【正文】 作平臺，對組裝計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬， 實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)過程以及部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的模擬。實(shí)驗(yàn)的 目的在于通過學(xué)習(xí)者親自動手參與實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的觀察能力、分析能力和實(shí)踐能力。虛擬實(shí)驗(yàn)的概念也就應(yīng)運(yùn)而生了。在虛擬實(shí)驗(yàn)中，學(xué)習(xí)者不受時空的限制，可以隨時隨地的進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過鍵盤或者鼠標(biāo)、數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備與虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的虛擬儀器進(jìn)行交互，完成與真實(shí)實(shí) 驗(yàn)一樣的各種實(shí)驗(yàn)操作過程。因此我選擇 Unity3D 來開發(fā)這樣一個虛擬電腦組裝實(shí)驗(yàn)的 系統(tǒng)，為學(xué)習(xí)者提供一個自由、真實(shí)的實(shí)驗(yàn)平臺，利用本系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)習(xí)者認(rèn)識計(jì)算機(jī)硬件，掌握組裝電腦的一些基本技能。現(xiàn)實(shí)世界中的很多物體都可以看成是由基本的幾何體進(jìn)行變形和細(xì)分得來的。 計(jì)算機(jī)組裝實(shí)驗(yàn)所用到的計(jì)算機(jī)的主板、內(nèi)存條、顯卡、電源以及機(jī)箱顯示器等主要零部件都是比較規(guī)則的幾何體，主板上看似比較復(fù)雜的各種電阻和插針，仔細(xì)看其實(shí)都是一些簡單的圓柱體。但是當(dāng)遇到比較復(fù)雜的模型時，就不能依賴這種方式了，需要手動來為模型拆解 UV。而模型在最終的材質(zhì)表現(xiàn)上，各個不同的部分可能需要不同的貼圖或者材質(zhì)。 下面以內(nèi)存條為例： 首先在面級別下選中內(nèi)存條上所有的芯片，在右側(cè)的修改器欄里找到多邊形材質(zhì) ID組，設(shè)置材質(zhì) ID號為 2,如圖 4： 基于 Unity3D 的三維虛擬電腦組裝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 第 4 頁 圖 4 為內(nèi)存芯片指定材質(zhì) ID 然后用同樣的方法選中內(nèi)存條的側(cè)邊，為它指定材質(zhì) ID 號為 1，如圖 5： 圖 5 為內(nèi)存條側(cè)面指定材質(zhì) ID 用這種方法給內(nèi)存 的其它部分也指定 ID 后，就可以進(jìn)入材質(zhì)編輯器，創(chuàng)建一個多維子對象材質(zhì)，因?yàn)榭偣矠?內(nèi)存條指定了 5 個材質(zhì) ID，所以需要創(chuàng)建一個包含 5個子對象的多維子對象材質(zhì)，每個子對象材質(zhì)材質(zhì)可以單獨(dú)編輯，漫反射顏色可以純色也可以貼圖，環(huán)境光和高光反射根據(jù)具體情況進(jìn)行設(shè)置 ，如圖 6所示。 資源導(dǎo)入 Unity3D 引擎 將三維軟件制作的模型導(dǎo)入 Unity3D 引擎時需要注意一些問題。 其次是材質(zhì)問題。 三維模型的單位需要在前期建模的時候就設(shè)置并統(tǒng)一，否則模型出來的大小會不匹配。 第一種方式是 存入工程文件夾。在外部文件夾中選中需要導(dǎo)入的資源，直接拖拽基于 Unity3D 的三維虛擬電腦組裝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 第 6 頁 進(jìn) Unity 的 Project 窗口中即可。 圖 7 導(dǎo)入 unitypackage 文件 圖 8 模型導(dǎo)入設(shè)置 模型導(dǎo)入 U3D 后需要設(shè)置一些參數(shù)，正確設(shè)置這些參數(shù)，模型才能更好的被程序使用。優(yōu)化模型的面數(shù)從而優(yōu)化最終程序的性能。 其他的參數(shù)因?yàn)樵谶@個系統(tǒng)中無需用到，所以按照默認(rèn)的參數(shù)設(shè)置就可以了。 基于 Unity3D 的三維虛擬電腦組裝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 第 7 頁 Unity 擁有以下主要特性： 層級式的綜合開發(fā)環(huán)境、視覺化編輯，詳細(xì)的屬性編輯器和動態(tài)游戲預(yù)覽 。項(xiàng)目中的資源會被自動導(dǎo)入，并根據(jù)資源的改動自動更新。 內(nèi)置對 Nvdia的 PhysX physics engine 支持。當(dāng)一個函數(shù)執(zhí)行完畢后，控制權(quán)便又交回給 Unity。當(dāng)前控制腳本實(shí)例被裝載的時候調(diào)用。 Update()。 OnEnable()。 OnDestroy()。 Unity 的腳本默認(rèn)都會繼承與 MonoBehavior基類。在 Unity 的場景中，每一個物體都有一個 Transform 組件，被用來存儲和操控位移、旋轉(zhuǎn)和縮放。 eulerAngles：旋轉(zhuǎn)的歐拉角度數(shù)。 Transfrom 的常用方法： DetachChildren：分離所有子對象。 Vector3 類。 Vector3 的常用屬性有： Magnitude：返回當(dāng)前三維向量的長度（只讀）。 Z：當(dāng)前向量的 Z 值。 基于 Unity3D 的三維虛擬電腦組裝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 第 9 頁 MoveTowards：直線移動一個點(diǎn)到目標(biāo)點(diǎn)。除此之外， NGUI還具有十分靈活的事件系統(tǒng)，可以讓發(fā)雜的 UI占用一個 draw call，還支持光照貼圖、法線貼圖、折射等特性。所有一切都只需要簡單的點(diǎn)擊操作就可以完成，當(dāng)需要編寫代碼讓控件產(chǎn)生一些效果時， NGUI 提供了豐富的接口供開發(fā)者使用，開發(fā)者也可以選擇參 考簡單的例子膽碼，把控件轉(zhuǎn)變?yōu)榘粹o、輸入框或者基于時間來改變控件顏色、播放聲音和觸發(fā)動畫等等。 圖 11 NGUI 的示例 UI 材質(zhì)、燈光和著色器 材質(zhì)，簡單的說就是物體看起來是什么質(zhì)地。這些著色器分為標(biāo)準(zhǔn)著色器、透明著色器、透明鏤空著色器、自發(fā)光著色器、反射著色器五大部分。 Unity內(nèi)置有四種類型的燈光，它們分別是平行燈光（ Directional Light） 、點(diǎn)燈光 (Point Light)、聚光燈（ Spot Light）、區(qū)域燈光（ Area Light） 。 用戶可以通過此系統(tǒng)了解臺式機(jī)的各種硬件以及這些硬件之間的聯(lián)系，通過何種方式聯(lián)合工作的，最后在一個虛擬的場景里，用戶可以親自操縱電腦的各個部件來組裝一臺電腦。輸入與攝影機(jī)相應(yīng)的對應(yīng)表格設(shè)計(jì)如表 1 所示： 表 1 攝像機(jī)控制 輸入 響應(yīng) ALT+鼠標(biāo)左鍵 攝像機(jī)以當(dāng)前目標(biāo)點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn) ALT+鼠標(biāo)滾輪 拉近或者拉遠(yuǎn)攝像機(jī)視角 ALT+鼠標(biāo)中鍵 移動攝像機(jī)位置 加入 Alt 鍵的目的是為了區(qū)分選中 電腦部件和操控?cái)z像機(jī)，控制電腦部件的輸入與響應(yīng)對應(yīng)的表格設(shè)計(jì)表 2 所示： 表 2 物體的控制 輸入 響應(yīng) 鼠標(biāo)左鍵 +移動 移動物體 （ Gizmo 未顯示情況下）鼠標(biāo)右鍵單擊 顯示物體在三個軸向上得 Gizmo 鼠標(biāo)左鍵單擊 Gizmo 在三個軸向上旋轉(zhuǎn)物體 (Gizmo 顯示情況下 )鼠標(biāo)右鍵單擊 隱藏 Gizmo 基于 Unity3D 的三維虛擬電腦組裝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 第 13 頁 用戶界面方面，我用 NGUI 的攝像機(jī)來渲染所有的 UI 界面元素，因?yàn)?NGUI 的控件事件響應(yīng)需要 NGUI 的 Camera 支持。 其次，為了顯示中文字體，需要制作字體。這種方式需要提前預(yù)估需要用到的文字，然后使用 BM Font 軟件制作紋理，導(dǎo)入 NGUI生成字體預(yù)制才能使用。當(dāng)用戶發(fā)生點(diǎn)擊事件時，就通知 Load Scene 腳本執(zhí)行相應(yīng)的操作。 用戶可以左右滑動圖片來顯示更多的內(nèi)容。 完成的場景如圖 20 圖 20 硬件展示場景 基于 Unity3D 的三維虛擬電腦組裝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 第 17 頁 左側(cè)可拖動的每一個元素都是一個按鈕，腳本 Show Components控制發(fā)生點(diǎn)擊事件時顯示哪一個具體模型。官方的文件介紹說， Unity支持 AVI、 MP FLV、OGG等多種視頻格式，只要將視頻文件導(dǎo)入 Unity 工程中， Unity 就會自動識別視頻格式文件并把它裝成 Movie Texture。 幫助窗口主要提供給用戶一些如何操作系統(tǒng)的文字信息，用動態(tài)字體和 UILabel 制作就行了。 按照本文前面講到的從外不導(dǎo)入 3DS Max 制作的模型到Unity， Unity 會自動生成材質(zhì)球 。第一種是碰撞器，第二種是觸發(fā)器，最后一種是射線檢測。在 Unity3d中，主要通過如 圖 26 所示的接口來處理碰撞器和觸發(fā)器 的碰撞檢測 : 基于 Unity3D 的三維虛擬電腦組裝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 第 21 頁 圖 26