论毛坯房尺寸度量仿真系统开发

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摘 要：该文从室内装饰教学需求出发，以毛坯房尺寸仿真系统开发为题，介绍了FLASH、Unity3D等开发方案执行思路并对方案的优缺点进行了分析。其中详细介绍了Unity3D方案的研发过程。

关键词：室内装饰 仿真 FLASH Unity3D

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）03（c）-00-02

近年来，房地产行业持续升温，与其密切相关的室内装饰行业也受到了带动，人才需求不断增加。在这样的背景下，很多学校都根据市场需求开设了室内装饰专业，以培养更多专业人才输送给市场。在教学执行过程中，最让教师头痛的是如何提高学生对施工现场的感性认识。

由于安全、管理、交通等问题，让学生亲临施工工地学习存在很大的执行难度。与室内装饰设计情况类似，建筑施工专业同样遇到工地现场教学的困难，而较为普遍的解决方法就是采用数字仿真进行教学。通过数字仿真，学生可以对工地现场有更深入的了解，而且可以亲自动手进行仿真操作，学习积极性得到了提高。

然而，市场上大部分仿真系统都是针对建筑施工专业的，专门针对室内装饰的仿真系统基本还是一片空白，有见及此，笔者作为专业教师就这方面进行了深入探讨及实践，希望开发出适合室内装饰专业教学的仿真系统。

从室内装饰执行流程上看，施工现场主要涉及尺寸度量、定位、施工、验收等几大环节，作为数字仿真系统的探索性开发，笔者选择了毛坯房尺寸度量作为主题，这主要是因为尺寸度量有一定的互动性，动作重复性较高，研发工作量适中。

把毛坯房尺寸度量作为开发主题后，下一步就是围绕主题拟定开发要求。作为仿真系统的开发，首先必须关注其仿真度，如果不能让学生产生身临其境的感受，就失去了开发的意义。第二，要具备良好的交互性。

由于毛坯房尺寸度量是一个全屋游走的过程，因此仿真课程必须支持实时漫游，且必须支持人机交互。第三，仿真系统能够支持度量空间的持续更新，让学生可以不断接触不同空间的尺寸度量过程。第四，具备扩展功能，如果不能支持持续的修改，系统很快就失去使用价值，最终被淘汰。第五，从仿真系统的推广来看，要安装方便，尽量做到直接复制使用，如果能支持在线使用更好。第六，要有良好的教学设计，操作简单明了。

明确了开发要求后，下一步就是根据要求挑选研发工具。挑选过程中，笔者对不同软件进行了深入了解及对比，还选择部分软件制作了案例，具体情况如下。

1 圆方室内装饰设计系统

圆方是专门针对室内装饰设计而开发的以CAD为基础的系统，其优点是空间构建方便并内置了大量家具模型，可以轻松制作漫游动画，效果真实。可惜圆方在漫游过程中不能进行尺寸度量，且漫游只限于动画，不支持实时漫游，因此并不适合作为尺寸度量仿真系统的开发工具。

2 草图大师

草图大师（SketchUp）具备优越的平面图向立体空间转换的性能，且能轻松导入各种家具模型，空间构建便捷。草图大师支持立体空间下的尺寸度量，遗憾的是，其只支持固定路径漫游，且只能在预先设定的点进行停留并以固定角度观察，虽然可作为一种解决方案考虑，但并没有从根本上解决漫游及尺寸度量的问题，且软件所制作场景仿真度不高，故仍需寻求进一步的解决方案。

3 FLASH

FLASH是网络上盛行的矢量动画制作软件，由于支持程序脚本嵌入，固其拓展性较强，可根据使用者的需要提供不同的解决方案。

尽管作为二维矢量动画开发工具而存在，但实际上FLASH可以通过加入脚本使其获得三维展示能力，俗称Papervision3 d（效果像使用纸板进行围合）。

遗憾的是，网上可找到的资源一般仅限简单的360全景浏览，即站在空间内部环视，不能移动也不能进行其他交互操作，虽然存在二次开发的可能，但需要具备FLASH专业编程能力，故此解决方案暂不具备执行性。

笔者根据FLASH的特点，拟定了其他的解决方案。简单来说，就是在3 dSMAX等三维软件中建立模型，把毛坯房各个区间的环视过程渲染成图片序列并导入FLASH，再通过图片序列播放模拟360全景浏览效果，由于每个视觉实际上只是一幅静态图片，所以可以在图片中放置一些预制度量点，这些预制点嵌入了尺寸度量的脚本，并包含了点的三维坐标，度量时，只要依次点击不同的度量点，就可以获得所需要的尺寸。

相对于Papervision3 d，此解决方案中的脚本编写难度要低得多，且度量预制点间的脚本是一致的，无需逐一编写。这样一来，研发人员实际上只需在图片中相应位置放置预制点并输入对应的三维坐标，即可获得尺寸度量功能（图1）。

虽然这样解决了尺寸度量及仿真效果的问题，但其缺点也是显而易见的。

首先，由于图片序列只涉及单个空间的环视过程，不涉及空间的过渡，所以毛坯房区间之间只能进行跳转，不能实现真正的漫游。其次，制作一套空间需要渲染大量图片，以一个两房一厅的毛坯房为例，加上厨卫合共5个区间，为了实现平滑过渡，对于某一区间的环视效果，一般每10度渲染一幅图片，即一个空间需要渲染36幅图，一套毛坯房需要渲染180幅图，如果这些图片都要求达到高仿真度的话，那么单是进行图片渲染就需要耗费大量时间了。另外，整个仿真系统需要放置大量预制度量点，其工作量也相当大。更糟糕的是，一旦需要更换度量空间，以上工作都要重新执行，这样系统的持续开发及实用性就大大降低了。

尽管工作量大，但使用图片序列导入FLASH进行毛坯房尺寸度量仿真系统开发的确能在一定程度上解决漫游、实时尺寸度量、高仿真等问题，且便于通过网络进行推广，故仍可作为保留方案进行考虑。

4 Unity3D

Unity3D是一款网络三维游戏开发工具，近年来在国内慢慢普及，一些公司更以其为核心承担了各类教学仿真虚拟软件的开发，笔者在接触该软件后逐渐深入了解，发现该软件十分适合进行室内装饰仿真系统的开发，这主要是由于软件本身就是针对三维游戏制作而存在的，具有良好的三维表现能力、交互能力、支持物理引擎。更令人惊喜的是，由Unity3D输出的成品体积细小，只要通过安装一个简单插件就能流畅地在网络上运行，对教学推广十分有利。