基于Unity3D虛擬引擎制作地震科普類APP

唐路瑤　李寒莉　李攀

摘? 要：現(xiàn)在普遍的大學(xué)生對(duì)于地震知識(shí)了解過(guò)于片面，需要通過(guò)一些簡(jiǎn)單的方式對(duì)地震知識(shí)進(jìn)行傳播與普及。本項(xiàng)目通過(guò)使用Unity3D虛擬引擎與3Ds Max系統(tǒng)制作了一款地震科普類型APP。此APP使用了吸人眼球更加直觀的AR功能，適用于想了解和學(xué)習(xí)地震基本知識(shí)的這類人群。

關(guān)鍵詞：Unity3D;3Ds Max;AR;地震科普;APP

中圖分類號(hào)：P315 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）17-0051-02

Abstract： At present， the common college students' understanding of earthquake knowledge is too one-sided. They need to spread and popularize earthquake knowledge in some simple ways. This project uses Unity3D virtual engine and 3Ds Max system to make a seismic science popularization APP. This APP is suitable for people who want to know about and learn from the basic knowledge of earthquake.

Keywords： Unity3D; 3Ds Max; AR; earthquake science popularization; APP

1 概述

目前大學(xué)生對(duì)于地震類知識(shí)了解較少，很多人提到地震還不是非常重視，事實(shí)上，地震這類天然災(zāi)害一旦發(fā)生所造成的危害是非常之巨大的。唐山地震，汶川地震這些中國(guó)歷史上的重大地震造成的危害非常巨大。地震不可避免，但是，人類可以通過(guò)更加熟練的學(xué)習(xí)地震科普知識(shí)將傷害減到最低。所以說(shuō)地震知識(shí)的科普對(duì)于人類自己是多么的重要。

為了使當(dāng)今大學(xué)生能夠了解學(xué)習(xí)到地震相關(guān)知識(shí)，我們團(tuán)隊(duì)在基于Unity3D虛擬引擎下制作了一款地震科普類APP，用來(lái)提高大學(xué)生的地震知識(shí)儲(chǔ)備量。我們團(tuán)隊(duì)通過(guò)查詢《地震的防抗救》和《地震與科普》這兩本書的資料在此APP中提供用戶閱讀學(xué)習(xí)震前預(yù)防措施，震后修復(fù)措施;此APP有最新時(shí)事地震新聞，使用戶第一時(shí)間了解國(guó)內(nèi)外新聞資訊;另外，這款地震科普APP還設(shè)有地震知識(shí)問(wèn)答，地震情景模式判斷等模塊與用戶進(jìn)行互動(dòng)，增強(qiáng)趣味性;地震科普APP還通過(guò)視頻對(duì)地震、火災(zāi)、洪水和臺(tái)風(fēng)進(jìn)行基本科普，使用戶對(duì)其他自然災(zāi)害也有一定的認(rèn)識(shí)與了解。此APP最具特色的功能點(diǎn)在于AR設(shè)計(jì)，我們開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)了解AR的功能點(diǎn)發(fā)現(xiàn)：將AR技術(shù)嵌入這款A(yù)PP中會(huì)使APP呈現(xiàn)出來(lái)的內(nèi)容更加直觀。所以AR技術(shù)在此APP中是一個(gè)很好的特色功能點(diǎn)。

Unity3D是由Unity Technologies公司開(kāi)發(fā)的一款引擎，它支持3D和2D兩個(gè)維度，支持C#語(yǔ)言進(jìn)行編程，是進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)的很好的引擎。Unity3D它是一款輕量級(jí)的引擎，它在安裝，調(diào)試和打包都有很方便的優(yōu)點(diǎn)。它學(xué)習(xí)成本較低，開(kāi)發(fā)成本也很低，文檔也很完善。而通過(guò)從Unity3D中的Asset Store獲得模型和場(chǎng)景是非常方便的。我們團(tuán)隊(duì)通過(guò)查詢《Unity 5.X從入門到精通》書籍實(shí)現(xiàn)地震科普APP的功能點(diǎn)，在代碼方面通過(guò)查詢《Unity 3D腳本編程：使用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)跨平臺(tái)游戲》書籍來(lái)實(shí)現(xiàn)腳本中的相應(yīng)代碼。

2 地震科普APP總體設(shè)計(jì)

2.1 整體策劃

首先這款A(yù)PP作為一個(gè)應(yīng)用軟件來(lái)說(shuō)，應(yīng)該具有最基本的功能是注冊(cè)登錄功能。所以我們團(tuán)隊(duì)在此APP最前面加入了注冊(cè)登錄功能，增加了此APP的保密性。我們團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備在這款A(yù)PP中加入場(chǎng)景模擬、知識(shí)問(wèn)答、各大地震局網(wǎng)頁(yè)鏈接、AR識(shí)別、災(zāi)害演示視頻、實(shí)時(shí)新聞、地震科普知識(shí)、官方地震通知以及獲取實(shí)時(shí)定位各個(gè)功能點(diǎn)。

2.2 功能設(shè)計(jì)

地震科普APP使用了Unity3D、Photoshop、Microsoft Visual Studio、Vuforia、軟件，也使用了NGUI和UGUI等插件。地震科普APP的界面設(shè)計(jì)、功能點(diǎn)實(shí)現(xiàn)主要使用Unity3D進(jìn)行開(kāi)發(fā)。Photoshop主要用于制作一些此APP所需要的圖片集。Microsoft Visual Studio用于編寫這款A(yù)PP中需要的所有腳本程序，這些腳本程序需要用C#語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)。地震科普APP通過(guò)使用Vuforia來(lái)制作此APP的AR識(shí)別部分。地震科普APP也使用了Unity3D中的一些插件功能使APP整體更加的完善。

3 地震科普APP詳細(xì)設(shè)計(jì)

地震科普APP主要采用黃色、白色和灰色的界面設(shè)計(jì)，它包括注冊(cè)登陸界面和“模擬、科普、首頁(yè)、通知、我的、菜單”五個(gè)模塊，每個(gè)模塊都有自己的特色及分工。

3.1 注冊(cè)登陸界面

注冊(cè)登陸界面是用戶進(jìn)入地震科普APP一道鎖。如果是老用戶直接輸入賬號(hào)密碼就可以進(jìn)入APP，如果是新用戶則需要注冊(cè)新賬號(hào)才能進(jìn)入APP，要填寫賬號(hào)名、填寫新密碼、確認(rèn)新密碼。這一系列操作結(jié)束就可以使用APP了。這個(gè)界面中所有的腳本代碼都是用C#語(yǔ)言在Microsoft Visual Studio內(nèi)進(jìn)行編寫的。

3.2 模擬界面

這款軟件作為一個(gè)地震科普APP最直觀的給用戶進(jìn)行科普知識(shí)就是模擬地震真實(shí)發(fā)生的場(chǎng)景，讓用戶學(xué)習(xí)正確的逃生辦法。模擬界面就是我們團(tuán)隊(duì)通過(guò)設(shè)置地震發(fā)生在日常的環(huán)境下，讓用戶選擇正確的逃生選項(xiàng)來(lái)對(duì)用戶進(jìn)行地震科普。在模擬界面，我們團(tuán)隊(duì)制作了三個(gè)模擬場(chǎng)景：在家中發(fā)生地震、在學(xué)校發(fā)生地震、在街道上發(fā)生地震，這三個(gè)場(chǎng)景都屬于人們?nèi)粘５纳瞽h(huán)境。我們首先設(shè)置點(diǎn)擊這三個(gè)場(chǎng)景會(huì)有相關(guān)劇情提示地震發(fā)生的條件，一共有若干個(gè)選項(xiàng)供用戶進(jìn)行點(diǎn)擊選擇，用戶點(diǎn)擊其中正確的選項(xiàng)，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)“√”用來(lái)提示用戶選擇正確，如果用戶點(diǎn)擊錯(cuò)誤，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)“×”用來(lái)提示用戶選擇錯(cuò)誤。其中這個(gè)界面中的所有插畫圖片是我們通過(guò)Photoshop所制作的。

3.3 科普界面

我們?cè)诳破战缑嬖O(shè)置了三個(gè)小模塊。第一個(gè)是知識(shí)模塊。這個(gè)模塊包括各大地震局網(wǎng)頁(yè)鏈接和知識(shí)問(wèn)答。用戶可以通過(guò)點(diǎn)擊鏈接獲取全國(guó)各地有關(guān)地震的最新訊息，運(yùn)用NGUI中功能點(diǎn)完成。我們通過(guò)查詢《標(biāo)準(zhǔn)走進(jìn)百姓家叢書：防震減災(zāi)基礎(chǔ)知識(shí)問(wèn)答》這本書的資料在知識(shí)問(wèn)答中設(shè)置了一系列地震相關(guān)練習(xí)題，運(yùn)用了讀表等操作。第二個(gè)是AR。這個(gè)模塊我們通過(guò)運(yùn)用Vuforia來(lái)實(shí)現(xiàn)掃描我們自制的圖片集來(lái)獲取相關(guān)文字彈出界面。我們獲取用戶手機(jī)上的攝像頭進(jìn)行掃描圖片完成此操作。第三個(gè)是災(zāi)害演示。這個(gè)模塊是我們錄制災(zāi)害演示項(xiàng)目和查詢相關(guān)資料的視頻，共有“火災(zāi)，地震，洪水，臺(tái)風(fēng)”四個(gè)視頻，我們通過(guò)視頻轉(zhuǎn)碼的模式將我們所需要的視頻導(dǎo)入地震科普APP中。

3.4 首頁(yè)界面

首頁(yè)主要包括實(shí)時(shí)新聞和地震科普知識(shí)。其中實(shí)時(shí)新聞中的內(nèi)容是由中國(guó)地震局和中國(guó)地震科普網(wǎng)等平臺(tái)發(fā)布的地震發(fā)生的最新消息。地震科普知識(shí)是本團(tuán)隊(duì)通過(guò)查詢相關(guān)地震資料制作的文字類科普知識(shí)，如圖1所示。

3.5 通知界面

通知包括官方通知和系統(tǒng)通知。官方通知指的是中國(guó)地震局等官方平臺(tái)發(fā)布的權(quán)威通知。系統(tǒng)通知是關(guān)于地震科普APP最新版本的通知。

3.6 我的界面、菜單界面

我們團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用獲取GPS可以精準(zhǔn)的定位用戶所在的經(jīng)緯度。另外，此界面可以選擇退出登陸和切換賬號(hào)。菜單界面可以查詢此APP的介紹、使用方法和最新版本號(hào)。

4 結(jié)束語(yǔ)

地震是危害巨大的自然災(zāi)害。地震科普知識(shí)也成為了我們不可或缺的知識(shí)。大學(xué)生對(duì)于地震科普知識(shí)還不夠了解。隨著現(xiàn)在科技水平的提高，地震科普不再僅僅局限于書本，而是可以通過(guò)不同的方式對(duì)現(xiàn)在的人們進(jìn)行全方面的科普。近幾年里，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的蓬勃發(fā)展給社會(huì)的各行各業(yè)都帶來(lái)了很大的方便。地震科普APP用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加全面的向用戶進(jìn)行地震方面的科普，地震科普APP的各個(gè)方面都會(huì)使用戶對(duì)于地震科普擁有全新的體驗(yàn)。即使地震災(zāi)害無(wú)法避免，那我們也應(yīng)該盡我們所能的做好防范措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國(guó)地震災(zāi)害防御中心.地震的防抗救[M].北京：科學(xué)普及出版社，2019.

[2]中國(guó)地震災(zāi)害防御中心.地震與科普[M].北京：地震出版社，2019.

[3]杜瑋，黎益仕，林碧蒼.標(biāo)準(zhǔn)走進(jìn)百姓家叢書：防震減災(zāi)基礎(chǔ)知識(shí)問(wèn)答（第二版）[M].北京：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，中國(guó)質(zhì)檢出版社，2014.

[4]Unity Technologies.Unity 5.X從入門到精通[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2016.

[5]陳嘉棟.Unity3D腳本編程：使用C#語(yǔ)言開(kāi)發(fā)跨平臺(tái)游戲[M].北京：電子工業(yè)出版社，2016.