基于VDP平臺Unity3d家裝空間裝飾施工技術(shù)的VR應(yīng)用

1前言

此項目前期運用了3Dsmax建模與動畫技術(shù)，再利用VDP平臺Unity3d調(diào)試交互參數(shù)，結(jié)合BIMVR程序，利用虛擬現(xiàn)實交互技術(shù)來展現(xiàn)三個預(yù)設(shè)場景：地板鋪設(shè)施工、墻面漆面施工、壁布鋪設(shè)施工。此項自完整的展現(xiàn)出現(xiàn)代家裝空間裝飾材料與施工的交互制作，目的是在建設(shè)施工工程全生命周期虛擬仿真實訓(xùn)基地資源模型庫中配套相應(yīng)的交互資源，使得客戶可以利用虛擬現(xiàn)實的技術(shù)身臨其境的感受材料和施工技術(shù)特點。

我們團隊利用展示網(wǎng)（北京）科技有限公司的虛擬現(xiàn)實設(shè)計平臺（VDP平臺），結(jié)合其平臺下的交互式可視化軟件，運用虛擬現(xiàn)實VR、增強現(xiàn)實AR等技術(shù)，增強了裝飾材料應(yīng)用和施工的技術(shù)的體驗感、互動性、真實感;重點解決制圖與表現(xiàn)能力、設(shè)計能力、施工組織和管理能力。VDP平臺下的Unity3d軟件提供了豐富的交互設(shè)計功能，使我們能夠輕松創(chuàng)建引人入勝的虛擬環(huán)境和增強現(xiàn)實的體驗。

2室內(nèi)室外空間布局與模型建立

模型建立主要數(shù)據(jù)參考CAD裝飾裝修圖紙，在虛擬的環(huán)境中，優(yōu)化空間布局效果，提升客戶對空間的滿意度。軟件可以利用Revit也可以利用3dsMax建模。建模時要準(zhǔn)確表達(dá)房屋空間結(jié)構(gòu)的各種尺寸。可視化數(shù)據(jù)模型建立基本過程包括：房屋尺寸數(shù)據(jù)統(tǒng)計 $$ 模型建立 $$ 模型優(yōu)化 $$ 添加貼圖 $$ 添加燈光 $$ 渲染測試。我們可以將3Dsmax模型導(dǎo)出為FBX格式，再將導(dǎo)出的模型文件進行參數(shù)設(shè)置后導(dǎo)人到Unity3d中，并進行一些調(diào)整，如調(diào)整模型的位置、旋轉(zhuǎn)和縮放，添加材質(zhì)和碰撞器等。其中3Dsmax室內(nèi)空間模型建立和材質(zhì)、燈光基本效果展示后，模型整理和材質(zhì)、燈光要進行歸類，導(dǎo)出FBX格式進入Unity時，這里要注意導(dǎo)出單位等參數(shù)設(shè)置。

Unity材質(zhì)分為材質(zhì)類（Material）、著色器類（shader）、紋理類（Texture）。場景材質(zhì)分為室外和室內(nèi)材質(zhì)。前期

FBX模型導(dǎo)入unity3d前已經(jīng)做好了模型錯誤分析，確保模型在可控制的范圍內(nèi)進行材質(zhì)賦予。材質(zhì)分為室外天、樹;室內(nèi)墻面、地面、瓷磚、壁布、金屬、玻璃等，要細(xì)分各種材質(zhì)屬性：比如貼圖、自發(fā)光、漫反射、光澤度、衰減等。還可以導(dǎo)入VDP資源包，包括成品化的地形、貼圖、樹等。室內(nèi)材質(zhì)加了反射探頭反射屬性效果會更加突出。樓梯欄桿給平滑度后金屬效果突出，同樣的制作技巧也賦予給玻璃、建筑外墻。在虛擬環(huán)境中設(shè)置材質(zhì)和顏色，要結(jié)合房屋風(fēng)格設(shè)計，做出比較準(zhǔn)確的材質(zhì)選擇。

3虛擬現(xiàn)實制作三個場景計劃

第一個場景表現(xiàn)木地板懸浮鋪裝法。項目分基層清理、潮層鋪裝、地板鋪裝、踢腳板安裝四個步驟。用虛擬現(xiàn)實的手法表現(xiàn)木地板懸浮鋪裝，可以在VR環(huán)境中，使客戶更清晰的了解這種直接將木地板鋪設(shè)在地墊上的鋪裝方法，相比于之前的龍骨法。配合現(xiàn)在市面上多層實木地板、強化地板鎖扣地板，輕松實現(xiàn)可拆、易裝、可搬、可換的功能。

第二個場景表現(xiàn)墻面施工。項目分基層處理、滿刮膩子、底層涂料、中層涂料、面層噴涂、清掃六個步驟。通過虛擬現(xiàn)實的手法表現(xiàn)墻面施工工藝。可以使客戶在進行墻面驗收時，關(guān)注墻面的平整度、垂直度、空鼓、裂縫、顏色和紋理、材料、裝飾物以及清潔度等方面。只有確保墻面的質(zhì)量達(dá)到要求，才能保證整個裝修工程的美觀和使用安全。

第三個場景表現(xiàn)壁布施工。項目分基層處理（清掃、刮膩子、磨平）滾刷基膜、復(fù)尺高度、剪裁壁布、墻面刷膠、鋪貼壁布六個步驟。優(yōu)質(zhì)的壁布施工要點是：壁紙材料符合規(guī)范、壁紙表面保持平整、壁紙紋理拼接完整、壁紙邊緣接縫是否規(guī)范。

另外為了增強畫面虛擬現(xiàn)實感，利用Unity3d調(diào)試交互參數(shù)來展現(xiàn)交互細(xì)節(jié)，比如：視頻交互、文字交互、音樂交互、燈光交互、壁布材質(zhì)動畫交互、物體選擇交互、地板鋪設(shè)動畫交互、可移動的人物和施工物品等。

4Unity3D技術(shù)應(yīng)用

（1）根據(jù)材料和施工VR應(yīng)用制作計劃，明確設(shè)計制作流程。在Assets下新建各要素的文件夾，另外把素材文件導(dǎo)人，做好分類。

（2）燈光設(shè)置。Unity3d光源分平行光、聚光燈、面光源三種類型。根據(jù)平行光模擬太陽光照，聚光燈模擬室內(nèi)局部光源，面光源補充暗部層次來整體提升場景光感。也可以嘗試環(huán)境光場亮模式提升整體觀感。室內(nèi)加光源反射探頭，反射探頭可以擺放室內(nèi)中間來提高光源效果，增強材質(zhì)屬性感。

（3）第一人稱漫游。Uniy中經(jīng)常用到第一人稱漫游，比較常用的是用UnityAssets中導(dǎo)人的Charaters包，里面包含第一人稱控制器和第三人稱控制器，將第一人稱控制器拖入場景中就可以用AWSD實現(xiàn)前后左右移動，控制器自帶腳步聲音效。

（4）拾取交互。場景的各種施工物體可以采取拾取、放下、拖動的方式，目的是增強虛擬現(xiàn)實真實感、趣味感。在進行調(diào)試參數(shù)時，利用拾取交互器，定義拾取，自動吸附打勾。再定義盒裝碰撞器。區(qū)分當(dāng)鼠標(biāo)點擊物體時，物體不隨鼠標(biāo)一起移動；當(dāng)鼠標(biāo)再次點擊時，放下物體。當(dāng)鼠標(biāo)按住不動時，移動跟隨物體隨鼠標(biāo)一起移動。

（5）開關(guān)門交互。在門結(jié)構(gòu)模型屬性里，把Bim信息和網(wǎng)格碰撞器、構(gòu)件信息，右鍵移除；在定義門窗動作。注意門結(jié)構(gòu)藍(lán)色框線，右側(cè)有個旋轉(zhuǎn)角度-70，改成130成往外開，開關(guān)門方向不要搞反。

（6）開關(guān)燈交互。設(shè)置聚光燈，墻上創(chuàng)建一個立方體，貼附在墻上，定義交互開關(guān)燈，在屬性，設(shè)置燈光控制器參數(shù)，控制目標(biāo)燈光，把左側(cè)聚光燈位置擺好。

（7）圖片、文字、PDF文件、視頻式文件交互參數(shù)制作。場景中關(guān)于圖片、文字、PDF文件、視頻文件交互的區(qū)域是比較多的。圖片交互注意圖片紋理類型默認(rèn)改為精靈圖，高級選項里貼圖間拼接模式改為重復(fù)。視頻交互，Unity3D可支持 mp4.avi.mpeg.asf 等多種視頻。制作參數(shù)的格式定義用“彈出窗口”，屬性里視頻文件里加視頻素材。另外配合在線的文字轉(zhuǎn)語音的軟件TTSMAK-ER，進行配音。PDF文件交互需要從材質(zhì)庫掛進右邊屬性欄，再回到墻體或者新圖片上，從多交互那里iterms元素設(shè)置為3，把左側(cè)PDF文件空物體拖進來。文字交互把文字粘貼到右側(cè)文本框里，滾動字幕打勾，可以配合語音解說，交互設(shè)置完，播放音樂測試。把做好的文字轉(zhuǎn)語音或者其他 mp3 格式導(dǎo)進下方右鍵文件夾顯示中的材質(zhì)庫。點擊一下導(dǎo)進到材質(zhì)庫里的語音，可以試聽。點擊左側(cè)語音解說空物體，把材質(zhì)庫的語音 mp3 導(dǎo)進右側(cè)音頻源Audioclip后面，因為彈出文字和語音解說沒有盒子碰撞器，沒法觸發(fā)播放，就是進去VR就開始播放。

（8）網(wǎng)頁鏈接交互。做個UI圖片，導(dǎo)入素材庫，右鍵文件夾；再點擊精靈圖，重復(fù)，點應(yīng)用。左側(cè)選UI圖片，交互，播放，網(wǎng)址。把觸發(fā)器變小。把網(wǎng)址復(fù)制進右側(cè)，顯示方式用外部瀏覽器打開。

（9）壁布交互。壁布交互設(shè)計采用單材質(zhì)和多材質(zhì)替換交互器。刪除模型Bim信息和網(wǎng)格碰撞器等構(gòu)件信息。交互，替換材質(zhì)交互器，又在材質(zhì)選擇里把方案1、方案2，方案3等材質(zhì)載人。壁布交互是交互設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，客戶可以輕松的實現(xiàn)壁布選取的虛擬場景體驗。

（10）防潮層、地板鋪裝、踢腳板安裝動畫演示。在Maxu軟件里提前調(diào)試好動畫參數(shù)，確保導(dǎo)出到Unity3d的fbx文件設(shè)置正確，包括比例和動畫等選項。在Uni-ty3d創(chuàng)建Animator組件，并將動畫文件指定給動畫狀態(tài)。創(chuàng)建動畫控制器并將其設(shè)置為游戲?qū)ο蟮腁nimator組件的Controller字段。創(chuàng)建腳本來控制動畫的播放，并將其附加到游戲?qū)ο笊显谀_本中使用適當(dāng)?shù)拇a來控制動畫的播放。最后通過按鈕交互來進行動畫播放和關(guān)閉。

（11）開始制作全景圖。全景圖配合場景交互音樂，能叫客戶達(dá)到賞心悅目的心理體驗。制作全景圖對設(shè)備硬件要求低，播放媒介多樣化。另外瀏覽行、交互可操作性強，也可配合FLASH技術(shù)，另外低數(shù)據(jù)模式，適合網(wǎng)絡(luò)式的播放。

5本項目VR技術(shù)的應(yīng)用展示

在BIMVR平臺，上傳所有數(shù)據(jù)，客戶可以從網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)體驗本項自的交互制作。另外用戶還可以通過虛擬現(xiàn)實的頭盔和手柄等技術(shù)操作了解施工流程，優(yōu)化用戶體驗感，達(dá)到身臨其境，實現(xiàn)對建筑裝修施工的全方位、多維度的體驗。

6結(jié)語

文章從基于VDP平臺上Unity3d技術(shù)出發(fā)，結(jié)合其他計算機輔助設(shè)計軟件和家裝空間材料的應(yīng)用利用虛擬現(xiàn)實交互技術(shù)來展現(xiàn)地鋪設(shè)板施工、墻面漆面施工、壁布鋪設(shè)施工。利用VR手段來展現(xiàn)該施工項目的在現(xiàn)實商業(yè)室內(nèi)設(shè)計中具有重要的實踐意義。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來表現(xiàn)裝飾施工技術(shù)，可以使施工設(shè)計人員更好的完善設(shè)計方案，降低裝飾施工過程中的錯誤率和返修率。

《輥道窯調(diào)試及墻地磚缺陷解決措施》著者根據(jù)自己豐富的實際工作經(jīng)驗，對生產(chǎn)中遇到的各種輥道窯調(diào)試及墻地磚缺陷問題進行了系統(tǒng)的分析和總結(jié)，對陶瓷熱工理論作了全面、系統(tǒng)的論述，還對生產(chǎn)實際操作過程中的具體案例進行了細(xì)化剖析，提供了可行的、有效的解決方案。