u3d平台的增强现实游戏设计应用
摘 要增强现实技术由于其人性化的操作、沉浸式的体验，是未来科技的发展方向。现在，一些游戏也开始引入增强现实技术并且深受玩家喜爱。在众多的游戏引擎中，Unity3D由于其支持多种平台、强大的编辑器功能等成为众多团队的首选引擎。本文主要研究了增强现实在科普展示方面的优越性，并以恐龙为展示对象设计出了一款幼儿教育科普类游戏。首先研究了增强现实技术的发展现状，虽起步较晚，但由于身临其境的交互方式被应用于众多领域，方兴未艾；然后在网上查找有关增强现实的各类游戏加以分析比较，找出优缺点，取其优点加以利用，找出缺点想办法改进，应用到自己的设计当中；其次研究了游戏对幼儿教育及其智力发展的影响以及幼儿游戏的特点；最后制作出了带有交互性质的一款介绍恐龙各方面的三维展示幼儿科普游戏，展示了多种恐龙的行走、奔跑、攻击、死亡等各种动作习性，让幼儿更加直观地观察恐龙，并在轻松有趣的游戏气氛中了解关于恐龙的各种知识。
目 录
摘要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第一章 绪论 1
1.1课题的研究背景 1
1.2 课题研究目的 2
1.3 研究内容及方法 2
1.4 论文架构 3
第二章 设计调研与分析 5
2.1 幼儿教育类游戏的发展现状 5
2.2 增强现实技术的发展与本质 5
2.3 市场上已有同类游戏分析 6
2.4 本课题创新点分析 11
第三章 游戏策划与概念设定 12
3.1 增强现实游戏的定义和概念设定 12
3.2 游戏内容的设定 12
3.3 游戏的教育点点设定 13
第四章 游戏视觉设计 14
4.1 游戏UI设计 14
4.2 游戏角色设计 15
4.3 游戏场景设计 17
第五章 增强现实程序实现 18
5.1 游戏开发软件及语言 18
5.2 增强现实功能实现 20
5.3 恐龙动作切换实现 23
第六章 游戏测试及发布 25
6.1 游戏
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测试 25
6.1.1 游戏测试的必要性 25
6.1.2 游戏测试的过程 25
6.1.3 游戏测试BUG列表 25
6.2 游戏发布 26
第七章 结论 28
7.1 研究成果 28
7.2 研究优势与不足 28
7.3 前景展望 30
参考文献 30
致 谢 31
附 录 32
图目录
【图4.1】 目标卡片设计 15
【图4.3】 Unity3DTerrain系统制作的场景 17
【图5.1】 Unity3D界面 18
【图5.2】 Unity3D地形系统 19
【图5.3】 VS界面 20
【图5.4】 制作AR界面界面 21
【图5.5】 制作AR流程 22
【图5.6】 导入增强现实文件的Unity3D界面 23
【图6.1】 配置环境变量 27
表目录
【表2.1】 口袋动物园游戏分析 7
【表2.2】 DreamAli游戏分析 8
【表2.3】 CyberChase Shape Quest!游戏分析 9
【表2.4】 恐龙博物馆游戏分析 10
【表4.2】 恐龙模型与动画制作 15
【表6.1】 游戏测试流程 25
【表6.2】 游戏BUG列表 26
绪论
课题的研究背景
随着信息技术的发展，电子游戏已经成为人们娱乐生活的主要方式。电子游戏在幼儿及青少年心理、智力、能力等方面的发展有着不可。电子游戏因为技术的先进性以及对现实世界模拟的逼真程度，对青少年的身心发展的影响是多层次和多方位的，具有其特殊的优势[1]。因此，伴随着教育的发展，越来越多的电子游戏融入教育教学之中，使得幼儿的教育出现新的发展方向。
增强现实技术旨在通过虚拟信息呈现周围的环境与间接的现实环境如视频直播来简化用户生活，AR增强用户对现实世界的知觉与交互。它通过叠加基于真实世界的虚拟物体与关键因素增强了真实感。通过增强现实的参与，游戏将会变得更具有临场感，沉浸性与交互性也得到提高，可以让幼儿在虚实结合的环境中更全面地了解事物的各方面，增长知识。目前，市场已经开始出现利用增强现实进行幼儿教育的游戏，当然教育以及娱乐的效果良莠不齐。
Unity3D作为一个跨平台的游戏引擎，受到越来越多游戏开发者的青睐。他可以让玩家轻松地创建并开发一款游戏，它所使用的语言也是面向对象的编程语言，更加容易编写与控制。现在，Unity3D正作为主流的一个游戏引擎方兴未艾。目前，许多基于Unity3D开发的游戏再市场上被众多玩家下载试玩，取得了不错的反响。
衣食足而之荣辱，仓廪实而知礼节。人们的生活品质在时代的飞速发展中不断提高，人们的观念也在不断地发生着改变。每个时代，父母都会寄希望于下一代，并通过各种方式进行教育让其成才。幼儿教育也在发生着变革。现在的教育方式不在像以前一样，直接将知识灌输到幼儿的脑袋中，过度看中知识的积累，而是让幼儿在感性地理解上将知识吸收消化，成为身体的一部分。想要做到这种程度，最好的方式是让幼儿在愉快地氛围中，积极参与到知识的传输过程中，让幼儿在不知不觉间，春风化雨般感受到知识的熏陶，最终将知识掌握。要想创造这种氛围，将教学过程游戏化是重要的一个环节。
游戏是幼儿与生俱来的行为，让幼儿在游戏的环境中掌握知识并将知识以游戏的形式表现出来，可以让让他们在轻松愉快的活动中掌握知识，发展个性。在这种教育的变革中，幼儿在教学活动中的地位也在悄悄改变。在传统教学活动中，幼儿只是被动地接受知识，而游戏化教学过程中，幼儿成为活动的主体，这一转化的关键是，将幼儿的外在要求变为内在需要，压力也变为了兴趣，让幼儿在不知不觉间掌握了各种知识。这种教学形式的出现时随着社会发展而提出的，是针对幼儿教育趋向小学化而提出的[2]。
在幼儿时期，大人们就已经开始对其进行识字或者识水果、动物的教育。父母们会在墙上贴一些水果、动物的图画，让幼儿看图学习相关常识。但是在这些平面的图画上，除了颜色、形状，其它并没有吸引幼儿的地方，幼儿只有在大人的引导下才会看、识，如果大人不在身边，幼儿不会主动站在这些图画面前进行学习，在这种教学模式中，幼儿处在一个非常被动的地位，知识的接受也是被动的，学习效率也会大大降低。现在，由于数字技术的发展，幼儿可以不用面对那一张静止固定在墙上的卡片，可以在移动终端或电脑上点击学习，有动画，有声音，极大的吸引了儿童的兴趣。虽然儿童被吸引了，却面临着一个巨大的问题：幼儿眼睛尚处在发育的全盛时期，极易受到伤害，长时间对着屏幕，幼儿的眼睛势必受到严重影响，影响视力。而且这些设备比较固定，儿童通常坐在那一动不动，也会影响儿童的身体发育。
目 录
摘要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第一章 绪论 1
1.1课题的研究背景 1
1.2 课题研究目的 2
1.3 研究内容及方法 2
1.4 论文架构 3
第二章 设计调研与分析 5
2.1 幼儿教育类游戏的发展现状 5
2.2 增强现实技术的发展与本质 5
2.3 市场上已有同类游戏分析 6
2.4 本课题创新点分析 11
第三章 游戏策划与概念设定 12
3.1 增强现实游戏的定义和概念设定 12
3.2 游戏内容的设定 12
3.3 游戏的教育点点设定 13
第四章 游戏视觉设计 14
4.1 游戏UI设计 14
4.2 游戏角色设计 15
4.3 游戏场景设计 17
第五章 增强现实程序实现 18
5.1 游戏开发软件及语言 18
5.2 增强现实功能实现 20
5.3 恐龙动作切换实现 23
第六章 游戏测试及发布 25
6.1 游戏
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测试 25
6.1.1 游戏测试的必要性 25
6.1.2 游戏测试的过程 25
6.1.3 游戏测试BUG列表 25
6.2 游戏发布 26
第七章 结论 28
7.1 研究成果 28
7.2 研究优势与不足 28
7.3 前景展望 30
参考文献 30
致 谢 31
附 录 32
图目录
【图4.1】 目标卡片设计 15
【图4.3】 Unity3DTerrain系统制作的场景 17
【图5.1】 Unity3D界面 18
【图5.2】 Unity3D地形系统 19
【图5.3】 VS界面 20
【图5.4】 制作AR界面界面 21
【图5.5】 制作AR流程 22
【图5.6】 导入增强现实文件的Unity3D界面 23
【图6.1】 配置环境变量 27
表目录
【表2.1】 口袋动物园游戏分析 7
【表2.2】 DreamAli游戏分析 8
【表2.3】 CyberChase Shape Quest!游戏分析 9
【表2.4】 恐龙博物馆游戏分析 10
【表4.2】 恐龙模型与动画制作 15
【表6.1】 游戏测试流程 25
【表6.2】 游戏BUG列表 26
绪论
课题的研究背景
随着信息技术的发展，电子游戏已经成为人们娱乐生活的主要方式。电子游戏在幼儿及青少年心理、智力、能力等方面的发展有着不可。电子游戏因为技术的先进性以及对现实世界模拟的逼真程度，对青少年的身心发展的影响是多层次和多方位的，具有其特殊的优势[1]。因此，伴随着教育的发展，越来越多的电子游戏融入教育教学之中，使得幼儿的教育出现新的发展方向。
增强现实技术旨在通过虚拟信息呈现周围的环境与间接的现实环境如视频直播来简化用户生活，AR增强用户对现实世界的知觉与交互。它通过叠加基于真实世界的虚拟物体与关键因素增强了真实感。通过增强现实的参与，游戏将会变得更具有临场感，沉浸性与交互性也得到提高，可以让幼儿在虚实结合的环境中更全面地了解事物的各方面，增长知识。目前，市场已经开始出现利用增强现实进行幼儿教育的游戏，当然教育以及娱乐的效果良莠不齐。
Unity3D作为一个跨平台的游戏引擎，受到越来越多游戏开发者的青睐。他可以让玩家轻松地创建并开发一款游戏，它所使用的语言也是面向对象的编程语言，更加容易编写与控制。现在，Unity3D正作为主流的一个游戏引擎方兴未艾。目前，许多基于Unity3D开发的游戏再市场上被众多玩家下载试玩，取得了不错的反响。
衣食足而之荣辱，仓廪实而知礼节。人们的生活品质在时代的飞速发展中不断提高，人们的观念也在不断地发生着改变。每个时代，父母都会寄希望于下一代，并通过各种方式进行教育让其成才。幼儿教育也在发生着变革。现在的教育方式不在像以前一样，直接将知识灌输到幼儿的脑袋中，过度看中知识的积累，而是让幼儿在感性地理解上将知识吸收消化，成为身体的一部分。想要做到这种程度，最好的方式是让幼儿在愉快地氛围中，积极参与到知识的传输过程中，让幼儿在不知不觉间，春风化雨般感受到知识的熏陶，最终将知识掌握。要想创造这种氛围，将教学过程游戏化是重要的一个环节。
游戏是幼儿与生俱来的行为，让幼儿在游戏的环境中掌握知识并将知识以游戏的形式表现出来，可以让让他们在轻松愉快的活动中掌握知识，发展个性。在这种教育的变革中，幼儿在教学活动中的地位也在悄悄改变。在传统教学活动中，幼儿只是被动地接受知识，而游戏化教学过程中，幼儿成为活动的主体，这一转化的关键是，将幼儿的外在要求变为内在需要，压力也变为了兴趣，让幼儿在不知不觉间掌握了各种知识。这种教学形式的出现时随着社会发展而提出的，是针对幼儿教育趋向小学化而提出的[2]。
在幼儿时期，大人们就已经开始对其进行识字或者识水果、动物的教育。父母们会在墙上贴一些水果、动物的图画，让幼儿看图学习相关常识。但是在这些平面的图画上，除了颜色、形状，其它并没有吸引幼儿的地方，幼儿只有在大人的引导下才会看、识，如果大人不在身边，幼儿不会主动站在这些图画面前进行学习，在这种教学模式中，幼儿处在一个非常被动的地位，知识的接受也是被动的，学习效率也会大大降低。现在，由于数字技术的发展，幼儿可以不用面对那一张静止固定在墙上的卡片，可以在移动终端或电脑上点击学习，有动画，有声音，极大的吸引了儿童的兴趣。虽然儿童被吸引了，却面临着一个巨大的问题：幼儿眼睛尚处在发育的全盛时期，极易受到伤害，长时间对着屏幕，幼儿的眼睛势必受到严重影响，影响视力。而且这些设备比较固定，儿童通常坐在那一动不动，也会影响儿童的身体发育。
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