二维动画制作教学设计论文提纲

论文题目：基于Unity3D的电梯虚拟仿真互动教学系统

摘要：近些年,由于新一代的信息科技的飞速发展,使得虚拟现实技术逐渐走红,凭借其视觉效果的可视化、人际互动的良好效果,使得其在各个行业和领域都有了突飞猛进的发展。其中,虚拟现实技术在教育行业的不断深耕,实现了教学资源从文字到图像、二维到三维、单机到交互、静态到动态的转变。它在一定程度上促进了我国教育界的改革与发展,实现了新型数字化课程教学。在未来,开展虚拟仿真实验教学将成为必然的发展趋势。本文的研究以虚拟仿真教学为方向,开发基于Unity3D的电梯虚拟仿真互动教学系统。本系统是利用虚拟现实技术,通过软件系统和硬件系统相结合,采用Unity 3D为开发引擎进行搭建。最终完成虚拟仿真教学互动教学系统的设计,实现了虚拟电梯的零部件安装、维保过程的模拟教学。本系统将现实世界的电梯空间布局和安装、维保过程映射到虚拟环境中,学员可以轻松、灵活、直观地掌握电梯空间布局和安装、维保操作的全部过程。本系统不仅摒弃了传统的PPT式教学模式,还选择了当下流行的HTC VIVE头盔和手柄作为硬件设备,在基本按键交互的基础上,加强了人机交互体验,具有理想的沉浸性,实现了更好的互动教学。本文的具体研究工作如下:（1）简要介绍了课题的研究背景及研究意义,并分析了目前国内外电梯虚拟仿真教学系统的发展状况,明确了本文的研究内容及基本结构。（2）通过对于某电梯制造厂商的调研和分析,确立了电梯虚拟仿真教学系统开发的主要流程,通过软件开发与硬件系统阐述了虚拟仿真教学系统的实现过程,完成了系统的总体方案设计。（3）通过三维建模软件Solid Works和3ds Max完成对电梯整体的模型建立以及场景动画的制作过程,最后在Unity3D仿真教学系统中导入模型和数据转换。重点分析了建模的技巧、流程、优化以及动画的制作。（4）介绍了电梯虚拟仿真教学系统开发过程中的关键技术,主要包含:虚拟环境的构建、碰撞检测技术、第一人称视角漫游、交互界面GUI设计,最后介绍了脚本设计的实现过程。（5）在开发引擎Unity3D中开发并实现了电梯虚拟仿真互动教学系统,包括通用UI功能的实现和安装课程交互功能的实现。随后又以电梯轿厢结构为例,对其在系统中的安装、维保过程进行了详细介绍,满足了系统的功能需求。最后,完成基于Unity3D的电梯虚拟仿真教学系统的所有功能设计后进行了软件测试和打包发布。（6）总结开发过程中完成的工作和不足之处,并对以后工作做出展望。

关键词：虚拟现实技术;虚拟仿真;Unity3D;人机交互

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.1.1 课题研究背景

1.1.2 课题研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 虚拟仿真教学系统研究现状

1.2.2 虚拟仿真教学系统在电梯领域的研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 论文基本结构

第2章 电梯虚拟仿真互动教学系统的总体设计

2.1 系统理论指导思想

2.2 系统开发工具

2.2.1 开发平台介绍

2.2.2 建模软件的介绍

2.2.3 系统硬件系统

2.3 系统总体方案设计

2.3.1 系统结构组成

2.3.2 系统开发流程

2.3.3 系统实现功能

2.4 本章小结

第3章 电梯虚拟仿真互动教学系统三维建模及其后期优化处理

3.1 场景模型的建立

3.1.1 建模技术分析

3.1.2 前期准备

3.1.3 模型建立过程

3.1.4 模型优化处理

3.2 电梯动画制作

3.2.1 材质贴图

3.2.2 动画制作

3.3 Unity3D模型载入

3.4 本章小结

第4章 电梯虚拟仿真教学系统的关键技术研究

4.1 基于Unity3D虚拟环境构建

4.1.1 虚拟环境介绍

4.1.2 虚拟环境构建

4.2 碰撞检测技术

4.3 第一人称视角漫游

4.4 交互界面GUI设计

4.5 脚本设计

4.6 本章小结

第5章 系统的功能实现与案例分析

5.1 通用UI功能实现

5.1.1 计时功能

5.1.2 教学点导航功能

5.1.3 引导提示功能

5.2 安装课程交互功能实现

5.2.1 场景相机功能的实现

5.2.2 移动生成零件的实现

5.2.3 扳手功能的实现

5.3 电梯虚拟仿真教学系统的开发——以轿厢安装、维保为例

5.3.1 轿厢结构认知

5.3.2 轿厢安装过程

5.3.3 轿厢维保过程

5.4 软件测试与发布

5.4.1 软件测试

5.4.2 软件发布

5.5 本章小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢