基于Unity3D的虛擬漫游實現(xiàn)方法研究

繆明會 曹德飛 肖明慧 陸映峰

【摘要】隨著虛擬現(xiàn)實技術的飛速發(fā)展，各種3D引擎用于虛擬漫游系統(tǒng)的開發(fā)。本文針對利用unity3D引擎實現(xiàn)虛擬漫游的方法進行了探討和研究，闡述了利用C#語言進行虛擬漫游的腳本實現(xiàn)。

【關鍵詞】Unity3D;漫游系統(tǒng);虛擬現(xiàn)實

1 虛擬漫游介紹

1.1現(xiàn)狀分析

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

1.2國內(nèi)外發(fā)展趨勢

國外：美國是虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)源地，現(xiàn)如今已經(jīng)建立了空間站、航空、衛(wèi)星維護的虛擬訓練系統(tǒng);在歐洲，英國在輔助設備設計、分布并行處理和應用研究方面是領先的，在硬件和軟件的領域處于領先地位。

國內(nèi)：我國對于虛擬現(xiàn)實技術的研究和國外一些發(fā)達國家還存在相當大的一段距離，但隨著計算機技術的發(fā)展速度越來越快，我國各界人士對于虛擬現(xiàn)實技術也越來越重視，正在積極進行虛擬環(huán)境的建立以及虛擬場景模型分布式系統(tǒng)的開發(fā)等等。

2 虛擬漫游技術實現(xiàn)

在虛擬漫游腳本設計中，主要涉及到三個功能，分別是自動漫游、手動漫游和攝像機鏡頭縮放功能。

2.1自動漫游

自動漫游其實就是在場景中設置幾個遍歷點，類似于設置一條固定路線，然后讓攝像機去逐個遍歷點，采用的API是Vector3.MoveTowards，具體設計流程圖如圖1所示：

其中，腳本設計中的代碼實現(xiàn)情況如下所示：

（1）數(shù)組：此處設計一個列表存放遍歷點，控制相機逐個遍歷各個點并移動到當前遍歷點的位置（注：定義移動速度是為了方便用戶可以根據(jù)自己的需求來調(diào)整攝像機自動漫游的速度）：

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

publicGameObject roamCamera;//定義相機

public floatmoveSpeed;//定義移動速度

int i=0;//定義遍歷點變量

（2）按鍵改變漫游速度，此處可以設置一個范圍，如我在這里設置的是最小速度為0.5，最大速度為6，通過捕捉用戶鍵盤操作“+”、“-”，按動一次速度+-0.5，執(zhí)行流程圖如圖2所示：

（3）遍歷目標點（通過遍歷列表中的點，依次移動到目標點）：

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）控制攝像機的視野范圍（通過按住鼠標左鍵使得攝像機漫游時根據(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手動漫游

用戶自定義根據(jù)鍵盤WSAD鍵控制攝像機的移動。首先定義角色控制器及相機速度初始量，要設置一個角色控制器組件，其次定義移動速度并初始化，最后設置一個相機的組件讓相機圍繞角色運動。（注：角色可以設置為一個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WASD鍵控制移動：

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

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

//Vertical為水平軸 即表示AD鍵/左右鍵等

2.3攝像機鏡頭縮放

首先控制攝像機鏡頭縮放需要設置一個縮放速度，可以這樣定義：

public floatScaleSpeed=10.0f;

另外，需要在每一幀的運行中，也就是update方法中實時獲取到是否輸入了滑輪的操作.（注：這里主要的實現(xiàn)思想是通過滑輪控制攝像機的位置移動，也就控制了視野范圍的大?。?/p>

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現(xiàn)方法，可以根據(jù)自己設置的路線實現(xiàn)攝像機自動漫游功能，也可以通過鍵盤自定義控制攝像機移動來漫游整個場景。另外，當今已經(jīng)更新到5G時代，可以結(jié)合5G、VR、AR等技術進一步推廣，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。

參考文獻：

[1]祝敏嬌.基于Unity3D的虛擬漫游技術的研究[J].硅谷，2012.

[2]干建松.基于Unity 3D的室內(nèi)漫游的關鍵技術研究[J].鹽城工學院學報，2011.

[3]王愛軍，李中永，顏世波.基于Unity 3D的博物館虛擬漫游系統(tǒng)設計[J].湖南工程學院學報，2019.