CN109117804A - 一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法，包括如下步骤：步骤1、在3D Studio Max软件中创建初始模型字；根据初始模型字的笔画把初始模型字拆分为复数个相应的笔画模型，并按照笔画顺序对笔画模型进行命名；把命名后的笔画模型进行打组，形成整组模型字；步骤2、整组模型字导入Unity 3D中；配置整组模型字中每一笔画模型的笔画路径点，并根据整组模型字的笔画书写顺序对笔画路径点进行顺序编号；步骤3、根据笔画模型打组的顺序以及笔画路径点，通过插值计算插件依次生成每一笔画模型的笔画运动路径；步骤4、在Unity 3D中设置临摹按钮，临摹按钮依次按照笔画路径点的顺序编号在笔画运动路径上运动。

Description

一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法
技术领域
本发明涉及教育领域，特别指一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法。
背景技术
Unity3D是由Unity Technologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、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游戏引擎，其支持模型的编辑操作。
3D Studio Max，常简称为3ds Max或MAX，是Discreet公司开发的(后被Autodesk公司合并)基于PC系统的三维动画渲染和制作软件，其支持将文字转换成模型Text。
在幼儿学字认字方面，如何教授孩子按笔画书写文字是很关键的一个步骤，现在即使是接收过高等教育的成年人书写时笔画也会出现错误。书写顺序如何从娃娃抓起是个值得深究的问题。
在实际生活中，临摹字帖是一个很好的练字方式。但传统临摹是通过临摹本和笔进行临摹。我们生处的科技时代，如何把临摹与移动设备结合在一起，摆脱传统的纸笔临摹成为讨论的热点。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种能通用全部字体且规范书写笔画的新的一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法。
本发明具体包括如下步骤：
1、一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法，包括如下步骤：
步骤1、在3D Studio Max软件中创建可编辑的初始模型字，并通过UV编辑器编辑UV信息；根据初始模型字的笔画把初始模型字拆分为复数个相应的笔画模型，并按照笔画顺序对笔画模型进行命名；把命名后的笔画模型进行打组，形成整组模型字；最后把整组模型字导成Unity 3D能识别的格式；
步骤2、整组模型字导入Unity 3D中；配置整组模型字中每一笔画模型的笔画路径点，并根据整组模型字的笔画书写顺序对笔画路径点进行顺序编号；
步骤3、根据笔画模型打组的顺序以及笔画路径点，通过插值计算插件依次生成每一笔画模型的笔画运动路径；
步骤4、在Unity 3D中设置临摹按钮，临摹按钮依次按照笔画路径点的顺序编号在笔画运动路径上运动，具体为：临摹按钮从第一个笔画模型的第一个笔画路径点运动到最后一个笔画模型的最后一个笔画路径点。
优选地，所述步骤4还包括：临摹按钮被拖动的同时，从Unity 3D的相机发射检测射线到临摹按钮的位置，获取检测射线和整组模型字的碰撞点；将碰撞点刷成指定颜色与指定半径的像素点。
优选地，所述步骤4中的临摹按钮上显示接下来临摹按钮的运动方向。
优选地，所述步骤4的临摹按钮的运动具体包括如下步骤：
当临摹按钮在笔画运动路径上被拖动时计算临摹按钮每一帧拖动的坐标，计算出临摹按钮拖动的向量L1；通过笔画运动路径上相邻的笔画路径点，计算出当前临摹按钮所经过的线段组成的笔画运动路径向量L2；计算每一帧向量L1在向量L2的投影长度；利用插值计算插件计算笔画运动路径的路径总长度S；将投影长度除以路径总长度S得到控制临摹按钮移动的移动百分比。
优选地，所述步骤3还包括，设置笔画运动路径为线性缓动。
优选地，所述步骤1还包括，在3D Studio Max赋予所有的整组模型字相同的贴图材质。
优选地，所述步骤1还包括，在3D Studio Max设置所有的整组模型字的自身轴心坐标一致。
本发明具有如下优点：
1、本发明的使用者通过在移动设备上拖动临摹按钮完成文字临摹，无需传统纸笔进行临摹，不仅节约纸笔的投入，而且可以随时随地进行临摹，更适应现代化的生活环境。
2、本发明的使用者拖动临摹按钮时，只能按照笔画顺序进行拖动临摹，有利用规范使用者书写顺序的规范。
3、本发明适用于任何一种字体临摹，临摹范围不仅限于中文，还包括其他语言的书写临摹。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的整组模型字的一实施例图。
图2为图1的某一部分路径设计示意图。
图3为本发明临摹时的一实施例图。
具体实施方式
名词解释列表
世界坐标：在Unity 3D的坐标；
百分比：百分比代表在笔画运动路径上的位置；本发明采用Unity 3D的goto函数，goto的参数是0-1，对应的就是笔画运动路径的开始点和结束点，所以百分比就代表在笔画运动路径上的位置；
移动百分比：在笔画运动路径上移动的位置；
贴图：贴图是一张图片，为整组模型字的皮肤；
自身轴心坐标：在世界坐标中，以自己为参考系，做一个坐标轴，就是自身坐标，自身坐标的轴心位置就是自身轴心坐标；
相机：Unity 3D自带的相机，相机的作用是把拍摄到的物件在画面中显示；
DOTween插件：是一个插值计算插件，本发明利用了DOTween插件的DOPath函数，快速计算路径，以及在路径上平滑移动功能；
本发明的总体发明构思是：通过3ds Max创建模型的文字，然后按笔画拆分出对象，再导出FBX模型。Unity 3D使用这个模型，在模型上设置笔画拖动的笔画路径点，并生成笔画运动路径。拖动临摹按钮的同时，在整组模型字上以涂鸦的方式覆盖笔画，从而达到类似字帖临摹的效果。
本发明具体操作如下：
步骤1、创建整组模型字：
步骤11、在3D Studio Max软件中，使用Text创建“马”字；
步骤12、把“马”字转为可编辑多边形Editable Poly形式，为后续操作做准备；
步骤13、利用3ds MAX自带UVW Map(UV编辑器)进行快速编辑产生UV信息；此操作为了后续临摹文字时使用碰撞点的UV信息能与字体相匹配；
步骤14、根据汉语字典中的笔画顺序把“马”拆分成若干个对应的笔画模型，分别为：“横折”、“竖横折勾”以及“横”；再根据对应笔画顺序对笔画模型进行顺序命名，并打组，打组后的效果如图1所示，为一个完整的“马”字；为方便后续贴图材质的统一性，在3ds max中赋予所有整组模型字相同的贴图材质；为节省后续批量制作的整组模型字坐标的一致性，设置的所有整组模型字的自身轴心坐标一致，最后导出整组模型字的FBX格式。
步骤2、配置整组模型字的笔画路径点：
步骤21、将导出的FBX导入到Unity 3D中；
步骤22、给整组模型字添加MeshCollider；在后续操作中需要用到射线检测整组模型字上的点，如果没有MeshCollider，则整组模型字无法被射线检测到；
步骤23、配置整组模型字中每一笔画模型的笔画路径点并给笔画路径点进行顺序编号，如图2中“横折”笔画模型中的点0、点1以及点2；
步骤3、生成笔画模型的笔画运动路径：
步骤31、利用DOTween插件的DOPath函数，生成插值笔画运动路径，如图2所示，把点0、点1以及点2通过线连接在一起；
步骤32、把DOPath函数的TimeScale设置为0(如果TimeScale不为0，那么使用DOPath函数后，会自动执行在笔画运动路径上的运动，而我们所需要的功能是通过后续拖动临摹按钮的操作来控制运动，所以要设为0)；并把DOPath函数的EaseType设置为Liner(EaseType是缓动函数类型，为了精准控制临摹按钮，需要将缓动函数设置为线性缓动)；
步骤33、利用DOPath的PathLength函数，得到笔画运动路径的路径总长度S。
步骤4、描绘模型字：
步骤41、在游戏中配置一个临摹按钮，来当作临摹用的笔，如图2中带有箭头的块体，箭头方向的显示为接下来需要拖动临摹按钮的方向；初学者可以根据箭头方向进行临摹；箭头方向的设置是利用DOTween插件的Setlookat函数将临摹按钮的指向设置为始终向着下一个笔画路径点进行。
步骤42、当临摹按钮被拖动，通过每一帧拖动临摹按钮的世界坐标，计算出拖动临摹按钮的向量L1；通过笔画运动路径上相邻的笔画路径点，计算出当前临摹按钮所经过的线段组成的笔画运动路径向量L2；计算每一帧L1在L2的投影长度；将投影长度除以路径总长度S，得到移动百分比；利用DOPath的GoTo函数，传入已经移动的移动百分比；移动百分比用于控制临摹按钮的拖动；
临摹按钮在笔画运动路径上移动的同时，从相机发射检测射线到临摹按钮位置(被拖动的临摹按钮，相当于当前的落笔位置)；获取到射线和整组模型字的碰撞点(落笔的点)RaycastHit，RaycastHit的textureCoord2值即为碰撞点的UV信息的坐标；
步骤43、将该碰撞点刷成指定颜色与指定半径的像素点，效果如图3所示；图3所示的填充物为已经临摹完毕的笔画。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、在3D Studio Max软件中创建可编辑的初始模型字，并通过UV编辑器编辑UV信息；根据初始模型字的笔画把初始模型字拆分为复数个相应的笔画模型，并按照笔画顺序对笔画模型进行命名；把命名后的笔画模型进行打组，形成整组模型字；最后把整组模型字导成Unity 3D能识别的格式；
步骤2、整组模型字导入Unity 3D中；配置整组模型字中每一笔画模型的笔画路径点，并根据整组模型字的笔画书写顺序对笔画路径点进行顺序编号；
步骤3、根据笔画模型打组的顺序以及笔画路径点，通过插值计算插件依次生成每一笔画模型的笔画运动路径；
步骤4、在Unity 3D中设置临摹按钮，临摹按钮依次按照笔画路径点的顺序编号在笔画运动路径上运动，具体为：临摹按钮从第一个笔画模型的第一个笔画路径点运动到最后一个笔画模型的最后一个笔画路径点。
2.根据权利要求1所述的一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法，其特征在于：所述步骤4还包括：临摹按钮被拖动的同时，从Unity 3D的相机发射检测射线到临摹按钮的位置，获取检测射线和整组模型字的碰撞点；将碰撞点刷成指定颜色与指定半径的像素点。
3.根据权利要求1所述的一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法，其特征在于：所述步骤4中的临摹按钮上显示接下来临摹按钮的运动方向。
4.根据权利要求1所述的一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法，其特征在于：所述步骤4的临摹按钮的运动具体包括如下步骤：
当临摹按钮在笔画运动路径上被拖动时计算临摹按钮每一帧拖动的坐标，计算出临摹按钮拖动的向量L1；通过笔画运动路径上相邻的笔画路径点，计算出当前临摹按钮所经过的线段组成的笔画运动路径向量L2；计算每一帧向量L1在向量L2的投影长度；利用插值计算插件计算笔画运动路径的路径总长度S；将投影长度除以路径总长度S得到控制临摹按钮移动的移动百分比。
5.根据权利要求1所述的一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法，其特征在于：所述步骤3还包括，设置笔画运动路径为线性缓动。
6.根据权利要求1所述的一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法，其特征在于：所述步骤1还包括，在3D Studio Max赋予所有的整组模型字相同的贴图材质。
7.根据权利要求1所述的一种基于Unity 3D的移动设备的文字临摹方法，其特征在于：所述步骤1还包括，在3D Studio Max设置所有的整组模型字的自身轴心坐标一致。
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