基于VRP平台的三维互动游戏的设计

李冰

摘 要 为了提升游戏用户的体验，将虚拟现实技术应用到传统的二维游戏中，增强了场景的直观性和用户的沉浸性。本文利用3DMAX建模材质纹理映射等技术建立游戏场景及模型，并将其导入到VRP软件中建立一个虚拟的三维游戏场景，通过对相机，界面及脚本的编辑，完成模型在场景中漫游及碰撞等游戏操作。

关键词 虚拟交互 模型优化

中图分类号：TP319 文献标识码：A

0引言

虚拟现实技术就是利用计算机生成模拟环境，通过多种传感设备使用户投入到该环境中，实现用户和环境的自然交互技术。虚拟现实与其他计算机技术的主要区别在于它的沉浸性、交互性和构想性。它能够将真实的场景在屏幕上显示出来，随着鼠标和键盘的操作，视点会随之发生变化。本项目提出建立一个三维虚拟游戏互动系统，采用3DMAX软件进行虚拟场景的建模，利用Photoshop对纹理材质进行优化操作。然后把建好的模型导入到VRP编辑器中进行交互设计，如虚拟导航、虚拟角色的运动、场景物体的触发、场景按钮的交互等。给参与者带来了一种全新的用户体验。

1三维物体建模及导入

1.1场景模型的建立

游戏场景中需要一个进行漫游和完成特定任务的游戏人物，首先用Photoshop设计好人物模型，我们模仿了经典游戏的马里奥作为游戏人物。然后使用Unfold3D将各个部分分UV并画上贴图。具体使用方法是：首先将需要分UV的模型导出obj文件，并在Unfold3D中打开，其次将准备好的obj文件导入，将模型切好拆分缺口，并拆分，最后导回3DMAX，再进行纹理处理。

游戏场景还需要很多场景模型，我们采用布尔运算制作了小房子，萝卜花园，用样条线画出车骨架，再用uv放样做车面和轮胎，再做车座等其他场景模型。3DMAX的多维子材质不能应用到VRP中，所以对应模型不同的面采用不同的漫反射颜色从而产生绚丽卡通的场景模型。

在保证游戏画面效果的前提下，减少模型的面数，目的是让游戏进行得更加流畅。我们的方法是一方面删除看不到的模型面，另一方面我们制作了很多的BB-物体，并对其进行必要的灯光和贴图设置，这样的物体只有一个面，内存消耗非常低，最大的优势是当模型导入到VRP中，随着摄像机角度的变化，模型的朝向也会随之发生变化。

游戏所需要的场景，模型在3DMAX中创建好以后，我们通过3dmax-for-VRP的插件导入到VRP编辑器中，在3DMAX中设置的刚体动画和柔体动画需要设置在相应的选择集中，并以规定的字母组合作为名称，这样导入到VRP编辑器中，设置相应的脚本才能展示出来。

2游戏场景的设计

本项目利用计算机网络技术、多媒体技术和虚拟现实技术创建了一个三维虚拟的游戏操作平台，为游戏爱好者提供一个逼真的、交互性强并能实时反馈的虚拟游戏环境。具体采用了三种交互方式：第一种是鼠标交互，游戏操作者可以通过鼠标控制视角的变化，这些变化以马里奥对象为基准，变换的方式可分为三中形式：围绕模型进行旋转，视角的放大和缩小，视角的平移操作。在任意模型上双击，可以最大化显示该模型，但BB-物体的这一操作没有设置。第二种是按钮交互，除了运用鼠标，还可以通过三维环境中设置好的按钮实现特定的交互操作，通过点击相应的按钮实现相应的功能。比如可以通过“复活”按钮实现马里奥模型死亡后重新开始游戏的操作。第三种是菜单交互操作，可以通过在菜单中选择相应的菜单选项实现交互，如通过菜单栏中的显示菜单，可以选择窗口模式或是全屏模式，可以根据需要，选择合适的显示方式，增加了操作的灵活性。

3游戏系统的实现

为了和游戏场景搭配，自己制作的天空盒。并在场景中设置了四台相机，包括两个定点观察相机，一个绕物旋转相机，一个角色控制相机。控制相机用来跟随游戏角色马里奥，以马里奥的视角观察整个游戏场景，绕物旋转相机用来观察整个场景的中心标志，可以从周围任何角度进行观察，为了放置模型穿帮设置了相机的最低高度，因此模型的底部是观察不到的。两个定点相机一个用来观察马里奥做热气球上天的过程，一个用来观察马里奥到达终点拔小旗的过程，到达相应位置通过编辑脚本自动切换相机，游戏体验非常好。下图为游戏场景及天空盒的展示。

游戲的设计是动画人物马里奥在三维场景中通过层层探险，最终救出公主为主题进行设计的。马里奥在狭窄的小路上奔跑，一不小心会掉到万丈深渊下，就只能重新开始游戏了，在解救公主的路上，有可以吃的金币，吃到变大或变小的蘑菇可以改变马里奥的大小。为了增加游戏的色彩，还设计了四个时间轴动画，一个时间轴动画是热气球上天的动画，一个是马里奥跑向终点，拔掉小旗的过程，一个是进入萝卜屋后，骷髅跳出来吓用户，制造悬疑效果的动画，还有一个是顶天空中的方块出金币的动画。

游戏的操作都离不开脚本的编写，下面展示在游戏中出现事件的脚本代码：

4结论

本系统的设计打破了传统计算机对物体的2D视觉模式，开启了新的3D视觉模式，使游戏体验更加的立体化，真实化；为用户提供了多样化的视觉效果，使其在一个角度可以看到全方位的事物，让用户充分体验系统的便捷和舒适。

基金项目：黑龙江省大学生创新创业项目，项目编号：201610220026

参考文献

[1] 李儒茂，郭翠翠.VRP12虚拟现实编辑器标准教程[M].北京： 印刷工业出版社，2013.

[2] 侯婷，柴国庆.3ds Max 2010 学习宝典[M].北京：中国铁道出版社，2010.

[3] 颜颖.基于3dmax和VRP的虚拟现实研究[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2012（04）：57-59.