技术领域
[0001] 本发明涉及Unity3d引擎技术领域，尤其涉及光影互动系统的开发。
相关背景技术
[0002] 随着数字技术的迅猛发展，光影互动技术以其独特的互动性和沉浸感，在展览展示、教育培训、商业广告等领域得到了广泛应用。目前，市场上已经存在一些光影互动系统，但它们在易用性、开发效率和效果多样性等方面仍有待提升。
[0003] 同时，Unity3d引擎以其强大的跨平台支持、高效的渲染能力和丰富的插件生态系统，为光影互动应用的开发提供了坚实的基础。采用Unity3d引擎开发光影互动系统成为了一种确实。
[0004] 但是基于Unity3d引擎直接开发光影互动系统的流程较为复杂，其开发流程涵盖了项目规划、环境搭建、资产创建、预制体制作、场景搭建、UI设计、游戏逻辑编程、AI编程、物理动画实现、测试优化、构建发布以及反馈迭代等多个阶段，尤其是游戏逻辑编程对开发人员的技术门槛要求较高，一般只有专业人士才能完成这一流程。总之，现有基于Unity3d引擎开发光影互动系统的流程，不适合于没有系统学习过Unity3d引擎的人员。当然，现阶段也有如PlayerMaker和Bolt这种可视化编程的工具，但使用这些工具也需要有编程思维。
[0005] 然而，需要开发光影互动系统的主体一般都是展览展示、教育培训以及商业广告等领域的从业人员，他们大多数都没有系统学习过Unity3d引擎，也不具有编程思维。所以，目前亟需一种技术，使得不具有编程思维的人也能开发光影互动系统。
具体实施方式
[0064] 为使本发明的技术方案及优点表述更清楚，下面将结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地详细、完整地描述。下述所描述的各个实施方式仅是本发明一部分优选方案，而不是全部的实施方案；下面描述的各个实施方式旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制；本发明中各个实施方式所限定的技术特征的合理组合，以及基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
[0065] 实施方式一、结合图1至15说明本实施方式，本实施方式提供基于Unity3d引擎的光影互动快速搭建装置，具体实施内容如下：
[0066] 基于Unity3d引擎的光影互动快速搭建装置，所述装置包括以下模块和工具：
[0067] 素材导入模块，用于导入多种格式的光影素材；所述光影素材包括纹理、模型以及音频；
[0068] 场景布置模块，用于在Unity3d引擎中布置场景；
[0069] 场景管理模块，用于在Unity3d引擎中搭建和切换不同的场景；
[0070] 物体生成模块，用于根据所述光影素材以及需要生成的物体的集合，在场景中生成或删除物体；
[0071] 点击触发工具，用于按照给定的要求触发场景中物体的光影效果；所述光影效果包括动画效果以及移动效果；
[0072] 动画编辑模块，用于为场景中物体绑定动画工具；所述动画工具，用于在绑定了动画工具的物体被点击触发工具触发后，展示物体的动画效果，还用于设置绑定了动画工具的物体的移动模式；所述移动模式包括路径模式和随机移动模式；
[0073] 移动控制模块，用于根据所述移动模式，展示绑定了动画工具的物体的移动效果。
[0074] 需要说明的是，Unity3D引擎的确是一个非常强大且易于使用的游戏开发平台，它提供了丰富的模块和工具，使得开发者能够高效地创建各种交互式的3D内容。但如何在Unity3D的基础上进一步加速开发流程，使刚入门的人员，哪怕是不懂代码思维的美术人员也能够根据项目需求快速搭建互动流程，实现无需编辑代码即可实现交互功能的模块，是本领域亟需解决的技术难题。
[0075] 本实施方式中，所述基于Unity3d引擎的光影互动快速搭建装置，通过开发多种通用模块或工具，来实现不同场景下的快速使用，以及实现交互功能的快速搭建；使得刚入门的人员，哪怕是不懂代码思维的美术人员，也能够根据项目需求快速搭建互动流程，在搭建速度和标准化上都做到了提升。
[0076] 本实施方式中，通过支持导入多种格式的光影素材，使得开发者能够轻松地将各种资源集成到光影互动应用中。
[0077] 本实施方式中，所述光影素材，用于在Unity3d引擎构建物体和动画效果等光影元素。
[0078] 本实施方式中，所述场景管理模块可以帮助开发者快速搭建和切换不同的场景，实现光影互动应用的多样化展示。
[0079] 本实施方式中，所述按照给定的要求触发场景中物体的光影效果，是指根据用户提供的动作或环境变化去触发光影效果。
[0080] 本实施方式中，通过触发物体的光影效果，实现了用户与光影内容的实时互动。
[0081] 本实施方式中，通过动画编辑，使得光影元素的运动更加自然和生动。
[0082] 本实施方式中，动画编辑模块能提供关键帧动画以及骨骼动画。
[0083] 本实施方式中，采用移动控制模块，能为光影元素设定复杂的运动轨迹，实现了光影效果的动态变化。
[0084] 实施方式二、结合图1至15说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的基于Unity3d引擎的光影互动快速搭建装置的进一步限定，具体实施内容如下：
[0085] 所述装置还包括场景幕工具；
[0086] 所述场景幕工具，用于在Unity3d引擎的场景中添加给定数量的幕，还用于为每一幕绑定其所影响的物体集合。
[0087] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述场景幕工具包括开始模式设置单元、结束模式设置单元以及幕切换设置单元；
[0088] 所述开始模式设置单元，用于选择幕开始时的动画模式；
[0089] 所述结束模式设置单元，用于选择幕结束时的动画模式；
[0090] 所述幕开始时的动画模式和幕结束时的动画模式均包括：不做动画、以点的形式缩放动画、Y轴缩放动画以及飞入飞出动画；所述幕结束时的动画模式还包括卷轴动画；
[0091] 所述幕切换设置单元，用于相邻两幕的切换模式；所述相邻两幕的切换模式包括随时间切换和根据事件切换。
[0092] 本实施方式中，“不做动画”英文简写为“Null”；“以点的形式缩放动画”英文简写为“Point”；“Y轴缩放动画”英文简写为“Short”；“飞入飞出动画”英文简写为“Fly”；“卷轴动画”英文简写为“Scroll”。
[0093] 本实施方式中，所述场景幕工具是为方便制作者在游戏制作中对场景的控制而开发的，并且在多人联合开发中能形成一定的标准化。
[0094] 本实施方式中，所述场景幕工具不可以直接挂载到Unity3d引擎中，需要在工具文件夹中找到ActsCtrl.prefab，参考图10所示。
[0095] 本实施方式中，所述场景幕工具的设置，参考图11所示。
[0096] 本实施方式中，所述“随时间切换”英文简写为“Time”；所述“根据事件切换”英文简写为“Event”。其中，根据事件切换的设置，参考图12所示。
[0097] 实施方式三、结合图1至15说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的基于Unity3d引擎的光影互动快速搭建装置的进一步限定，具体实施内容如下：
[0098] 所述物体生成模块包括范围工具、随机生成工具以及删除工具；
[0099] 所述范围工具，用于在场景中圈定范围区域，并设置圈定的范围区域的标准化范围模式，所述标准化范围模式包括区域模式、区域大小以及区域颜色；
[0100] 所述随机生成工具，用于根据需要生成的物体的集合和圈定的范围区域，随机生成需要生成的物体；
[0101] 所述删除工具，用于删除场景中的物体。
[0102] 本实施方式中，所述范围工具用处比较广泛，不仅可以配合随机生成工具使用，还可以移动控制模块和动画编辑模块使用。
[0103] 本实施方式中，所述标准化范围模式的设置，参照图4所示。
[0104] 本实施方式中，所述区域模式用于选择Box(盒子)模式或者Sphere(球形)模式。
[0105] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述随机生成工具包括生成物体绑定单元、生成范围获得单元、生成模式设置单元以及随机生成单元；
[0106] 所述生成物体绑定单元，用于绑定需要生成的物体的集合；
[0107] 所述生成范围获得单元，用于将圈定的范围区域作为生成范围；
[0108] 所述生成属性设置单元，用于设置生成属性；所述生成属性包括生成时间间隔、生成物体的大小和旋转方向；
[0109] 所述随机生成单元，用于根据生成属性，在生成范围内随机生成需要生成的物体。
[0110] 本实施方式中，所述随机生成工具挂载后，装置会自动添加范围工具。
[0111] 本实施方式中，所述随机生成工具的设置，如图9所示。
[0112] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述删除工具包括删除模式设置单元；
[0113] 所述删除模式设置单元，用于设置删除模式；所述删除模式包括随时间删除、点击删除以及根据事件删除。
[0114] 本实施方式中，生成的物体一般都会有生命周期，有随时间删除的，也有根据事件删除的；所述删除工具挂载后，可以根据需求选择适合的删除模式。
[0115] 本实施方式中，“随时间删除”的英文简称为“Time”；“点击删除”的英文简称为“Touch”；“根据事件删除”的英文简称为“Event”。
[0116] 本实施方式中，随时间删除，如图14所示。
[0117] 本实施方式中，根据事件删除，如图15所示。
[0118] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述删除工具还包括检查特效单元；所述检查特效单元，用于遍历待删除物体的所有子物体中的粒子系统是否播放完毕，还用于在待删除物体的所有子物体中的粒子系统全部播放完毕后，才执行删除操作。
[0119] 此时，若待删除物体的所有子物体中的粒子系统没有全部播放完毕后，先不执行删除操作，等全部播放完毕后再执行删除操作。
[0120] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述删除工具还包括特效生成单元；所述特效生成单元，用于在物体被删除后生成特效。
[0121] 本实施方式中，粒子系统，英文“Particle System”。
[0122] 实施方式四、结合图1至15说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的基于Unity3d引擎的光影互动快速搭建装置的进一步限定，具体实施内容如下：
[0123] 所述点击触发工具包括射线发射单元和射线设置单元；
[0124] 所述射线发射单元，用于将鼠标点击或者TUIO接收的多点触发以引擎中射线的形式发射出去；所述引擎中射线，用于给发射路径上的物体发送触发事件、触发位置的三维坐标以及射线ID；
[0125] 所述射线设置单元，用于设置射线ID和射线的渲染模式。
[0126] 本实施方式中，所述点击触发工具主要用于互动相关的处理，这种互动主要通过鼠标点击或者TUIO接收的多点触发发起。
[0127] 本实施方式中，所述装置导入Unity3d引擎后，首先要进行的就是将点击触发工具添加到Unity3d引擎中。
[0128] 本实施方式中，点击触发工具的添加过程如下：
[0129] 找到或新建场景中的Camera，点击Add Component选择[光影互动工具]－摄像机－点击触发工具；或者在搜索框直接搜索“点击触发工具”添加。
[0130] 添加完成后Camera的Inspector效果，如图1所示，图中点击触发工具。
[0131] 所述装置的其他工具的添加与此类似，就不过多赘述。
[0132] 本实施方式中，可以将点击触发工具理解为发送端，发送端一般就一个，接收端有很多个，发送端用于向接收端发送触发事件。接收端包括动画编辑模块中的3D动画工具、2D动画工具等。
[0133] 实施方式五、结合图1至15说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的基于Unity3d引擎的光影互动快速搭建装置的进一步限定，具体实施内容如下：
[0134] 所述动画工具为3D动画工具或2D动画工具。
[0135] 所述动画工具包括展示流程单元、待机流程单元、交互流程单元以及移动设置单元；
[0136] 所述展示流程单元，用于在绑定了动画工具的物体被点击触发工具触发后，选择性开启动画工具的展示流程；还用于给每个展示动画配置属性，所述属性包括动画文件、声音文件、持续时间以及事件集合；所述动画工具的展示流程按照展示动画顺序执行；
[0137] 所述待机流程单元，用于在展示流程没有开启或者结束时，而且交互流程也没有开启时，开启动画工具的待机流程；所述动画工具的待机流程按照待机动画的播放顺序执行；
[0138] 所述交互流程单元，用于在动画工具的待机流程中，当动画工具被点击触发工具触发时，开启动画工具的交互流程；所述动画工具的交互流程按照触发动画的播放顺序执行。
[0139] 所述移动设置单元，用于设置绑定了动画工具的物体的移动模式，还用于为绑定了动画工具的物体在展示流程、待机流程和交互流程中分别绑定相应移动速度。
[0140] 本实施方式中，动画工具，用于绑定(添加)到Unity3d引擎中的物体上；但是动画工具的添加有一定的前提：被添加的物体上需要含有Animator组件，并且Animator组件中含有AnimatorController。
[0141] 本实施方式中，动画工具添加时，物体上会自动添加BoxCollider组件和AudioSource组件，实现了组件添加的半自动化。
[0142] 本实施方式中，2D动画工具和3D动画工具主要区别在于：2D动画工具显示的是2D动画，3D动画工具显示的是3D动画，至于其他方面，如功能和使用上，2D动画工具和3D动画工具没有太大区别。
[0143] 本实施方式中，3D动画工具的展示流程的设置效果，如图2所示。
[0144] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述待机动画的播放顺序，包括顺序播放和随机播放。
[0145] 本实施方式中，所述动画工具的待机流程的其他设置，如待机动画的配置属性与展示流程中的设置基本一致，此处不再赘述。
[0146] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述触发动画的播放顺序，包括顺序播放和随机播放。交互流程中，制作者可以根据需求进行触发动画的顺序播放或随机播放。
[0147] 本实施方式中，在待机流程的任意时刻，所述交互流程都随时可被触发。
[0148] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，在所述动画工具的交互流程中，播放触发动画期间无法再触发其他的触发动画(或称交互动画)。
[0149] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，在所述动画工具的交互流程中，当触发动画(或称交互动画)播放完毕后，会返回动画工具的待机流程。
[0150] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，当移动模式设置后，Unity3d引擎自动添加对应的移动工具；所述对应的移动工具包括根据路径移动工具和随机移动工具：
[0151] 当移动模式设置为路径模式后，Unity3d引擎自动添加根据路径移动工具；
[0152] 当移动模式设置为随机移动模式后，Unity3d引擎自动添加随机移动工具。
[0153] 本实施方式中，通过移动设置单元中移动模式的选择或设置，实现了移动工具的半自动化搭建。
[0154] 本实施方式中，通过在展示流程、待机流程和交互流程中绑定移动速度，可根据动画来设定被添加了3D动画工具的物体的移动速度，实现在不同动画下物体以不同的移动速度移动，丰富了互动效果。
[0155] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述交互流程单元，还用于在3D动画工具的交互流程开启后，生成预制体。
[0156] 本实施方式中，通过所述交互流程单元，当交互流程触发或开启时，会随机生成预制体集合中的预制体，生成位置可以根据需求修改。
[0157] 本实施方式中，生成预制体的复用性较高，所以也可以单独采用一个新的模块代替交互流程单元。
[0158] 本实施方式中，3D动画工具的执行的整体流程，如图3所示。
[0159] 实施方式六、结合图1至15说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的基于Unity3d引擎的光影互动快速搭建装置的进一步限定，具体实施内容如下：
[0160] 所述移动控制模块包括随机移动工具、路径编辑工具以及根据路径移动工具；
[0161] 所述随机移动工具，用于在移动模式设置为随机移动模式时，获取圈定的范围区域作为移动区域，执行随机移动功能；
[0162] 所述路径编辑工具，用于在移动模式设置为路径模式时，设置移动路径；
[0163] 所述根据路径移动工具，用于在移动模式设置为路径模式时，根据设置的移动路径，执行根据路径移动功能。
[0164] 本实施方式中，所述随机移动工具主要依赖于范围工具，需要绑定好范围工具后，才可以执行默认的移动功能。
[0165] 本实施方式中，当动画工具在移动选项中勾选使用移动工具后，装置会默认移动模式为随机移动模式(英文为Random)，并会绑定随机移动工具，参考图5。
[0166] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述随机移动工具包括移动速度设置单元；所述移动速度设置单元用于设置移动中物体的移动速度。
[0167] 本实施方式中，当执行随机移动功能时，被添加了3D或2D动画工具的物体会按照默认的移动速度移动，其中默认的移动速度为在展示流程、待机流程和交互流程中绑定的移动速度，即动画属性中的移动速度。
[0168] 本实施方式中，随机移动功能中移动速度的设置，参考图6。
[0169] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述随机移动工具包括朝向旋转设置单元；所述朝向旋转设置单元用于设置移动中物体的朝向和旋转速度。
[0170] 本实施方式中，所述路径编辑工具主要基于依赖包中的PathCreater组件实现。
[0171] 本实施方式中，所述路径编辑工具的设置，如图7所示。
[0172] 本实施方式中，所述路径编辑工具主要配合根据路径移动工具，实现物体沿设置的移动路径移动的功能。
[0173] 本实施方式中，可以设置快捷键，例如采用“shift+鼠标左键”表示添加路径锚点。
[0174] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述移动路径包括路径锚点以及依次连接各个路径锚点的路径曲线；
[0175] 所述路径编辑工具包括锚点设置单元和曲线设置单元；
[0176] 所述锚点设置单元，用于添加或删除路径锚点、修改路径锚点的位置以及修改路径锚点的法线；
[0177] 所述曲线设置单元，用于设置路径曲线是否闭环。
[0178] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述路径编辑工具还包括控件点单元；所述路径锚点包括开始锚点、结束锚点以及处于开始锚点和结束锚点之间的普通路径锚点；所述控件点单元，用于为除了开始锚点和结束锚点以外的每一个普通路径锚点附加两个控件点；所述两个控件点，用于对路径锚点的位置进行细节调整；所述两个控件点有四种调整曲线锚点的模式：
[0179] Aligned模式，控件点围绕其路径锚点成一直线；
[0180] Mirrored模式，控件点围绕其路径锚点保持一条等距的直线；
[0181] Free模式，控件点位置无限制；
[0182] Auto模式，自动放置控件点以使路径曲线平滑。
[0183] 本实施方式中，控件点的设置，如图8所示。
[0184] 本实施方式中，当执行根据路径移动功能时，被添加了3D或2D动画工具的物体会按照设置的移动路径移动。
[0185] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述根据路径移动工具，还用于设置路径模式、旋转模式和起始位置。
[0186] 其中：
[0187] 路径模式，是指物体移动至终点后的移动方式，包括：Loop模式(移动至终点后跳转到起始位置)、Reverse模式(移动至终点后原路返回)以及Stop模式(移动至终点后停止)。
[0188] 旋转模式，是指物体在移动中的朝向，包括：FollowLine模式(物体沿着路径方向旋转)、FollowX模式(物体只沿X轴旋转)以及FollowZ模式(物体只沿Z轴旋转)。
[0189] 起始位置，是指物体移动的起始点，将移动路径的线段整体长度映射成0至1的浮点数，通过滑动或手动输入设置对应的浮点数，来表示起始位置。
[0190] 实施方式七、结合图1至15说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的基于Unity3d引擎的光影互动快速搭建装置的进一步限定，具体实施内容如下：
[0191] 所述装置还包括点击生成工具；
[0192] 所述点击生成工具，用于根据点击触发工具传输的消息，随机生成物体。
[0193] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述点击生成工具包括生成模式设置单元；
[0194] 所述生成模式设置单元，用于设置点击生成模式；所述点击生成模式包括单次生成模式、多次生成模式、跟随生成模式以及击空特效模式；其中：
[0195] 单次生成模式：物体生成后，关闭碰撞体；
[0196] 多次生成模式：物体多次生成，物体先后生成之间有时间间隔；
[0197] 跟随生成模式：生成的物体会跟随点击触发工具发送的点移动；
[0198] 击空特效模式：用于生成击空特效。
[0199] 本实施方式中，点击生成模式，如图13所示。
[0200] 本实施方式中，所述点击生成工具主要使用在静态物体上，用于实现一次性互动或者击空生成特效等功能。由此可知，互动效果并不一定需要3D或2D动画实现。
[0201] 更进一步地，提供一个优选的实施方式，所述点击生成工具还包括生成物体绑定单元；所述生成物体绑定单元，用于绑定需要生成的物体的集合。
[0202] 本实施方式中，所述需要生成的物体的集合可以挂载多个预置物。预置物的英文为“prefab”。
[0203] 本实施方式中，所述点击生成工具会从需要生成的物体的集合中，随机选择物体生成。
[0204] 本实施方式中，所述点击生成工具挂载后，会自动挂载BoxCollider组件；其中，BoxCollider组件的Size就是互动区域，可以根据需求进行修改。
[0205] 实施方式八、结合图1至15说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所述的基于Unity3d引擎的光影互动快速搭建装置的进一步限定，具体实施内容如下：
[0206] 所述装置还包括效果增强插件；
[0207] 所述效果增强插件，用于提供光影模拟和环境渲染功能。
[0208] 本实施方式中，通过效果增强插件，能够进一步提升光影互动的真实感和沉浸感。
[0209] 以上通过几个具体实施方式对本发明提供的技术方案进行进一步详细地描述，是为了突出本发明提供的技术方案的优点和有益之处，不过以上所述的几个具体实施方式并不用于作为对本发明的限制，任何基于本发明的精神和原则范围内的，对本发明的合理更改和改进、实施方式的合理组合和等同替换等，均应当包含在本发明的保护范围之内。
