方面有利于發揚學校歷史文化傳承，另一方面解決了學校校史館參觀場地局限和時間限制等問題，同時為我校開展新技術研究提供了更好的平臺。本文以遼寧省交通高等專科學校虛擬校史館為例，從開發虛擬校史館意義、系統模塊設計、系統開發流程和支持運行方式等方面進行探討。

1 開發虛擬校史館的意義

VR校史館系統以遼寧省交通高等專科學校校史館為背景，采用Unity3D 技術與Web技術，模擬現有校史館，用戶可通過網絡瀏覽方式參觀校史館。該系統具備廣泛的服務功能，能夠解決很多實際問題。

1.1 解決地域性問題

在現實生活中，參展者必須先到達展覽館所在地才能進去游覽。因地域限制或場館開放時間等客觀原因，實地參觀無法實現。VR校史館系統能很好地解決該問題，讓更多人都能通過網絡瀏覽展覽館[1]。

1.2 解決實地展覽館人數限制的問題

因參觀人數、參觀時間以及參觀場地保護性等客觀原因，一般實地展廳的人數是有一個明確的上線規定的，如果超出了這個上線，就影響參與者的參展體驗，還會造成工作人員的工作壓力。VR校史館系統就可以很好地緩解這個問題。用戶可以通過網絡展覽館進行參觀，而校方也可以在不影響展廳普及的情況下，限制參觀人數、場次。

1.3 可360°參觀，具備交互性、沉浸性和可擴展性

現實展覽館采用實體展示方式，其功能有限，且價格不菲。而網絡虛擬展覽館有強大的交互性、沉浸性和可擴展性。其可以讓參觀者沉浸式體驗展館，不受到其他觀者影響，具備交互性可以讓觀者快速切換參觀地點更人性化地進行地理位置轉移，甚至可以穿梭在各個展廳之間，告別傳統緩慢的步行方式[2]。同時虛擬展覽館還具備擴展功能，根據主辦方需求虛擬增加展館，為未來實際場館建設提供參考。更重要的一點是，他的展品可以360°全方面展示，游客可以通過鼠標操作，全方位地了解這些展品。

1.4 增強現實的藝術表現

網絡數字展覽館可以在對現實展覽館的高度還原基礎上進行新的創造，源于現實，而高于現實。通過鏡頭控制，特效效果，新穎的交互，多元化的功能，達到現實展覽館無法到達的藝術新高度[3]。

2 虛擬校史館模塊化設計

本課題以遼寧省交通高等專科學校校史館為背景，針對校史館的序廳、歷史沿革廳、建設成就廳、專題展示廳、未來展望廳等5個部分，建立一個Unity3D 和Web 技術相結合的校史館漫游系統。研究并設計出校史館系統中的各個模塊并逐一實現。

首先系統開發環境選擇支持多平臺多功能游戲開發軟件Unity3D，該軟件支持Java Script、C#和Boo這3種腳本語言。本文所述的項目開發選用C#進行編程。

結合前期調研，設計VR校史館系統架構如圖1所示。

用戶以B/S結構方式，通過訪問網絡地址打開服務器端的VR校史館系統，結合鼠標、鍵盤以及切換按鈕等進行瀏覽訪問。

根據校史館系統結構圖，設計WebVR校史館系統的功能模塊如圖2所示。

圖2 系統功能框

系統功能模塊設計主要分漫游功能模塊和場景切換功能模塊。其中場景漫游功能模塊通過鼠標滑動和鍵盤方向鍵控制，實現360°觀賞效果可以對序廳、歷史沿革廳、建設成就廳、專題展示廳、未來展望廳等5個部分進行漫游式瀏覽。場景切換功能模塊設計則是根據參觀需求能夠通過首界面上A、B、C 3個命令按鈕實現校史館場景快速切換，滿足因不同參觀目的用戶實現場景轉移、穿梭功能。

3 虛擬校史館開發流程

根據系統功能模塊設計，結合軟件工程開發流程，再對系統進行需求分析、調研之后，首先對現場進行二維數據信息采集。根據實地測量數據結合CAD制圖軟件生成平面圖紙，使用Sketch Up快速建模軟件生成場館模型，最后在Unity 3D軟件中將完成整體場景的搭建。同時使用C#編程語言實現場景的漫游和交互操作。系統開發過程中使用黑白盒進行功能測試。開發流程如圖3所示。

圖3 系統開發流程

4 虛擬校史館運行方式設計

根據VR校史館功能設計，考慮一些用戶因網絡硬件或網絡安全限制等問題，系統生成可執行程序安裝包，支持客戶端服務器瀏覽方式(C/S)。用戶可以從網頁下載安裝包，安裝到個人PC上，進行VR校史館漫游參觀。因此該系統滿足瀏覽器/服務器(B/S)和客戶端/服務器(C/S)兩種使用方式。

5 結語

綜上所述，VR校史館系統具備廣泛、明確的意義，能夠便利地展示學校教育教學成果，有利于學校開展人文和德育教育，對學生素質教育、基因傳承、校風建設等具有現實意義。