VR摘西瓜游戲制作技術(shù)淺議
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摘要：為了滿(mǎn)足人們虛擬采摘西瓜的愿望，提出一種vr摘西瓜游戲制作技術(shù)：首先使用Maya軟件創(chuàng)建游戲3D模型，接著使用QuixelBridge軟件制作材質(zhì)，然后使用Unity3D軟件搭建游戲場(chǎng)景、制作音效、設(shè)計(jì)圖形界面和設(shè)置SteamVR插件，最后通過(guò)C＃腳本編寫(xiě)游戲界面按鈕代碼和音效代碼。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明：制作的VR摘西瓜游戲交互性能強(qiáng)，畫(huà)面逼真，體驗(yàn)效果好。能夠給體驗(yàn)者帶來(lái)虛擬采摘樂(lè)趣，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞：VR摘西瓜；游戲制作；Unity3D；射線瞬移；C＃腳本
0引言
隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，市民對(duì)農(nóng)村的田野生活越來(lái)越疏遠(yuǎn)。城里長(zhǎng)大的孩子對(duì)蔬菜和水果的生長(zhǎng)知識(shí)知之甚少，一些家長(zhǎng)為了給孩子補(bǔ)充常識(shí)，會(huì)在周末或節(jié)假日帶著孩子去城郊或農(nóng)村采摘園進(jìn)行采摘活動(dòng)，采摘蔬菜和水果已成為市民親近自然、感受自然的一種新型的休閑方式。但是，對(duì)那些工作十分忙碌的家長(zhǎng)而言，很少有時(shí)間帶孩子去鄉(xiāng)村體驗(yàn)采摘生活［1］。據(jù)此，設(shè)計(jì)與制作了一款VR摘西瓜小游戲，希望能夠滿(mǎn)足市民足不出戶(hù)、虛擬采摘西瓜的愿望，從而達(dá)到親近自然、感受自然的目的。
1游戲設(shè)計(jì)
1．1軟件工具與方法
使用Unity3D（2019版）作為游戲開(kāi)發(fā)主軟件。使用Maya軟件創(chuàng)建游戲3D模型，將“瓜棚”“干草卷”等3D模型導(dǎo)出為．fbx格式文件，并拖到Unity3D的Project視圖中，再逐一添加MeshCollider網(wǎng)格碰撞體，使用SteamVR插件、射線瞬移和編寫(xiě)C＃腳本實(shí)現(xiàn)西瓜地的交互式漫游設(shè)計(jì)［2－3］。使用QuixelBridge軟件制作材質(zhì)，導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D軟件中，并賦予3D模型材質(zhì)（直接將材質(zhì)庫(kù)里的西瓜模型導(dǎo)出到Unity3D中）。將音效文件yinxiao．mp3拖至Unity3D的Project視圖Assets中，通過(guò)Compo－nent／Audio／AudioSource添加音頻源。
1．2游戲交互設(shè)計(jì)
在使用Unity3D軟件搭建完成“地形”“樹(shù)木”等游戲場(chǎng)景后（如圖1所示），接著進(jìn)行游戲交互設(shè)計(jì)。本游戲的交互設(shè)計(jì)流程是：首先進(jìn)入游戲首界面，點(diǎn)“開(kāi)始游戲”按鈕進(jìn)入游戲，通過(guò)射線瞬移可移至西瓜地的每一個(gè)角落，用HTCVive兩個(gè)手柄的扳機(jī)鍵可以采摘西瓜，可把采摘的西瓜都集中在瓜棚下。
2游戲制作關(guān)鍵技術(shù)
本游戲的主要制作流程是：按VR摘西瓜游戲要求調(diào)研分析各個(gè)模塊的功能，如具體制作中，虛擬場(chǎng)景中的模型和紋理貼圖都來(lái)源于真實(shí)場(chǎng)景，使用Maya軟件創(chuàng)建游戲3D模型，使用QuixelBridge軟件制作材質(zhì)，使用Unity3D軟件搭建游戲場(chǎng)景、制作圖形界面、設(shè)置SteamVR插件、編寫(xiě)C＃腳本語(yǔ)句、制作音效和發(fā)布游戲［4－5］。
2．1游戲首界面按鈕交互控制
2．2創(chuàng)建玩家預(yù)設(shè)體Player在Unity3D資源商店中搜索并下載安裝SteamVR插件，將Project視圖中的玩家預(yù)設(shè)體Player拖入到Scene視圖的游戲場(chǎng)景中，關(guān)閉主攝像機(jī)MainCamera，點(diǎn)播放按鈕，戴上HTCVive頭盔，以玩家Player視角進(jìn)入游戲場(chǎng)景。
2．3射線瞬移交互控制
首先將SteamVR中的Teleporting．prefab拖到游戲場(chǎng)景中，添加射線瞬移預(yù)設(shè)體。接著復(fù)制一個(gè)地面（Plane1）用于傳送區(qū)域處理，將TeleportArea．cs添加到Plane1上。再找到SteamVR中的Tele－portPoint．prefab拖到游戲場(chǎng)景中，點(diǎn)擊HTCVive手柄的觸控板控制射線瞬移。按此方法，在西瓜地各角落中添加若干個(gè)Teleportpoint．prefab［6－7］，可實(shí)現(xiàn)整個(gè)西瓜地中的定點(diǎn)射線瞬移。
2．4抓取拋擲制作
為西瓜添加剛體Rigidbody組件、速度估算腳本VelocityEstimator、懸停事件InteractableHover－Events、拋擲Throwable后，就可以使用HTCVive兩個(gè)手柄的扳機(jī)鍵采摘、拋擲西瓜。
2．5給游戲添加音效
選中西瓜，為西瓜添加SphereCollider組件。在西瓜上添加一個(gè)AudioSource組件，并指定Au－dioClip為音效文件yinxiao．mp3。取消勾選PlayOnAwake和Loop復(fù)選框。在Project視圖中創(chuàng)建一個(gè)新的腳本，將其命名為GuaCollider．cs，輸入下列代碼［8－9］：usingSystem．Collections；usingSystem．Collections．Generic；usingUnityEngine；publicclassGuaCollider：MonoBehaviour｛／／定義一個(gè)AudioSource對(duì)象AudioSourceguaAudio；voidStart（）｛／／初始化音效guaAudio＝GetComponent＜AudioSource＞（）；｝／／當(dāng)發(fā)生碰撞的時(shí)候調(diào)用該方法publicvoidOnCollisionEnter（Collisioncollision）｛／／播放音效guaAudio．Play（）；｝｝。
2．6游戲的發(fā)布
在Unity3D的菜單欄中選擇File→BuildSettings命令，在Platform處選擇默認(rèn)的PC，Mac＆LinuxStandalone，單擊Build按鈕［10－11］，選擇可執(zhí)行文件保存的路徑，然后等待生成可執(zhí)行文件，即可完成游戲發(fā)布到PC平臺(tái)。
3實(shí)驗(yàn)測(cè)試
3．1實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)圖2游戲首界面實(shí)驗(yàn)測(cè)試選用的測(cè)試平臺(tái)是VR圖形運(yùn)算工作站：i7－9700CPU；操作系統(tǒng)：Windows10，64位；內(nèi)存：32GB；顯卡：GeForceRTX2060SUPER；HTCVive頭盔，HTCVive操控手柄。
3．2實(shí)驗(yàn)測(cè)試與結(jié)果分析
直接運(yùn)行該游戲的．exe文件，進(jìn)入游戲的首界面（如圖2所示）。點(diǎn)“開(kāi)始游戲”按鈕進(jìn)入游戲，戴上HTCVive頭盔，通過(guò)兩個(gè)HTCVive操控手柄可實(shí)現(xiàn)在西瓜地中的交互式虛擬漫游。（1）射線瞬移測(cè)試。使用HTCVive手柄操控，通過(guò)射線瞬移可準(zhǔn)確地傳送到西瓜地中預(yù)設(shè)的若干個(gè)傳送點(diǎn)（如圖3、圖4所示）。本測(cè)試通過(guò)，定點(diǎn)傳送準(zhǔn)確。（2）采摘西瓜體驗(yàn)測(cè)試。通過(guò)HTCVive操控手柄可采摘西瓜（如圖5所示），并可搬運(yùn)西瓜至目的地（如圖6所示）。測(cè)試通過(guò)，體驗(yàn)效果良好。（3）音效測(cè)試。當(dāng)西瓜落到地面上時(shí)，就會(huì)發(fā)出音效聲。本測(cè)試通過(guò)，聲音效果良好。
4結(jié)語(yǔ)
本研究完成的小游戲?qū)崿F(xiàn)了VR采摘西瓜的體驗(yàn)效果，能夠?yàn)轶w驗(yàn)者帶來(lái)摘西瓜的喜悅感，達(dá)到了親近自然、感受自然的目的。但游戲的交互體驗(yàn)項(xiàng)目偏少、動(dòng)景少、天空中無(wú)飛鳥(niǎo)、無(wú)人物元素等。下一步的研究將增加游戲的交互式體驗(yàn)項(xiàng)目，豐富游戲的動(dòng)態(tài)場(chǎng)景元素，使得游戲場(chǎng)景元素更加豐富、娛樂(lè)性能更強(qiáng)。
作者:魏三強(qiáng) 蔣正銓 張曉光 單位:宿州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)