復(fù)旦大學(xué)通識(shí)教育核心課程

復(fù)旦大學(xué)通識(shí)教育核心課程

2014-2015學(xué)年第一學(xué)期期末考試試卷課程名稱(chēng)： 網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境與計(jì)算機(jī)應(yīng)用 課程代碼：__SOFT119003.01開(kāi)課院系： 軟件學(xué)院 考試形式： 課程論文學(xué)生姓名： 牛鄭豪學(xué)號(hào)業(yè):軟件工程題目123總分得分一、 下列題目任選一題撰寫(xiě)一篇論文結(jié)合自己的專(zhuān)業(yè)，通過(guò)思考和查找資料，并對(duì)其經(jīng)典的網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境實(shí)例進(jìn)行實(shí)踐，撰寫(xiě)課程論文。對(duì)網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境相關(guān)的計(jì)算機(jī)科學(xué)問(wèn)題，如多主體軟件NetLogo對(duì)網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境相關(guān)話(huà)題（如群體智能）的相關(guān)系統(tǒng)學(xué)習(xí)和實(shí)踐，撰寫(xiě)課程論文。學(xué)習(xí)并實(shí)踐網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境相關(guān)的理論、方法，并實(shí)踐相關(guān)學(xué)術(shù)系統(tǒng)，如國(guó)外重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和已有源代碼的部署和實(shí)踐，撰寫(xiě)課程論文。網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境中的人文問(wèn)題：哲學(xué)'心理'法律\政治、民主相關(guān)問(wèn)題（可選擇1到多個(gè)點(diǎn)），閱讀相關(guān)論文作為參考文獻(xiàn)，對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行綜述，撰寫(xiě)課程論文。二、 具體要求正文字?jǐn)?shù)在3000字以上（不包括注釋和參考書(shū)目等）。嚴(yán)格遵循論文寫(xiě)作規(guī)范（引文必須注明出處）。必須提交A4紙打印的論文稿，并以此試卷作為論文封面，于左上方邊角處裝訂。字體：凡是正文一律用宋體/五號(hào)字，注釋用小五號(hào)字，大標(biāo)題用宋體/三號(hào)字/加粗，小標(biāo)題用宋體/五號(hào)字/加粗。段落：一律采用標(biāo)準(zhǔn)間距、1?5倍行距。論文寫(xiě)作格式：5.1包括答卷頁(yè)眉、論文題目、正文、注腳、引用及參考書(shū)目（或“參考文獻(xiàn)”）5.2答卷頁(yè)眉包括學(xué)號(hào)、姓名、選課代碼、選課名稱(chēng)，右對(duì)齊一律使用腳注。需包括作者、篇名/書(shū)名/期刊名、頁(yè)碼、出版社和版次/期刊號(hào)。5.4文末須列“引用及參考書(shū)目”，需包括書(shū)名/期刊名、作者、出版社和版次/期刊號(hào)。如果所提交論文不合規(guī)范者，必須改寫(xiě)。如果兩次改寫(xiě)后，仍不合規(guī)范者不予以評(píng)分。嚴(yán)禁抄襲，一旦發(fā)現(xiàn)按零分處理。12_月31前提交。個(gè)別需改寫(xiě)的可順延三天，最遲于L月_￡日之前全部交畢。逾期按零分處理。論文題目：UNITY3D的學(xué)習(xí)以及WEB3D的未來(lái)摘要：網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)逐漸改變了人們的生活習(xí)慣，智能手機(jī)的高速發(fā)展，WEB3.0概念的提出與無(wú)數(shù)新型WEB應(yīng)用的出現(xiàn)都顯示出網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的魅力。而WEB應(yīng)用作為網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的核心成員也必將迎來(lái)更多的機(jī)會(huì)。當(dāng)前，以WEB3D為代表的新一代Web技術(shù)正處于技術(shù)發(fā)展的初期。由于眾多科技巨頭的鼎力支持，以及其自身強(qiáng)大的技術(shù)潛力和開(kāi)放性，新一代Web技術(shù)已經(jīng)得到了業(yè)界的高度關(guān)注，在技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方面都進(jìn)展順利，被認(rèn)為在未來(lái)有能力成為主導(dǎo)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。而UNITY3D作為一款可以讓玩家輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實(shí)時(shí)三維動(dòng)畫(huà)等類(lèi)型互動(dòng)內(nèi)容的跨平臺(tái)的綜合型游戲開(kāi)發(fā)工具正得到全世界開(kāi)發(fā)者的關(guān)注。關(guān)鍵字：UNITY3D、WEB3D、游戲引擎、渲染、腳本、軟件生態(tài)圈1明晰基本概念1.1何為WEB3D技術(shù)何為WEB3D技術(shù)？WEB3D是一種在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上，將現(xiàn)實(shí)世界中有形的物品通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行虛擬的三維立體展示并可互動(dòng)瀏覽操作的一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)形式。其也可簡(jiǎn)單的看成WEB技術(shù)和3D技術(shù)的結(jié)合，即PC的3D技術(shù)向互聯(lián)網(wǎng)的拓展。三維的表現(xiàn)形式，能夠全方位的展現(xiàn)一個(gè)物體，具有二維平面圖象不可比擬的優(yōu)勢(shì)，因此，未來(lái)WEB3D在商業(yè)、教育、娛樂(lè)以及虛擬社區(qū)上都很有可能大放異彩。但是因?yàn)闆](méi)有標(biāo)準(zhǔn)，3D在Web上的實(shí)現(xiàn)過(guò)程還將繼續(xù)掙扎，也涌現(xiàn)出來(lái)一批極有可能成為其標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，例如不需插件的WEBGL，以及跨多個(gè)平臺(tái)，支持各種智能手機(jī)與各種操作系統(tǒng)的UNITY3D等。1.2何為UNITY3DUNITY3D作為一種綜合型游戲開(kāi)發(fā)工具，已經(jīng)涌現(xiàn)出一大批以其為引擎的網(wǎng)游以及手游，較為著名的有《仙劍OL》、《神廟逃亡》、《最終幻想5》等，而且UNITY3D以其易上手、可視化以及免費(fèi)（收費(fèi)版價(jià)格也遠(yuǎn)低于其他引擎）等特點(diǎn)吸引著更多的開(kāi)發(fā)者與開(kāi)發(fā)商。與其他游戲引擎類(lèi)似，UNITY3D也擁有整合的編輯器、地形編輯、著色器、腳本、物理模型等，但是與其他引擎相比一大差別在于UNITY3D更加注重設(shè)計(jì)者對(duì)于游戲可玩性的關(guān)注，而不是簡(jiǎn)單的追求設(shè)計(jì)的難易程度。UNITY3D使用PhysX物理引擎（進(jìn)行模擬運(yùn)算使虛擬世界的物體運(yùn)動(dòng)符合真實(shí)世界物理定律），內(nèi)置有大量的Shader，可滿(mǎn)足一般開(kāi)發(fā)者，同時(shí)UNITY3D還支持JavaScript、。#等腳本，如果開(kāi)發(fā)非網(wǎng)頁(yè)的獨(dú)立版還可以使用插件，十分方便，兼容性很強(qiáng)。3D游戲與UNITY3D引擎游戲是由程序，圖形，模型，參數(shù)等合并制作而成的，所有的3D游戲一開(kāi)始的模型都是一個(gè)效果（模型細(xì)節(jié)也決定游戲的質(zhì)量）而引擎就是游戲畫(huà)面的決定性因素了，它包含貼圖質(zhì)量，模型的光照效果，即漫反射，鏡面反射，深景光暈，和畫(huà)面的風(fēng)格等等。很多效果極佳的燒卡游戲往往并不是模型刻畫(huà)的多么精致，而是游戲引擎的強(qiáng)大。全球知名的游戲引擎有很多，像Unreal3（劍靈、戰(zhàn)地之王的引擎）、CryENGINE（孤島驚魂的引擎）都是成名已久，渲染出的游戲都是極其精美，與之相比UNITY3D在游戲渲染方面無(wú)疑是有所欠缺，但是作為一款可視化的3D游戲引擎，開(kāi)發(fā)者可以很直觀(guān)的看到自己開(kāi)發(fā)中游戲的場(chǎng)景，也可以很方便的進(jìn)行操作和調(diào)試，甚至可以在游戲試運(yùn)行的過(guò)程中調(diào)整參數(shù)以達(dá)到自己想要的效果，大大降低了游戲開(kāi)發(fā)的門(mén)檻，使得更多的人擁有機(jī)會(huì)去制作屬于自己的游戲，自然也得。下圖是我設(shè)計(jì)游戲的簡(jiǎn)單流程。2用UNITY3D制作游戲：2.1認(rèn)識(shí)界面。UNITY3D運(yùn)行的界面包括5大模塊。分別是scene（游戲場(chǎng)景編輯區(qū)）、game（游戲運(yùn)行區(qū)）、Project（項(xiàng)目面板）、Hierarchy（層次面板）、Inspector（監(jiān)視面板）。.建立項(xiàng)目。在UNITY3D中，項(xiàng)目不光要儲(chǔ)存你所進(jìn)行中的游戲，還將儲(chǔ)存你制作游戲所要用到的場(chǎng)景、模型、貼圖、腳本等種種資源。在游戲進(jìn)行導(dǎo)出時(shí)也可以選擇將項(xiàng)目也導(dǎo)出，這樣也能方便團(tuán)隊(duì)協(xié)作。.建立場(chǎng)景。一個(gè)游戲是由許多場(chǎng)景構(gòu)成的。因?yàn)?D游戲大多是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模擬，因此在場(chǎng)景中往往要包括地形、光照、陰影、天空等。在UNITY3D中，天空的效果由添加天空盒來(lái)實(shí)現(xiàn)。天空盒有兩種添加方法，第一種即直接將天空盒添加到場(chǎng)景中，這樣在進(jìn)行編輯的時(shí)候總可以看到作為背景的天空，第二種是將天空盒綁定到攝像機(jī)上，我個(gè)人認(rèn)為第二種更為方便，但是這樣的話(huà)只有在游戲運(yùn)行時(shí)才能看到天空的效果。添加完天空盒就要進(jìn)行地形的編輯，在UNITY4中，我們可以在GAMEOBJECT中選擇添加terrain（地形），剛添加進(jìn)的地形在視圖上與一張紙無(wú)異，我們需要用UNITY3D的地形編輯器對(duì)其進(jìn)行改造，UNITY3D的地形自帶地形腳本，其腳本中的按鈕可以改變地形的構(gòu)造如使地形隆起等，還可以為地形上色，原始的地形類(lèi)似于石膏材質(zhì)，UNITY3D也提供了很多的貼圖供開(kāi)發(fā)者選擇以模擬出山地、雪地甚至太空的場(chǎng)景。擁有了起伏以及貼圖，我們可以在相機(jī)里看到一個(gè)類(lèi)似于真實(shí)世界的場(chǎng)景了，我們可以繼續(xù)為地圖添加細(xì)節(jié)，包括添加樹(shù)木與草等，在UNITY3D中，你添加的樹(shù)木與草本只有在視角拉進(jìn)時(shí)才可見(jiàn)，這也它的一種機(jī)制：在比較大的場(chǎng)景中渲染時(shí)只渲染一定距離范圍內(nèi)的物體，超遠(yuǎn)距離的物體不渲染，這樣可以節(jié)約很多資源。這些步驟進(jìn)行過(guò)后，我們的場(chǎng)景已經(jīng)基本上與真實(shí)世界無(wú)異了，但是看起來(lái)還是陰森森的，于是同樣我們可以在GAMEOBJECT中選擇添加燈光，UNITY3D中的燈光分為點(diǎn)光源，平行光源，聚光燈與部分光照，光源的選擇對(duì)于陰影的效果有很大的影響，為了模擬我們現(xiàn)實(shí)世界的太陽(yáng)光照，我在我制作的游戲中選擇了平行光源，并將光照方向調(diào)制合適位置。.導(dǎo)入對(duì)象場(chǎng)景建立完成之后就要開(kāi)始。在導(dǎo)入之前我先添加了一個(gè)cube作為游戲?qū)ο?，并用其?shí)現(xiàn)最基本的功能。創(chuàng)建一個(gè)cube以后發(fā)現(xiàn)UNITY給他預(yù)設(shè)了meshrenderer（網(wǎng)格渲染器）和boxcollider（盒碰撞器）以及meshFilter（網(wǎng)格過(guò)濾器），網(wǎng)格渲染器從網(wǎng)格過(guò)濾器獲得幾何形狀，并且根據(jù)物體的Transform組件的定義位置進(jìn)行渲染，物體的Transform組件包含Position>Rotation>Scale三組參數(shù)，確定了物體在三維空間中的位置。如果使物體符合真實(shí)世界的物理定律，則需給物體增加一個(gè)物理屬性Rigidbody（剛體），給物體設(shè)定MASS（質(zhì)量）后，我們可以清晰看到，在這個(gè)虛擬世界中，這個(gè)cube已是一個(gè)真實(shí)的物體了。添加模型的方法也很簡(jiǎn)單，在3DS中編輯tank的模型，并導(dǎo)出FBX文件放入項(xiàng)目的資源中，UNITY可以自動(dòng)識(shí)別出模型，將模型的Transform和cube的Transform調(diào)成一致后，經(jīng)過(guò)調(diào)整cube大小可以把模型放入cube之中，然后再層次面板中將模型放入cube,這兩者就合為一體了，將cube的網(wǎng)格渲染器關(guān)閉后，我們就可以驚喜地發(fā)現(xiàn)我們的tank模型已經(jīng)出現(xiàn)在虛擬世界中了，其實(shí)tank只是個(gè)外形，真正起效用的是被隱藏的cube。.添加腳本游戲模型導(dǎo)入后并不受控制，這時(shí)我們需要引入腳本。UNITY支持JavaScript和c#以及BooScript三種腳本類(lèi)型，基本滿(mǎn)足各類(lèi)開(kāi)發(fā)者的需求，我的腳本都是使用JavaScript編寫(xiě)。和平常我們玩的3D游戲相同，我們先要使物體動(dòng)起來(lái)，先編寫(xiě)一個(gè)move的腳本。UNITY的中創(chuàng)立的JavaScript腳本中Update函數(shù)是每一幀動(dòng)畫(huà)都執(zhí)行一次，因此我們把cube移動(dòng)的功能寫(xiě)在其Update函數(shù)中。調(diào)用UNITY為相機(jī)寫(xiě)的SmoothFollow腳本，使得相機(jī)一直跟隨在cube之后，設(shè)定好相機(jī)距離和高度之后，坦克就可以在虛擬世界中自由移動(dòng)了。下面展示一段控制坦克移動(dòng)的核心JavaScript腳本。varMoveSpeed=6;varRotateSpeed=15;functionUpdate(){if(Input.GetKey(KeyCode.W)){//控制坦克向上移動(dòng)this.transform.Translate(Vector3.forward*Time.deltaTime*MoveSpeed);}//Vector3.forward=Vector3(0,0,1)，Vector3代表3維向量。if(Input.GetKey(KeyCode.S)){//控制坦克向下移動(dòng)this.transform.Translate(Vector3.forward*Time.deltaTime*-MoveSpeed);}if(Input.GetKey(KeyCode.A)){//控制坦克向左移動(dòng)this.transform.Rotate(Vector3.up*Time.deltaTime*-RotateSpeed);}//Vector3.up=Vector3(0,1,0)if(Input.GetKey(KeyCode.D)){//控制坦克向右移動(dòng)this.transform.Rotate(Vector3.up*Time.deltaTime*RotateSpeed);}3.使用感悟UNITY3D上手十分簡(jiǎn)單，很適合一些新手開(kāi)發(fā)者，而且它強(qiáng)大的功能也能滿(mǎn)足高手的需求，同時(shí)UNITY3D具有強(qiáng)大的移植性和拓展性，UNITYSTORE提供了很多現(xiàn)成的插件和資源來(lái)幫助你快速構(gòu)建一個(gè)游戲。UNITY3D最吸引人的還是其所見(jiàn)即所得的特性：除了編輯后可立即運(yùn)行，還能在運(yùn)行過(guò)程中時(shí)實(shí)編輯，查看效果。當(dāng)然，運(yùn)行過(guò)程中編輯對(duì)象的數(shù)據(jù)，會(huì)在停止后失效。UNITY3D引擎支持的平臺(tái)，都是當(dāng)下較為流行的平臺(tái)，用其做成的游戲可以在IOS、android、以及各類(lèi)操作系統(tǒng)上發(fā)布，同時(shí)其在網(wǎng)頁(yè)游戲這一未來(lái)趨勢(shì)的發(fā)展上也走在了最前列。除此之外，UNITY3D擁有者良好的生態(tài)圈，在ASSETSTORE中你可以制作插件放網(wǎng)上賣(mài)，賺取一些利益，也可以購(gòu)買(mǎi)別人的插件，作為使用或者參考，這為UNITY3D的開(kāi)發(fā)者提供了許多機(jī)會(huì)，極大提高了人們的創(chuàng)造熱情，可以預(yù)見(jiàn)，UNITY3D引擎必定在未來(lái)得到更廣泛的應(yīng)用。而隨著UNITY3D引擎等WEB3D開(kāi)發(fā)軟件的發(fā)展，WEB3D必將越來(lái)越成熟，其所依仗的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也已成為繼Internet后，影響未來(lái)的十大科技之一，現(xiàn)已成為人們認(rèn)知和改變世界的重要方法，WEB3.0的到來(lái)也將3D網(wǎng)上商城、3D網(wǎng)頁(yè)游戲、3D網(wǎng)絡(luò)社交帶入了人們的生活，可以預(yù)見(jiàn)，隨著配置條件的不斷升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度進(jìn)一步提升，WEB3D將帶給我們更多我們無(wú)法想象的便利與感受，也許不久的將來(lái)，WEB3D將構(gòu)成比現(xiàn)實(shí)還真是的虛擬世界。參考文獻(xiàn)：[1]/link?url=V6sdsfu9LcBA_eg7hEVDKB5m4htLE21hqU6tFDfrXfT84JV