浅谈基于Unity 3D平台的VR/AR项目开发在高职计算机专业的教学

牛红霞 郑秀春 解秀萍

摘要：VR/AR技术已经被广泛应用于各个领域。行业的疾速发展需要大量的VR/AR的技术人才。从2019年开始，全国各高职高专院校开始招收“虚拟现实应用技术”专业。根据VR/AR行业项目研发流程中不同的模块设置专业课程，以达到不同岗位的岗位要求。

关键词：VR/AR技术Unity 3D 3Ds Max C# 高职高专 教学

1 VR/AR技术

VR即虚拟现实技术，美国计算机科学家在60年代第一次提出。VR就是以相应计算机软硬件和仿真系统为依托，为用户创建一个从视觉、听觉、触觉等感官上全封闭的计算机仿真系统，使用户产生“身临其境”的感觉，从而达到教育、医疗、商用和娱乐等目的。通俗点讲用户通过VR技术所感知的一切都是虚拟的，或者说都是假的。AR即增强现实技术，把虚拟世界和现实世界无缝地结合在一起，使用户在现实环境中感受该技术创建出来的虚拟信息。如果说用户通过VR技术体验的一切都是假的，那么通过AR技术所体验的一切是半真半假的。AR和VR有个共同的特征就是交互性。

2 VR/AR发展

虽然快速发展中遇到了诸如设备昂贵、内容匮乏等问题.但是，谷歌趋势通过搜索AR/VR两个关键词分析出从2004年到2015年VR/AR发展（见图1）。2016年被称为“VR和AR元年”，VR/AR迎来了井喷式的发展，2018年其用户数量已达到大约700万，预计到2020年，这个数字将达到近3000万。

3VR专业

VR技术的飞速发展离不开VR技术人员。现阶段我国VR人才数量仅占全球2%，它距18%的VR人才需求还差得很远。为应对全球VR产业的发展趋势，2018年9月14日，教育部正式宣布在《普通高等学校高等职业教育（专科）专业目录》中增设‘虚拟现实应用技术”专业，从2019年开始执行。“虚拟现实应用技术”专业主要是培养掌握虚拟现实、增强现实技术相关专业理论知识，具备虚拟现实、增强现实项目交互功能设计与开发、三维模型与动画制作、软硬件平台设备搭建和调试等能力，从事虚拟现实、增强现实项目设计、開发、调试等工作的高素质技术技能人才，修业期限为3年。

4 VR/AR教学

4.1 7解VR/AR项目设计流程

虽然高职学生和本科院校的学生录取分数上有差别，但仍有很大一部分高职学生希望毕业后利用自己在学校的知识能找到一个理想的工作。但很多学生的学习热情都被对所学行业的迷茫给磨得消灭殆尽了。他们问得最多的问题就是“老师，我很喜欢学习专业课，但学好这个，我以后能干什么？”因此，针对这个问题，笔者认为很有必要让学生熟悉整个VR/AR项目设计流程，让他们清楚知道自己以后是要做设计、美工、建模还是程序或是其他。唯有这样，才能使他们更努力地学习专业课，为将来的自己准确定位。

4.1 Unity 3D学习

Unity是由Unity Technologies公司开发的一个可以创建三维视频和实时三维动画等类型互动内容的一个全面整合的专业游戏开发引擎。与Virtools等一些借助交互图型开发环境的软件一样，Unity开发人员可以将完整的成品发布至Windows、Mac和Android等各大平台。 Unity不仅仅被应用于游戏开发，因其强大的功能，也被广泛用于虚拟现实、增强现实、工程模拟和3D设计等方面，现在Unity更多地被应用于开发房地产三维展示和虚拟仿真教学。因其可定制的集成开发环境、基于组件的对象系统和代码开发的驱动模式等等众多优势，U3D已经成为众多VR/AR项目开发团队的首选。因此，高职院校VR专业开设U3D课程也就成为不二之选。安排一些简单的项目使学生了解U3D的界面和一些基本操作，比如“Rolling aball"和“接金币”;随着学生对于U3D的认知，逐步安排难度较大的项目，比如“Space Shooter”和“坦克大战”，使学生们在动手的过程中去掌握一些功能和操作。

4.2 C#语言学习

C#是Microsoft公司开发的最新面向对象的编程语言，是运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言。学好C#是想要学习VR/AR项目开发的最基本要求。在VR/AR开发过程中，c#语言的优势不言而喻，被大多数项目开发人员作为Unitv的脚本语言。VR/AR开发需要掌握C#的基本内容有：基础语法与算法、面向对象编程.c#数据结构与高级语法。c#的学习对于高职学生有些难度，因此对于本学科的教学安排是由易到难，深入浅出，先通过比较传统的教学手法让学生学习C#的一些语言基础，比如变量与类型、流程控制和数组与方法等等。C#中的控件和组件可以采用传统和项目教学法来讲解;类与对象、继承与多态和接口与委托的内容以及数据库链接、数据库操作命令等部分的知识通过给学生们设置任务，通过老师讲解演示，学生结组动手的方式进行教学，以期学生们可以通过实际动手操作来帮助他们无论从理论知识还是动手实践上都能更好地学习c#语言。

4.3 3Ds Max学习

如果一个游戏开发人员对3D概念没有一个明确地概念，那么他在使用Unity 3D引擎开发项目时必须会有很多问题和短板，因此，最简单粗暴的办法就是去学习一些3D的建模软件，因为它会涉及到UV坐标、材质、网格和贴图等等，而这些也正是游戏引擎中十分重要的理解点。建模工具首推Autodesk公司的3Ds Max，因为它是最基本的3D建模工具，相比较该公司的另一款适于做动画的产品Maya，3Ds Max适用于游戏开发、影视栏目制作和制作建筑效果图。本学科的教学都是通知项目教学来完成，把教学重点放在建模、材质和贴图、动画及石墨工具的功能掌握。比起编程语言，Max更直观、易上手，因此对于高职学生来说，虽部分操作有挑战性，但学生对3D建模很感兴趣，取得了良好的学习效果。

4.4其它

很多的高职高专学生对于学习AR/VR技术都表现出了非常高的学习热情，这是一个好的开始，但不意味着他们在学习过程都是一帆风顺，学习U3D时的全英文界面，学习C#时语言的语法和逻辑结构，还有学习3Ds MAX时一些细小的功能参数都使得他们很有挫败感，但是，这些是他们必须面对的。另外，要想进入VR/AR这个行业，除了上面提到的专业知识外，还需要了解掌握其它的专业知识，比如计算机图形学、GPU编程、Shader编程，还要有一些美术的功底或者说良好的审美。而且，要成为优秀的VR/AR开发工程师，不仅要具备从事VR/AR开发的专业技能，也需要具备良好的团队协作与沟通能力。另外，自学能力也是同样重要，专业人员必须要不间断地坚持学习，学习了解最新的资讯与技术，这样才能在职场中立于不败之地。

参考文献

[1]杨晓光，谈增强现实和虚拟现实技术在课堂教学中的应用[J]，中国信息技术教育，2017 （2）：69-73.

[2]王小科，王军.C#开发实战1200例[M]，清华大学出版社，2011