CN105590279A - 基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统及其处理方法 - Google Patents

基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统及其处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统及其处理方法涉及一种教学系统，特别是涉及一种利用unity3D技术虚拟演示的教学系统。本发明基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统包括虚拟模型生成模块，其利用unity3D技术创建出的用于教学的虚拟模型；虚拟摄像机，其用于相对所述虚拟模型移动，并以相应位置的视角展示所述虚拟模型。从而本发明克服了如何将unity3D技术利用到教学演示中。

Description

基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及一种教学系统，特别是涉及一种利用unity3D技术虚拟演示的教学系统。
背景技术
高校环境艺术设计专业的室内设计课程是一门要求实践性非常高的课程。该课程除了常规的课堂教学环节，还把施工现场考察、实地调研样板材料等视为该课程的实践环节。
专业考察、专题实践虽是必不可少的实践活动，但它是非线性的，无法和教学环节进行实时互动和有机地联系起来。因而在教学环节上的时效性、针对性、自主性都比较差，无法满足艺术设计专业特定课程的特定实践需求。
诚然，一些专业课程，根据教学需要安排学生到实训基地或施工现场进行操作实践。但也往往要受到时间、天气、场地、交通、资金、管理等众多条件的限制，甚至还存在安全性问题的考量。这些实践性教学环节在很多艺术设计专业落实的机会和落实程度还是很有限的。
鉴于此，为了进一步完善实践教学机制，克服常规实践教学的诸多限制和不足，亟需一种能够在室内虚拟演示施工现场、样板材料、或相关物体的的教学系统。
在虚拟演示的技术中unity3D是由UnityTechnologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具，是一个全面整合的专业虚拟引擎。其可发布虚拟场景至Windows、Mac、Wii、iPhone、Windowsphone8和Android平台。著名的神庙逃亡2就是其中的作品。
然而，unity3D技术目前只应用于游戏和娱乐领域，即主要用于游戏平台。故，目前亟需一种利用其虚拟演示施工现场、样板材料、或相关物体的教学演示装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便的基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统。
本发明基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统，包括虚拟模型生成模块，其利用unity3D技术创建出的用于教学的虚拟模型；虚拟摄像机，其用于相对所述虚拟模型移动，并以相应位置的视角展示所述虚拟模型。
优选地，还包括虚拟模型调节模块，其用于调节所述虚拟模型的以下一项或多项：板材类型、家具类型、实践场景、房间场景、光照强度、投影强度、光照颜色、模型的材质、模型的纹理。
优选地，所述虚拟模型调节模块调节光照颜色的方式以滑动条方式调节。
优选地，所述虚拟模型调节模块通过滑动条方式分别调整光照颜色的R、G、B变量值，从而调节光照颜色。
优选地，所述虚拟模型调节模块创建颜色变量，所述颜色变量对应的颜色R、G、B的浮点值均为0-1之间，并通过颜色R、G、B的浮点值调节光照颜色。
优选地，还包括输入模块，所述输入模块在选择所述虚拟模型时，需要进行布尔测试判断。
优选地，输入模块定义变换操作面板和切换按钮，并通过GetAxis脚本映射变换的操作，控制所述虚拟摄像机在X、Y、Z轴的移动。
优选地，还包括考核评分模块，所述考核评分模块用于设置统分节点，所述统分节点属于一个整数类的全局变量；所述考核评分模块通过寻找而获得被考评目标的统分节点的显示关联，并将统分节点的整数转换为字符串；所述考核评分模块设置考评行为之前，探测统分节点的关联全局变量，针对虚拟模型的情况设定得分的局部变量值，并将所述局部考评目标行为得分的局部变量值存储回统分节点的全局标量中。
优选地，还包括方案筛选模块，其根据教学进度筛选虚拟模型。
优选地，包括如下步骤：
S100、获得虚拟模型的构件列表，根据构件的命名分配服务器，将构件拆分为组件；
S200、拆分后的每个组件名称，将名称后两个字相同的组件再次分配服务器，对拆分后的组件进行处理；
S300、结束。
优选地，在所述S200中，拆分包括如下步骤：
S201、以后两个字相同的组件为一类，判断组件类别是否少于五类，
若多于五类，则跳转到步骤S300；
若少于五类，则跳转到步骤S202；
S202、根据组件的类型进行拆分；
按照公式一将第一类数据个数A、第二类数据个数B、第三类数据个数C、第四类数据个数D、第五类数据个数E按如下公式计算编码值N，并将编码值N输送给服务器；
公式一：N＝A*101+B*102+C*103+D*104+E*105
其中，若组件类型少于五类，则未出现的类别按0个计算。
优选地，在所述S200中，服务器对组件的处理包括如下步骤：服务器按照如下公式进行重组：
N/101＝A，其中利用四舍五舍方式只保留A的个位；
N/102＝B，其中利用四舍五舍方式只保留B的个位；
N/103＝C，其中利用四舍五舍方式只保留C的个位；
N/104＝D，其中利用四舍五舍方式只保留D的个位；
N/105＝E，其中利用四舍五舍方式只保留E的个位。
优选地，在所述S200中，拆分包括如下步骤：
S221，进行所述拆分操作时，采集所述操作对应的sql语句；
S222，解析出所述sql语句中的数据表、所述数据表中的字段、字段值；
S223，根据所述数据表、所述数据表中的字段、字段值，生成组件数据以用于所述产品的测试。
本发明基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统与现有技术不同之处在于本发明基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统利用游戏引擎unity3D技术，在课堂中模拟虚拟的场景，从而方便学生们实践教学。
具体实施方式
本发明基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统包括
虚拟模型生成模块，其利用unity3D技术创建出的用于教学的虚拟模型；
虚拟摄像机，其用于相对所述虚拟模型移动，并以相应位置的视角展示所述虚拟模型。
虚拟模型调节模块，其用于调节所述虚拟模型的以下一项或多项：
板材类型、家具类型、实践场景、房间场景、施工过程场景、光照强度、投影强度、光照颜色、模型的材质、模型的纹理。
其中，板材又分为地面(石材、木材地板和脚线)、墙面(墙漆、墙纸、墙布)、天花板(各种吊顶材料)。
家具模型包括窗帘、橱柜、桌椅、电器等等。此外，供水和照明之类的管、线模型也提供在内。
实践场景、房间场景：毛坯房场景选择具有代表性的结构户型和建筑使用面积，如别二室一厅、三室一厅、四室二厅之类，建筑面积可以设定90平米、120平米、180平米之类。
施工过程场景主要是体现室内装修的如阶段进度的场景。装修完成的场景类似于参考答案，根据不同为户型结构、装修风格(如现代简约、传统风格、地中海风格等等)，绘出相关的完整装修场景。
灯光强度(LightIntensity)、投影强度(ShadowStrength)、光照颜色(LightColor)，在界面设计中，采用滑动条左右拖动来控制这些需要调整的变量值。
本发明利用游戏引擎unity3D技术，在课堂中模拟虚拟的场景，从而方便学生们实践教学。
优选地，所述虚拟模型调节模块调节光照颜色的方式以滑动条方式调节变量值。
所述虚拟模型调节模块通过滑动条方式分别调整光照颜色的R、G、B变量值，从而调节光照颜色。
所述虚拟模型调节模块创建颜色变量，所述颜色变量对应的颜色R、G、B的浮点值均为0-1之间，并通过颜色R、G、B的浮点值调节光照颜色。
本发明还包括输入模块，所述输入模块在选择所述虚拟模型时，需要进行布尔测试判断。
所述输入模块定义变换操作面板和切换按钮，并通过GetAxis脚本映射变换的操作，控制所述虚拟摄像机在X、Y、Z轴的移动。
本发明还包括考核评分模块、显示模块，
所述考核评分模块用于设置统分节点，所述统分节点属于一个整数类的全局变量。
所述显示模块用于显示所述统分节点，所述显示模块显示外观和卷标，所述外观包括以下一种或多种组合：显示风格、显示范围、字体、字号，所述考核评分模块通过寻找而获得被考评目标的统分节点的显示关联，并将统分节点的整数转换为字符串。
所述考核评分模块设置考评行为之前，探测统分节点的关联全局变量，针对虚拟模型的情况设定得分的局部变量值，并将所述局部考评目标行为得分的局部变量值存储回统分节点的全局标量中。
考核评分模块不会重复给分，以解决重复加分的问题。
本发明还包括方案筛选模块，其根据教学进度筛选虚拟模型。
但是由于教学设施较为落后，校方、政府无法及时大规模更换教学设备，因此利用服务器实现远程虚拟模块演示与控制成为现有难题。
上述虚拟模型生成模块、虚拟摄像机、虚拟模型调节模块、考核评分模块均设置在服务器内，显示模块、输入模块均与服务器连接。
本发明基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统的处理方法，包括如下步骤：
S100、获得虚拟模型的构件列表，根据构件的命名分配服务器，将构件拆分为组件；
S200、拆分后的每个组件名称，将名称后两个字相同的组件再次分配服务器，对拆分后的组件进行处理；
S300、结束。
其中，在所述S200中，拆分包括如下步骤：
S201、以后两个字相同的组件为一类，判断组件类别是否少于五类，
若多于五类，则跳转到步骤S300；
若少于五类，则跳转到步骤S202；
S202、根据组件的类型进行拆分；
按照公式一将第一类数据个数A、第二类数据个数B、第三类数据个数C、第四类数据个数D、第五类数据个数E按如下公式计算编码值N，并将编码值N输送给服务器；
公式一：N＝A*101+B*102+C*103+D*104+E*105
其中，若组件类型少于五类，则未出现的类别按0个计算。
第一类数据个数A例如板材类组件——*101、
第二类数据个数B例如家具类组件——*102、
第三类数据个数C例如场景类组件——*103、
第四类数据个数D例如材质类组件——*104、
第五类数据个数E例如纹理类组件——*105。
其中，其特征在于在所述S200中，服务器对组件的处理包括如下步骤：服务器按照如下公式进行重组：
N/101＝A，其中利用四舍五舍方式只保留A的个位；
N/102＝B，其中利用四舍五舍方式只保留B的个位；
N/103＝C，其中利用四舍五舍方式只保留C的个位；
N/104＝D，其中利用四舍五舍方式只保留D的个位；
N/105＝E，其中利用四舍五舍方式只保留E的个位。
例如：第一类数据具有“板材类组件”个数A，例如1个
例如：第二类数据具有“家具类组件”个数B，例如6个
例如：第三类数据具有“场景类组件”个数C，例如8个
例如：第四类数据具有“材质类组件”个数D，例如4个
例如：第五类数据具有“纹理类组件”个数E，例如5个
利用公式，计算编码值N，
N＝A*101+B*102+C*103+D*104+E*105
N＝1*101+6*102+8*103+4*104+5*105＝548610
向服务器发送编码N＝548610
服务器对于编码值N按如下方式进行处理。
N/101＝A(利用四舍五舍方式保留整数位)
N/102＝B(利用四舍五舍方式保留整数位)
N/103＝C(利用四舍五舍方式保留整数位)
N/104＝D(利用四舍五舍方式保留整数位)
N/105＝E(利用四舍五舍方式保留整数位)
548610/101＝54861(利用四舍五舍方式保留整数位)＝1
548610/102＝5486.1(利用四舍五舍方式保留整数位)＝6
548610/103＝548.61(利用四舍五舍方式保留整数位)＝8
548610/104＝54.861(利用四舍五舍方式保留整数位)＝4
548610/105＝5.4861(利用四舍五舍方式保留整数位)＝5
本发明可以部署多台服务器同时对大量虚拟模型的构件、组件进行拆分和处理。利用单一的编码值N，向服务器输送数据。避免多类组件数据向服务器共同输送给服务器通道带来的拥堵和混乱。本技术要点通过并发策略的控制，可以部署多台服务器同时对组件数据量文件进行拆分和处理，极大地提升了系统的处理能力，保证系统在规定时间内对文件处理完毕。而且，这种通过文件命名规则分配服务器来拆分和处理文件的并发策略，保证只有一台服务器可以对原始文件进行拆分，对于拆分之后的每个组件文件，也只能有一台服务器对其进行处理，从而避免资源竞争。
其中，其特征在于在所述S200中，拆分包括如下步骤：
S221，进行所述拆分操作时，采集所述操作对应的sql语句；
S222，解析出所述sql语句中的数据表、所述数据表中的字段、字段值；
S223，根据所述数据表、所述数据表中的字段、字段值，生成组件数据以用于所述产品的测试。
在上述技术方案中，可利用现有的虚拟模型生成模块依据数据表、字段、字段值、数据表之间关系可以自动生成代码，可对代码编辑，并可以将代码编译生成dll或exe，以执行生成组件数据。
其中，本发明中的sql语句为现有技术。此处主要是将字段、字段值套用上述技术要点一中的文件类型，运行技术要点一的公式。
本发明通过以上技术方案，本发明可以实现一种组件数据生成方法，可以高效地生成组件数据，并保证了组件数据的有效性，节省了人力物力，有助于提高工作效率。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统，其特征在于：包括
虚拟模型生成模块，其利用unity3D技术创建出的用于教学的虚拟模型；
虚拟摄像机，其用于相对所述虚拟模型移动，并以相应位置的视角展示所述虚拟模型。
2.根据权利要求1所述的基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统，其特征在于：还包括
虚拟模型调节模块，其用于调节所述虚拟模型的以下一项或多项：
板材类型、家具类型、实践场景、房间场景、光照强度、投影强度、光照颜色、模型的材质、模型的纹理。
3.根据权利要求2所述的基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统，其特征在于：所述虚拟模型调节模块调节光照颜色的方式以滑动条方式调节。
4.根据权利要求3所述的基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统，其特征在于：所述虚拟模型调节模块通过滑动条方式分别调整光照颜色的R、G、B变量值，从而调节光照颜色。
5.根据权利要求4所述的基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统，其特征在于：所述虚拟模型调节模块创建颜色变量，所述颜色变量对应的颜色R、G、B的浮点值均为0-1之间，并通过颜色R、G、B的浮点值调节光照颜色。
6.根据权利要求1所述的基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统，其特征在于：
还包括输入模块，所述输入模块在选择所述虚拟模型时，需要进行布尔测试判断。
7.根据权利要求6所述的基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统，其特征在于：输入模块定义变换操作面板和切换按钮，并通过GetAxis脚本映射变换的操作，控制所述虚拟摄像机在X、Y、Z轴的移动。
8.根据权利要求7所述的基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统，其特征在于：还包括考核评分模块，
所述考核评分模块用于设置统分节点，所述统分节点属于一个整数类的全局变量；
所述考核评分模块通过寻找而获得被考评目标的统分节点的显示关联，并将统分节点的整数转换为字符串；
所述考核评分模块设置考评行为之前，探测统分节点的关联全局变量，针对虚拟模型的情况设定得分的局部变量值，并将所述局部考评目标行为得分的局部变量值存储回统分节点的全局标量中。
9.根据权利要求1所述的基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统，其特征在于：还包括方案筛选模块，其根据教学进度筛选虚拟模型。
10.利用权利要求9所述的基于unity3D技术的室内装修虚拟实践教学系统的处理方法，其特征在于包括如下步骤：
S100、获得虚拟模型的构件列表，根据构件的命名分配服务器，将构件拆分为组件；
S200、拆分后的每个组件名称，将名称后两个字相同的组件再次分配服务器，对拆分后的组件进行处理；
S300、结束。
优选地，其特征在于在所述S200中，拆分包括如下步骤：
S201、以后两个字相同的组件为一类，判断组件类别是否少于五类，
若多于五类，则跳转到步骤S300；
若少于五类，则跳转到步骤S202；
S202、根据组件的类型进行拆分；
按照公式一将第一类数据个数A、第二类数据个数B、第三类数据个数C、第四类数据个数D、第五类数据个数E按如下公式计算编码值N，并将编码值N输送给服务器；
公式一：N＝A*101+B*102+C*103+D*104+E*105
其中，若组件类型少于五类，则未出现的类别按0个计算。
优选地，其特征在于在所述S200中，服务器对组件的处理包括如下步骤：服务器按照如下公式进行重组：
N/101＝A，其中利用四舍五舍方式只保留A的个位；
N/102＝B，其中利用四舍五舍方式只保留B的个位；
N/103＝C，其中利用四舍五舍方式只保留C的个位；
N/104＝D，其中利用四舍五舍方式只保留D的个位；
N/105＝E，其中利用四舍五舍方式只保留E的个位。
优选地，其特征在于在所述S200中，拆分包括如下步骤：
S221，进行所述拆分操作时，采集所述操作对应的sql语句；
S222，解析出所述sql语句中的数据表、所述数据表中的字段、字段值；
S223，根据所述数据表、所述数据表中的字段、字段值，生成组件数据以用于所述产品的测试。
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