謝新慧 司占軍 黃慶秀

摘要：該研究實(shí)現(xiàn)了虛擬家裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。通過illustrator創(chuàng)建房屋的戶型圖，利用3d max創(chuàng)建戶型以及部分家具的三維模型，并在Photoshop cc中對(duì)家具及戶型貼圖進(jìn)行修飾，最后導(dǎo)入到unity中實(shí)現(xiàn)房屋漫游以及其他交互功能。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)家具的移動(dòng)、更換，材質(zhì)替換，場景漫游等功能，不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制，達(dá)到在最短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)和體驗(yàn)房產(chǎn)的目的，不論是消費(fèi)者，還是房產(chǎn)商家和設(shè)計(jì)師，都能因此而受益。

關(guān)鍵詞：虛擬家裝； 3ds Max建模； Unity3D； UGUI

中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）32-0300-02

傳統(tǒng)的手繪室內(nèi)裝修效率低下，一旦成稿則無法更改，而且二維平面設(shè)計(jì)圖紙可操作性、交互性、可靠性極差，所以有必要引入計(jì)算機(jī)技術(shù)，用科技的力量尋求出路[1]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要分支，其自身立體性、可見性、沉浸性的感官體驗(yàn)正好能滿足傳統(tǒng)家裝轉(zhuǎn)型升級(jí)的需求，成為家裝企業(yè)備受追捧的轉(zhuǎn)型方向[2]。

虛擬現(xiàn)實(shí)全稱是Virtual Reality，是新興前沿技術(shù)類學(xué)科[3]，它的學(xué)科交叉性強(qiáng)，涉及范圍廣泛，包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理、人機(jī)接口技術(shù)、模式識(shí)別、人工智能等計(jì)算機(jī)技術(shù)，還涉及美學(xué)、色彩學(xué)、光學(xué)、心理學(xué)等感知學(xué)科領(lǐng)域[4]。其基本概念就是借助一系列傳感輔助設(shè)備向計(jì)算機(jī)輸入信息，再觸發(fā)人類相關(guān)感知，如聽覺、觸覺、視覺甚至是嗅覺、以營造一種身臨其境的感覺[5]。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

該設(shè)計(jì)目的旨在開發(fā)一個(gè)基于PC端的虛擬家裝系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含兩套戶型。用戶選擇戶型后即可進(jìn)入房型內(nèi)部，通過鍵盤操作實(shí)現(xiàn)自由漫游，以參觀室內(nèi)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)。對(duì)室內(nèi)家具可以利用鼠標(biāo)進(jìn)行移動(dòng)和擺放，同時(shí)可以更換簡單家具的材質(zhì)，增刪部分家具[6]。如圖1所示為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)圖。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 家具、戶型的三維建模

使用3ds max對(duì)家具、戶型進(jìn)行建模，單位設(shè)置為毫米。將在illustrator中生成的.dwg文件導(dǎo)進(jìn)3dmax中，根據(jù).dwg底圖繪制房型平面圖。平面房型圖繪制完成后，檢查墻體線條是否完全閉合，檢查完畢后在“修改”面板給封閉線條添加“擠出”修改器，“數(shù)量”設(shè)置成280厘米。墻體完成后，通過ProBoolean命令實(shí)現(xiàn)門窗的制作。效果如圖2所示。門窗制作完成后，將搜集、制作的家具導(dǎo)入到房型中，調(diào)整家具的大小、位置。模型建立完成后，進(jìn)行模型的貼圖，最終導(dǎo)出生成FBX格式文件。

2.2 Unity場景搭建

2.2.1 初入系統(tǒng)界面

該界面為初入系統(tǒng)的界面，上面包含兩個(gè)戶型選擇按鈕，選擇相應(yīng)按鈕可跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的戶型場景，另外設(shè)置一個(gè)操作指南按鈕，用來幫助用戶盡快適應(yīng)該系統(tǒng)交互操作，以及一個(gè)退出系統(tǒng)按鈕。設(shè)計(jì)效果如圖3。

2.2.2 家具導(dǎo)航欄

戶型一的家具導(dǎo)航包括主臥床、次臥床、沙發(fā)、電視柜、餐桌，戶型二的家具導(dǎo)航包括椅子、臺(tái)燈、沙發(fā)、電視柜、餐桌，點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕可顯示相應(yīng)家具，再點(diǎn)擊相應(yīng)的家具可更換戶型內(nèi)的相應(yīng)家具。圖4為家具導(dǎo)航制作效果圖。

2.2.3 家具編輯欄

家具編輯欄界面為隱藏界面，只有用鼠標(biāo)觸碰到相應(yīng)的家具并同時(shí)點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵方可調(diào)出使用。家具編輯欄設(shè)置在系統(tǒng)主界面右下角，界面內(nèi)包含了家具名稱、材質(zhì)選項(xiàng)、刪除按鈕、恢復(fù)按鈕以及編輯欄關(guān)閉按鈕。實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)左鍵即點(diǎn)即換材質(zhì)。

2.3 交互功能實(shí)現(xiàn)

2.3.1 場景漫游

以第一人稱視角進(jìn)行室內(nèi)漫游，就是用攝像機(jī)模擬人眼以及真人在實(shí)際場景中可能會(huì)做出的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)常識(shí)可將運(yùn)動(dòng)分解為前進(jìn)、后退、左移、右移、左轉(zhuǎn)頭、右轉(zhuǎn)頭、抬頭和低頭，另外考慮到攝像機(jī)視角問題，還添加了調(diào)節(jié)攝像機(jī)高度的操作。

2.3.2 家具的移動(dòng)

用戶點(diǎn)擊該系統(tǒng)內(nèi)的某一家具產(chǎn)品后，如鼠標(biāo)左鍵單擊場景中的椅子，并保持按鍵的狀態(tài)不變，移動(dòng)鼠標(biāo)，場景中的沙發(fā)就會(huì)根據(jù)操作進(jìn)行相應(yīng)移動(dòng)，這樣用戶就可以根據(jù)喜好將家具移動(dòng)到任意位置。

2.3.3 家具的切換

家具切換需鼠標(biāo)配合家具導(dǎo)航欄實(shí)現(xiàn)。選中所要替換的家具，家具導(dǎo)航欄就會(huì)出現(xiàn)家具選擇菜單，根據(jù)需求及喜好單擊家具樣式，即可完成家具的切換。

2.3.4 家具的刪除和恢復(fù)

當(dāng)用戶使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊家具導(dǎo)航欄的家具時(shí)，系統(tǒng)頁面下方會(huì)出現(xiàn)如圖5所示的窗口。若用戶單擊“刪除”功能按鈕，場景中的懶人沙發(fā)將會(huì)被刪除，通過“恢復(fù)”按鈕沙發(fā)將會(huì)重新回到場景中。這個(gè)功能在傳統(tǒng)的家裝展示系統(tǒng)中很難實(shí)現(xiàn)。

2.3.5 家具的材質(zhì)替換

該設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)單面家具以及墻紙、地板等材質(zhì)的更換。用戶使用鼠標(biāo)單擊該系統(tǒng)場景中的沙發(fā)后，可調(diào)出如圖5所示的沙發(fā)紋理圖片選項(xiàng)，材質(zhì)的選擇性具有多樣性。再次單擊某一材質(zhì)圖片，即可把場景中的沙發(fā)替換為所選的沙發(fā)材質(zhì)。

3 系統(tǒng)測試及發(fā)布

執(zhí)行“File→Build Settings”命令，打開 Build Settings窗口，通過“Add open Scenes”添加所要發(fā)布的場景，并且保證“Scenes in Build ”中的場景都勾選上，然后在platform中選擇PC Mac&Linux; Standalone，設(shè)置完成后點(diǎn)擊“Build”即可將作品發(fā)布至PC端。制作完成后，檢查無誤后，配置參數(shù)，即可保存并發(fā)布為.exe文件，完成虛擬家裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)。

4 結(jié)束語

該設(shè)計(jì)利用3ds MAX、Unity3D等軟件對(duì)虛擬家裝展示系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)及開發(fā)，基本實(shí)現(xiàn)了虛擬家裝系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能，包括家具的移動(dòng)，家具、材質(zhì)的替換，家具的刪除、恢復(fù)以及室內(nèi)漫游等功能，讓用戶可以足不出戶通過瀏覽家裝系統(tǒng)，選擇不同風(fēng)格的戶型及家具，給用戶帶來沉浸式的震撼視覺體驗(yàn)，真正實(shí)現(xiàn)了“所見即所得”。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐江群. 虛擬現(xiàn)實(shí)在室內(nèi)裝潢設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用[J]. 工藝與設(shè)計(jì)， 2013（10）： 27.

[2] 黃瑋， 余葉蘭. 基于Unity3d的虛擬現(xiàn)實(shí)家裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 新余學(xué)院學(xué)報(bào)， 2016， 22（3）： 19-22.

[3] 陸劍馳. 來自科技的威脅——以家裝設(shè)計(jì)為例談人工智能對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)行業(yè)的影響[J]. 科技資訊， 2017（5）： 54-57.

[4] 李靜， 李眾立， 李培亮. 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的建筑施工動(dòng)態(tài)仿真研究[J]. 計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化， 2012（8）： 80-83.

[5] 黃興旺. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)論文[D]. 廣州： 華南師范大學(xué)， 2016.

[6] 湯子穎. 虛擬展示系統(tǒng)的服務(wù)設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用[D]. 濟(jì)南： 山東建筑大學(xué)， 2016.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】