Unity3D与HTML交互技术在虚拟装配中的应用

【摘 要】论文对Unity3D与HTML交互行为机理进行了研究，详细阐述了如何通过Unity3D调用HTML网页中的脚本函数，以及通过HTML网页调用Unity3D中的脚本函数，研究了基于Unity3D虚拟装配中场景与外部世界的交互技术和实现方法，包括如何实现装配过程中零件碰撞检测、装配顺序判断以及零件实时编辑等功能，并设计了一个二级圆柱齿轮减速器虚拟装配系统进行验证，取得了良好的效果。

【关键词】Unity3D；HTML；脚本；交互；虚拟装配

1、引言

Unity3D不只是单纯的游戏引擎，而是已经涉及到多种不同领域的一个跨平台的三维游戏与虚拟现实开发工具，该工具支持多脚本语言以及强大的物理引擎等特点。论文通过研究Unity3D与HTML交互机制，实现场景中对象的动态交互行为，也就是控制各装配体的装配顺序并实现碰撞检测、零件实时编辑等功能，从而使得整个装配过程具有逻辑合理性和可控制性。

2、Unity3D与HTML交互机理

2.1 Unity3D浏览器调用HTML网页中的函数

Unity3D浏览器通过执行Application.ExternalCall（）来调用任何在HTML网页里定义JavaScript函数，比如下面一句调用了HTML网页里SayHello（）函数，并传递了一句话作为参数。

Application.ExternalCall（ "SayHello"， "The game says hello！" ）；

2.2 HTML网页调用Unity3D浏览器中的脚本函数

Unity3D 浏览器的插件或ActiveX控件都有一个SendMessage（）的函数，HTML网页通过这个函数与Unity3D进行通信，通过该函数可以传递对象名、函数名以及简单参数，然后SendMessage（）就会调用Unity3D中GameObject上绑定的函数。在调用SendMessage（）函数之前，必须先得到Unity Web Player的引用。这里可以使用JavaScript 对象Document的getElementById（）函数来获得该引用。

3、减速器虚拟装配的实现

3.1交互界面设计

交互式虚拟装配的重点不仅在于产品虚拟装配的过程，还在于它可以与用户进行实时交互。系统界面分为两部分：网页中为利用HTML提供的控件加入按钮、列表框、滚动条、文本区、标签等；Unity3D浏览器中为利用Unity提供的GUI接口加入按钮、窗口、标签等控件分别实现了减速器装配体的自动装配、手动装配、原理演示、零件查看、零部件实时编辑等功能，充分实现用户参与下的人机实时交互。

3.2碰撞检测及装配顺序规划

虚拟装配是一个实时交互系统，如用户可以在虚拟场景中用鼠标选取装配体的零件进行拆装。Unity3D引擎本身提供了基本形体的碰撞器，通过PhysX物理引擎自动检测碰撞。根据Unity3D碰撞器提供的OnCollisionEnter方法，获得相关碰撞信息，然后由它继续调用其他处理过程（相对位置检测、碰撞检测等），实现手动装配过程。

虚拟装配过程中零件拆装顺序的检测也是一个关键问题，用户选择零件正确与否直接决定该零件是否进行拆装。系统为每一个零件定义一个唯一识别拆装顺序的顺序号，当用户选择某一零件后，调用相应的拆装顺序检测模块进行比较当前选择零件的顺序号与系统预定的顺序号是否一致决定拆装是否进行或者根据零件间的位置约束关系判断某零件当前是否可以移动来决定拆装是否进行。

3.3 装配体零件的任意移动及实时编辑

在虚拟装配中，用户对场景中零件的选取及操作（位移、颜色等的实时修改）是交互性最充分的体现。当用户在虚拟场景中用鼠标点击或指向某一零件时，系统应该做出响应，如被指向或点击的零件应实时改变颜色或弹出对话框提示用户等。Unity3D的GUI接口提供了各种控件可以非常方便的编辑一些按钮、窗口等用户界面，通过重写鼠标事件可以检测用户的各中输入信息并作出正确的响应。通过变换组件可以完成产品的平移和任意角度旋转操作以及装配体零件某一方向比例变换。

4、结论

本文对基于Unity3D的虚拟装配相关技术进行了研究，并实现了在用户参与的人机界面下的虚拟装配实例。对在虚拟装配过程中零件的碰撞检测、装配顺序规划、零件选取及实时编辑等功能的实现提出了有效的方法，具有一定的参考价值。

【参考文献】

[1]郭海新.Unity3D与HTML交互机理的研究[J].煤炭技术，2011（09）.

[2]池建斌，郭海新，王晨，等.基于VRML-JAVA的减速器虚拟拆装系统的实现[J].工程图学学报，2008，29（2）.

[3]戚鹏，倪乐波.工业设计产品的三维虚拟展示技术研究[J].中国科技纵横，2010（20）.