无代码引擎对虚拟校园现实的应用研究

赵正伟

摘 要：目前，虚拟现实在技术上越来越成熟，同时国家也在大力推动智慧城市等虚拟现实的现实运用。虚拟现实在当前还主要体现在技术上的进步，内容上还是相当匮乏的，虚拟校园作为虚拟现实的内容之一，目前在高校运用还不算太多。一方面是技术上有难度，另外一方面是实用性上还未真正体现出来。本文以创建虚拟校园为研究对象，通过对比目前虚拟校园的实现方法，提出了以无代码引擎的优势来实现虚拟校园建设的可能。

关键词：游戏引擎；虚拟校园；无代码

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2017）30-0275-01

目前，网络上发布的虚拟校园系统主要分为两大类。一种是摄像机漫游动画，运用三维软件在电脑上制作出校园的虚拟场景和视觉效果，然后按照固定的路线设置摄像机路径，渲染出漫游动画。这类实际上并不算真正的虚拟现实技术，它无法控制摄像机角度，用户也不能全方位观看校园场景，相当于是观看动画短片。另一种是依靠专业平台软件，以天津外国语大学虚拟校园为例，当用户在虚拟场景中移动时，计算机同时进行复杂的运算和即时渲染，让用户在虚拟场景中看到的三维世界有种身临其境的感觉。

PAWS3D跨平台引擎唯乐屋（北京）软件有限公司自主研发的PAWS3D跨平台引擎核心技术及动漫游开发工具链， 是为动漫游戏制作类、艺术设计类、影视动画类、数字媒体类、文化创意类专业学生及相关领域工作者量身定制动漫游学习及开发平台。其高度插件化降低了开发周期和开发难度，采用数据驱动的大型软件架构设计和独立的高度可视化工具链。同时，它还支持多平台开发及协同开发，技术支持移动平台，PC平台，游戏机平台及VR/AR平台的特性在开发虚拟校园上是其他游戏引擎无可比拟的。

无代码游戏引擎并不是真正没有代码，而是将代码集合成工具的模式，用户通过工具来实现自己的目的。游戏引擎是一款游戏的灵魂，它的世界格局决定了游戏的世界格局，它本身就为游戏世界构建了一个完整的虚拟世界。同时，现在的游戏引擎已经发展比较成熟，以目前市场上比较好的无代码引擎PAWS3D为例，Paws3D所提出开发沙盒的概念，就是把所有驱动游戏的模块全都设计制作到沙盒编辑器中。也就是说，工程师把开发者需要用代码实现的所有游戏模块，通过创新突破的架构设计，打包到沙盒当中去。当各位开发者在开发游戏的时候，并不是在游戏引擎上的XYZ三维空间开发，也不是打开一个脚本编辑器编写逻辑代码开发，而是在一个已经搭好的游戏场景里来开发。换句话说，Paws3D提供给了游戏开发者所有基础的布景，道具和逻辑脚本，而游戏开发者只需要把自己的美术设计、创意剧本以及思维逻辑导入到沙盒中，就像在沙滩上堆城堡一样，堆砌出来即可。

虚拟校园的建设的开发环节和制作内容如图1所示，基本分为三维场景制作，虚拟环境搭建，人机交互逻辑编写，最后是系统测试与发布。

三维场景即三维模型来搭建的，目前广泛实用的几种建模方式有：（1）几何建模：它是建模技术中最基础的技术，可以建立对象的外观，但无法表达对象的物理特征也不能表达对象的行为。在几何建模中根据几何信息和拓扑信息的描述及信息存储方法，可以将几何建模技术分为线框建模、表面建模和实体建模三种主要类型。（2）运动建模：一般称之为动画建模，它是几何模型的运动和行为的描述。在虚拟现实技术中，需要考虑到虚拟环境中物体的位置、碰撞、大小变化和表面变形等因素，运动建模就是賦予几何模型物体属性和行为与反应能力，并符合一定的客观规律。（3）软体建模：比较常见的有特效制作、碰撞检测等，软体建模比较复杂，它涉及到物理学和计算机图形学的融合。

通常建模使用的软件工具都是3Dmax和Maya两种。模型制作完成后导出为FBX的格式，再将其导入引擎中。

在PAWS3D中，工具包里集成了地形、水域、天空盒等应用工具，将制作完成的模型导入到引擎里，这里是实时显示的，也就是我们所说所见即所得，用户操作是比较方便的。目前大多数虚拟场景的开发，采用的是路径设置固定的行走路线，或者设置每一个对应资源的包围盒开关。前者限制了用户使用体验，自主性较差，后者对于开发者而言相当耗费时间，同时也占用了电脑资源，降低了运行效率。PAWS3D采用空气墙的设置，阻挡用户走出超过限定的区域，同时在给予的区域内可以实现自主行走，极大的给予了用户自由的体验，也能更好的展示校园风光。

在一般的虚拟校园系统中，都是固定的视角与路径，在交互事上没有做或者做的的很少。随着现在用户对游戏玩法的熟悉，将游戏中的模式融入到虚拟校园中来，能更快更容易获得用户的认可。虚拟校园开发的目的一方面是满足一般的校园虚拟环境展示，更希望有针对性的对用户展示特定场景的功能。

在该引擎中，人机交互集成在“超级触发器”中，事件触发是人机交互的重要一环。在人机互动中，所有需要触发的时间均是由“球状事件触发器”进行的，触发器集成了“单个触发器”、“多个触发器”以及“多条属性触发器”，然后在“数据库编辑器”中进行逻辑的编写。

虚拟现实技术发展快速，可应用领域也越来越多，前景十分广阔，长期因专业技术的难度过大，没有很好地得到推广和应用。应用所见即所得和无代码的特性，能很好的降低专业技术难度，在构建虚拟校园环境、任务发布等方面，运用游戏引擎是一个很好的解决方案。endprint