基于VR技術(shù)的大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐

張玉芹

摘 要：VR技術(shù)，又稱虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是通過計(jì)算機(jī)的圖形與仿真技術(shù)、立體顯示技術(shù)、傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、語音輸入輸出技術(shù)、空間定位技術(shù)等相關(guān)技術(shù)集合發(fā)展而成的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。VR技術(shù)完美的契合了電子游戲的設(shè)計(jì)與體驗(yàn)需求，因此其在游戲領(lǐng)域有著極大的發(fā)展空間與良好的前景。

關(guān)鍵詞：VR;虛擬現(xiàn)實(shí);體感游戲

0 前言

VR技術(shù)，又稱虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是通過計(jì)算機(jī)的圖形與仿真技術(shù)、立體顯示技術(shù)、傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、語音輸入輸出技術(shù)、空間定位技術(shù)等相關(guān)技術(shù)集合發(fā)展而成的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。VR技術(shù)完美的契合了電子游戲的設(shè)計(jì)與體驗(yàn)需求，因此其在游戲領(lǐng)域有著極大的發(fā)展空間與良好的前景。近年來，由于游戲市場的火爆，各大游戲廠商“兵戈相見”，競爭十分激烈，而因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互性、沉浸性、構(gòu)想性的特征可以給消費(fèi)者帶來更高的游戲體驗(yàn)，各大廠商也紛紛將目光投向了VR游戲，也從而促進(jìn)了VR游戲的發(fā)展。

VR技術(shù)的特征與數(shù)字媒體設(shè)計(jì)學(xué)科有著非常緊密的聯(lián)系，本文旨在引導(dǎo)學(xué)生從游戲的策劃、腳本創(chuàng)作、美工制作、程序制作、特效制作等跨專業(yè)合作一款完整的VR游戲，在VR游戲體驗(yàn)的沉浸性、逼真性等方面進(jìn)行探索與嘗試。本文將重點(diǎn)分析如何引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合VR技術(shù)的相關(guān)特點(diǎn)，運(yùn)用VR技術(shù)在《VR星際大戰(zhàn)》設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與實(shí)踐。

1 創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)施過程

1.1 市場調(diào)研

構(gòu)思階段時(shí)，小組計(jì)劃制作一款大家都感興趣的射擊類游戲，后在大家對于射擊類游戲市場的調(diào)研下，試玩了一款名叫《VR城市突擊隊(duì)》的VR游戲，場景樸素，游戲玩法單一。思考過后，小組把游戲的題材定為星際科幻體驗(yàn)為主題的射擊類游戲，運(yùn)用VR技術(shù)，玩家扮演一名星際守望者，任務(wù)是守護(hù)星際通訊塔并消滅所有敵人?？蛇\(yùn)用光子發(fā)射器、鐳射槍、能量炮等武器來守衛(wèi)星際通訊塔，會(huì)有大量的星際破壞者前來毀壞通訊塔，星際守望者必須捍衛(wèi)他的使命，不到最后一刻，決不能倒下，并把第一關(guān)定為浩瀚的星空宇宙。

游戲畫面風(fēng)格小組參考了《VR城市突擊隊(duì)》和《憤怒機(jī)器人》這兩款游戲。兩款游戲同為科幻風(fēng)格，畫面精致，游戲中可以親身體驗(yàn)到槍林彈雨之中的快感，武器和場景的設(shè)計(jì)也十分逼真，也能更加突出VR技術(shù)沉浸性、代入感更強(qiáng)的技術(shù)特征。游戲玩法上，玩家需要控制主角拿起武器在充滿逼真效果的環(huán)境下完成一系列的戰(zhàn)斗射擊任務(wù)。游戲的畫面細(xì)膩精美，淅淅瀝瀝的雨聲和猩紅的鮮血襯托著戰(zhàn)況的激烈，你需要使用藍(lán)牙手柄控制，時(shí)刻轉(zhuǎn)動(dòng)以防敵人的攻擊。

1.2 前期設(shè)計(jì)

（1）游戲背景設(shè)定。以星際科幻體驗(yàn)為主題的射擊類游戲，運(yùn)用VR技術(shù)，玩家扮演一名星際守望者，任務(wù)是守護(hù)星際通訊塔并消滅所有敵人?？蛇\(yùn)用光子發(fā)射器、鐳射槍、能量炮等武器來守衛(wèi)星際通訊塔，會(huì)有大量的星際破壞者前來毀壞通訊塔，星際守望者必須捍衛(wèi)他的使命，不到最后一刻，絕不能倒下。

游戲類型：即時(shí)對戰(zhàn)游戲、第一人稱視角射擊類游戲

游戲環(huán)境：太空

視角：第一人稱視角

畫面：3D畫面

（2）游戲場景設(shè)定。游戲原型中主要以混沌宇宙中的X星球?yàn)楸尘?。共由兩組場景組成，分別為科幻感極強(qiáng)的室內(nèi)“水立方”空間、室外星際鐳射塔星空場景。其中“水立方”的空間原型參考Stanley Kubrick的電影Space Odyssey 2001（2001：太空漫游）中建筑物，力求表現(xiàn)出登錄界面的強(qiáng)烈的科幻太空艙的空間感;場景二的星際鐳射塔星空場景由浩瀚的星空、星際鐳射塔、貧瘠的植被及陳舊的道具設(shè)施組成，玩家身臨其境的時(shí)候能夠感受到外太空的廣袤無垠、神秘深邃。

（3）游戲道具設(shè)定。不同道具的轉(zhuǎn)換也是這款游戲的引人入勝之處。玩家可以通過光子發(fā)射器、鐳射槍、能量炮等武器來攻擊星際破壞者守衛(wèi)星際通訊塔。不同的道具的攻擊力度不一樣，需要美工及特效根據(jù)原畫設(shè)定盡可能地制作精美的細(xì)節(jié)。

1.3 游戲交互設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的單純以手柄按鍵輸入的游戲方式已經(jīng)滿足不了玩家了，人們需要的不僅是隔著屏幕去體驗(yàn)游戲，更需要的是游戲給人們帶來的感官體驗(yàn)和身體互動(dòng)，讓玩家切實(shí)感受到自己與星際守望者合二為一，讓其成為“現(xiàn)實(shí)”，玩法不再是從前單一的展示，而是真正意義上讓其成為一款可以交互、沉浸其中的體感“游戲”。此款游戲運(yùn)用HTC VIVE作為游戲的控制設(shè)備，玩家通過肢體運(yùn)動(dòng)來控制游戲中角色的動(dòng)作，用手柄控制器完成射擊、觸碰、拾取等動(dòng)作，使得玩家能夠全身心地沉浸到游戲中。根據(jù)游戲的內(nèi)容和關(guān)卡的設(shè)定，主要設(shè)計(jì)出以下幾大交互模塊：射線發(fā)射以及碰撞檢測模塊、語音模塊、特效模塊、鏡頭移動(dòng)模塊（瞬移）、實(shí)例化模塊（敵人，以及玩家發(fā)射的子彈等）、物理屬性及碰撞檢測、記錄數(shù)據(jù)模塊、文字的提示模塊、玩家的控制模塊（移動(dòng)）、關(guān)卡場景的切換、銷毀模塊。

1.4 三維美工制作

（1）此款游戲的周邊及場景都是運(yùn)用3Ds Max軟件來構(gòu)建，玩家在VR游戲中，模型的運(yùn)動(dòng)可能會(huì)帶來部分的卡頓，也可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。但是周圍場景的模型面數(shù)較高就不會(huì)有卡頓的情況，也會(huì)使游戲看起來豐富。所以制作星際鐳射塔的時(shí)候用的是低模，而場景的模型是面數(shù)就會(huì)較多，完成模型的構(gòu)建后，用這個(gè)軟件完成UV分展，存儲(chǔ)后，然后再運(yùn)用PhotoShop軟件完成貼圖的制作。整個(gè)游戲是寫實(shí)風(fēng)格，所以貼圖的制作多為細(xì)節(jié)貼圖，細(xì)節(jié)部分需要進(jìn)行深入的刻畫和繪制，以此達(dá)到場景效果的逼真和細(xì)膩。

（2）三維美工制作中主要運(yùn)用的是建模貼圖、骨骼綁定和模型動(dòng)畫部分，還有就是unity地形的創(chuàng)建，建筑模型的創(chuàng)建和擺放。但隨著游戲場景的不斷豐富，工程文件的數(shù)據(jù)也會(huì)增加好多，大場景中模型的面數(shù)也會(huì)增加。會(huì)導(dǎo)致電腦有些卡頓所以在導(dǎo)入引擎之前必須要確保模型和模型動(dòng)畫的準(zhǔn)確性，以免后期帶來不必要的麻煩。需要每個(gè)人都裝有統(tǒng)一版本的unity軟件，在導(dǎo)入大場景之前，自己先導(dǎo)入unity中檢查模型、模型動(dòng)畫的準(zhǔn)確性。確認(rèn)無誤后再提交至程序那邊。

（3）在unity當(dāng)中，美工可以配合程序員在里面調(diào)節(jié)物體的位置大小，場景的過渡、最后賦予燈光，看效果然后調(diào)整細(xì)節(jié)，程序員有美工的協(xié)助，操作起來會(huì)方便很多，最終視覺效果也會(huì)更符合需求。

2 實(shí)踐反思和總結(jié)

這一步是每次項(xiàng)目實(shí)施中的重要環(huán)節(jié)，不僅是對教師教學(xué)實(shí)施也是對學(xué)生技能的一個(gè)反思提升過程。摘自學(xué)生的總結(jié)日志：“整個(gè)課程在幫助我提高對三維空間的想象的同時(shí)也讓我在靈活運(yùn)用三維制作軟件上更加得心應(yīng)手。整個(gè)學(xué)習(xí)制作的過程發(fā)現(xiàn)自己的思維原來是有跳躍性的，學(xué)會(huì)了舉一反三，不再局限于平面作圖的思考，更能立體的去想象物體的立體表現(xiàn)與最終呈現(xiàn)出的效果。同時(shí)我也更加深入了解材質(zhì)結(jié)合具體案例應(yīng)該如何表現(xiàn)，熟悉材質(zhì)的參數(shù)及燈光的設(shè)置，使之渲染出真實(shí)的角色與場景?！?/p>

在有限的課堂教學(xué)中通過完整項(xiàng)目的實(shí)踐不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，讓學(xué)生真正做到學(xué)以致用，學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性明顯得到提高，取得了較好的學(xué)習(xí)效果。每個(gè)學(xué)生承擔(dān)任務(wù)中的不同職責(zé)崗位，使每個(gè)人能找到自己的興趣點(diǎn)，更能清晰地定位自己的職業(yè)角色，這樣更有助于職業(yè)規(guī)劃。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 王寒，等. Unity AR/VR開發(fā)：從新手到專家[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2017.