基于Unity3D的人防工程三维可视化设计

张昆 王星东 孟超

摘 要：以人防工程的建筑物结构和地形为模板，通过三维建模软件3DS MAX构建人防工程三维模型，并进行纹理贴图。然后将模型以FBX格式导入Unity3D中，实现交互及漫游功能，最后生成一个能够在PC机上独立运行的人防三维系统。此系统可通过第一人称视角漫游、进行防空演练模拟、定点定位、展示人防工程相关的图片和音频资料。

关键词：3DS MAX；三维建模；人防工程；Unity3D

中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）23-0036-02

3D Visualization Design of Civil Air Defense Projects Based on Unity3D

ZHANG Kun WANG Xingdong MENG Chao

（College of Information Science and Engineering， Henan University of Technology，Zhengzhou Henan 450001）

Abstract： Taking the structure and terrain of the existing civil air defense projects as the template， and the 3D model of civil air defense engineering was constructed by 3DS MAX， and the texture mapping was constructed. Then the model was introduced into the Unity3D by FBX format， and the interaction and roaming function could be realized. Finally， a three-dimensional system of civil defense which could run independently on the PC machine was generated. The system could cruise through the first person perspective， conduct air defense exercise simulation， fix point positioning， display relevant pictures and audio data of civil air defense works.

Keywords： 3DS MAX；3D modeling；civil air defense projects；Unity3D

人防工程，也称为人防工事，是在战争时期为了保障人力物力、医疗救护和人防指挥而修建的地下建筑以及用来防空的地下室，能够有效地防止空袭，保护人力物力，为战争胜利提供保障[1]。自第二次世界大战以来，人防工程开始被各国重视，并且在国内外得到了迅速发展。其中美国已经建造了能够容纳2.4亿人的人防工程，约占其总人口的75%。瑞士建有1 600多个民防指挥所，20多万个人员掩蔽部，可实现全国所有人口都有掩蔽位置。国内最早的人防工程是始于20世纪60年代掀起的“深挖洞，广积粮”的浪潮之时。时至今日，计算机三维技术推动着各个领域的发展，国内人防工程已发展到能够与发达国家相媲美的水准。计算机三维技术是可利用现代高科技手段生成沉浸交互式虚拟场景，该技术目前已成为信息技术中一个被广泛关注、研究及开发的重点。

1 信息的采集与模型的建立

1.1 信息的采集

在建立人防工程建筑物模型之前，必须具有建筑物的深度、高度、比例等信息。为保证建筑物信息的真实准确性，一般采用实地测量拍摄。对个别特殊地物进行多次测量并求平均值。拍摄时的照片质量将会直接影响后期人防工程整个场景的效果，所以对拍摄时的光照条件、拍摄角度、拍摄方式、照片分辨率等均有较高的要求。此外，还要注意人防建筑物的整体照片和细节效果，尽量减少拍照的数量。

1.2 模型的建立

三维模型是整个场景中的主体，直接关系后期用户的体验。利用3DS MAX软件中多边形建模法进行建模，把模型转换为可编辑多边形，然后打开修改器面板进行点线面的修改，根据需要进行编辑。模型不能过于简单，过于简单的模型的面数会很少，這样会使模型的许多细节都不能展示出来，最终导致模型与真实相差太远；但建筑物的面数也不能太多，面太多会导致文件过大，可能会使系统运行卡顿，并且不容易渲染，影响用户的体验效果。所以，一般采用折中的方法，即用少量的面来模拟出真实世界中的三维建筑物或者删除掉一些不可见的面[2]。为使模型看起来更加真实，使用UVW贴图修改器调整贴图大小和分布情况。

2 模型的导入和场景的建立

2.1 模型的导入

首先，将完成的模型以FBX格式导出，导出时需要设置单位，注意选择嵌入媒体，否则会导致贴图丢失。然后，把导出的FBX文件导入Unity3D中，这时会自动生成材质球，需要设置材质球、对贴图类型选择和贴图等。将3DS MAX在默认设置下导出的模型导入Unity3D中会出现X轴心反向偏转，所以导出前需将整个模型沿X轴旋转90°。

2.2 场景的建立

构建场景时，首先要加载二维平面图，然后把之前的贴图导入项目所对应的文件夹，再将模型文件拖入场景文件夹中，在Unity3D模型库中选择比较合适的模型，从整体上把握模型的尺寸和颜色。为丰富场景，可以适当添加树木花草，还可以进一步调整光源显示效果、粒子效果等[3]。

3 软件的发布

首先，选择所创建的场景，此系统包含第一人称漫游、防空演练、定点定位等多个场景。因为发布后系统是按索引值载入场景的，所以首页场景索引必须为0，再依次添加其他场景。然后，选择目标平台，以PC平台的形式发布。做好发布的准备后Unity3D会生成一个数据文件夹和一个.exe可执行文件。运行文件，系统即可运行，且操作界面友好。如图1所示。

4 结语

本设计是通过三维建模软件制作的三维可视化人防系统，包含大量人防建筑、地形、树木等模型。该系统可以让用户用以第一人称进行人防演练、漫游、定点定位、观看音视频，使用户真正体验交互式的三维人防系统。

参考文献：

[1]李红波，李博成.浅谈人防工程的平战结合[J].浙江建筑，2010（5）：8-10.

[2]付从梅.人防工程三维可视化系统设计与实现[D].西安：西安科技大学，2014.

[3]朱玉.基于Unity3D漫游系统的设计与研究[J].信息安全与技术，2014（12）：78-81.