初识三维设计软件

王德贵

我在2019年山东武玉柱老师的培训课上初识了XRmaker，它让3D设计的门槛降低了很多。2020年初，我设计了6节课程，对本市小学生做了直播。

通过我的学习和教学，感觉XRmaker非常适合中小学生学习编程知识，它拥有完善的积木块程序，学生可以快速有效地制作出漂亮的3D或VR程序作品，并且支持在电脑、手机和各种VR设备等多平台上运行和程序输出。

XRmaker以培养学生的创新能力、想象力和编程能力为重点，依托云端海量的教育资源和素材库（无单机版），开展教学活动。学生们通过可视化、游戏化的方式进行编程，既提高了学习编程的兴趣，又增强了逻辑分析和独立思考的能力。当然，XRmaker也可以用于教师的3D课件制作、VR类产品设计等等。

虚拟现实技术（英文名称：Virtual Reality，缩写为VR），又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。VR技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域。

XRmaker客户端32/64位网盘链接：https：//pan.baidu.com/s/1g2eZKKM05HWeLq1YdgY3c

Q？pwd=XRMK 提取码：XRMK。关注壹零社公众号也可下载。

本软件为绿色版，解压后即可使用。

1.创建3D作品或VR作品

2.启动界面

启动界面有3个资源模型：摄像机、草原天空球和平行光。

3.菜单

4.界面布局

编辑视角和发布视角，可以通过按钮进行切换，方便编程和调试。

5.视图导航工具

XRmaker 视图导航工具，x轴红色，y 轴绿色，z轴蓝色，用鼠标单击xyz 轴和中间的小立方体可以进行视图切换。

6.资源选项卡

在资源商店里，可以对资源进行搜索、图标尺寸缩放等资源库操作。

公共资源里，可以找到各种库，方便设计。

资源素材操作：

（1）右击：在选择的模型上右击会弹出菜单可以对模型进行移动、旋转、缩放、删除等操作。

（2）状态栏按钮

（3）属性区

（4）在当前使用的资源列表中单击图标会选中工作区中的模型，双击会缩放到合适的视图。

7.编程选项卡

當前资源的程序设计，资源的属性均可看到。

1.两个空间

在XRmaker的虚拟世界中，有两种空间，一种叫作World空间，也就是我们在编辑器中设计编辑的空间；还有一种叫作Self空间，大家可以理解为每个场景中的物体模型自身。

在World空间中，方向是固定的。可以理解为，它是以地球（天空球）为参照系的。就像我们现实世界中的东南西北一样，指定的是固定的方向，不随物体模型的转动而改变。因此，一个物体模型无论怎么转动，当我们编程让它向某一方向运动时（比如x方向），它都会朝着场景中这个方向移动，即便它是歪的。

而Self空间，就像我们现实世界中的前后左右，每个人朝向不同，他的前后左右也是不同的。可以理解为，它是以模型本身做参照系的。当一个人朝向北边时，前北，左西，右东，后南；而当他朝向东边时，就变为了前东，左北，右南，后西。

这里涉及的是相对运动的知识。相对运动是某一物体对另—物体而言的相对位置的连续变动，即此物体相对于固定在第二物体上的参考系的运动。绝对运动是指宇宙中没有不动的物体，一切物体都在不停地运动，运动是绝对的，静止是相对的。

为什么要设置两种空间、两种方向呢？当然是为了我们更方便地控制物体模型在场景中的移动。当我们需要平移时，可以直接用在World空间移动的语句，这样可以保证在场景中朝某一方向移动。

当我们需要物体模型保持向前移动时，则可以让它在Self空间向z方向移动（某些模型也可能是其他方向），那么无论它怎么转向，都能保持向前移动。

也就是说，不管模型的初始状态如何，它们的运动都是相对各自的参照系运动的。有时效果相同，有时效果不同，这就取决于当前的状态。

2.三维坐标系

XRmaker程序设计主要用到了三维立体坐标系，即有三个坐标轴：x，y，z，并且遵守右手螺旋法则。

在World空间和Self空间都有各自的三维坐标系，但它们的标度（单位长度）是一样的。

一个模型在World空间的坐标就是它的当前位置，例如坐标为（10，10，0），角度（0，0，0）。在Self空间里，它的坐标是（0，0，0） ，角度（0，0，0）。如果在Self空间沿x轴向前运动10，在Self空间里它的坐标还是（0，0，0），但在World空间的坐标就是（20，10，0），因为模型的角度都是0，如果角度不是0，即模型的朝向不同，那运动后就可能影响到在World空间的三个坐标值。

在三维空间，一个模型有六个自由度，即x轴、y轴、z轴、x角度、y角度和z角度。角度即是模型的朝向，模型既可以沿三个坐标轴运动，也可以沿三个坐标轴旋转，这就是六个自由度。这些知识点，需要在学习中慢慢理解。

1.下载模型

因为资源数据太大，XRmaker客户端无法在本地保存资源库和相关资料，也正是因为如此，才没有单机版，那么就需要先下载，再使用。

点击“资源”选项卡，然后依次点击“公共资源→动物园→雕像01”。

2.添加模型

把刚才下载的“雕像01”模型拖拽到绿色“草原”上，然后看到右侧的属性设置界面。将位置属性的x，y，z值修改为（0，0，5）。

3.添加“开始”事件

点击“编程”选项卡，找到“事件”模块，将“开始”事件模块拖动到右侧编码区。

4.添加“重复执行”控制模块

点击“编程”选项卡，找到“控制”模块，将“重复执行”模块拖动到右侧编码区，并放在“开始”的下方。注意，拖动时一定要看到下方有阴影，方可松开鼠标，表示已经连接正确。否则程序不会运行。

5.添加显示文字模块

點击“编程”选项卡，找到“外观”模块，将“雕像01显示文本……”模块拖动到右侧编码区，并放在“重复执行”模块的中间。

注意，一定要拖动到中间，并且看到“重复执行”模块颜色变亮，方可松开鼠标，如果位置正确，在“开始”的下方有阴影。即是说，哪里出现阴影，就是放置拖动模块的位置。

修改参数，显示文字“Hello World！”，尺寸0.2，（x0，y3，z0），颜色（r1，g0，b0）。

6.运行

点击上方的“开始”按钮，在编辑视角和发布视角均可看到“Hello World”。在编辑视角如果无法看到效果，则按住鼠标右键，同时按S键，或是A、D键调整位置即可。

7.停止

点击“停止”按钮，即可停止运行，以便进行其他操作（运行状态无法修改代码或模型属性）。

关于XRmaker，本文就简单介绍到这，其他相关知识将陆续发布，敬请关注。

具体问题可以咨询作者公众号“钥匙编程入门”（备注：VR）。