基于Unity 3D的虚拟现实跑酷的设计与开发

王一涵　孙东　于承扬　安泓宇　范慧敏　佟胜伟

【摘要】虚拟现实就是利用电脑模拟一个三维世界，可以给用户提供有关于感官方面的体验。在这一基础上，本文设计的基于Unity 3D的虚拟现实跑酷系统。我们设想把虚拟现实与跑酷相结合，给用户一个安全、逼真的室内跑酷系统。本文进行了虚拟现实框架层的研究分析，结合客户端的实际要求，对虚拟现实的控制策略进行研究。

【关键词】Unity 3D 虚拟现实 跑酷

一、引言

随着计算机处理图形的技术日益提高，具有交互技术的虚拟现实技术也越来越被大众所熟悉，成本也远远低于以前。虚拟现实技术是保证3D技术得到全面实现的关键，因此本文将从在 Unity3D平台开发虚拟现实的技术角度出发，对相关的设计工作进行研究，并制定相关措施。作为一门新兴产业，虚拟现实正如雨后春笋一般积极发展。关于虚拟现实跑酷，用户则更加希望沉浸性的操作以及真实的体感交互，本系统将为跑酷发烧友提供更加刺激、安全的平台。本文利用c#语言进行脚本开发，重点研究 Unity3D平台上的交互以及建立在它之上的游戏引擎的体感交互。虚拟现实不仅实现了较为真实的沉浸体验，更加突出了交互式，使用户可以参与到虚拟环境并与之互动。

二、系统的研究目的

1、Unity 3D平台

Unity3D同其他的交互式引擎类似，都可以在Windows平台上运行与操作。Unity 3D与虚拟现实结合开发跑酷健身系统的流程分别是资源管理、场景构建、系统发布。Unity 3D平臺主要为用户提供一种上下文设计的服务，保证虚拟现实的流畅性，提高虚拟现实系统的工作效率。

2、系统主要研究内容

本项目开始阶段主要研究对需求的分析，需要实现功能的调查，对各个功能实现难度的分析，综合确定项目最终要实现的功能，确定后再利用平台进行建模;其次本项目利用Unity 3D平台进行虚拟现实的搭建，调试成为适合本项目的技术，供操作平台的使用，同时讨论怎样实现将虚拟现实技术与跑酷相结合，给用户带来刺激又安全的体验;在全面分析后，我们准备选择恰当的完成对虚拟现实的架构，将我们的系统与健身房现有的设备进行有机结合。

三、系统的设计与实现

1、架构设计

Unity 3D与虚拟现实结合开发跑酷健身系统的流程分别是资源管理、场景构建、系统发布。资源管理是一个非常广泛的概念，它包括了建模、脚本、声音等一系列组件文件，资源管理具体为准备资源，添加资源到场景，添加预设等。场景构建就是将资源集成在一起，添加到跑酷场景中，实现多元素融合，场景构建涉及到的关键内容包括编辑与元素。发布就是进入一个等深层次的修改，发布的目的就是生成一个安装包，将系统脱离于Unity 3D平台，具体的流程如下图。

2、3D建模

虚拟现实跑酷建模是一个非常关键的步骤，跑酷对尺寸要求不高，主要要求设计一些物体模型图。虚拟现实是一种关键技术，可以操纵游戏中的模型进行多人的体感交互，虚拟现实采用的技术很多。比如自然手势识别，图像识别，声音识别等。这些可以实现跑酷的跳跃、行走、躲避等动作。

四、系统的研究意义

1、从本项目的技术角度来分析

虚拟现实发展越来越好，逐步成熟，是对3D的进一步发展，必是将来娱乐健身行业的主要发展方向。该技术是将虚拟现实技术与跑酷结合起来，改变以往虚拟现实娱乐成本高，造价高的问题。

2、从本项目的研发角度来分析

学生通过对虚拟现实技术的研发，在需求分析、性能分析、总体设计、代码开发、终端调试这五个方面得到充足的锻炼，且学生通过创业项目将学习与实践相结合，能够将在校时间充分利用并锻炼自己，为国家提供了高科技创新型人才。

五、结语

当前虚拟现实技术迅速发展，各类虚拟现实系统不断诞生，传统枯燥无味的健身过程以及极具危险性的跑酷运动已经满足不了用户，我们采用Unity 3D开发虚拟现实与健身馆跑酷相结合，给健身带来一定趣味性，这在将来一定有非常大的市场。

参考文献：

[1]张帅，周恒杰，张琳涛.基于Unity 3D和Kinect的体感跑酷游戏开发关键技术设计与实现.三明学院学报.

[2]吴景，黄海峰，等.基于Unity 3D的多模块虚拟系统的设计与实现.数字化用户.

[3]杨雪，钱秉江.基于Unity 3D的河下古镇虚拟交互漫游系统的实现.数字化用户.