基于Unity3d的福建省海洋立体实时观测网交互展示系统

余凡

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

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0058-02

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”）。

1 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。

2 虛拟现实系统的概念

虚拟现实（Virtual Reality），简称VR技术。利用电脑或其他智能计算设备模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供用户关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让用户如同身历其境一般。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。

3 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。使用3DMax三维建模工具构建观测网内各种物体的模型，转化为以Unity3D平台可以兼容格式，导入后可以在平台中更新贴图，添加场景灯光。通过的场景构建，对系统进行交互设计，包括设置场景漫游的交互和菜单界面切换的交互，最终生成可执行文件，即观测网交互展示系统。

在观测网中，可以采用系统设定的快捷键进行选择、切换界面。根据想要观看的场景选择进入，体验交互展示。系统调用了如下代码实现场景跳转的功能：

function OnGUI（）{ if（menuShow==false）{ return；} if （GUI.Button （Rect （Screen.width/2，Screen.height/2， 110， 40 ），"自动导航"）） { print （"You clicked the button！"）； Application.LoadLevel（1）； menuShow=false； }}

4 创建简单漫游

（1）观测网中建模使用的文件、图片等名称不能使用中文或者特殊符号。

（2）调整建模尺寸并优化模型。

（3）设置场景光影。

（4）设置轴心为物体中心对称。

（5）将模型文件中用到的图片都拷贝到贴图目录下。

（6）再打开模型文件，导出为FBX，使用默认设置，FBX文件放在模型文件相同的目录下。

（7）打开Unity软件，创建场景，添加相应的代码。

5 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如图1、图2、图3、图4、图5所示）

6 结语

随着VR技术的发展，今后的交互展示体验将更加人性化。创新的展示手段，真正能做到打破场地条件的限制，带来全方位的感知体验，被广泛地应用在各行业的展示、设计等环节。通过建立福建海洋立体观测网交互展示系统，实现了信息的可视化和对真实环境的模拟，同时获得极佳的演示效果。利用VR形式真实模拟展示观测网设备环境、运行情况、设备内部结构、工作流程。本系统为宣传展示观测网起到了积极的推动作用。