基于Unity3D福建省海洋立体实时观测网交互展示系统

基于Unity3d的福建省海洋立体实时观测网交互展示系统摘要：本文将简要阐述如何通过Unity3D平台开发，采用3Dmax等建模工具，结合javascript和C#语言实现交互，最终实现福建省海洋立体实时观测网数据的虚拟模型展示。搭建这样一个不受时间空间限制的虚拟展示平台，对福建省海洋立体实时观测网在宣传、展示方面具有重要的意义。【关键词】虚拟现实；unity3D；漫游系统；福建省海洋立体实时观测网；交互设计。随着虚拟现实技术的发展和互联网技术的普及，越来越多的商业机构采用虚拟现实技术展示产品，进行宣传，提高品牌影响力。用于开发虚拟交互技术的平台很多，本文讲述借助Unity3D平台开发的“福建省海洋立体实时观测网交互展示系统”。该展示系统将有利于用户更直观地了解福建省海洋立体实时观测网（以下简称“观测网”）。一、观测网介绍观测网由海基、岸基、天基构成，从空中、海面、水体、海底及沿岸陆地对海洋实施全方位、多要素的立体观测，实时获取的海洋水文、气象及生态要素：大浮标直径十米，高十米，由锚系固定在海里，布放在台湾海峡中线附近海域，可实时获取海面风、浪、流等数据，是防御海洋灾害的第一道防线；小浮标布放在沿海港湾及赤潮多发区，搭载生物、水文、气象等观测设备，用于监测赤潮和海浪；潮位站主要用于观测潮汐、风暴潮和气象，进行预报和预警报等工作；高频地波雷达主要用于观测大面海表流场、风场和浪场；卫星遥感监测系统，可接收我国海洋二号（HY-2）动力环境卫星和美国MODIS水色卫星准实时数据；海洋二号卫星监测大面风、海温和沿轨海浪，MODIS卫星主要监测海洋中叶绿素，海温等。观测网交互展示系统采用数字信息化的三维交互技术，包括信息的获取、环境的模拟及三维展示。三维可视化技术与虚拟现实技术的相结合，以及观测数据的实时获取，真实地再现海洋实际地理环境动态状况，使该系统具有动态性、实时性、可交互性的特点。这个基于Unity3D引擎开发的虚拟展示系统，实现了在Unity3d中包括按指定路径巡游、运用鼠标滚轮动态观察对象、更新和删除对象等关键技术。对比模型沙盘海洋观测网，该虚拟展示系统有外观不易变形、不易褪色、可以长期保存、不受存放场地限制，不受参观访问量限制等优点。二、虚拟现实系统的概念虚拟现实又称VR，是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作，实时交互的虚拟环境。Unity3D是跨平台的游戏开发软件，具有可视化的编程功能。福建省海洋立体实时观测网正是使用Unity3D技术实现虚拟场景实时渲染、设计用户界面、虚拟场景与数据库交互，达到三维模型与数据代码整合、三维虚拟漫游以及三维仿真交互。Unity3D开发的系统维护简单，对构建虚拟系统进行相关视景仿真方向的研究具有实用意义与参考价值。三、观测网系统开发流程基于Unity3D开发的福建省海洋立体实时观测网。利用3DMax等三维建模软件构建观测网内各种物体的模型，转化为以Unity3D可以兼容的.fbx格式导入，导入后可以在Unity3D中贴图，添加灯光效果。场景构建后，进行系统交互设计，内容包括漫游行走的交互和界面菜单的交互，其后进行性能测试，最终生成可执行文件，即观测网交互展示系统。三维立体的展示模式，能让使用者产生更好的体验。在观测网中，可以选择自动导航、手动导航和退出导航的按钮。根据选择进入想要观看的场景，实现漫游模式。这就需要结合代码实现跳转场景的功能。福建省海洋立体实时观测网系统GUI设计以“自动导航”的代码为例，具体如下：functionOnGUI(){if(menuShow==false){return;}if(GUI.Button(Rect(Screen.width/2-30，Screen.height/2-50，80，30)，自动导航)){print(Youclickedthebutton!);Application.LoadLevel(1);menuShow=false;}}碰撞检测技术，碰撞检测最基本的是模拟现实环境中的物体在遇到障碍物时发生的本能反应，遇到墙壁时，不能前行，使用脚本语言实现控制:functionOnCollisionEnter(obj:Collision){Debug.Log(obj.gameObject.name);}系统设置了内置音效，可实时介绍相应场景内容。用户可以根据自己的需要打开或关闭讲解，具体实现关键代码如下：if(buttonshow==true){if(GUI.Button(Rect(Screen.width*(1f-120f/screenw)，Screen.height*(1f/2f-250f/screenh)，(Screen.width*120f/screenw)，(Screen.height*50f/screenh))，音乐开关)){soundshow=!soundshow;}}场景的优化，3D图形的面数越多，渲染时消耗系统资源就越多，将用户看不到模型的面、线删除，同时对合并的物体使用一种材质以加快渲染的速度。灯光的优化，Unity3D中有顶点灯光和像素灯光，在漫游场景中通过采用顶点灯渲染，即使是配置低的计算机也可以较流畅地运行。四、创建简单漫游1.以观测网交互展示系统为例，观测网建模中使用的图片、文件、文件夹等以及模型中物体、材质等的名称都不使用中文或者特殊符号，使用英文字母、数字、下划线。2.调整建模的尺寸和优化模型。3.烘培光影的设置。4.模型的中需要设置轴心为物体对称中心。5.将Max文件中用到的图片都拷贝到Textures目录下。6.再打开Max文件，导出为FBX文件，使用默认设置，FBX文件也放置在和Max文件相同的目录下。导出的时候，可将模型简单的分类，分别导出将包含Max文件、Fbx文件和Textures文件夹的文件夹拷贝到Unity3D项目的Assets目录下。在下一次用Unity3D编辑器开启本项目的时候，编辑器将自动导入/更新该文件夹中的信息，并生成Materials文件夹。7.Fbx导出插件下载地址：=123112&id=107758558.启动Unity3D编辑器9.选择刚才拷贝进来的文件中的Fbx文件，修改其中的Meshes下的ScaleFactor和GenerateColliders的属性。10.点击其他Fbx文件或者单击其他区域将弹出如下的对话框，点击Apply即可。五、系统功能演示1.解压“福建省海洋立体实时观测网”压缩包文件。2.双击“福建省海洋立体实时观测网.exe”打开“福建省海洋立体实时观测网”应用。3.点击右下角的PLAY进入VR体验电脑快捷键2进入潜标场景电脑快捷键3进入海床基场景电脑快捷键1进入大浮标场景电脑快捷键5进入生态浮标场景电脑快捷键6进入小浮标场景电脑快捷键7进入地波雷达站电脑快捷键8进入卫星场景电脑快捷键4进入验潮站场景电脑快捷键0返回到主页面电脑快捷键TAB键隐藏显示帮助菜单（每个场景都有相应的帮助菜单快捷键提示）开发目录中场景文件及配置文件开启系统进入系统界面福建省海洋立体实时观测网主页界面海床基大浮标小浮标模拟地波雷达卫星漫游验潮站交互六、结语随着计算机技术的发展，今后的软件开发将更加人性化，各种应用首先要以方便用户使用为前提。本系统通过设计交互实现观测网功能，为宣传展示起到了积极的推动作用。同时，通过观测网系统的开发，说明Unity3d软件不但方便三维建模，更有很强的交互性，是一个创建虚拟环境的实用工具。