CN109460579B - 一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的方法及装置，利用Unity3D模型模拟号码球、摇球机及相关摇球场景，并输入摇球参数，利用Unity3D模型中的刚体、碰撞器和材质特效仿真模拟号码球与号码球、号码球与滚筒、号码球与刮片之间的物理碰撞，模拟号码球随机下落过程，通过上述过程落出的球作为本轮摇号结果。相比于现有技术，电子仿真软件空间占用小，采用3D模型仿真实体装置和号码球可用于解决球体损耗、个体差异和成本高的问题，可减少人工检查成本。并且抽取参数控制灵活，功能可扩展，并且可同时满足本地摇号(单机)和服务器获联动摇号处理。

Description

一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的方法及装置

技术领域

本发明涉及信息技术领域，尤其涉及一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的方法及装置。

背景技术

实际生活中的搅拌式摇球机实体装置对于号码球较多的情况（如在一些特殊的招标场景中，会有大于800或1000个的情况），装置场地占用大、不方便使用。

另外，实体装置购买成本高、容易损耗，而号码球损坏会影响其随机、公平、公正的特性，且在摇号前需要逐一检查号码球是否可用，球数多会额外增加工作人员检测时长，影响效率。对于抽取频率、抽取数目和搅拌时间等参数的控制便利程度有限。有鉴于此，提出本申请。

发明内容

本发明实施例提供了一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的方法及装置，用以解决现有摇号系统存在的成本高、维护繁琐、效率低的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的方法，所述方法包括：

利用Unity3D模型模拟号码球、摇球机及相关摇球场景；

输入摇球参数，所述摇球参数至少包括摇号范围、抽取个数和抽取间隔；

利用Unity3D模型中的刚体、碰撞器和材质特效仿真模拟号码球与号码球、号码球与滚筒、号码球与刮片之间的物理碰撞，模拟号码球随机下落过程；

通过上述过程将随机下落到滚筒底部出球口并滚落出滚筒的号码球作为本轮摇号结果。

进一步地，作为一个可执行方案，利用Unity3D模型模拟号码球具体包括：

若当前未创建的号码球个数为n个，则先按号码球球号升序或降序排序，并将排序后的球号组成数组或列表NumberList；

生成随机数r，r范围在[0, n-1]之间，将NumberList[r]所存储的球号作为当前生成的号码球球号，重复上述步骤直至摇号范围内所有号码球都创建完毕，其中，n为大于0的正整数。

进一步地，作为一个可执行方案，所述方法还包括：

对号码球球号进行随机排序，确保进球的随机性和公平性；

进球时，通过修改闸口模型物体GameObject的Location属性移动闸口位置，或设置其Active属性直接隐藏或展示以达到开启、关闭进球口的效果。

进一步地，作为一个可执行方案，利用Unity3D模型中的刚体、碰撞器和材质特效仿真模拟号码球与号码球、号码球与滚筒、号码球与刮片之间的物理碰撞，模拟号码球随机下落过程，包括：

启动刮片，为刮片模型添加碰撞器；

摇号时，两组刮片分别绕轴心做顺、逆时针转动，让刮片与号码球、号码球与号码球之间进行互相碰撞。

进一步地，作为一个可执行方案，通过上述过程将随机下落到滚筒底部出球口并滚落出滚筒的号码球作为本轮摇号结果之后，所述方法还包括：

确定是否继续摇号，若是，则关闭出球口，启动刮片并计时；

将随机下落到滚筒底部出球口并滚落出滚筒的号码球作为本轮摇号结果。

进一步地，作为一个可执行方案，所述方法还包括：

当号码球个数少于第一预设值时，刚体设置通过利用动态连续碰撞来模拟，将Rigidbody的CollisionDetection设置为ContinuousDynamic。

另一方面，本发明实施例还提供了一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的装置，所述装置包括：

模型建立单元，用于利用Unity3D模型模拟号码球、摇球机及相关摇球场景；

参数输入单元，用于输入摇球参数，所述摇球参数至少包括摇号范围、抽取个数和抽取间隔；

摇球模拟单元，用于利用Unity3D模型中的刚体、碰撞器和材质特效仿真模拟号码球与号码球、号码球与滚筒、号码球与刮片之间的物理碰撞，模拟号码球随机下落过程；

展示单元，用于通过上述过程将随机下落到滚筒底部出球口并滚落出滚筒的号码球作为本轮摇号结果。

进一步地，作为一个可执行方案，所述模型建立单元，具体用于若当前未创建的号码球个数为n个，则先按号码球球号升序或降序排序，并将排序后的球号组成数组或列表NumberList；生成随机数r，r范围在[0, n-1]之间，将NumberList[r]所存储的球号作为当前生成的号码球球号，重复上述步骤直至摇号范围内所有号码球都创建完毕，其中，n为大于0的正整数。

进一步地，作为一个可执行方案，摇球模拟单元，具体用于启动刮片，为刮片模型添加碰撞器，以及，摇号时，两组刮片分别绕轴心做顺、逆时针转动，让刮片与号码球、号码球与号码球之间进行互相碰撞。

进一步地，作为一个可执行方案，所述装置还包括预判单元；

所述预判单元，用于在参数输入单元后输入相应参数后，当号码球个数少于第一预设值时，刚体设置通过利用动态连续碰撞来模拟，将Rigidbody的CollisionDetection设置为ContinuousDynamic。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供了一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的方法及装置，利用Unity3D模型模拟号码球、摇球机及相关摇球场景，并输入摇球参数，利用Unity3D模型中的刚体、碰撞器和材质特效仿真模拟号码球与号码球、号码球与滚筒、号码球与刮片之间的物理碰撞，模拟号码球随机下落过程，通过上述过程落出的球作为本轮摇号结果。相比于现有技术，电子仿真软件空间占用小，采用3D模型仿真实体装置和号码球可用解决球体损耗、个体差异和成本高的问题，可减少人工检查成本。并且抽取参数控制灵活，功能可扩展，并且可同时满足本地摇号（单机）和服务器获联动摇号处理。另外，电子仿真软件可以很好地解决因为人为、设备损耗、球体差异、维护繁琐等因素造成摇球结果的不可信、不公平的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本发明所述一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的方法的流程示意图；

图2~9所示为本发明实施例一所述的Unity3D模型参数设置的界面示意图；

图10所示为本发明实施例二所述一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本发明实施例一提供了一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的方法，如图1所示，其为本发明实施例一所述的一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的方法的流程示意图，所述方法可包括以下步骤：

步骤101：利用Unity3D模型模拟号码球、摇球机及相关摇球场景。

具体地，若当前未创建的号码球个数为n个，则先按号码球球号升序或降序排序，并将排序后的球号组成数组或列表NumberList；生成随机数r，r范围在[0, n-1]之间，将NumberList[r]所存储的球号作为当前生成的号码球球号，重复上述步骤直至摇号范围内所有号码球都创建完毕，其中，n为大于0的正整数。

步骤102：输入摇球参数，所述摇球参数至少包括摇号范围、抽取个数和抽取间隔。其中，输入摇球参数可根据用户需求选择通过手动输入或自动输入，本发明实施例对此不作任何限定。

步骤103：利用Unity3D模型中的刚体、碰撞器和材质特效仿真模拟号码球与号码球、号码球与滚筒、号码球与刮片之间的物理碰撞，模拟号码球随机下落过程。

从摇球原理来说，随机性正是其公平性的根本保证，所以进球的随机性首先在第一步上就能很好的实现准备摇球的公平性，排除进球作弊的可能。因此，所述方法还包括：

对号码球球号进行随机排序，确保进球的随机性和公平性；

进球时，通过修改闸口模型物体GameObject的Location属性移动闸口位置，或设置其Active属性直接隐藏或展示以达到开启、关闭进球口的效果。

进一步地，根据搅拌式随机碰撞和球体自由下落原理，需要设置号码球模型的相关材质属性，包含碰撞器、重力、摩擦力、弹力等。号码球模型如图2所示。

具体地，在Unity3D模型中的物体属性巡视面板（界面图如图3所示），通过“AddComponent”添加以下组件：

1、刚体组件；

主要参数说明：

Mass：质量，Unity3D模型模拟实际号码球质量；

Drag，AngularDrag：阻力，根据运行效果合理调整阻力值；

UseGravity：使用重力，模拟实际球体下落；

其中，参数设置界面图可如图4所示。

2、碰撞器组件：球形碰撞器；

参数设置界面图可如图5所示，根据Unity3D模型大小设置碰撞器范围（Center、Radius），去掉“Is Trigger”勾选。

3、物理材质；

参数设置界面图可如图6所示，Friction：摩擦力，可根据需要的摇球效果调整，不会影响搅拌式摇球的随机、公平性原理；

Bounciness：弹力，模拟实际物体碰撞弹力，可以根据实际效果做调整，不宜太大。

生成对应号码球模型时，利用上述物理属性插件，球体模型可以通过进球区管道自由下落到滚筒，最终模拟出摇号机及场景的示意图，可如图7所示。

更进一步地，在摇号时，可包括以下步骤：

步骤A1：启动刮片，为刮片模型添加碰撞器。

步骤A2：摇号时，两组刮片分别绕轴心做顺、逆时针转动，让刮片与号码球、号码球与号码球之间进行互相碰撞。

具体地，两组刮片，每组三个，结构模型可如图8所示。

以图8刮片模型结构为例，刮片模型绕中心位置Z轴按每秒固定角度s改变物体（GameObject.Transform）localeRotation.Z的大小，来达到刮片匀速转动的效果，刮片转动时会与球体模型发生碰撞，Unity3D模型会根据之前设置的碰撞器、质量、重力等属性自动计算作用力，从而实现对实际摇球过程球体碰撞、下落的仿真。

同时通过设置s的大小改变刮片的转速（两组刮片大致转速150°/s就足够在十几秒内将700-800个球搅拌均匀），确保号码球在短时间内能被搅拌均匀，这样在搅拌时每个号码球都有相同的几率被刮片带到滚筒顶部并下落至滚筒底部出球口，保证后续出球的随机性和公平、公正，其中，参数设置图可如图9所示。

步骤104：通过上述过程将随机下落到滚筒底部出球口并滚落出滚筒的号码球作为本轮摇号结果。

在步骤104本轮摇号结果出来后，所述方法还包括以下步骤：

步骤B1：确定是否继续摇号，若是，则关闭出球口，启动刮片并计时；

步骤B2：将随机下落到滚筒底部出球口并滚落出滚筒的号码球作为本轮摇号结果。

当号码球个数少于第一预设值时，刚体设置通过利用动态连续碰撞来模拟，将Rigidbody的CollisionDetection设置为ContinuousDynamic。

具体地，当球数较少时，比如第一预设值为100，在刚体组件参数设置时可以利用动态连续碰撞来模拟，可以达到更好地视觉和交互效果，在设置为ContinuousDynamic后，Unity3D模型在每一帧刷新时会计算球体模型在前一帧和当前帧的受力运动情况并结合周围碰撞物体计算出下一帧球体的运动情况，使得整个过程更加仿真实际的要求场景，更加自然。

本发明实施例提供了一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的方法，利用Unity3D模型模拟号码球、摇球机及相关摇球场景，并输入摇球参数，利用Unity3D模型中的刚体、碰撞器和材质特效仿真模拟号码球与号码球、号码球与滚筒、号码球与刮片之间的物理碰撞，模拟号码球随机下落过程，通过上述过程落出的球作为本轮摇号结果。相比于现有技术，电子仿真软件空间占用小，采用3D模型仿真实体装置和号码球可用解决球体损耗、个体差异和成本高的问题，可减少人工检查成本。并且抽取参数控制灵活，功能可扩展，并且可同时满足本地摇号（单机）和服务器获联动摇号处理。另外，电子仿真软件可以很好地解决因为人为、设备损耗、球体差异、维护繁琐等因素造成摇球结果的不可信、不公平的问题。

实施例二

基于与本发明实施例一相同的发明构思，本发明实施例二提供了一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的装置，该装置的具体实施可参见上述方法实施例一中的相关描述，重复之处不再赘述，所述装置包括：

模型建立单元1001，可用于利用Unity3D模型模拟号码球、摇球机及相关摇球场景；

参数输入单元1002，可用于输入摇球参数，所述摇球参数至少包括摇号范围、抽取个数和抽取间隔；

摇球模拟单元1003，可用于利用Unity3D模型中的刚体、碰撞器和材质特效仿真模拟号码球与号码球、号码球与滚筒、号码球与刮片之间的物理碰撞，模拟号码球随机下落过程；

展示单元1004，可用于通过上述过程将随机下落到滚筒底部出球口并滚落出滚筒的号码球作为本轮摇号结果。

进一步地，作为一个可执行方案，所述模型建立单元1001，具体可用于若当前未创建的号码球个数为n个，则先按号码球球号升序或降序排序，并将排序后的球号组成数组或列表NumberList；生成随机数r，r范围在[0, n-1]之间，将NumberList[r]所存储的球号作为当前生成的号码球球号，重复上述步骤直至摇号范围内所有号码球都创建完毕，其中，n为大于0的正整数。

进一步地，作为一个可执行方案，摇球模拟单元1003，具体可用于启动刮片，为刮片模型添加碰撞器，以及，摇号时，两组刮片分别绕轴心做顺、逆时针转动，让刮片与号码球、号码球与号码球之间进行互相碰撞。

进一步地，作为一个可执行方案，所述装置还包括预判单元1005；

所述预判单元1005，可用于在参数输入单元1002后输入相应参数后，当号码球个数少于第一预设值时，刚体设置通过利用动态连续碰撞来模拟，将Rigidbody的CollisionDetection设置为ContinuousDynamic。

本发明实施例提供了一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的装置，利用Unity3D模型模拟号码球、摇球机及相关摇球场景，并输入摇球参数，利用Unity3D模型中的刚体、碰撞器和材质特效仿真模拟号码球与号码球、号码球与滚筒、号码球与刮片之间的物理碰撞，模拟号码球随机下落过程，通过上述过程落出的球作为本轮摇号结果。相比于现有技术，电子仿真软件空间占用小，采用3D模型仿真实体装置和号码球可用解决球体损耗、个体差异和成本高的问题，可减少人工检查成本。并且抽取参数控制灵活，功能可扩展，并且可同时满足本地摇号（单机）和服务器获联动摇号处理。另外，电子仿真软件可以很好地解决因为人为、设备损耗、球体差异、维护繁琐等因素造成摇球结果的不可信、不公平的问题。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的方法，其特征在于，所述方法包括：

利用Unity3D模型模拟号码球、摇球机及相关摇球场景；

输入摇球参数，所述摇球参数至少包括摇号范围、抽取个数和抽取间隔；

利用Unity3D模型中的刚体、碰撞器和材质特效仿真模拟号码球与号码球、号码球与滚筒、号码球与刮片之间的物理碰撞，模拟号码球随机下落过程；

通过上述过程将随机下落到滚筒底部出球口并滚落出滚筒的号码球作为本轮摇号结果；

利用Unity3D模型模拟号码球具体包括：

若当前未创建的号码球个数为n个，则先按号码球球号升序或降序排序，并将排序后的球号组成数组或列表NumberList；

生成随机数r，r范围在[0, n-1]之间，将NumberList[r]所存储的球号作为当前生成的号码球球号，重复上述步骤直至摇号范围内所有号码球都创建完毕，其中，n为大于0的正整数；

所述方法还包括：

对号码球球号进行随机排序，确保进球的随机性和公平性；

进球时，通过修改闸口模型物体GameObject的Location属性移动闸口位置，或设置其Active属性直接隐藏或展示以达到开启、关闭进球口的效果；

利用Unity3D模型中的刚体、碰撞器和材质特效仿真模拟号码球与号码球、号码球与滚筒、号码球与刮片之间的物理碰撞，模拟号码球随机下落过程，包括：

启动刮片，为刮片模型添加碰撞器；

摇号时，两组刮片分别绕轴心做顺、逆时针转动，让刮片与号码球、号码球与号码球之间进行互相碰撞。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过上述过程将随机下落到滚筒底部出球口并滚落出滚筒的号码球作为本轮摇号结果之后，所述方法还包括：

确定是否继续摇号，若是，则关闭出球口，启动刮片并计时；

将随机下落到滚筒底部出球口并滚落出滚筒的号码球作为本轮摇号结果。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当号码球个数少于第一预设值时，刚体设置通过利用动态连续碰撞来模拟，将Rigidbody的CollisionDetection设置为ContinuousDynamic。

4.一种利用Unity3D仿真搅拌式摇球的装置，其特征在于，所述装置包括：

模型建立单元，用于利用Unity3D模型模拟号码球、摇球机及相关摇球场景；

参数输入单元，用于输入摇球参数，所述摇球参数至少包括摇号范围、抽取个数和抽取间隔；具体用于若当前未创建的号码球个数为n个，则先按号码球球号升序或降序排序，并将排序后的球号组成数组或列表NumberList；生成随机数r，r范围在[0, n-1]之间，将NumberList[r]所存储的球号作为当前生成的号码球球号，重复上述步骤直至摇号范围内所有号码球都创建完毕，其中，n为大于0的正整数；

摇球模拟单元，用于利用Unity3D模型中的刚体、碰撞器和材质特效仿真模拟号码球与号码球、号码球与滚筒、号码球与刮片之间的物理碰撞，模拟号码球随机下落过程；具体用于启动刮片，为刮片模型添加碰撞器，以及，摇号时，两组刮片分别绕轴心做顺、逆时针转动，让刮片与号码球、号码球与号码球之间进行互相碰撞；

展示单元，用于通过上述过程将随机下落到滚筒底部出球口并滚落出滚筒的号码球作为本轮摇号结果；

所述装置还包括预判单元；

所述预判单元，用于在参数输入单元后输入相应参数后，当号码球个数少于第一预设值时，刚体设置通过利用动态连续碰撞来模拟，将Rigidbody的CollisionDetection设置为ContinuousDynamic。

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