基于unity 3D 的切水果虚拟现实系统的设计与开发

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文章目录

一、摘要
二、切水果工作面全景虚拟现实漫游系统总体设计
三、游戏的需求分析
- 2.2 系统设计目标
- 2.3 用户需求与用户心理分析
- 2.3.1 用户需求分析
- 2.3.2 用户心理分析
总结
- 目录

一、摘要

在模型构建理论的基础上, 提出了利用三维 Max 和 UG 两种不同的建模软件建立模型的解决方案, 使不同的模型满足不同的需求。采用三维最大值对外观要求高、运动操作要求低的模型进行了建模, 采用 ug 对父子运动功能要求较高的模型进行了建模, 充分有效地满足了用户视觉的需要。交互式操作。基于运动仿真技术理论和 Unity 3D 开发平台, 在实际工作中实现了水果切削的单机三机协同运动仿真, 为环保奠定了坚实的基础。水果切割面的虚拟现实漫游体验和虚拟操作。基于整个漫游路径的设计和设置理论, 实现了关键机器和区域的引入和漫游。
关键词： Unity3D，虚拟现实，场景漫游

二、切水果工作面全景虚拟现实漫游系统总体设计

经过分析, 全机械化切水果工作面全景虚拟现实漫游系统的功能结构如图2-3 所示。其三机运动仿真包括完成采煤机运动仿真、液压支架运动仿真、刮板输送机运动仿真等运动仿真和三机协同运动仿真;设备信息介绍, 完成综采工作面各设备的主要类型和功能;环境效应, 实现整个环境的真实性, 增加用户的沉浸感, 包括音效。粒子效应和运动效应;矿工漫游是整个系统的用户视角, 体验者可以在整个综采工作面的可行区域漫游;采煤机的 UI 操作是用户交互体验的一个重要例子, 可以为进一步完成矿工系统培训奠定良好的基础。。

图 2-3 功能结构图
功能目标是基于 Unity 3D 引擎的高仿真系统, 它可以对矿工进行培训、训练安全和模拟事故。通过功能结构, 我们可以分析主要完成的主要功能包括以下五个方面: (1) 采煤机, 液压支架, 刮板输送机单模拟运动和三个协调模拟运动: 通过对设备进行动态分析, 建立数学模型, 实现设备各部件的平移和旋转, 在煤矿工况下完成运行运行。(2) 设备的三维显示和信息介绍: 建立设备的三维虚拟模型, 建立其中建立的关键设备的信息点提示。当用户来到关键机器设备的前面时, 如果他们想了解设备的相关知识, 点击信息点提示按钮, 就会介绍机器的主要类型和功能。(3) 矿工漫游: 用户可以在综采工作面可行的可行区域自由行走, 对整个综采环境产生具体直观的印象, 实现矿工对工作面环境的全面了解。(4) 环境影响: 环境影响包括声音效应、粒子效应和运动效应。这些特效的整体实现, 可以增强整个环境的真实性, 让用户对其感觉更加真实。(5) 人机交互: 本系统的重点是实现采煤机的 UI 操作。通过操作, 用户熟悉了采煤机的功能。以此为例, 为今后矿工的安全教育和技术培训提供了安全可靠的学习模式。通过实现虚拟现实漫游系统的功能, 相关人员可以了解综采工作面的整体结构, 了解设备信息, 为用户提供自由漫游的直观感觉。它;建立综采工作面的整体环境, 实现综采设备的三维虚拟显示和运动仿真;同时, 基于相互作用理论, 对综采设备进行了分析。深入设计人机交互, 使用户能够全面、真实地体验综采工作面的整个生产过程, 为煤矿安全教育和技术培训提供安全、绿色、可靠的手段企业和其他单位。

三、游戏的需求分析

2.2 系统设计目标

该系统以虚拟现实技术为基础, 结合了综采工作面各种设备的结构特点和工作特点。提出了满足虚拟漫游要求的综采工作面场地设计方案。该系统可为煤矿开采、技术培训、安全培训、事故模拟等提供技术支持和理论支持。根据系统需求分析, 综采工作面全景虚拟现实漫游系统的设计目标如下: 建立综采工作面全景漫游的虚拟环境, 实现逼真的设备状态、场景效果、照明和绘图处理, 使系统具有很强的沉浸感和现实性。根据综采工作面成套设备的实际布局和尺寸, 根据不同的需要, 利用 UG 和 3D Max 建立准确的模型漫游仿真要求, 并进行映射渲染。建立了综采工作面虚拟场景, 并将其引入 Unity 3D 系统的开发工具, 实现了矿工的漫游功能。实现了综采工作面三台综采机 (包括采煤机、刮板输送机、液压支架) 等关键设备的运动仿真, 进一步实现了单机的协同运行。发动机运动。建立真正的环境粒子系统。主要是煤炭坠落和运输的影响。实现了整个系统的人机交互设计。它包括场景漫游的特点、设备信息点的提示、设备的介绍、采煤机的虚拟操作以及采煤机控制接口的完整 UI 交互设计。为了提高漫游体验的完整性, 在整个系统的漫游过程中增加了环境声音、设备引入声音和操作声音。

2.3 用户需求与用户心理分析

用户体验涵盖了用户与产品交互的所有方面, 包括用户感知、产品理解、目标实现和产品及其使用环境的适应性。为了完成一个完整的漫游体验系统, 首要任务是分析和研究用户的需求和心理, 充分了解用户的需求, 然后实现用户的想法、感受、期望, 从而使用户体验更丰富。满意和完整。

2.3.1 用户需求分析

在确定系统开发目标的基础上, 采用问卷调查的方法, 获取并分析了用户的需求, 最后形成了用户需求分析报告。随函附上调查表。总结用户群体的需求, 主要需要如下: 漫游体验需要系统的主要用户群定位由于缺乏地下工作经验, 地下设备的操作不是熟练的新矿工。他们对系统最重要的要求是满足他们在虚拟环境中漫游和体验地下工作环境的需求。由于实现这一要求, 可以保证今后地下实际运行的安全, 提高安全系数和生产效率。操作学习需要当矿工充分体验整个综采工作面的漫游系统时, 他们不再满足于仅仅了解其工作和运行情况, 而是希望在实际中进一步操作机械设备工作面, 了解其工作原理和方法, 为下一步进入地下实际运行奠定坚实的基础。人机交互需要操作学习, 其潜在需求是人机交互的需求。要很好地模拟用户的机器和设备运行, 就必须实现良好的人机操作体验。设备上的许多操作按钮和操作显示将是在 UI 界面中测试整个系统的完整性和体验的关键点。真正的沉浸式系统需要这个系统是一个基于虚拟现实的漫游系统, 所以漫游过程中的现实应该非常突出。在问卷调查中, 发现目标用户想要体验的是真正的地下工作条件, 以避免今后再次学习的麻烦。因此, 我们应该反映虚拟现实系统的沉浸感, 即增加视觉、听觉、触觉等感官体验。

2.3.2 用户心理分析

用户心理是指用户心目中存在的关于产品应该具备的概念和行为的知识。这些知识可能来自用户使用类似产品的经验, 也可能来自于用户对产品概念和行为的期望, 这些都是基于使用产品要实现的目标。(1) 建立良好的视觉规范和交互设计规范, 当用户体验产品时, 其颜色、大小和形状都被感知到视觉体验, 这受他人或以往体验的影响较小, 因此良好的设计必须牢牢把握用户的心理学在经验的开始。但不同的产品, 由于其娱乐或严肃性的差异, 设计规范也不同。此外, 不同的行业有不同的需求, 因此逐步形成符合自己企业的视觉和交互设计规范是非常重要的。(2) 在使用复杂产品的过程中, 建立基于 “抛光法” 的用户心理模型, 用户往往以自己的方式了解产品, 这可能与产品的实际工作原理完全不同。用户可以通过自己的理解正确预测产品的使用效果, 这就是互动设计中的 “抛光法”。因此, 我们可以建立用户的心理模型, 对改进产品使用方法和功能产生积极影响。(3) 以知识连续性和继承为重点的产品的设计和开发是一个迭代和细化的过程。所有新产品都与以前的产品相关, 但不完全相同。一个好的产品应该在原产品的基础上进行改进和创新, 这不仅延续了用户的操作习惯, 继承了以前的操作行为, 还能使用户获得更好的使用体验。

总结

在实现工作面全景虚拟现实漫游系统之前, 首先确定了该系统的设计目标, 然后通过对用户需求和心理的分析, 选择了开发平台和环境,介绍了系统结构, 详细阐述了系统结构的基本结构和实现这些结构的细节, 并在此基础上确定了系统的功能, 进而确定了全景的基本要求。实现了综采工作面虚拟现实漫游系统, 为该系统的研发做了充分的准备。本文收集了相关信息, 了解了虚拟现实技术在国内外一般领域和煤矿领域应用的研究现状, 并进行了总结。通过分析, 找出了传统虚拟现实技术在煤矿生产中应用中存在的问题, 确定了本课题的研究方向。通过确定系统的开发环境和确定系统的设计目标, 对漫游系统的开发过程、整个系统和功能结构进行了分析和设计。

目录
第一章绪论 2
1.1 引言 2
1.2 研究背景、目的与意义 3
1.2.1 研究背景 3
1.2.2 研究目的 4
1.2.3 研究意义 4
1.3 国内外研究动态 5
1.3.1 国外虚拟现实研究动态 5
1.3.2 国内虚拟现实研究动态 6
1.3.3 目前研究存在问题及不足 8
第二章综采工作面全景虚拟现实漫游系统总体设计 9
2.1 引言 9
2.2 系统设计目标 9
2.3 用户需求与用户心理分析 10
2.3.1 用户需求分析 10
2.3.2 用户心理分析 10
2.4 开发平台及环境的选择 11
2.5 系统结构设计 13
2.5.1 系统开发流程图 13
2.5.2 系统体系结构 13
2.5.3 系统功能结构 14
第三章结论 15
致谢 16
参考文献 17