基于Unity3D的虚拟校史馆漫游交互系统开发与应用——以辽宁省交通高等专科学校校史馆为例

张 昉

(辽宁省交通高等专科学校，辽宁 沈阳 100122)

0 引言

随着第三代互联网技术的发展，虚拟现实技术逐渐与Web技术相融合，创造出许多基于网络的虚拟环境。虚拟博览会、虚拟太空、虚拟社区等项目成为虚拟现实技术发展的新方向。这种新兴的Web VR(网络虚拟现实)技术，将现实中的展览馆搬到了网络，用户在足不出户的情况下，就可以进行参观浏览。对于学校而言，基于Web的虚拟校史一方面有利于发扬学校历史文化传承，另一方面解决了学校校史馆参观场地局限和时间限制等问题，同时为我校开展新技术研究提供了更好的平台。本文以辽宁省交通高等专科学校虚拟校史馆为例，从开发虚拟校史馆意义、系统模块设计、系统开发流程和支持运行方式等方面进行探讨。

1 开发虚拟校史馆的意义

VR校史馆系统以辽宁省交通高等专科学校校史馆为背景，采用Unity3D 技术与Web技术，模拟现有校史馆，用户可通过网络浏览方式参观校史馆。该系统具备广泛的服务功能，能够解决很多实际问题。

1.1 解决地域性问题

在现实生活中，参展者必须先到达展览馆所在地才能进去游览。因地域限制或场馆开放时间等客观原因，实地参观无法实现。VR校史馆系统能很好地解决该问题，让更多人都能通过网络浏览展览馆[1]。

1.2 解决实地展览馆人数限制的问题

因参观人数、参观时间以及参观场地保护性等客观原因，一般实地展厅的人数是有一个明确的上线规定的，如果超出了这个上线，就影响参与者的参展体验，还会造成工作人员的工作压力。VR校史馆系统就可以很好地缓解这个问题。用户可以通过网络展览馆进行参观，而校方也可以在不影响展厅普及的情况下，限制参观人数、场次。

1.3 可360°参观，具备交互性、沉浸性和可扩展性

现实展览馆采用实体展示方式，其功能有限，且价格不菲。而网络虚拟展览馆有强大的交互性、沉浸性和可扩展性。其可以让参观者沉浸式体验展馆，不受到其他观者影响，具备交互性可以让观者快速切换参观地点更人性化地进行地理位置转移，甚至可以穿梭在各个展厅之间，告别传统缓慢的步行方式[2]。同时虚拟展览馆还具备扩展功能，根据主办方需求虚拟增加展馆，为未来实际场馆建设提供参考。更重要的一点是，他的展品可以360°全方面展示，游客可以通过鼠标操作，全方位地了解这些展品。

1.4 增强现实的艺术表现

网络数字展览馆可以在对现实展览馆的高度还原基础上进行新的创造，源于现实，而高于现实。通过镜头控制，特效效果，新颖的交互，多元化的功能，达到现实展览馆无法到达的艺术新高度[3]。

2 虚拟校史馆模块化设计

本课题以辽宁省交通高等专科学校校史馆为背景，针对校史馆的序厅、历史沿革厅、建设成就厅、专题展示厅、未来展望厅等5个部分，建立一个Unity3D 和Web 技术相结合的校史馆漫游系统。研究并设计出校史馆系统中的各个模块并逐一实现。

首先系统开发环境选择支持多平台多功能游戏开发软件Unity3D，该软件支持Java Script、C#和Boo这3种脚本语言。本文所述的项目开发选用C#进行编程。

结合前期调研，设计VR校史馆系统架构如图1所示。

用户以B/S结构方式，通过访问网络地址打开服务器端的VR校史馆系统，结合鼠标、键盘以及切换按钮等进行浏览访问。

根据校史馆系统结构图，设计WebVR校史馆系统的功能模块如图2所示。

图2 系统功能框

系统功能模块设计主要分漫游功能模块和场景切换功能模块。其中场景漫游功能模块通过鼠标滑动和键盘方向键控制，实现360°观赏效果可以对序厅、历史沿革厅、建设成就厅、专题展示厅、未来展望厅等5个部分进行漫游式浏览。场景切换功能模块设计则是根据参观需求能够通过首界面上A、B、C 3个命令按钮实现校史馆场景快速切换，满足因不同参观目的用户实现场景转移、穿梭功能。

3 虚拟校史馆开发流程

根据系统功能模块设计，结合软件工程开发流程，再对系统进行需求分析、调研之后，首先对现场进行二维数据信息采集。根据实地测量数据结合CAD制图软件生成平面图纸，使用Sketch Up快速建模软件生成场馆模型，最后在Unity 3D软件中将完成整体场景的搭建。同时使用C#编程语言实现场景的漫游和交互操作。系统开发过程中使用黑白盒进行功能测试。开发流程如图3所示。

图3 系统开发流程

4 虚拟校史馆运行方式设计

根据VR校史馆功能设计，考虑一些用户因网络硬件或网络安全限制等问题，系统生成可执行程序安装包，支持客户端服务器浏览方式(C/S)。用户可以从网页下载安装包，安装到个人PC上，进行VR校史馆漫游参观。因此该系统满足浏览器/服务器(B/S)和客户端/服务器(C/S)两种使用方式。

5 结语

综上所述，VR校史馆系统具备广泛、明确的意义，能够便利地展示学校教育教学成果，有利于学校开展人文和德育教育，对学生素质教育、基因传承、校风建设等具有现实意义。