刘钊

摘 要 本文采用游戏引擎Unity 3D软件与教学相结合，探索了虚拟现实技术在辅助教学中的应用方法，并以世界现代设计史课程为例，为教学技术模式创新提供一种新方向。

关键词 虚拟现实 教学创新 Unity 3D技术应用

1 Unity 3D应用在教学中的优势

虚拟现实软件种类繁多，使用目的各异，在对众多虚拟现实软件比较之后，选择Unity 3D作为虚拟现实的教学软件，因为它有以下优势：

（1）用户学习成本低。它在常见的Windows操作系统平台上运行，可导入多种专业3D软件制作的模型，如：3ds Max，Maya，CINEMA 4D等。互动脚本支持任意一种的编程语言C#或JavaScript来实现。

（2）用户使用成本低。它对开发设备和使用设备的要求都不高。开发设备使用2016年以后生产的个人电脑即可。使用设备既有高端的Oculus Rift、HTC和索尼等虚拟现实显示设备，也有低端的头显加智能手机显示设备可供选择。

（3）开发和制作方便。它的软件操作界面友好、简单易学，能轻松创建3D场景、3D视频、实时3D动画，可以独自开发教学课程。软件的安装、调试与配置也很简单，并有丰富的外接插件支持，一次开发就可在各个系统、各种平台上测试和使用，如：Android、iOS、Windows Phone，Playstation 3、Xbox360、Wii U、Web浏览器等。

2 Unity 3D应用在课程中的流程和内容设计

本文以王受之著的《世界现代设计史》第七章中介绍美国工业设计师罗维为例，通过三维软件制作出罗维的三维角色、他工作的场景和他的代表作品，再使用音频软件录制和制作出所需要的素材，最后在Unity 3D软件中将三维模型、三维场景、交互脚本和音效组合起来，制作出最终的应用文件，以暴风魔镜Pro展现给用户，就可以使学生既能在虛拟空间内听他讲述他自己的设计历程、设计理念和设计作品，又能观察和使用他的作品。

3 Unity 3D应用在课程中的实现方法

3.1硬件平台搭建

考虑到教学使用的普及和成本，这里开发设备使用现有的惠普8470p笔记本电脑。用户使用设备选用低价位的暴风魔镜5，它包含头显和控制手柄。显示屏幕选择现有的红米note4手机。声音设备选用立体声音响。

3.2软件平台搭建

开发软件平台为win10系统，开发软件使用Unity 3D 5.5版本，场景建模选择3ds Max软件建模后导入Unity 3D，声音和音效使用adobe audion制作，交互脚本使用C#语言，最终结果通过暴风魔镜Pro客户端展现。

3.3制作三维模型

使用3dmax软件制作出罗维的角色模型、办公室场景模型和他的代表作品模型，并附上材质和贴图。制作罗维的角色模型时，还需要使用3Dmax制作出角色的肢体语言动画和面部表情动画，之后以FBX格式导出。

3.4制作音频文件

使用adobe audion软件剪辑和录制出罗维要在本课中讲述的内容的配音以及场景内会使用到的各种声音，如：使用物品的声音等，并以MP3格式保存。

3.5制作Unity 3D项目

3.5.1场景搭建

打开Unity 3D软件，新建一个3D项目，将暴风魔镜的插件MojingSDK、三维模型和音频文件导入到Unity 3D的project面板中，之后把三维模型拖入到scene窗口中进行布置。

3.5.2设置第一人称视角和漫游

删除Unity自带的摄像机，将MojingSDK内的MojingMain和MojingFirstCharacterController拖入到场景中，就可以实现输出后在虚拟空间中漫游移动的功能了。

3.5.3制作学生凝视罗维后讲解事件

当学生距离罗维模型5米内时，并凝视罗维3秒后触发罗维讲解事件（此事件需要使用到制作好的罗维的动画和讲解配音）。这个效果通过给罗维的模型添加c#脚本，使用Gaze Input Module代码实现。在实现该效果时，还要在这段代码中加入对角色模型动画和音频的播放控制，已实现声画同步。

动画效果的播放控制可以通过给模型添加Animator组件，使用Animator.SetBool代码实现。讲解效果的播放可以通过给模型添加Audio Source组件，将录制好的音频文件添加到角色模型上，之后使用AudioSource.Play代码实现播放控制。这样就可以实现凝视罗维后与罗维对话的事件了。

3.5.4制作观察和使用空间内的物品

这个效果可以通过给作品模型添加c#脚本，使用transform.Translate和 transform.Rotate 代码实现在空间内旋转和移动作品模型。

3.5.5测试、修改并发布

制作完成后运行程序，检查和修改出现的问题，之后就可以发布到手机上使用了。

4结语

Unity 3D作为一个游戏引擎，虽然在视觉和触觉上还不能达到真实的效果，但是它开发和使用简单，使用成本低廉，用于教学中还是有一定的使用优势。而真实的效果也会随着软硬件技术的改进和发展慢慢解决的。