基于游戏引擎的情景化数字展示设计

陈煦予，张 正，李佳一 上海工程技术大学艺术设计学院

伴随着数字技术的发展会展行业正处于蓬勃发展时期，特别是新型互联网技术与展示设计的结合，开拓了线上展示的新局面，对传统的线下会展产生的了巨大冲击。但是目前线上展示技术尚处于发展阶段，面临展陈效果相对单一、对观众吸引力不强等困境，展示效果的提升还有巨大的空间和潜力。本文从实际项目出发，借鉴现有成熟的游戏引擎场景，丰富线上展示的场景化效果。通过数字建模探索游戏特效的方式打造新型沉浸式体验式线上会展。

1 数字技术与展会现状

受到新冠病毒疫情的冲击，博物馆和美术馆的展览、艺术博览会、设计博览会等线下展览展示受到严重影响。这一方面减少了线下场馆的开放与接待观众的数量，增加了线下展览的难度；另一方面为线上展览的开展提供了契机，许多场馆和活动方推出了线上展陈，并获得了大量的点击量和关注度。线上展示瞬间遍地开花，目前线上的展示设计主要分为以下两类：

1.1 基于直播的实体搭建

目前许多互联网企业或会展企业推出线上会展，为了快速实现与观众面对面的交流，这些线上会展仍然依托于线下搭建的实体场馆，多限于“线上直播”或“动态漫游”的展示方式。如在实体展厅开展线上直播，由策展人为观众线上讲解，观众面对屏幕进行观看。这类线上展示的优点是时效性强，面对的观众数量大。但是缺点也相对明显，即展示的互动性差，观众无法体验到展示的空间特征、无法细致观看到展品的材质色泽等细节，而只是被动地接受讲解员的二次传递的信息，因此观看展览的现场感被弱化。

1.2 基于数字技术的场景展示

为了突破上述困境，许多企业也在不断探索新型的展示平台与展览方式，将新兴的数字技术运用于展陈中。这些数字技术推动了线上会展向着效果更加生动、更加全面的方向发展（图2）。目前较为成熟的数字化线上展示方式包含基于VR沉浸式展示、双线式会展等新型会展模式。其中，虚拟现实技术(以下简称VR)“以计算机技术为核心，结合相关科学技术，生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境，用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用、相互影响，可以产生亲临对应真实环境的感受和体验。”

图2 东芝25周年线上展厅（来源网络）

这些场景化的展示线上将线上展示的“观看”，拓展到“体验”层面，逐步摆脱实体会展辅助的地位，使得在线体验展览成为可能。线上会展已经成为当代会展不可或缺的一部分。

随着游戏行业的迅速发展和壮大，也为会展行业提供了全新的技术、与之前完全不同的概念和跨时代的效果。场景化和数字化展示方式“通过复原陈列与动态展示让文物得以立体活态呈现，有效诠释了民族文化的内涵和意义，极大地激发了参观者的兴趣，使参观者获得很好的审美体验。”所以基于此点，我们项目组紧盯实事，提出了基于游戏引擎的情景化数字展示设计。探索传统线上会展在历次会展中的发挥的作用与意义，研究传统线上会展的不足与改进的可能性，研究如何利用游戏引擎把会展展馆以地图模型的形式搭建，探究利用游戏引擎搭建虚拟线上会展的所需条件。并探索利用新的方法制作纯线上展览的可能性。

2 Unity游戏引擎与3Dmax建模软件

2.1 Unity引擎与线上展示设计

Unity 是实时3D 互动内容创作和运营平台。应用的领域非常广泛，包含游戏开发、建筑、美术、影视、汽车设计等。Unity引擎最主要的特征一是场景设计的真实性，即可以实现创意到拟真现实。二是强化了使用者的互动性，Unity平台提供的软件解决方案，可用于创作、运营任何实时互动的2D和3D内容，支持手机、平板电脑、PC、游戏主机、增强现实和虚拟现实设备，增加了使用者的参与度。依托于游戏引擎Unity 3D和起源引擎展开展示设计项目设计首先要对Unity 软件的熟悉和把握。Unity 引擎是市面上功能最完善，最负盛名的游戏引擎之一，且具有极佳的灵活性，能支持开发者在超过二十个平台上进行创作，包括iOS、安卓、Windows、Mac等主流设备系统。其兼容性也是我们选择Unity的原因之一。Unity 软件本身具有建模的功能，同时还有广阔的图形接口、丰富的游戏资源和图形插件，功能强大，也就意味着需要花费大量精力去学习。

图3 Unity设计的地形场景（来源网络）

图4 基于Unity软件设计的展厅（作者自建）

小组成员对于Unity 引擎的关注来源于日常的打游戏，但是接触游戏引擎软件的使用尚不熟悉。首先是熟悉页面区别、版本迭代、功能与插件的差异等界面，然后是探索线上展示与游戏场景的关联系，以及游戏引擎中的可借鉴性。主要是上文所述的场景化与互动性两个方面。具体来说是增加线上展示设计中物理空间的真实性与氛围感，诸如还原展厅的材质、灯光色度，不同展厅的差异性。

2.2 Dmax建模与场景化效果

由于Unity本身附带的建模功能比较粗糙，在展示展品时无法建立精细的模型，对展品的呈现效果相对较弱。因此，我们又考察了游戏设计公司的开发和建模流程：在开发游戏的过程中通常不会在游戏引擎中直接进行建模，此类工作大部分是在其他软件中完成后，再将相应的文件导入到引擎，然后进行后期的程序工作。我们也将3D建模软件与游戏引擎结合起来，先将展厅的基础空间形态用3D软件建模，然后再借助游戏引擎丰富和增加场景效果，这些可以更加细致地还原展厅的环境状态，增加真实性。

2.3 功能实现与程序编写的学习

虚拟展馆在视觉上可以达成非常优秀的成果，但是优秀的效果依赖于程序对功能的实现。Unity引擎中，需要使用C++语言进行编程，并重新审视程序方面的内容，对计划中需要程序实现的功能进行了削减和转移。同时在已知难以实现的前提下，取消了部分必要性不强的功能。最后保留的无论如何无法删除的程序，就是观众所操控的观察摄像头的移动操作。在网络上的视频教程中，有专门针对游戏角色行走、跑动、跳跃等移动动作编写的教程。工作量大幅减少后，组员集中精力学习移动程序的编写，最后成功完成了移动程序，测试无误，这样场景的动态效果才可以更加逼真。

3 游戏引擎在数字展会中的运用

3.1 挖掘游戏引擎运用在数字展会中的优点

人员和物资的聚集在过去是会展的必要条件，然而得益于信息技术与网络技术的发展，建立脱离人员物资聚集这一条件的线上会展已经成为可能。自游戏行业诞生以来，游戏引擎的更新迭代就一直在进行着，时至今日，游戏引擎已经能展现出十分惊人的视觉效果，并且引擎中自带场景搭建功能，完全使用游戏引擎搭建的线上会展场馆会具有比传统会展和之前的线上会展更佳的效果。游戏引擎搭建的线上会展场馆除了视觉效果的优势外，还会拥有游戏的特性，即为观众提供互动性更强的游览体验。

项目创新点基本上有6点，是基于目前会展策划的发展趋势和软件工程发展的前景上开拓与创新：1）基于目前游戏行业市场发展的良好前景，我们项目采用了市面上技术成熟，泛用性强的起源引擎、unity引擎软件来进行项目的具体研究，利用游戏引擎展示性能强的特点，用数字化的软件打造一个完整的虚拟线上会展展馆和空间设计。相对于传统的线下实体会展，我们项目组更加注重于可自助化个性化的数字化线上空间展示，相比线下会展可以提供更多的展示平台，从而进一步拓展了各个展会的宣传渠道。2）相对于传统的会展策划，我们项目组所研究的项目可以提供巨大的设计空间和展示，数字化和沉浸式的线上展示方式，可以给设计师探讨和创造的空间，设计师不再受到场地和空间的限制。3）在宣传方面相对于传统方式，我们项目组研究的项目所能提供的数据和信息更加的完善和立体化，更能让观众身临其境，给他们沉浸式的体验。4）可以推动线上会展的发展，能够全面提升传统会展产业普遍发展的同时，也推进国家“互联网会展”的发展战略和会展产业的数字化创新，更好地促进会展行业升级转型和健康发展。5）无需实体会展中制作展具，承包场地的费用，有效的减少了会展的成本和时间。同时也避免了展具浪费，做到环保设展。6）相对于传统的会展策划，我们基于游戏引擎所打造的线上会展策划，更加具有交互性。线上会展的设计可以具有各种针对性的设计项目和交互，也可以通过各式各样的选项来进行互动，极大的突破了传统会展局限于视觉展示。

图5 互动驾驶设计展示（作者自建）

图6 展馆模型效果图（作者自建）

3.2 探索传统实体会展无法达到的场馆效果

在线下的实体会展场馆中搭建站台，需要考虑各种材料、工艺、尺寸之类的“可行性”的问题，但是使用游戏引擎搭建虚拟场馆则没有这些顾虑，我们可以完全以艺术性和视觉效果作为唯一的考量。观众通过摄像机视角来参观场馆，可以任意改变自己的位置和角度，从感兴趣的角度观察展品，如果观众是在各自的独立展览副本中观察，还可以使用开发者赋予的指令工具让展品切换图层或是改变状态，如在虚拟车展上，观众可以任意开关车门车窗等，但是实体会展显然不可能给予每个观众这样的机会。

实体展馆中的一切结构、水电、灯光，都需要相应的材料和设施，但是虚拟场馆非常便利，搭建虚拟展台展具不需要考虑材料和承重，也不需要考虑防火防潮。同样，灯光效果也只需要创建一个新的光源就可以了，不需要考虑架设和布线问题。如果场馆存在某些问题，虚拟展馆也可以很方便地进行调整。完全线上建成展馆所具有的优势，这些优势都是线下展览和直播式线上展览所不具有的。

4 结语

本项目基于这个背景对数字展陈的情景化与多元性的研究。项目组通过数字建模，利用游戏引擎的优秀特效和互动功能来打造新型高质量线上会展。本项目有独特的创新特色，项目立足于有成熟技术的游戏引擎，利用游戏引擎高画质、高自由度的特点可以给予观众情景化的会展体验，相比当前的线上展览更有真实感。项目实际意义高，通过不同游戏引擎可以设计出配适手机、电脑、VR等客户端的展会，覆盖全面，受众面广。项目成功后可以直接投入试用。而且项目成本适当，利用电脑搭建的会展无需在撤展后对展具与会场进行清理，避免了浪费。同时设计的展馆可以反复利用。