基于NeoAxis虚拟游戏引擎制作三维场景漫游的应用研究

【摘 要】NeoAxis作为非商业许可证用于非商业应用和学习其应用范围也比较广泛。其具有的SDK包括NeoAxis引擎演示，里面展示了几乎所有的NeoAxis功能，包含资源编辑器和地图编辑器，以便用户方便的开始项目发展与管理。该引擎包括为和现实的交互式三维图形仿真集成开发环境所要求的所有功能。本文简要介绍了NeoAxis的特点，具体讨论了在艺术传媒中，具备的应用前景。

【关键词】NeoAxis；艺术传媒；虚拟

0.引言

自1994年起，我国内地的游戏产业便已经开始诞生。进入21世纪，伴随着计算机技术和网络技术的发展，电子游戏完成了从电视游戏、单机版游戏发展到网络游戏的过渡阶段。与此同时，大量来自非本土的网络游戏产品、人才、资金、技术的进入，促进了我国内地游戏产业经营水平和市场规模的进一步的提高，我国政府对游戏产业态度和政策也逐渐地清晰化。2003年7月，科技部宣布网络游戏已被列入863计划，标志着政府开始积极支持数字艺术与娱乐产业。我国开始大力营造积极、规范的产业氛围，并鼓励研发核心技术，如3D引擎、人机界面、建模能力等，在2013年1月6日15时国务院正式《国务院关于在中国（上海）自由贸易试验区内暂时调整有关行政法规和国务院文件规定的行政审批或者准入特别管理措施的决定》该决定第32条明确表示，在上海自贸区内“允许外资企业从事游戏游艺设备的生产和销售，通过文化主管部门内容审查的游戏游艺设备可面向国内市场销售。”正式宣布国内长达13年的游戏主机禁令解除，也意味着与游戏产业相关的软，硬件设备技术所具有的价值重新受到重视，也给虚拟游戏引擎的研发、应用性研究带来了春天。

如今虽然我国网民规模达到4.57亿，互联网普及率攀升至34.3%，但目前国内对于游戏虚拟引擎的应用研究还较为缺少，大众对游戏产业最基本的游戏虚拟引擎应用价值也较为模糊。现在我们可以通过NeoAxis虚拟游戏引擎制作中国传统古建筑虚拟场景漫游展示其在数字艺术领域的应用价值和广泛应用前景。

1. NeoAxis的在数字艺术中的特性

NeoAxis是一个3D游戏框架，它以最强大的开源引擎Ogre作为渲染引擎，支持所有.net语言，其中包含了3D渲染，物理，粒子，声音，GUI等相关的需要必备的库，以及比较完整的编辑工具。

NeoAxis引擎可以完整的创建，包括3D虚拟世界，AAA级游戏，和现实的交互式三维图形仿真集成开发环境。具备实时3D引擎和一个全功能的工具套件组成的系统。

它可以让用户很容易适应，因为它的精心设计和灵活的工具软件的各种项目，极其有效，代码也易于理解。NeoAxis作为非商业许可证用于非商业应用和学习其应用范围也比较广泛。其具有的SDK包括NeoAxis引擎演示，里面展示了几乎所有的NeoAxis功能，包含资源编辑器和地图编辑器，以便用户方便的开始项目发展与管理。该引擎包括为和现实的交互式三维图形仿真集成开发环境所要求的所有功能。它包含了所有现代图形，物理和游戏项目的音频功能。其内容包括：框架创造新的游戏类型，可扩展的基于网格的路径搜寻系统，水量与实际影响力和飞溅，削减现场经理，单位智力系统，单位，人物，车辆，武器，子弹，爆炸，还有更多相关的元素组件。通过这款工具将节省用户的项目开发的宝贵时间。

基于NeoAxis虚拟游戏引擎制作三维场景漫游的应用研究，以中国传统文化为特色，依据大众认知规律的特点，利用游戏开发技术并结合NeoAxis虚拟游戏引擎，探索中国传统古建筑虚拟场景漫游的制作方法，了解NeoAxis虚拟游戏引擎的项目开发过程，总结使用NeoAxis虚拟游戏引擎在设计制作时的相关流程，运用的方法和所需遵循的原理，便于在日后实际应用中能更加合理有效的对NeoAxis虚拟游戏引擎加以运用，丰富NeoAxis虚拟游戏引擎应用范围和传统三维场景的制作方法，将研究设计几个不同的场景设计，在保持了整体风格的前提下，每个场景都各具各自的特点，为完成相关的场景需要进行3D建模，贴图设计等。

2. NeoAxis的基础操作应用

根据前期收集整理的资料：我们以东晋文人陶渊明《桃花源记》“忽逢桃花林，夹岸数百步，中无杂树，芳草鲜美，落英缤纷。”里面相关的中国元素运用：桃树、飘落的桃花、竹桥长廊、水车、古建筑、祭坛等。来营造桃花源的意境造景，其中片片飘落的桃花。广袤的土地和起伏绵延的山坡。

2.1工作前的准备

在开始NeoAxis的工作前，我们需要：1.安装最新版本的Dx9.0c。2.安装.Net Framework2.0。3.下载和安装NeoAxis。4.如果你需要学习进一步的开发，涉及到代码级的开发，就须安装C#的开发环境了。推荐使用Microsoft Visual Studio 2008。

2.2基础建模，贴图与环境渲染

安装完NeoAxis，打开目录我们会看到：API Reference是它的API文档。其他比较重要的东西是Resource Editor和Map Editor，是编辑的核心工具。另外Demo.exe，里面提供了一些Demo，可以根据其提供的原始素材完成虚拟场景搭建。

首先打开Map Editor，新建一张地图。

第一步，右侧的Entity Types中找到BlueDaySky并选中，增加一个天空体。

天空体是大部分3D虚拟环境的一个基础。因为3D世界是有空间的，为了不让人看到黑色的区域，所以就把Camera包围在一个天空体中。

在很多有室外景的3D游戏中普遍使用高度图技术作为地形基础。所以在Types-Base中找到HeightmapTerrain并选中，点击添加基础的高度图地面。

然后开始编辑地形了，在MapEntities中双击HeightmapTerrain，在Properties窗口找到到Edit按钮，点击出现一个编辑窗。在菜单栏里选择Tool中的下拉窗，通过Raise， Lower命令来调整地形高度。Shape作为笔刷工具，Radius是作用半径和影响半径，Strength是调整强度，通过这三个命令可以进一步雕琢地貌结构。再在Types.Special中找到WaterPlane，点击添加。增加一片海域，同时在PhysicsHeight调整参数为1，设置一个物理高度， 这样我们就完成了基本的场景3D建模。

下面在这个场景的基础上完成贴图设计。在HeightmapTerrain的属性页里，找到Layers这项，按“...”点开窗口，找到了刚才使用的Base和second layer，点击添加增加一个layer，再在属性中添加BaseMap，DetailMap和NormalMap。BaseMap是基色。DetailMap是覆盖在BaseMap上的一层细节纹理，NormalMap是一种利用Shader技术根据法相图重新计算纹理的光照强度，用来丰富纹理的细节。

对于3D虚拟场景，光源的计算是非常重要的。它将影响模型的受光和阴影两大要素，也就是影响到场景画面效果最重要的因素。所以我们需要在在菜单中找到Base.Light，点击添加。得到一个平行光源（类似太阳光），双击添加的Light，在属性中找到LightType，给环境添加一个光源。

2.3最终的展示

开始运行一下，得到下图：

3.结语

在此我们展示了对于NeoAxis虚拟游戏引擎相关的研究与应用的，通过前期虚拟游戏场景制作的典型案例，结合相关的学科知识对相关的理论文献进行分析，并结合了研究中国传统文化元素的发展历史及其在设计领域的相关运用。我们证实了NeoAxis虚拟游戏引擎是一款同时具备实时3D引擎和一个全功能的工具套件组成的开源系统，但其功能界面以英文为主，其自带的开发集成工具包，在设计方面具有一定的专业性，这在一定程度上阻碍了国内受众对其的理解。要通过更进一步的应用操作实践、归纳、展示让其他受众了解NeoAxis虚拟游戏引擎的项目开发过程，使用NeoAxis虚拟游戏引擎设计制作相关的元素所运用的方法与所需遵循的原理。

当然应为其非商业性的特点，也方便我们将其进一步推广。在经济日益全球化的时代，民族传统文化的传承越来越受关注。从这案例中我们了解NeoAxis虚拟游戏引擎的项目开发过程，知道了使用NeoAxis虚拟游戏引擎设计制作时相关元素所运用的方法与所需遵循的原理，我们可以借鉴和利用NeoAxis虚拟游戏引擎，在中国传统古建筑虚拟场景的制作中做些应用性研究，探究NeoAxis虚拟游戏引擎在数字艺术领域更多的一些应用方法，既可以丰富和完善现有的三维图形教学流程、教学手段，也可以通过使用NeoAxis虚拟游戏引擎将传统的中国古建筑以虚拟的数字， 形式展示出来，例如配合房地产公司相关楼盘虚拟场景漫游，或者和相关的旅游行业合作，让想去某些地方旅游的游客，提前感受到当地的风土人情，也可以利用NeoAxis虚拟游戏引擎让相关的研究人员通过再现还原一些已经不存在的中国传统古建筑群及先关的物质文化等等。

参考文献

[1]John Scott Lewinski.电脑游戏设计开发指南.电子科技大学出版社，2000.

[2]Raymond Boyle， Matthew Hibberd.Review of research on the impact of violent

[3]computer games on young people.Stirling Media Research Institute，2005.

[4]Markus Friedl.在线游戏互动性理论.陈宗斌译.清华大学出版社，2006.

[5]柳沙.设计艺术心理学.清华大学出版社，2008