第1章緒論1.1選題背景在生活水平持續(xù)提升引發(fā)的全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，虛擬漫游交互設(shè)計(jì)的研究與發(fā)展顯得尤為重要。該領(lǐng)域作為數(shù)字技術(shù)的前沿應(yīng)用，通過(guò)實(shí)現(xiàn)不同數(shù)字媒體技術(shù)之間的協(xié)同合作，有效推進(jìn)多學(xué)科交叉融合。虛擬漫游系統(tǒng)中的交互設(shè)計(jì)猶如一座溝通設(shè)計(jì)師與用戶的橋梁，旨在實(shí)現(xiàn)深度沉浸式體驗(yàn)和高效的人機(jī)交互目標(biāo)。展望未來(lái)，虛擬漫游的發(fā)展?jié)摿o(wú)限，其交互設(shè)計(jì)的優(yōu)化與革新將有力地推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步和應(yīng)用拓展。1.2選題目的及意義1.2.1目的選題目的：龍?zhí)端l(xiāng)是成都市打造的又一張文化旅游名片，被譽(yù)為成都市的“清明河上圖”。由于開(kāi)發(fā)商由于土地糾紛而陷入官司中，且沒(méi)有地鐵直達(dá)，交通不便捷。導(dǎo)致龍?zhí)端l(xiāng)這座花了20億元建造的仿江南水鄉(xiāng)的龍?zhí)端l(xiāng)被人們所淡忘，因此，為了大力弘揚(yáng)江南水鄉(xiāng)文化，采用交互技術(shù)在歷史文化的保護(hù)與傳播過(guò)程中的作用就顯得尤為重要。運(yùn)用交互技術(shù)在虛擬漫游中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，可以對(duì)江南水鄉(xiāng)文化起到保護(hù)、弘揚(yáng)和再現(xiàn)的效果，這樣既可以為相關(guān)的宣傳工作人員提供大力的幫助與支持，還能帶動(dòng)龍?zhí)端l(xiāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，吸引更多游客前來(lái)打卡拍照，促進(jìn)成都發(fā)展。1.2.2意義理論意義：交互設(shè)計(jì)作為媒介，構(gòu)建了設(shè)計(jì)者與用戶間深入溝通的渠道，旨在實(shí)現(xiàn)高度個(gè)性化和人性化的用戶體驗(yàn)。有助于深化我們對(duì)人機(jī)交互的理解，推動(dòng)相關(guān)理論和技術(shù)體系的發(fā)展。而龍?zhí)端l(xiāng)作為中國(guó)歷史文化的一部分，為了更好的宣傳和弘揚(yáng)龍?zhí)端l(xiāng)的文化價(jià)值意義和價(jià)值內(nèi)涵，將交互技術(shù)應(yīng)用到虛擬漫游之中，使人們能夠更加直觀立體的感受到春秋祠特有的文化魅力，也能讓人們體會(huì)到科技與文化相結(jié)合的真切感受。而運(yùn)用交互系統(tǒng)在虛擬漫游中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，是轉(zhuǎn)變和增強(qiáng)龍?zhí)端l(xiāng)這類歷史文化影響力的重要技術(shù)和方式，也是文化旅游從單一的實(shí)地參觀轉(zhuǎn)變?yōu)椴辉谑軙r(shí)空、地點(diǎn)等條件限制的一個(gè)發(fā)展途徑。實(shí)踐意義：基于虛擬漫游在文化傳播上的目的，通過(guò)建立《龍?zhí)端l(xiāng)》漫游交互系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，能夠更好的展現(xiàn)歷史文化的發(fā)展過(guò)程和文化影響，從而讓更多的人對(duì)傳統(tǒng)江南水鄉(xiāng)文化產(chǎn)生興趣，讓人們能夠?qū)崟r(shí)和全方位的體會(huì)到虛擬漫游所帶來(lái)的真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)感和交互體驗(yàn)感。因此交互技術(shù)的創(chuàng)新與運(yùn)用使其融入到人們的日常生活中去，能夠十分有效的豐富和便捷人們生活，本文旨在結(jié)合現(xiàn)有相關(guān)理論研究，設(shè)計(jì)虛幻交互技術(shù)以期達(dá)到真實(shí)、互動(dòng)的效果增強(qiáng)其幸福感。通過(guò)這種技術(shù)手段，提高虛擬漫游體驗(yàn)的質(zhì)量，滿足用戶多元化需求，最終引領(lǐng)和推動(dòng)數(shù)字化旅游產(chǎn)業(yè)的持續(xù)進(jìn)步與升級(jí)。1.3國(guó)外研究現(xiàn)狀1.3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀交互設(shè)計(jì)（InteractionDesign）這一概念是在20世紀(jì)80年代初被正式提出，特別是在1984年由IDEO的聯(lián)合創(chuàng)始人比爾·莫格里奇（BillMoggridge）在一次設(shè)計(jì)會(huì)議上引入，標(biāo)志著這一領(lǐng)域的獨(dú)立化和專業(yè)化進(jìn)程的開(kāi)始。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字媒體技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，20世紀(jì)90年代末期，人機(jī)交互（Human-ComputerInteraction,HCI）研究的關(guān)注焦點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向更加高級(jí)和多元化的交互形式，如智能化交互（如自然語(yǔ)言處理、智能推薦系統(tǒng)）、多媒體交互（如音視頻同步交互）、虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互以及更深度的人機(jī)協(xié)同工作等方向。進(jìn)入21世紀(jì)后，交互設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步拓寬，尤其在移動(dòng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、游戲娛樂(lè)、智能家居等領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展。2007年的“羅馬再生”項(xiàng)目是國(guó)際合作的一個(gè)例子，該項(xiàng)目可能運(yùn)用了先進(jìn)的交互技術(shù)和設(shè)計(jì)理念來(lái)復(fù)原或者再現(xiàn)羅馬歷史文化景觀，結(jié)合現(xiàn)代科技手段為用戶提供沉浸式的交互體驗(yàn)，從而推動(dòng)了文化保護(hù)與傳播手段的創(chuàng)新升級(jí)，實(shí)現(xiàn)世界上最大的虛擬古建筑,通過(guò)虛擬漫游的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了在虛擬羅馬城中可實(shí)現(xiàn)多角度游覽。2011年2月1日，GoogleArts&Culture正式啟動(dòng)，該項(xiàng)目借助Google先進(jìn)的街景技術(shù)和高分辨率攝影技術(shù)，讓用戶能夠在網(wǎng)上如同親臨現(xiàn)場(chǎng)般參觀全球各地的知名博物館和藝術(shù)館，瀏覽其中的藝術(shù)品和歷史遺跡。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，GoogleArts&Culture還可能通過(guò)VR技術(shù)為用戶提供更加沉浸式和互動(dòng)性的觀賞體驗(yàn)，讓觀眾仿佛置身于真實(shí)的博物館環(huán)境中，極大地拓寬了藝術(shù)教育和文化傳播的可能性和邊界。2022年法國(guó)推出了《永恒的巴黎圣母院》沉浸式虛擬展覽,巴黎圣母院通過(guò)虛擬數(shù)字化手段還原了建筑原貌,并加入語(yǔ)音導(dǎo)覽進(jìn)行介紹。在虛擬交互技術(shù)方面，交互系統(tǒng)的作用使得在生活、科技、教育等領(lǐng)域都更加的成熟化和便捷化，在這些國(guó)外研究和實(shí)踐的基礎(chǔ)之上，讓生活中的虛擬交互開(kāi)始得到了廣泛的應(yīng)用。GoogleArts&Culture項(xiàng)目不僅體現(xiàn)了科技巨頭Google對(duì)于文化藝術(shù)傳播的貢獻(xiàn)，而且也是虛擬現(xiàn)實(shí)在文化和教育領(lǐng)域應(yīng)用的典型案例。1.3.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀而相較于國(guó)外的交互設(shè)計(jì)發(fā)展技術(shù)，國(guó)內(nèi)相對(duì)于起步較晚，交互系統(tǒng)在發(fā)展之初技術(shù)相對(duì)還不夠成熟。20世紀(jì)90年代以后，由于各項(xiàng)技術(shù)（計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、傳感器技術(shù)、顯示技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)）的突破與發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到了快速發(fā)展，并成為一個(gè)獨(dú)立的領(lǐng)域。陜西數(shù)字博物館的籌建始于2010年，正逢這一技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。至2011年底，陜西數(shù)字博物館成功實(shí)現(xiàn)了上線試運(yùn)行，利用當(dāng)時(shí)先進(jìn)的數(shù)字化手段，如三維建模、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)線上展示平臺(tái)，使用戶能夠在線上“走進(jìn)”博物館，觀覽各種文物和展覽，體驗(yàn)前所未有的數(shù)字化參觀方式。2022年7月5日中國(guó)國(guó)家博物館采用了多媒體和虛擬現(xiàn)實(shí)等數(shù)字化技術(shù)，以增強(qiáng)觀眾體驗(yàn)，使他們能夠在虛擬環(huán)境中漫游，更直觀地了解文化遺產(chǎn)的全貌。此外，數(shù)字博物館能夠?qū)⒉┪镳^環(huán)境制成3D模型，允許游客在虛擬空間中自由瀏覽并觀賞藏品的三維仿真展示，同時(shí)查詢相關(guān)信息資料。這樣的技術(shù)應(yīng)用不僅提高了管理效率，還打破了時(shí)間和空間的限制，實(shí)現(xiàn)了文化的“活化”和“動(dòng)態(tài)”展示并已經(jīng)完成了60個(gè)展覽的建立。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)療、旅游、游戲等領(lǐng)域。加上互聯(lián)網(wǎng)的快速普及，各種交互系統(tǒng)開(kāi)始得到大跨步的發(fā)展，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展前沿的城市中已經(jīng)產(chǎn)生專門的交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)，交互系統(tǒng)逐漸開(kāi)始完善和成熟?？偟膩?lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)的交互系統(tǒng)雖然起步較晚，但是相應(yīng)的實(shí)踐和研究卻一直在快速發(fā)展，隨著交互系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓展，更多的交互系統(tǒng)應(yīng)用到各種行業(yè)領(lǐng)域，使得交互系統(tǒng)不斷的創(chuàng)新和成熟。因此,在近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些虛擬現(xiàn)實(shí)新技術(shù)研究的重要研究組織機(jī)構(gòu)和我國(guó)高校之間也陸續(xù)取得了一些較有廣闊發(fā)展空間和前景良好的研究成果。在旅游領(lǐng)域，借助逼真的虛擬場(chǎng)景，人們足不出戶就能體驗(yàn)到當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)景。越來(lái)越多的人愿意接受并嘗試虛擬現(xiàn)實(shí)旅游。1.3研究?jī)?nèi)容本課題研究基于虛幻引擎的水鄉(xiāng)三維漫游系統(tǒng)，利用三維建模還原水鄉(xiāng)原貌，利用虛幻引擎ue5技術(shù)復(fù)原文化水鄉(xiāng)、虛幻引擎漫游和動(dòng)態(tài)展示，具體流程圖如圖1-1所示。圖1-1實(shí)現(xiàn)流程1.4研究方法1.4.1方法資料收集法：首先在互聯(lián)網(wǎng)上收集龍?zhí)端l(xiāng)相關(guān)數(shù)據(jù)資料，以及了解更多對(duì)水鄉(xiāng)的建筑歷史來(lái)源以及如何保護(hù)和還原措施，然后分析整理設(shè)計(jì)出適合本課題的相關(guān)交互技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。文獻(xiàn)研究法：通過(guò)閱讀研究大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，搜集、整理文獻(xiàn)內(nèi)容，并分析文獻(xiàn)相關(guān)內(nèi)容來(lái)獲取資料信息，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)及論文的撰寫奠定理論基礎(chǔ)。實(shí)踐研究法：通過(guò)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)踐，使用3DMAX進(jìn)行水鄉(xiāng)建模，再將建筑模型導(dǎo)入虛幻引擎中，制作相關(guān)材質(zhì)，進(jìn)行場(chǎng)景的制作，以第三人稱的形式漫游水鄉(xiāng)，加入水鄉(xiāng)互動(dòng)小游戲，場(chǎng)景小地圖，提示UI，完成虛擬水鄉(xiāng)漫游。1.4.2論文研究框架這篇論文專注于研究和設(shè)計(jì)一個(gè)基于虛幻引擎的虛擬水鄉(xiāng)漫游系統(tǒng)，旨在響應(yīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)的大趨勢(shì)，推動(dòng)交互設(shè)計(jì)及技術(shù)的發(fā)展，并以此服務(wù)于龍?zhí)端l(xiāng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與江南水鄉(xiāng)文化的傳承保護(hù)與弘揚(yáng)。本文分為4個(gè)章節(jié)，具體章節(jié)內(nèi)容概述如下：第一章：選題背景與意義背景：討論了數(shù)字化技術(shù)在各行各業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)過(guò)程中的重要性，特別是在文化旅游領(lǐng)域?qū)换ピO(shè)計(jì)優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新的需求。目的：明確提出要通過(guò)構(gòu)建基于虛幻引擎的虛擬漫游系統(tǒng)來(lái)促進(jìn)龍?zhí)端l(xiāng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了對(duì)江南水鄉(xiāng)文化遺產(chǎn)的保護(hù)與傳播。意義：闡明了該項(xiàng)目實(shí)施能夠提升游客的體驗(yàn)質(zhì)量，從而推動(dòng)數(shù)字化旅游產(chǎn)業(yè)不斷向前發(fā)展與升級(jí)，并針對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了深入分析。第二章：技術(shù)實(shí)現(xiàn)分析重點(diǎn)技術(shù)手段：詳述了如何借助3DMAX三維建模技術(shù)、虛幻引擎技術(shù)、碰撞檢測(cè)技術(shù)這三個(gè)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境模擬技術(shù)來(lái)共同打造真實(shí)且互動(dòng)性強(qiáng)的虛擬漫游環(huán)境。第三章：水鄉(xiāng)場(chǎng)景設(shè)計(jì)與制作需求分析：針對(duì)水鄉(xiāng)的具體應(yīng)用場(chǎng)景和用戶需求進(jìn)行了深入剖析。模型與貼圖設(shè)計(jì)：具體展示了如何對(duì)龍?zhí)堕w等主體建筑進(jìn)行精細(xì)建模，包括江南特色物件如長(zhǎng)椅的三維制作以及拱橋等場(chǎng)景的貼圖設(shè)計(jì)與實(shí)際效果呈現(xiàn)，最后整體展示了水鄉(xiāng)建筑群落的虛擬構(gòu)建成果。第四章：交互功能實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用人稱視角切換：介紹了系統(tǒng)支持的第一人稱視角和第三人稱視角切換的功能實(shí)現(xiàn)。交互游戲設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)了諸如換裝游戲、猜燈謎游戲等多種沉浸式互動(dòng)環(huán)節(jié)，以及與虛擬角色如船夫、非玩家角色（NPC）之間的語(yǔ)言交互功能。UI設(shè)計(jì)與導(dǎo)航：論述了如何通過(guò)制作直觀易用的用戶界面（UI）和動(dòng)態(tài)引導(dǎo)，幫助漫游者更好地游覽虛擬水鄉(xiāng)。多媒體視頻：包含了水鄉(xiāng)介紹視頻等內(nèi)容的創(chuàng)作與整合，豐富了用戶體驗(yàn)并加深了用戶對(duì)水鄉(xiāng)文化的理解。通過(guò)以上四個(gè)章節(jié)的系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)，該論文致力于構(gòu)建一個(gè)既具備高度還原性又充滿互動(dòng)樂(lè)趣的虛擬水鄉(xiāng)漫游系統(tǒng)，為用戶提供全新的數(shù)字化游覽體驗(yàn)，并且能夠推動(dòng)旅游業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程。小結(jié)：通過(guò)對(duì)此章節(jié)的研究確定龍?zhí)端l(xiāng)這一選題符合課題，能夠繼續(xù)研究設(shè)計(jì)交互完成虛擬漫游系統(tǒng)的制作。

第2章虛擬水鄉(xiāng)漫游系統(tǒng)技術(shù)分析2.1項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)需求2.1.13DMAX建模技術(shù)3DMAX是由美國(guó)AutoDesk公司開(kāi)發(fā)的一款三維建模和渲染軟件。它提供了強(qiáng)大的建模工具、渲染引擎以及動(dòng)畫制作功能，能夠滿足用戶對(duì)于三維模型的設(shè)計(jì)、制作和呈現(xiàn)的需求。本虛擬漫游系統(tǒng)中模型的創(chuàng)建所運(yùn)用的版本是3DMAX2022，操作界面如圖2-1。圖2-13DMAX操作界面主要運(yùn)用了此技術(shù)的建模技術(shù)利用幾何原理遵循點(diǎn)、線、面建模規(guī)則創(chuàng)建出所需模型的三維表現(xiàn)形勢(shì)，骨骼系統(tǒng)通過(guò)綁定技術(shù)將NPC所需骨骼關(guān)聯(lián)到模型的頂點(diǎn)上，制作出能夠控制模型的動(dòng)作，關(guān)鍵幀動(dòng)畫技術(shù)設(shè)置動(dòng)畫序列中的關(guān)鍵幀，使人物能夠做出打招呼、走路等動(dòng)作。建模、骨骼綁定、關(guān)鍵幀動(dòng)畫技術(shù)是完成此次設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，對(duì)水鄉(xiāng)中的主建筑龍?zhí)堕w、烏篷船、橋等建筑物雕刻建模做出模型，以及水鄉(xiāng)漫游中的漫游者動(dòng)畫的設(shè)計(jì)使其完成基本的人物交流動(dòng)作，為后期將模型導(dǎo)入虛幻引擎進(jìn)行開(kāi)發(fā)和交互設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。2.1.2虛幻引擎技術(shù)虛幻引擎是由EpicGames開(kāi)發(fā)的，其中基本功能包括三維引擎技術(shù)、物理引擎技術(shù)、藍(lán)圖、諸多平臺(tái)支持導(dǎo)入導(dǎo)出、增強(qiáng)渲染效果庫(kù)。在項(xiàng)目中選擇3DMAX對(duì)場(chǎng)景建筑進(jìn)行建模，通過(guò)對(duì)藍(lán)圖控制實(shí)現(xiàn)虛擬漫游。本虛擬漫游系統(tǒng)中交互設(shè)計(jì)是采用的虛幻引擎5，操作界面如圖2-2。圖2-2虛幻引擎5操作界面主要運(yùn)用了虛幻引擎中的藍(lán)圖設(shè)計(jì)它的原理是通過(guò)可視化的方式來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)游戲邏輯，而無(wú)需直接編寫傳統(tǒng)的文本代碼。不同類型的藍(lán)圖適用于不同的目的而此漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本運(yùn)用關(guān)卡藍(lán)圖來(lái)完成。通過(guò)導(dǎo)入在3damx中制作好骨骼動(dòng)畫的人物再創(chuàng)建一個(gè)新的Blueprinte通過(guò)在此藍(lán)圖中的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)、事件驅(qū)動(dòng)、可視化腳本的設(shè)計(jì)完成對(duì)BPfirstPersonCharacter的交互。2.1.3碰撞檢測(cè)技術(shù)碰撞檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用是保證漫游場(chǎng)景中各種物體、任務(wù)、建筑交互觸發(fā)的重要一環(huán)。碰撞檢測(cè)是檢測(cè)兩個(gè)或多個(gè)物體相交的計(jì)算問(wèn)題。碰撞檢測(cè)是計(jì)算幾何學(xué)的一個(gè)經(jīng)典問(wèn)題，在各種計(jì)算領(lǐng)域都有應(yīng)用，主要是在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)游戲、計(jì)算機(jī)模擬、機(jī)器人和計(jì)算物理學(xué)中。碰撞檢測(cè)算法可以分為對(duì)2D和3D對(duì)象的操作。在此設(shè)計(jì)中一共涉及了兩次碰撞檢測(cè)：一是物體與物體之間有一定距離且互不打擾形成的碰撞二是在虛幻引擎藍(lán)圖的運(yùn)用中，通過(guò)對(duì)藍(lán)圖的鏈接，使物體與物體之間、NPC與物體之間產(chǎn)生互動(dòng)，進(jìn)行碰撞使其實(shí)現(xiàn)交互效果。不同的場(chǎng)景情況碰撞檢測(cè)方法不同，具體方法如下表：場(chǎng)景類型形狀碰撞檢測(cè)方法二維情況圓與圓碰撞檢測(cè)矩形與矩形碰撞檢測(cè)矩形與點(diǎn)包含性檢測(cè)更復(fù)雜的二維形狀不規(guī)則多邊形分離軸定理三維情況球與球碰撞檢測(cè)立方體與立方體碰撞檢測(cè)更復(fù)雜的三維模型OBB，復(fù)雜多面體射線投射等2.1.4PS貼圖技術(shù)在Photoshop中進(jìn)行貼圖（TextureMapping）通常指的是將一張紋理圖像覆蓋到另一張圖像的表面以達(dá)到逼真的視覺(jué)效果的過(guò)程，這在3D設(shè)計(jì)、包裝設(shè)計(jì)、游戲角色設(shè)計(jì)等領(lǐng)域非常常見(jiàn)。本虛擬漫游系統(tǒng)中交互設(shè)計(jì)是采用的PS2022，操作界面如圖2-3。圖2-3PS操作界面在3dmax中導(dǎo)出的模型為白模，運(yùn)用ps畫出模型所需素材再使用快捷鍵Ctrl+O導(dǎo)入需要貼圖的主圖和待貼的紋理圖，通過(guò)自由變換工具Ctrl+T或者“變形”工具調(diào)整大小和位置使其按照目標(biāo)形狀調(diào)整紋理以及角度，最后完成貼圖后選擇png.格式導(dǎo)出。小結(jié)：通過(guò)此章節(jié)對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究和梳理此漫游場(chǎng)景的相關(guān)交互設(shè)計(jì)確定虛擬漫游的可行性。第3章虛擬水鄉(xiāng)模型需求分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1需求分析3.1.1非功能性需求非功能性需求是指為了滿足漫游者的需求而必須具有除功能需求外的特性。主要是關(guān)注性能、可靠性、安全性、兼容性、可用性、可維護(hù)性、用戶體驗(yàn)等方面。在此設(shè)計(jì)中非功能性需求有：1.通過(guò)虛幻引擎藍(lán)圖完成交互設(shè)計(jì)，這是對(duì)此漫游系統(tǒng)“交互體驗(yàn)”這一非功能性需求的實(shí)現(xiàn)以確保用戶能夠流暢自然地與虛擬環(huán)境進(jìn)行互動(dòng)。2. 使用UI技術(shù)完成頁(yè)面美化，旨在提升產(chǎn)品的視覺(jué)效果和美觀度，從而滿足用戶對(duì)于“用戶體驗(yàn)”的非功能性需求，讓用戶在視覺(jué)感受上獲得舒適愉悅的體驗(yàn)。3. 確保良好的用戶體驗(yàn)和易用性，這同樣是非功能性需求的重要部分，它要求此漫游系統(tǒng)不僅要能完成預(yù)設(shè)的功能，還要易于理解和操作，讓用戶在使用過(guò)程中感到舒適愉快。3.1.2功能性需求模型的建立需要通過(guò)實(shí)地走訪測(cè)量和根據(jù)奧維互動(dòng)地圖參考數(shù)據(jù)相結(jié)合制作出比例符合要求的模型。交互需根據(jù)建模來(lái)設(shè)計(jì)出適合此場(chǎng)景的交互互動(dòng)游戲。具體交互內(nèi)容如下：1.漫游者走到某一個(gè)地方觸發(fā)節(jié)點(diǎn)后通過(guò)UI會(huì)彈出有關(guān)此景區(qū)標(biāo)志性建筑：龍?zhí)堕w和“龍?zhí)端l(xiāng)”內(nèi)引進(jìn)的珍稀樹(shù)種：金桂、香樟、羅漢松的簡(jiǎn)介和相關(guān)視頻。2.通過(guò)漫游者與漫游場(chǎng)景中“龍?zhí)端l(xiāng)”景區(qū)門口的NPC1（景區(qū)管理人員，進(jìn)行語(yǔ)言互動(dòng)歡迎大家來(lái)到景區(qū)游玩，以及介紹“龍?zhí)端l(xiāng)”的背景，以及NPC3景區(qū)內(nèi)的商家漫游者可以詢問(wèn)南家商品價(jià)格進(jìn)行按鈕交互(語(yǔ)音都是運(yùn)用“叭里咕嚕語(yǔ)”，根據(jù)人物說(shuō)話的語(yǔ)速顯示文字，再配上“嘟嘟嘟”的音效，結(jié)合漫游者強(qiáng)大的腦補(bǔ)，就能做出很強(qiáng)的代入感)。3.漫游者進(jìn)入景區(qū)后走到烏篷船附近時(shí)觸發(fā)與NPC2（船夫）的語(yǔ)言互動(dòng)，通過(guò)詢問(wèn)漫游者選擇坐船進(jìn)入景區(qū)還是步行，漫游者通過(guò)語(yǔ)音回答“是”或者“不是”選擇上船或者不上船。走到茶館時(shí)觸發(fā)與茶館老板的對(duì)話，可以選擇是否在茶館里面休息。4.剛到景區(qū)大門口時(shí)設(shè)計(jì)：一個(gè)換裝小游戲，根據(jù)漫游者的不同審美搭配出自己喜歡的古裝（晉制漢服、唐制漢服、宋制漢服）和發(fā)型（側(cè)低盤發(fā)、雙丫醫(yī)、墮馬髻）進(jìn)入龍?zhí)端l(xiāng)。5.走到景區(qū)內(nèi)標(biāo)志性建筑“龍?zhí)堕w”時(shí)進(jìn)行互動(dòng)游戲等增強(qiáng)互動(dòng)性和趣味性，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)在元宵節(jié)這個(gè)節(jié)日作為節(jié)點(diǎn)的猜燈謎小游戲，漫游者通過(guò)猜燈謎獲取裝飾的小物件如：發(fā)卡、發(fā)簪、手提袋等。系統(tǒng)的尺寸比例符合水鄉(xiāng)的數(shù)據(jù)要求，包括4個(gè)交互場(chǎng)景，每個(gè)場(chǎng)景有對(duì)應(yīng)的建筑群，每個(gè)場(chǎng)景有符合場(chǎng)景的交互應(yīng)用情景。達(dá)到漫游者漫游場(chǎng)景時(shí)互動(dòng)功能能正常運(yùn)行，不卡頓，身臨其境在游戲的同時(shí)快樂(lè)漫游的目的。3.2漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)漫游分別為系統(tǒng)漫游和自主漫游兩個(gè)部分。系統(tǒng)漫游通過(guò)鏡頭方式記錄水鄉(xiāng)全貌，提供玩家觀賞。自主漫游是玩家視角在場(chǎng)景中漫游，通過(guò)不同情景交互功能游覽水鄉(xiāng)，漫游系統(tǒng)邏輯如圖3-1所示。圖3-1漫游系統(tǒng)架構(gòu)圖3.3三維建筑模型的數(shù)據(jù)采集及處理構(gòu)建三維模型的過(guò)程中，對(duì)建筑及其環(huán)境的詳細(xì)信息獲取至關(guān)重要，包括建筑物的長(zhǎng)、寬、高，房間尺寸，門窗大小等精確的幾何數(shù)據(jù)，這是三維模型的基礎(chǔ)框架還有空間布局、實(shí)景資料等都會(huì)影響到建模構(gòu)建效果。而此場(chǎng)景漫游系統(tǒng)是以龍?zhí)端l(xiāng)為原型，因此根據(jù)龍?zhí)端l(xiāng)的俯視圖、游覽視頻。以及實(shí)地走訪時(shí)手機(jī)拍攝的照片等確定場(chǎng)景的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)。如圖3-2所示圖3-2水鄉(xiāng)俯視圖由于條件限制現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的實(shí)地照片是通過(guò)手機(jī)拍攝獲取的。實(shí)地照片的有兩個(gè)方面的作用：可以作為構(gòu)建場(chǎng)景三維模型的參考圖片，由于實(shí)地走訪過(guò)對(duì)于場(chǎng)景比較熟悉便于后期的建模以及確定模型特征，而且拍攝的真實(shí)圖片中的紋理材質(zhì)，可以作為模型材質(zhì)貼圖的參考，從而提高模型的真實(shí)感。場(chǎng)景實(shí)地照片如圖3-3。（a）龍?zhí)堕w（b)戲臺(tái)圖3-3龍?zhí)端l(xiāng)部分場(chǎng)景實(shí)景圖3.4建筑建模3.4.1建筑模型首先根據(jù)建筑特點(diǎn)進(jìn)行二分之一，四分之一建模，減少工作量及儲(chǔ)存內(nèi)存。在完成模型建設(shè)后檢查是否有四點(diǎn)面的出現(xiàn)、多余的線或者點(diǎn)等進(jìn)行刪除，焊接。通過(guò)實(shí)地走訪對(duì)龍?zhí)端l(xiāng)中的戲臺(tái)作為參考照片然后以建模的基本命令進(jìn)行大致輪廓的確定后，以二分之一結(jié)構(gòu)的模型進(jìn)行細(xì)節(jié)加工，表現(xiàn)出建筑他的細(xì)節(jié)特征。進(jìn)行測(cè)量在3DMAX中完成建模后利用在3DMAX根據(jù)收集的參考圖為背景進(jìn)行建筑建模，得到一個(gè)還未貼圖的建筑模型，此模型是依據(jù)龍?zhí)端l(xiāng)中最具代表性的建筑--龍?zhí)堕w而建，龍?zhí)堕w是一座五層塔式建筑，體現(xiàn)了中國(guó)古典建筑文化精粹。如圖3-4所示。圖3-4建筑模型圖3.3.2細(xì)節(jié)物品展示通過(guò)觀察龍?zhí)端l(xiāng)中江南長(zhǎng)椅的細(xì)節(jié)特征和查找有關(guān)江南長(zhǎng)椅的圖片，依據(jù)圖片用三點(diǎn)面的建模方式仿照?qǐng)D片完成長(zhǎng)椅模型的制作，如圖3-5所示。圖3-5細(xì)節(jié)物品模型圖3.3.3材質(zhì)貼圖PS作為強(qiáng)大的圖像處理軟件在各領(lǐng)域皆有所應(yīng)用，本研究中主要功能是對(duì)圖像進(jìn)行色彩調(diào)整和設(shè)計(jì)及圖像大小、方向調(diào)整和格式轉(zhuǎn)換對(duì)模型進(jìn)行紋理材質(zhì)的賦予或者貼圖繪制，最后進(jìn)行整理導(dǎo)出。通過(guò)ps進(jìn)行材質(zhì)圖片處理，在3dmax中完成貼圖設(shè)置，實(shí)現(xiàn)建筑模型效果，貼圖展示與建筑效果如圖3-6所示。圖3-6貼圖展示與建筑效果3.3.5建筑集群實(shí)現(xiàn)通過(guò)在3DMAX中完成建筑群的建模設(shè)計(jì)再導(dǎo)入到虛幻引擎中搭建通過(guò)建筑場(chǎng)景組合實(shí)現(xiàn)建筑集群，完成水鄉(xiāng)建筑模型設(shè)計(jì)，如圖3-7所示。圖3-7水鄉(xiāng)建筑模型3.3場(chǎng)景構(gòu)建在創(chuàng)作過(guò)程中從3DMAX導(dǎo)入了水鄉(xiāng)建筑的資源素材進(jìn)入到虛幻引擎中，并根據(jù)位置擺放建筑模型最終形成與水鄉(xiāng)相應(yīng)的建筑場(chǎng)景，如圖3-8所示。圖3-8水鄉(xiāng)部分場(chǎng)景效果圖3.4水材質(zhì)的制作制作河流中的水材質(zhì)，在3DMAX中使用專用的水面材質(zhì)和組件，調(diào)整材質(zhì)球的參數(shù)模擬出真實(shí)的河流湖泊效果。材質(zhì)編輯器設(shè)置與效果圖如圖3-9所示。圖3-9材質(zhì)編輯器設(shè)置與效果圖小結(jié)：通過(guò)主體建筑、小物件、建筑群制作模型并進(jìn)行貼圖，形成一個(gè)完整的場(chǎng)景建筑群，為接下來(lái)進(jìn)行交互設(shè)計(jì)奠定模型基礎(chǔ)。第4章虛擬水鄉(xiāng)漫游系統(tǒng)與交互功能的實(shí)現(xiàn)4.1漫游人稱視角切換第一人稱視角（First-PersonPerspective，簡(jiǎn)稱FPP）在游戲設(shè)計(jì)中是非常重要的一種視覺(jué)表現(xiàn)形式。這種視角下，玩家通過(guò)游戲角色的眼睛來(lái)觀察和交互游戲世界，因此能夠提供極高的沉浸感和真實(shí)感。虛幻引擎中制作第一人稱視角如下：在虛幻引擎中首先添加創(chuàng)建第一人稱藍(lán)圖控制內(nèi)容中右鍵點(diǎn)擊，選擇BlueprintClass，創(chuàng)建出一個(gè)新的關(guān)卡藍(lán)圖。如圖4-1所示。圖4-1關(guān)卡藍(lán)圖的設(shè)置再?gòu)膬?nèi)容列表中選擇Character類并點(diǎn)擊CreateBlueprintClass，將藍(lán)圖中的人物命名為MyFirstPersonCharacter，創(chuàng)建出一個(gè)新的人物視角，然后點(diǎn)擊確定后會(huì)自動(dòng)彈出新的藍(lán)圖編輯器窗口選擇CapsuleComponent這是為了模擬第一人稱攝像機(jī)的伸縮臂效果，它可以保持?jǐn)z像機(jī)與角色頭部之間有一定的距離，并隨角色運(yùn)動(dòng)而平滑地移動(dòng)選擇后保存。如圖4-2所示。圖4-2MyFirstPersonCharacter設(shè)置3.在角色藍(lán)圖中的Mesh下添加Camera組件，選擇新創(chuàng)建的Camera在右側(cè)找到父項(xiàng)插槽，設(shè)置為角色頭部骨架，然后將攝像機(jī)調(diào)整到合適位置，如圖4-3所示。（a）設(shè)置了角色頭部骨架（b）父項(xiàng)卡槽圖4-3角色頭部骨架設(shè)置4.將關(guān)卡藍(lán)圖與剛制作完成的人物MyFirstPersonCharacter藍(lán)圖進(jìn)行連接，將FollowCamera視角取消，在Camera中勾選AutoActivate選項(xiàng)即可使用Camera視角即第一人稱視角。如圖4-4所示。（a）勾選AutoActivate（b）第一人稱藍(lán)圖的連接圖4-4第一人稱視角藍(lán)圖連接5.第一人稱視角效果如圖4-5所示。圖4-5藍(lán)圖設(shè)置與第一人稱視角效果第三人稱視角（Third-PersonPerspective，簡(jiǎn)稱TPP）在游戲設(shè)計(jì)中同樣扮演著關(guān)鍵的角色。與第一人稱視角不同，它允許玩家從一個(gè)相對(duì)遠(yuǎn)離游戲角色的位置觀看游戲場(chǎng)景，通常是從游戲角色背后或側(cè)面的一個(gè)固定角度。同時(shí)，通過(guò)對(duì)角色周遭環(huán)境的細(xì)致展現(xiàn)，游戲敘事也往往能得到更好的烘托，進(jìn)一步提升沉浸式體驗(yàn)，使玩家更容易沉浸在游戲的故事和情境之中。虛幻引擎中制作第三人稱視角過(guò)程如下：1.創(chuàng)建新項(xiàng)目或在現(xiàn)有項(xiàng)目中選擇合適的模板開(kāi)始，確保其支持第三人稱類型的游戲設(shè)計(jì)。2.導(dǎo)入或創(chuàng)建角色模型，并為其配置骨骼動(dòng)畫系統(tǒng)（如skeletons和animations），包括行走、跑步、轉(zhuǎn)向等各種基礎(chǔ)動(dòng)作。3.攝像機(jī)控制：設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的攝像機(jī)藍(lán)圖（CameraBlueprint），它會(huì)跟隨并觀察主角，但保持一定距離以展現(xiàn)第三人稱視角。并且調(diào)整攝像機(jī)的位置和旋轉(zhuǎn)方式，使其能夠動(dòng)態(tài)適應(yīng)角色移動(dòng)、跳躍、爬行等行為的變化。其代碼為：//.h/**攝像機(jī)輸入操作*/UPROPERTY(EditAnywhere,BlueprintReadOnly,Category=Input,meta=(AllowPrivateAccess="true"))classUInputAction*LookAction;/**調(diào)用攝像機(jī)輸入*/voidLook(constFInputActionValue&Value);//.cppvoidAFunctionCharacter::Look(constFInputActionValue&Value){ //輸入設(shè)置為Vector2D FVector2DLookAxisVector=Value.Get<FVector2D>(); if(Controller!=nullptr) { //addyawandpitchinputtocontroller AddControllerYawInput(LookAxisVector.X); AddControllerPitchInput(LookAxisVector.Y); }}其藍(lán)圖設(shè)置攝像機(jī)視角如圖4-6所示圖4-6攝像機(jī)藍(lán)圖4.編寫或配置角色控制器藍(lán)圖，處理輸入和玩家操作，比如移動(dòng)、交互和視角調(diào)整。設(shè)計(jì)攝像機(jī)平滑跟隨機(jī)制，比如使用SpringArm組件來(lái)實(shí)現(xiàn)軟碰撞和視距變化。5.當(dāng)角色移動(dòng)時(shí)，確保攝像機(jī)與角色之間有適當(dāng)?shù)钠坪托D(zhuǎn)關(guān)系，以便在復(fù)雜地形和環(huán)境中提供良好的可視性。實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的翻越、窺探、近戰(zhàn)攻擊等特殊視角切換功能。其代碼如下：//.h/**移動(dòng)輸入操作*/UPROPERTY(EditAnywhere,BlueprintReadOnly,Category=Input,meta=(AllowPrivateAccess="true"))classUInputAction*MoveAction;/**調(diào)用移動(dòng)輸入*/voidMove(constFInputActionValue&Value);//.cppvoidAFunctionCharacter::Move(constFInputActionValue&Value){ //輸入設(shè)置為Vector2D FVector2DMovementVector=Value.Get<FVector2D>(); if(Controller!=nullptr) { //找出前進(jìn)的方向 constFRotatorRotation=Controller->GetControlRotation(); constFRotatorYawRotation(0,Rotation.Yaw,0); //獲取向前向量 constFVectorForwardDirection=FRotationMatrix(YawRotation).GetUnitAxis(EAxis::X); //獲取向右向量 ConstFVectorRightDirection=FRotationMatrix(YawRotation).GetUnitAxis(EAxis::Y); //添加移動(dòng)輸入 AddMovementInput(ForwardDirection,MovementVector.Y); AddMovementInput(RightDirection,MovementVector.X); }}角色移動(dòng)藍(lán)圖如圖4-7所示。圖4-7角色移動(dòng)藍(lán)圖6.針對(duì)第三人稱視角下的LOD（LevelofDetail）層級(jí)、視錐體剔除（ViewFrustumCulling）和其他性能優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行細(xì)致調(diào)試。設(shè)計(jì)藍(lán)圖如圖4-8所示。圖4-8第三人稱視角藍(lán)圖的設(shè)置7.第三人稱視角效果圖如圖4-9所示。圖4-9第三人稱效果圖將模型導(dǎo)入到虛幻引擎中，通過(guò)虛幻引擎中的攝像機(jī)捕捉不同人稱視角同時(shí)設(shè)置世界變幻即可完成人稱視角的切換。開(kāi)始漫游后，玩家可以360度在場(chǎng)景中旋轉(zhuǎn)，通過(guò)鼠標(biāo)控制完成人物前進(jìn)后退左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)地圖導(dǎo)航進(jìn)行場(chǎng)景漫游，地圖上顯示主建筑——龍?zhí)堕w即換裝游戲場(chǎng)地，漫游者找到即可玩游戲，在漫游過(guò)程中與路人NPC進(jìn)行簡(jiǎn)單的互動(dòng)。在大門口有播放按鈕，漫游者可以通過(guò)按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻的播放講解視頻，通過(guò)觀看視頻了解龍?zhí)端l(xiāng)傳統(tǒng)文化。4.2交互小游戲4.2.1服裝變換交互龍?zhí)端l(xiāng)是以江南水鄉(xiāng)為例在成都建造的，富有濃郁的江南氣息，而一想到江南服裝便是歷史悠久的漢服，為了符合該水鄉(xiāng)場(chǎng)景，設(shè)置出能夠在漫游場(chǎng)景中進(jìn)行換裝的一個(gè)交互，漫游者可以在漫游地圖途中“偶遇”到散落在場(chǎng)景中的各種服飾、發(fā)型、首飾等，而漫游者可以按照自己的喜好保存自己喜歡的服飾。此交互能增添漫游者的漫游樂(lè)趣，從而調(diào)動(dòng)漫游積極性。4.2.2裝扮、配飾的設(shè)定及骨骼綁定根據(jù)漫游者的不同審美搭配出自己喜歡的古裝（晉制漢服、唐制漢服、宋制漢服）和發(fā)型（側(cè)低盤發(fā)、雙丫醫(yī)、墮馬髻）游覽龍?zhí)端l(xiāng)。選擇模型的面或者元素選項(xiàng)，把衣服的部分選擇出來(lái)-分離，得到人和衣服兩個(gè)模型，分別為人和衣服進(jìn)行骨骼綁定，因?yàn)閮商滓路墓趋烂Q和骨骼大小是一樣的，所以通用。進(jìn)行換裝后需要與原NPC動(dòng)畫動(dòng)作一致，所以通過(guò)3DMAX中人物骨骼的綁定，將NPC與服裝發(fā)型等骨骼動(dòng)作動(dòng)畫綁定同一個(gè)動(dòng)畫，從而達(dá)到換裝的效果。如圖4-10所示。圖4-10隨機(jī)走動(dòng)NPC的實(shí)現(xiàn)4.2.3服裝變換漫游者年齡覆蓋廣泛所以選擇用最簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊方式完成不同裝扮的變換。因?yàn)楣趋朗且粯油ㄓ玫模皇遣煌b的蒙皮不同所以只需放置一個(gè)身體動(dòng)畫藍(lán)圖即可。藍(lán)圖及效果如圖4-11所示。（a）換裝藍(lán)圖（b）換裝效果圖圖4-11換裝的的實(shí)現(xiàn)4.2.4換裝合影漫游者完成換裝后，為了此次漫游留下紀(jì)念意義可以與自己搭配的裝扮完成合影留戀。效果如圖4-12所示。圖4-12合影效果圖4.2.5猜燈謎小游戲猜燈謎，又稱打燈謎，是中國(guó)獨(dú)有的富有民族風(fēng)格的一種漢族民俗文娛活動(dòng)形式，是從古代就開(kāi)始流傳的元宵節(jié)特色活動(dòng)。為了符合古代這一風(fēng)格主題從而設(shè)置這一游戲，并且此交互游戲在主建筑龍?zhí)堕w中呈現(xiàn)。4.2.6游戲機(jī)制猜燈謎游戲由漫游者走進(jìn)主體建筑龍?zhí)堕w后觸發(fā)，游戲設(shè)置為五道燈謎題，漫游者通過(guò)UI圖片提示進(jìn)行答題，答對(duì)兩道題即可獲得人物配飾發(fā)簪，答對(duì)三道題可獲得發(fā)簪+發(fā)型，五道題全部答對(duì)即可獲得服裝+發(fā)簪+發(fā)型一套的裝飾。其代碼為：fromtkinterimportmessageboxfromPILimportImage,ImageTkimportrandomimportcsvimporttkinterastkclassLanternRiddles(object):def__init__(self):self.root=tk.Tk()self.root.title("猜燈謎鬧元宵")self.root.geometry("1200x500")self.root.geometry("+100+150")self.data=[]withopen('new_data.csv','r')asf:reader=csv.reader(f)forrowinreader:self.data.append(row)self.index=[iforiinrange(len(self.data))]random.shuffle(self.index)#做成背景的裝飾pic1=Image.open('pic/bg.jpg').resize((1200,500))#加載圖片并調(diào)整大小至窗口大小pic=ImageTk.PhotoImage(pic1)render=tk.Label(self.root,image=pic,compound=tk.CENTER,justify=tk.LEFT)render.place(x=0,y=0)#標(biāo)簽and輸入框label=tk.Label(self.root,text='輸入答案',font=('微軟雅黑',15),fg='black',bg="Magenta")label.place(x=0,y=10,width=100,height=40)self.entry=tk.Entry(self.root,font=('宋體',15),width=15,bg="GhostWhite")self.entry.place(x=110,y=10,width=150,height=40)#設(shè)置輸入框，輸入答案#按鈕confirm_button=tk.Button(self.root,text='確認(rèn)',font=('微軟雅黑',15),bg="LightGreen",command=self.check)confirm_button.place(x=270,y=10,width=100,height=40)#確定按鈕quit_button=tk.Button(self.root,text='退出軟件',font=('微軟雅黑',15),bg="LightGreen",command=self.quit)quit_button.place(x=800,y=10,width=100,height=40)#退出軟件start_button=tk.Button(self.root,text='開(kāi)始答題',font=('微軟雅黑',15),bg="LightGreen",command=self.get_next)start_button.place(x=0,y=80,width=100,height=40)#更換題目prompt_button=tk.Button(self.root,text='顯示提示',font=('微軟雅黑',15),bg="LightGreen",command=self.show_prompt)prompt_button.place(x=650,y=10,width=100,height=40)#更換題目self.riddle=tk.Text(self.root,bg="OrangeRed",fg="dimgray",font=('微軟雅黑',15))self.riddle.place(x=200,y=180,width=300,height=160)#顯示題目self.root.mainloop()defget_next(self):#更換題目self.riddle.delete('1.0','end')#清空顯示index=random.choice(self.index)self.index.remove(index)self.question=self.data[index][0]self.answer=self.data[index][1]mpt=self.data[index][2]self.riddle.insert(tk.END,self.question)defcheck(self):#驗(yàn)證答案reply=self.entry.get()ifreplyinself.answer:messagebox.showinfo('提示','回答正確')self.get_next()self.entry.delete(0,tk.END)else:messagebox.showinfo('提示','回答錯(cuò)誤，請(qǐng)重試')self.entry.delete(0,tk.END)defshow_prompt(self):#顯示提示messagebox.showinfo('提示',mpt)defquit(self):self.root.destroy()if__name__=='__main__':LanternRiddles()其UI圖如圖4-13所示。圖4-13UI圖片游戲解釋引導(dǎo)圖4.2.7UI設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)根據(jù)龍?zhí)端l(xiāng)場(chǎng)景中的建筑和網(wǎng)絡(luò)搜集到的圖片或者視頻為素材，運(yùn)用PS中的摳圖、組合、色彩搭配等制作出一張還未被添加到UE里的UI圖片或者視頻。制作的UI圖片與水鄉(xiāng)介紹視頻如圖4-14所示。（a）UI圖片制作效果（b）水鄉(xiāng)介紹視頻圖4-14UI圖片與水鄉(xiāng)介紹視頻選擇BlueprintClass，然后在彈出菜單中選擇UserInterface>WidgetBlueprint來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的UI藍(lán)圖。再雙擊打開(kāi)新創(chuàng)建的WidgetBlueprint，進(jìn)入藍(lán)圖編輯器。使用藍(lán)圖可視化編程環(huán)境中的UI組件，例如面板(Panel)、圖像(Image)、文本(Text)、按鈕(Button)等，從Palette區(qū)域拖放到設(shè)計(jì)視圖中，布置和設(shè)計(jì)UI布局。再編寫相應(yīng)的藍(lán)圖節(jié)點(diǎn)邏輯，例如當(dāng)漫游者靠近藍(lán)圖觸發(fā)區(qū)域即可彈出響對(duì)應(yīng)UI圖，以響應(yīng)用戶的操作。最后嵌入U(xiǎn)I到游戲中：創(chuàng)建一個(gè)PlayerController或GameModeblueprint，或者在已有的藍(lán)圖中添加相關(guān)邏輯，數(shù)將UI藍(lán)圖實(shí)例化并顯示在游戲中即可完成。藍(lán)圖及效果如圖4-15所示。(a)視頻彈出藍(lán)圖（b）視頻播放效果圖圖4-15視頻嵌入到虛幻中藍(lán)圖及播放效果圖4.3NPC的實(shí)現(xiàn)4.3.1隨機(jī)走動(dòng)NPC的實(shí)現(xiàn)在3DMAX中制作好NPC模型及衣物配飾等導(dǎo)入虛幻引擎中首先確認(rèn)導(dǎo)入的模型是否完整，包括網(wǎng)格、UV貼圖、紋理等資源是否正確加載，再為NPC模型設(shè)置好合適的骨骼系統(tǒng)，確保角色的每個(gè)部位都能正確跟隨骨骼運(yùn)動(dòng)。最后賦予角色骨骼綁定，通過(guò)虛幻引擎中的快速設(shè)置完成NPC的隨機(jī)走動(dòng)。具體設(shè)置如下：需要建立一個(gè)AI角色藍(lán)圖，而藍(lán)圖中有不同的組件，組件不同作用不同如網(wǎng)格體--控制骨骼、動(dòng)畫、材質(zhì)的CameraBoom--控制攝像機(jī)視圖。給AI藍(lán)圖綁定控制器，不然AI無(wú)法移動(dòng)，添加一個(gè)AI控制器再打開(kāi)AI-ThirdPersonCharacter藍(lán)圖選擇PAWN中的AI控制器類綁定AI控制器藍(lán)圖。如圖4-16所示。圖4-16綁定AI控制藍(lán)圖添加尋路網(wǎng)格體，在模式中找到尋路網(wǎng)格體（NavMeahBoundsVolume）拖入場(chǎng)景中，讓網(wǎng)格體覆蓋AI需要行走的場(chǎng)景。藍(lán)圖設(shè)置如圖4-16所示。（a）AI行走路線藍(lán)圖（b）覆蓋網(wǎng)格圖設(shè)置圖4-17網(wǎng)格體覆蓋AI路徑圖4.隨機(jī)走動(dòng)NPC實(shí)現(xiàn)效果如圖4-18所示。圖4-18隨機(jī)走動(dòng)NPC的實(shí)現(xiàn)4.3.2與玩家交流NPC的實(shí)現(xiàn)在3D建模軟件3dsMax中完成NPC模型、衣物配飾的設(shè)計(jì)和賦予NPC一個(gè)新的骨骼動(dòng)畫“捂嘴”這會(huì)讓NPC看起來(lái)像是在同對(duì)方對(duì)話一般，完成制作后，可以將其導(dǎo)出并導(dǎo)入至虛幻引擎中進(jìn)行進(jìn)一步處理。在虛幻引擎中通過(guò)對(duì)藍(lán)圖的設(shè)置連接完成NPC到達(dá)制定地點(diǎn)后的交流動(dòng)作。具體制作過(guò)程如下：1.將Structure以及DateTable進(jìn)行初始化，其中DateTable主要用于存放對(duì)話內(nèi)容，準(zhǔn)備一個(gè)widget，通過(guò)設(shè)立一個(gè)ClickedButto（點(diǎn)擊按鈕）彈出對(duì)話框，在此藍(lán)圖中增加Delay是為了放置點(diǎn)擊過(guò)快導(dǎo)致對(duì)話框提前結(jié)束。每次點(diǎn)擊對(duì)話框，則讀取DtaTable中的內(nèi)容，然后展示出來(lái)。讓Row超出預(yù)設(shè)范圍，則關(guān)閉對(duì)話框。如圖4-19所示。（a）DateTable對(duì)話框設(shè)計(jì)（b）ClickedButto的設(shè)置（c）完整對(duì)話框藍(lán)圖連接圖4-19對(duì)話框藍(lán)圖的連接在NPC藍(lán)圖中自定義接口中的三種函數(shù)：EventEnterNPCRadius、EventInteractwithNPC、EventLeaveNPCRadius其中EventInteractwithNPC主要實(shí)現(xiàn)對(duì)話邏輯。通過(guò)EventInteractwithNPC通過(guò)對(duì)對(duì)話框小部件的連接再添加到可視化窗口即可完成NPC藍(lán)圖的設(shè)置。如圖4-20所示。圖4-20NPC事件藍(lán)圖的設(shè)置getoverlappingactor：獲取與指定的class重疊的對(duì)象數(shù)組，在這里選定的就是與玩家重疊的叫做NPC的對(duì)象，將返回得到的數(shù)組連接DoesImplementInterface來(lái)判斷在NPC藍(lán)圖中是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了接口函數(shù)判斷，已實(shí)現(xiàn)則執(zhí)行交互事件，未實(shí)現(xiàn)則不發(fā)生。如圖4-21所示。圖4-21NPC對(duì)話交流藍(lán)圖的設(shè)置NPC對(duì)話效果展示如圖4-22所示。圖4-22NPC對(duì)話效果展示4.4小地圖的實(shí)現(xiàn)在虛幻引擎中，小地圖的實(shí)時(shí)捕捉是利用打開(kāi)場(chǎng)景的頂視圖，具體實(shí)現(xiàn)方法如下：1.在PS軟件中將小地圖根據(jù)場(chǎng)景中的擺放制作出，也可以等比例截取一張俯瞰圖來(lái)作為小地圖，如圖5-1所示。創(chuàng)建actor藍(lán)圖，添加平面組件圖5-1小地圖的截取將每一小區(qū)快分辨率設(shè)置為256乘以256，計(jì)算兩個(gè)小區(qū)塊間的距離，作為正交攝像機(jī)的正交寬度。使攝像機(jī)從起點(diǎn)開(kāi)始，每次移動(dòng)后就將前面捕捉到的畫面存儲(chǔ)到硬盤中，然后移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)位，依次截取。當(dāng)攝像機(jī)走到終點(diǎn)中途途徑的每一個(gè)小區(qū)塊的畫面都會(huì)被存儲(chǔ)到指定路徑。攝像機(jī)設(shè)置藍(lán)圖如圖5-2所示。圖5-2攝像機(jī)設(shè)置藍(lán)圖只要將攝像機(jī)生成在（Maxx，MinY，Z）的位置，攝像機(jī)就會(huì)自動(dòng)捕捉每一個(gè)區(qū)塊。這樣當(dāng)攝像機(jī)走到終點(diǎn)后我們就得到了一張地圖的全部小區(qū)塊，只要將他們平湊起來(lái)就能形成一張完整的地圖。拼湊完成效果如圖5-3所示。圖5-3拼湊效果圖5.創(chuàng)建小區(qū)塊地圖UI，采用UniformPanel來(lái)容納小區(qū)塊地圖如圖5-4所示。圖5-4容納小區(qū)塊藍(lán)圖6.在地圖拍攝完成后執(zhí)行開(kāi)始加載小地圖，它會(huì)自動(dòng)按照我們之前儲(chǔ)存照片的序號(hào)讀取圖片，按照順序填充進(jìn)UniformPanel中，在填充完成后就可以組成一張完整的小地圖，小地圖效果圖如圖5-5所示。圖5-5小地圖效果圖4.5界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)4.5.1UI設(shè)計(jì)完成頁(yè)面的美化及布局。在虛幻引擎中，通過(guò)創(chuàng)建并使用控件藍(lán)圖（Blueprint），開(kāi)發(fā)者可以高效地設(shè)計(jì)出豐富的用戶界面（UI）元素，如按鈕、文本標(biāo)簽、滑塊等，并通過(guò)藍(lán)圖可視化腳本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這些元素間的邏輯連接和交互響應(yīng)。例如，可以通過(guò)連接藍(lán)圖來(lái)定義按鈕點(diǎn)擊事件觸發(fā)的特定動(dòng)作，如改變場(chǎng)景中的漫游者路線或者顯示相應(yīng)的提示信息。這種基于藍(lán)圖的UI設(shè)計(jì)方法能夠顯著提升用戶體驗(yàn)，因?yàn)樗试S開(kāi)發(fā)者動(dòng)態(tài)、靈活地調(diào)整用戶界面與虛擬環(huán)境的交互方式。通過(guò)恰當(dāng)?shù)腢I指引（如自動(dòng)彈出卡片，詳細(xì)介紹水鄉(xiāng)歷史背景等），漫游者可以更直觀地理解操作流程，無(wú)需過(guò)多關(guān)注如何操作，而是將注意力集中在他們真正關(guān)心的內(nèi)容探索和游戲操作上，形成更加沉浸式和自然的交互體驗(yàn)。如圖5-6所示。圖5-6界面設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)小結(jié)：在此次研究中，用戶可以通過(guò)第一人稱視角和第三人稱視角的切換穿梭于龍?zhí)端l(xiāng)的街巷中，且可自由選擇場(chǎng)景，極大地提高了漫游者的自由度。并且通過(guò)虛幻引擎中藍(lán)圖的連接設(shè)置和ui技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)此漫游場(chǎng)景中最重要的環(huán)節(jié)--交互設(shè)計(jì)，此環(huán)節(jié)能夠提升漫游者漫游體驗(yàn)和增強(qiáng)真實(shí)感，從而完成虛擬水鄉(xiāng)漫游系統(tǒng)，展現(xiàn)水鄉(xiāng)特色建筑，傳播水鄉(xiāng)文化這一目的。

結(jié)論將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在旅游業(yè)中，可讓人們足不出戶就能游覽各種旅游景點(diǎn)，了解各地的歷史文化，有利于促進(jìn)傳統(tǒng)文化的傳播和建筑風(fēng)貌的保護(hù)。本課題針對(duì)水鄉(xiāng)建筑模型和場(chǎng)景的構(gòu)造，虛擬漫游系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程展開(kāi)，水鄉(xiāng)漫游系統(tǒng)作為古代建筑文化遺產(chǎn)保護(hù)的一種形式。而從玩家體驗(yàn)角度來(lái)進(jìn)行旅游漫游，第一人稱漫游與場(chǎng)景互動(dòng)方式，并通過(guò)藍(lán)圖的方式加以體現(xiàn)。然而伴隨著5G技術(shù)的發(fā)展，其低延遲：5G網(wǎng)絡(luò)的毫秒級(jí)延遲顯