摘要：該研究實現(xiàn)了基于移動終端的家居互動展示系統(tǒng)。通過Auto CAD創(chuàng)建房屋的戶型圖，利用3d max創(chuàng)建建筑物以及所有家具的三維模型，并在Photo shop中對家具及建筑物貼圖進(jìn)行修飾，最后導(dǎo)入到unity中實現(xiàn)房屋漫游以及其他交互功能。在最終的展示系統(tǒng)中，用戶可以任意進(jìn)入家具城、品牌家具的網(wǎng)上展廳，并以第一人稱的角度對家具城里的家具進(jìn)行參觀。同時，用戶可以根據(jù)自己的意愿選擇某個家具，對其進(jìn)行移動，旋轉(zhuǎn)等操作，實現(xiàn)近距離觀看家具的功能。
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；家具互動；房屋漫游
中圖分類號：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）15-0209-03
隨著科技飛速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量不斷提高[1]。人們早已不能滿足二維的平面世界，虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR技術(shù)）應(yīng)運(yùn)而生[2]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是把現(xiàn)實世界構(gòu)建成一個新的3D虛擬立體模型，用戶可以借用第三方設(shè)施或設(shè)備體驗身臨其境的處于所構(gòu)建的3D模型中[1]。VR技術(shù)打破了很久以來的平面展示系統(tǒng)的限制，它利用自己所創(chuàng)建的立體仿真環(huán)境的優(yōu)點在很多領(lǐng)域占有一席之地。比如現(xiàn)在的房地產(chǎn)業(yè)，客戶看到的不僅僅是簡單的戶型圖，或者是房屋的室內(nèi)照片，而是以第一人稱的視角，真正進(jìn)入到自己喜歡的房屋內(nèi)進(jìn)行游覽、觀看。對房屋的各個部位和角落都可以清楚地了解。另外，對家具的擺放和布局也可以有一個清楚地了解。
基于移動終端的家具互動展示系統(tǒng)，顧名思義，就是把某一個戶型和家具在移動終端上展示出來的系統(tǒng)[2]，這里的移動終端可以是平板電腦，手機(jī)等。在向用戶展示的過程中，用戶可以完成與家具的簡單交互，比如對家具進(jìn)行簡單的移動，旋轉(zhuǎn)等。在該系統(tǒng)中，人們可以全方位地了解自己喜歡的戶型，并且對戶型里面的家具也可以有比較明確的了解。
1 開發(fā)環(huán)境與軟件
制圖環(huán)境： Windows 8系統(tǒng)，Intel（R） Core（TM）i7 CPU ，4G內(nèi)存，64位操作系統(tǒng)
建模環(huán)境：Windows 8系統(tǒng)，Intel（R） Core（TM）i7 CPU ，4G內(nèi)存，64位操作系統(tǒng)
開發(fā)環(huán)境：Windows 7系統(tǒng)，Intel（R） Core（TM）i7 CPU ，4G內(nèi)存，64位操作系統(tǒng)
制作軟件： Auto CAD 2014、3ds Max 2014、Unity 5.6.1f1 （64-bit）、Photo shop cc
2 設(shè)計思路
首先進(jìn)行市場調(diào)研，了解虛擬家裝的應(yīng)用市場，確定所要建立的戶型結(jié)構(gòu)以及搜集相關(guān)的貼圖素材。然后在3ds Max中進(jìn)行建模并實現(xiàn)相應(yīng)的渲染效果。在Unity3D中實現(xiàn)后期交互功能，并進(jìn)行發(fā)布及性能的測試。
3 設(shè)計與實現(xiàn)
3.1 前期準(zhǔn)備工作
對整個虛擬家裝市場進(jìn)行調(diào)研，根據(jù)市場需求制定出相應(yīng)的策劃方案。同時通過書籍的查閱和互聯(lián)網(wǎng)查詢來收集相關(guān)貼圖和模型素材，并下載相關(guān)軟件，儲備相關(guān)知識，為后期制作做好充分準(zhǔn)備[3]。
3.2 房屋模型的構(gòu)建
房屋模型構(gòu)建過程分為三部分，房子的戶型建立、門窗的建立、家具及電器模型的建立。
房子的戶型建立。首先在3D MAX設(shè)置毫米為基本單位。然后，將CAD戶型圖拖入3D MAX的透視圖中，先描輪廓，并選擇校準(zhǔn)工具將描好的輪廓進(jìn)行校準(zhǔn)，使用捕捉工具將所有點的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)對齊到一個點上。將戶型圖描好并且校準(zhǔn)之后，選中戶型圖，右鍵選擇“轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形”，然后選擇“邊”工具，隨后選擇“擠出”工具，將戶型擠出為立體狀，高度設(shè)置為2550mm，房屋的墻體則建立完畢。如圖2所示。
門窗的建立。在建立門模型時，為了整個門呈現(xiàn)動態(tài)，需要制作為打開的狀態(tài)，首先要選中這個門，利用“捕捉”工具，將門旋轉(zhuǎn)，并且移動到門框的邊上，即可實現(xiàn)。如圖3所示。在建立窗戶時，關(guān)鍵在于玻璃材質(zhì)的參數(shù)設(shè)置，為了渲染出逼真的玻璃效果，在這里要指定Vray渲染器并選用Vray材質(zhì)。具體參數(shù)如下：漫反射設(shè)置為116，141，196；反射參數(shù)為22，22，22；反射高光為0.95；折射參數(shù)為200，200，200；折射光澤度為0.9。
部分家具及電器模型的建立。為了在展示系統(tǒng)中呈現(xiàn)逼真的效果，家具的建模需要精細(xì)一些，對每個家具進(jìn)行建模之前要了解其構(gòu)造，進(jìn)行有步驟有層次地建模過程。如圖4所示是制作完成的椅子。
3.3 模型的貼圖重建
在家具互動展示系統(tǒng)中，主要對以下四部分進(jìn)行貼圖：房屋內(nèi)部墻體的貼圖、門和窗戶的貼圖、所有的家具以及部分電器的貼圖以及地面的貼圖。貼圖需要“材質(zhì)編輯器”命令來實現(xiàn)。在3D MAX中可以執(zhí)行“渲染”—“材質(zhì)編輯器”命令，或者在主工具欄中單擊“材質(zhì)編輯器”命令按鈕。目前材質(zhì)編輯器有“材質(zhì)編輯器”和“Slate材質(zhì)編輯器”兩種。在這里使用“精簡材質(zhì)編輯器”，然后將提前搜集好的貼圖素材賦予不同的模型，實現(xiàn)最終的貼圖效果。
3.4 場景設(shè)計與相關(guān)腳本的編寫
將模型導(dǎo)入到unity中后，可能會存在貼圖大量丟失等問題，這時就需要進(jìn)行重新貼圖。首先在assets文件夾的models文件夾下建立新的文件夾，命名為materials，然后把所有貼圖素材放在文件夾里面，用英文名稱命名。完成之后，將materials貼圖文件夾復(fù)制到unity的根目錄下，然后再導(dǎo)入由3D MAX生成的 fbx格式的文件，模型就自動恢復(fù)成先前的貼圖。
建模過程和貼圖渲染過程結(jié)束后，需要在Unity3D中實現(xiàn)房屋漫游和交互效果。房屋漫游是第一人稱攝像機(jī)的自由移動過程，在該過程的設(shè)置中要注意的是房屋和家具要設(shè)置“碰撞”效果，這樣可以防止人物的“穿墻”效果和“掉落”現(xiàn)象。交互過程是用戶和家具的交互，用戶可以通過點擊家具實現(xiàn)家具的簡單移動和旋轉(zhuǎn)[4]。而漫游和交互功能需要通過編寫腳本代碼來實現(xiàn)，腳本如下：
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；家具互動；房屋漫游
中圖分類號：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）15-0209-03
隨著科技飛速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量不斷提高[1]。人們早已不能滿足二維的平面世界，虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR技術(shù)）應(yīng)運(yùn)而生[2]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是把現(xiàn)實世界構(gòu)建成一個新的3D虛擬立體模型，用戶可以借用第三方設(shè)施或設(shè)備體驗身臨其境的處于所構(gòu)建的3D模型中[1]。VR技術(shù)打破了很久以來的平面展示系統(tǒng)的限制，它利用自己所創(chuàng)建的立體仿真環(huán)境的優(yōu)點在很多領(lǐng)域占有一席之地。比如現(xiàn)在的房地產(chǎn)業(yè)，客戶看到的不僅僅是簡單的戶型圖，或者是房屋的室內(nèi)照片，而是以第一人稱的視角，真正進(jìn)入到自己喜歡的房屋內(nèi)進(jìn)行游覽、觀看。對房屋的各個部位和角落都可以清楚地了解。另外，對家具的擺放和布局也可以有一個清楚地了解。
基于移動終端的家具互動展示系統(tǒng)，顧名思義，就是把某一個戶型和家具在移動終端上展示出來的系統(tǒng)[2]，這里的移動終端可以是平板電腦，手機(jī)等。在向用戶展示的過程中，用戶可以完成與家具的簡單交互，比如對家具進(jìn)行簡單的移動，旋轉(zhuǎn)等。在該系統(tǒng)中，人們可以全方位地了解自己喜歡的戶型，并且對戶型里面的家具也可以有比較明確的了解。
1 開發(fā)環(huán)境與軟件
制圖環(huán)境： Windows 8系統(tǒng)，Intel（R） Core（TM）i7 CPU ，4G內(nèi)存，64位操作系統(tǒng)
建模環(huán)境：Windows 8系統(tǒng)，Intel（R） Core（TM）i7 CPU ，4G內(nèi)存，64位操作系統(tǒng)
開發(fā)環(huán)境：Windows 7系統(tǒng)，Intel（R） Core（TM）i7 CPU ，4G內(nèi)存，64位操作系統(tǒng)
制作軟件： Auto CAD 2014、3ds Max 2014、Unity 5.6.1f1 （64-bit）、Photo shop cc
2 設(shè)計思路
首先進(jìn)行市場調(diào)研，了解虛擬家裝的應(yīng)用市場，確定所要建立的戶型結(jié)構(gòu)以及搜集相關(guān)的貼圖素材。然后在3ds Max中進(jìn)行建模并實現(xiàn)相應(yīng)的渲染效果。在Unity3D中實現(xiàn)后期交互功能，并進(jìn)行發(fā)布及性能的測試。
3 設(shè)計與實現(xiàn)
3.1 前期準(zhǔn)備工作
對整個虛擬家裝市場進(jìn)行調(diào)研，根據(jù)市場需求制定出相應(yīng)的策劃方案。同時通過書籍的查閱和互聯(lián)網(wǎng)查詢來收集相關(guān)貼圖和模型素材，并下載相關(guān)軟件，儲備相關(guān)知識，為后期制作做好充分準(zhǔn)備[3]。
3.2 房屋模型的構(gòu)建
房屋模型構(gòu)建過程分為三部分，房子的戶型建立、門窗的建立、家具及電器模型的建立。
房子的戶型建立。首先在3D MAX設(shè)置毫米為基本單位。然后，將CAD戶型圖拖入3D MAX的透視圖中，先描輪廓，并選擇校準(zhǔn)工具將描好的輪廓進(jìn)行校準(zhǔn)，使用捕捉工具將所有點的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)對齊到一個點上。將戶型圖描好并且校準(zhǔn)之后，選中戶型圖，右鍵選擇“轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形”，然后選擇“邊”工具，隨后選擇“擠出”工具，將戶型擠出為立體狀，高度設(shè)置為2550mm，房屋的墻體則建立完畢。如圖2所示。
門窗的建立。在建立門模型時，為了整個門呈現(xiàn)動態(tài)，需要制作為打開的狀態(tài)，首先要選中這個門，利用“捕捉”工具，將門旋轉(zhuǎn)，并且移動到門框的邊上，即可實現(xiàn)。如圖3所示。在建立窗戶時，關(guān)鍵在于玻璃材質(zhì)的參數(shù)設(shè)置，為了渲染出逼真的玻璃效果，在這里要指定Vray渲染器并選用Vray材質(zhì)。具體參數(shù)如下：漫反射設(shè)置為116，141，196；反射參數(shù)為22，22，22；反射高光為0.95；折射參數(shù)為200，200，200；折射光澤度為0.9。
部分家具及電器模型的建立。為了在展示系統(tǒng)中呈現(xiàn)逼真的效果，家具的建模需要精細(xì)一些，對每個家具進(jìn)行建模之前要了解其構(gòu)造，進(jìn)行有步驟有層次地建模過程。如圖4所示是制作完成的椅子。
3.3 模型的貼圖重建
在家具互動展示系統(tǒng)中，主要對以下四部分進(jìn)行貼圖：房屋內(nèi)部墻體的貼圖、門和窗戶的貼圖、所有的家具以及部分電器的貼圖以及地面的貼圖。貼圖需要“材質(zhì)編輯器”命令來實現(xiàn)。在3D MAX中可以執(zhí)行“渲染”—“材質(zhì)編輯器”命令，或者在主工具欄中單擊“材質(zhì)編輯器”命令按鈕。目前材質(zhì)編輯器有“材質(zhì)編輯器”和“Slate材質(zhì)編輯器”兩種。在這里使用“精簡材質(zhì)編輯器”，然后將提前搜集好的貼圖素材賦予不同的模型，實現(xiàn)最終的貼圖效果。
3.4 場景設(shè)計與相關(guān)腳本的編寫
將模型導(dǎo)入到unity中后，可能會存在貼圖大量丟失等問題，這時就需要進(jìn)行重新貼圖。首先在assets文件夾的models文件夾下建立新的文件夾，命名為materials，然后把所有貼圖素材放在文件夾里面，用英文名稱命名。完成之后，將materials貼圖文件夾復(fù)制到unity的根目錄下，然后再導(dǎo)入由3D MAX生成的 fbx格式的文件，模型就自動恢復(fù)成先前的貼圖。
建模過程和貼圖渲染過程結(jié)束后，需要在Unity3D中實現(xiàn)房屋漫游和交互效果。房屋漫游是第一人稱攝像機(jī)的自由移動過程，在該過程的設(shè)置中要注意的是房屋和家具要設(shè)置“碰撞”效果，這樣可以防止人物的“穿墻”效果和“掉落”現(xiàn)象。交互過程是用戶和家具的交互，用戶可以通過點擊家具實現(xiàn)家具的簡單移動和旋轉(zhuǎn)[4]。而漫游和交互功能需要通過編寫腳本代碼來實現(xiàn)，腳本如下：
