海边小镇场景漫游动画的设计与实现

海边小镇场景漫游动画的设计与实现

张彩妍 ,赵艳

(山东协和学院 济南 250109)

摘要：在虚拟现实技术和三维技术不断发展下，对海边小镇进行数字化研究已经成为发展趋势。如今虚拟现实技术发展迅速，通过运用虚拟现实技术完成建筑景物的漫游动画设定，可以增加很好的设计效果。借助虚拟现实技术，就可以充分利用交互性等，比较精确的设计与解释建筑物景观中的细部结构和宏观，让观看者有身临其境的感觉。

关键词：虚拟现实  海边小镇  动画设计  三维建模

虛拟现实技术是二十一世纪发展十分迅速的一种新型技术。它主要是通过电子技术，将虛拟和真实相结合，建立一种不存在的虚拟世界，并利用三维技术重新显示出来，从而成为真实世界的另一种存在方式。虛拟现实技术具备了沉浸感、交互式、多元认知等优势。影视行业运用最频繁，在科技、文化教育、航空航天、医疗等诸多领域都出现了极佳的效果，也促进了这些领域的快速发展。

1  海边小镇场景漫游动画概述

本文主要是构建一个海边小镇场景漫游动画。主要目的是增加对海边小镇数字化传播的方式，并利用三维技术的手段对海边小镇进行构建，增强了大家对海边以及沿海城市的了解，用唯美的动画展现出海边小镇的风景及浪漫，对沿海城市旅游业也有很好的宣传作用。制作成场景漫游动画进行传播，从而提升了自身价值，实现了浏览的真实性、临场性和资源共享性的整合。

2  海边小镇场景漫游动画的设计

在漫游动画设计前期，通过对动画的需求进行总体规划，确定动画所要实现的功能，最后形成一个总体的设计框架。

2.1  数据分析

（1）分析海边小镇的建筑：从网上开始下手，搜索跟海边小镇有关的所有知识及图片，然后进行筛选，选出喜欢得较容易制作的，最终确定以山东荣成海边小镇为例进行建模。

（2）分析海边小镇建筑尺寸及建筑风格：搜索相关的资料并且查阅数据进行比对，按照比例确定小镇的尺寸，在网上搜集图片以及实地考察确定好风格，做详细记录。

（3）分析海边小镇的周围环境及建筑细节：有时间的可以进行实地考察，了解并分析周围的环境及天气，整理好相关资料。搜索各种文献和资料，把每个细节都抠出来，为制作漫游打好基础。

2.2  场景分析

模型创建在Maya等三维建模软件中建立，使用Photoshop软件进行贴图，使用Unity 3D软件进行交互、漫游等设计，按照小镇真实的比例尺寸进行设计。用键盘操作模拟人物在小镇中走动，用户自行选择第一或第三人称进行观看，使其感觉逼真效果更强，用户自行选择喜欢的展馆进行游览。

小镇中有文字、语音解说，可以自行选择使用文字解说或者文字、语音一起进行的解说方式，对于想要重复了解的解说部分可以进行循环播放，不想了解的部分可以直接关闭退出。

2.3  功能分析

（1）三维建模：利用Maya软件对场景进行建模，结合分析的尺寸及建筑特点对小镇的场景进行建模。

（2）场景搭建：前期工作准备好后，对场景进行虚拟搭建。

（3）材质贴图：利用Photoshop软件进行材质贴图，材质贴图根据环境及小镇的场景选择合适的贴图，不断优化模型的真实性。

（4）环境实现：通过设置天空盒子，添加白天和晚上两种不同的天空盒子，利用文本标签和脚本代码进行控制，勾选复选框能实现白天和夜晚的转换，再通过拖动滑块Intensity，可以改变场景和建筑的颜色，实现环境时间的调节。

（5）交互实现：在场景固定区域添加碰撞体，勾选触发器，添加音频响应，人物到达此区域出现触发音乐。添加碰撞器，勾选触发，添加Lighting Response调整灯光亮度等参数，通过代码实现人物到达触发点时产生灯光的变化。

2.4  场景结构设计

（1）建筑类：以海边和小镇为主，小镇还有游乐场和游乐设施。

（2）地形类：主要大环境以山脉为主，周围加上树木。

（3）植被类：植物要与环境结合起来，小镇的附近要有花有树。

（4）人物类：给动画加上第一人称和第三人称控制器，对动画进行漫游。

（5）其他类：设置具有引导功能的路标和标志，避免在场景中迷路。

3  海边小镇场景漫游动画的实现

3.1  三维建模

（1）小镇住宅模型实现：在制作小镇住宅时要注意在一定数量的面数上，能够确保在运行时的流畅，并将其最大的效能发挥出来。在做房子的墙壁时，要用“线”把整面墙连起来，再做一条闭合的线条，挤压成一个封闭的物体，方便后期对模型进行面的优化保证建立的模型精细美观。

（2）指示牌模型实现：指示牌的制作过程中注意对模型的不同面进行面片分离，需要建立指示牌两面，然后挤出，在不影响效果的前提下简化模型结构和面数，从而缓解电脑压力，为以后场景搭建的运行提供保障。

（3）帆船模型的实现：帆船的制作要借助曲线工具来实现，用曲线工具创建一条曲线，把曲线移动到合适的位置，再复制一条，移动到合适的位置，对两条曲线进行放样，把曲面转化为布料对布料进行约束。

3.2  纹理贴图

（1）UV纹理实现：实现了动物模型的UV纹理，保证动物模型皮肤的逼真感。

（2）材质贴图实现：实现了场景中树木、地面、山等材质以及野生动物的材质，保证模型细节材质的质感。

3.3  交互漫游

（1）漫游视角实现：实现了人物第一人称、第三人称视角漫游功能。通过创建摄像机模拟用户眼睛，使人物能够获得更加沉浸式的体验。

（2）碰撞检测实现：实现了人与物体之间发生撞击产生力的检测功能。通过代码检测并添加碰撞器组件和刚体组件，使人物角色和物体不会出现穿模现象。

（3）运动控制实现：实现了人物角色的运动控制功能，通过键盘上的W、S、A、D键控制人物移动，利用Translate方法来改变移动对象的坐标。

（4）音乐特效实现：把音乐加入到情景中使其增加氛围。在Unity 3D软件创建一个文件夹，在指定的区域或建筑物中选择合适的位置，将其拉入其中，Audio源件会直接显示出来，再单击 Add Component，添加用于控制环境音乐的脚本，就能进行交互。

4  结语

海边小镇场景漫游动画设计与实现是将三维建模技术、虚拟漫游技术和三维动画技术三者结合起来把小镇的场景还原最高程度然后呈现出来。互联网技术越来越发达，虚拟现实技术将会在未来的虚拟建设中发挥非常重要作用。

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