摘 要

伴随着计算机科学技术的不断发展，计算机对生活带来的便利也越来越多。科学技术作为第一生产力，自然计算机程式也受其影响，得到了飞速的发展。用计算机来模拟生活中各类场景的电子应用程序已经越来越得到了对民众的普及与广泛应用，这些模拟可以涉及到生活中的方方面面。

买房是中国人人生中的一件大事，对于房间与家具位置的提前的规划与布局，将会很大影响到往后几年乃至几十年的生活质量。因此，以Unity3D的程式来协助模拟对未来住房房间与家具位置的规划，是一件需要开拓并深入的项目主题。

由此，该设计所开发这款应用所用的软件方法论是敏捷方法论，专程设计以协助购房者理解房间布局的重要性。它采用了一种开发产品的方法：短迭代法——其主要思想不是从头到尾完成整个项目，而是在短时间内为当前项目创建一些小特性。这样，每次迭代的结果都被用来调整项目计划。而Unity3D是由Unity Technologies开发的一个让使用者创建诸如三维视频、建筑可视化、实时三维动画等互动内容的多平台、综合型开发工具，是一个专业3D引擎。本设计的最终目标，便是基于Unity3D，使各类素材与工程化的脚本语言结合，设计出能够模拟住宅内部布局与规划的3D应用。

关键词：Unity3D；3D应用；模拟住宅；敏捷方法论；建筑可视化

Abstract

With the continuous development of computer science and technology, computer brings more and more convenience to life. Science and technology as the first productive force, natural computer programs are also affected by its rapid development. Electronic applications that use computers to simulate various scenes in life have been more and more popular and widely applied to the public. These simulations can involve all aspects of life.

Buying a house is a major event in the life of Chinese people. The advance planning and layout of the room and furniture location will greatly affect the quality of life in the next few years or even decades. Therefore, using Unity3D program to help simulate the planning of future housing room and furniture location is a project subject that needs to be developed and deepened.

As a result, the software methodology used by the design institute to develop this application is agile methodology, designed specifically to help buyers understand the importance of room layout. It adopts a product development method: short iteration method, which is not to complete the whole project from beginning to end, but to create some small features for the current project in a short time. In this way, the results of each iteration are used to adjust the project plan. Unity3D is a multi-platform and comprehensive development tool developed by Unity Technologies, which allows users to create interactive content such as three-dimensional videos, building visualization, real-time three-dimensional animation and so on. It is a professional 3D engine. The ultimate goal of this design is to combine all kinds of materials with engineering script language based on Unity3D and design a 3D application that can simulate the layout and planning of residential interior.

Key Words: Unity3D; 3D Application; Simulated Residential; Agile Methodology; Building Visualization

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的和意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 基本内容和技术方案 3

1.3.1 基本内容 3

1.3.2 技术方案 3

1.4 论文的主要工作和结构安排 4

第2章 设计的相关原理 6

2.1 SWOT市场分析 6

2.1.1 优势分析 6

2.1.2 劣势分析 7

2.1.3 机会分析 7

2.1.4 威胁分析 7

2.2 路德学（Ludology） 8

2.3 路德学的分层四分体理论 8

2.3.1 分层四分体之内接层（The Inscribed Layer） 9

2.3.2 分层四分体之动态层（The Dynamic Layer） 9

2.3.3 分层四分体之文化层（The Cultural Layer） 10

2.4 本章小结 11

第3章 系统的设计与实现 12

3.1 整体设计需求 12

3.2 应用菜单界面 13

3.3 电子应用的主要功能 14

3.3.1 用户信息登陆 14

3.3.2 用户上次保存的信息的录入 14

3.3.3 房型、家具的选择与规划 15

3.3.4 AI模拟住户入住 16

3.3.5 量化便捷程度 17

3.4 对主要功能的程序实现 17

3.4.1 用户信息登陆的程序实现 18

3.4.2 用户上次保存的信息的录入的程序实现 18

3.4.3 房型选择与规划的程序实现 19

3.4.4 家具选择与规划的程序实现 20

3.4.5 AI模拟住户入住的程序实现 20

3.4.6 量化便捷程度的程序实现 20

3.5 本章小结 20

第4章 结论 21

4.1 总结 21

4.2 延伸拓展 21

参考文献 23

附 录 25

附录A 25

附A1 25

附A2 28

附A3 29

附录B 30

致 谢 31

第1章 绪论

1.1 研究目的和意义

随着计算机科学技术的不断发展，计算机对生活带来的便利越来越多。科学技术成为了第一生产力，计算机程式也得到了飞速的发展。以计算机模拟生活中各类场景的电子应用程序已经越来越得到了对民众的普及与广泛应用，这些模拟可以涉及到生活中的方方面面。买房是中国人人生中的一件大事，而对房间与家具位置的提前的规划与布局，将会很大影响到往后几年乃至几十年的生活质量。因此，以Unity3D的程式来协助模拟对未来住房房间与家具位置的规划，是一件需要开拓并深入的项目主题。其中，对Unity3D程式的编写是需要深入研究的方面之一，是此种模拟住宅房间规划应用的核心技术。

计算机技术使各种应用层出不穷，随着人们生活水平的不断提高，各种电子应用在人们的生活中已不可或缺。Unity3D类似于Director, Blender game engine, Virtools, Torque game Builder等^[1]，都是以交互图形化开发环境作为软件的主要方式。它的编辑器运行在Windows和Mac OS X操作系统下，可以将自己开发的电子应用程序发布到Windows、Mac、Wii、iOS和Android平台。我们还可以使用Unity web player插件发布用于Mac和Windows web浏览的web应用程序。Mac widgets也支持它的web播放器。此外，Unity3D软件也可以在虚拟现实中得到广泛的应用。本课题的目的是通过开发模拟居室规划的形式，熟悉和了解Unity3D软件的相关技术操作，以便能够在未来3D发展的大趋势中做得更好。

该设计所开发这款应用所用的软件方法论是敏捷方法论，它是一种开发产品的方法。使用短迭代——其主要思想不是从头到尾完成整个项目，而是在短时间内为当前项目创建一些小特性。这样，每次迭代的结果都被用来调整项目计划。而Unity3D是由Unity Technologies开发的一个让使用者创建诸如三维视频、建筑可视化、实时三维动画等互动内容的多平台、综合型开发工具，是一个专业3D引擎。本设计将利用3ds Max和Adobe Photoshop来制作生成此3D应用的各类3D模型与二维背景的素材。基于Unity3D，使各类素材与工程化的脚本语言结合，达到设计出能够模拟住宅内部布局与规划的3D应用。因此，很自然地就可以通过一种设计，用Unity3D的程式来模拟计算出各种房间布局的预规划的合理性，使购房者对房间的布局与规划得到更深层次的理解，为购房者提供沉浸式的体验。

1.2 国内外研究现状

联众、中国游戏中心等成熟平台的推出，标志着休闲应用已开始在中国扎根。联合媒体自1998年成立以来，一直在实施其原有的自由战略。不过，联合媒体是一个较早进入者，在同行中拥有强大的品牌影响力，一旦宏碁戏剧谷(acer drama valley)等类似平台退出竞争，它就会退出。

腾讯频道作为中国最大、最知名的专业电子应用网站之一，在休闲节目方面有着其他专业应用网站无法比拟的优势。它有多年的历史。这款应用每天的页面浏览量超过70万次。

根据Newzoo 2010年发表在美国和欧洲球员在关键市场调查:各种各样的用户通过社交网络平台和移动接入平台玩休闲类应用，尽管社交网络平台的使用，移动设备和专业的休闲娱乐平台，用户之间的重叠，但来自世界各地的用户数量的比例仍然非常令人惊讶。

在2004年的时候，Unity3D在代码之城阿姆斯特丹（丹麦）诞生了。它于2005年将公司总部改设在了旧金山，也在那个时候，Unity3D的1.0的版本被发布了出来。Unity3D在最开始的时候，只能够在Mac平台上使用，在那个时候，他只是一个小众的引擎。而2008年那年，Unity3D也指染了Windows系统，并且开始能够在iOS和Wii上兼容，从那个时候起，Unity3D逐渐从其它各大应用开发引擎里展现出它的特别之处，广泛受到了全球开发者们的喜爱。

在海外，优秀的Unity3D作品每天都在诞生：网页应用、3D手机应用、各种便捷的3D生成器、生动的UI拓展、网络游戏等等。由于Unity3D软件易于移植，并且与主流平台兼容，它甚至可以用来制作一个应用程序，这个应用程序能够真正实现平台之间的数据交换。这将大大增加具有多平台数据交互能力的基于Unity3D引擎的应用程序的曝光度。

Unity3D可以分为四种生活应用^[2]：一是将非视觉信息转化为视觉信息，如，用于产品设计、降低成本和开发风险；二是区域导航，如超市购物导航、区域监控等；第三，虚拟现实技术，如：员工培训可以在新生产设备投入使用前模拟工厂，提高工人的操作水平；第四，电子应用的开发，目前能够生成apk文件的开发引擎平台很少，能够同时生成exe PC客户端和apk文件的开发引擎平台更少。在我国，目前来看只有Unity3D智能手机应用较为发达。由于Unity3D能够保证华丽的3D图形，能够在包括PC、手机、平板电脑等不同终端的同时实现跨平台的应用开发^[3]，Unity3D技术开发的热潮正在中国兴起，并得到了国内各大软件厂商和一些互联网巨头的支持。

1.3 基本内容和技术方案

1.3.1 基本内容

1. 此设计首先利用SWOT市场分析（Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats analysis），来分析开发过后产生的完成度高的程序的市场可能性。

2. 再者，使用MDA框架和路德学（Ludology）分析，在开发前沿进行一系列的评估。

3. 尔后，将使用3dsmax和Adobe Photoshop创建各种三维模型和二维背景材料。

4. 然后基于Unity3D，将各种材料与工程脚本语言相结合，设计出一个能模拟住宅内部布局和规划的三维应用程序。

5. 最后利用Unity3D程序模拟，将房间布局预规划的合理程度进行量化分析，使消费者和商家对房间布局和规划有更深入的了解，提供身临其境的体验。

6. 作为更加完善的补充的层面，亦可以通过MySQL与Unity3D进行交互，制作数据库来存储用户的信息。

1.3.2 技术方案

SWOT市场分析包含优势分析、劣势分析、机会分析与威胁分析，在进行了简单的SWOT分系之后，此设计再首先去利用MDA框架与路德学，对此应用程序本身进行代码复杂性、建模复杂性与交互性进行预测。根据预测结果敲定开发方案与开发周期，在三元素Mechanics、Dynamics与Aesthetics上做到预期中的平衡^[4]，提升开发的可行性。

图1.1 MDA平衡

在利用Unity3D Package对设置图片效果、GUI功能和功能代码进行了基本的选取或实现之后，可以做出本次应用设计的初步的流程图。尔后跟随这类流程图，利用Visual Studio的集成开发环境，利用C#的脚本语言，对模拟住宅房间规划应用进行不断的短迭代开发。

本应用采用Unity3d标准电子应用的模式作为基础框架，通过参照内嵌式应用程序的设计的流程方案，使应用做到满足预期功能的同时，能够也附有一定的延展性的深度。

图1.2 电子应用设计标准流程图

在初步完成一个版本的稳定运行之后，可以再次对基于本设计开发的成品进行Aesthetics上的评估，在有缺陷的地方，可以重新利用3dsmax和Adobe Photoshop重新进行建模设计，并替换模型，尔后再次测试Mechanics方面的正确度，检查脚本语言的各个细节，排除冲突与错误。利用这个循环不断迭代开发，最终达成预期的表达效果。

最后，使用C#脚本语言、Workbench等，使Unity3D与MySQL进行交互，创立登陆系统以记录客户的信息，并再次排除bug，检查脚本语言的各个细节，排除冲突与错误，使得系统得到进一步的完善。

1.4 论文的主要工作和结构安排

基于目前室内布置规划的现状，除开已然成熟的平面2D设计，在随着互联网通信技术越来越成熟的现在，创立一个较为成熟的3D应用来模拟现实沉浸感更强的室内布置App是本设计的目标。本设计将从模拟住宅房间规划的3D应用的角度来对应用进行规划、开发与功能拓展的三个方向进行探究。全文内容具体安排如下：

第1章介绍了课题研究的背景与意义，也同时简单陈述了国内外发展现状，尔后总结了基本工作内容与技术方案，将会根据本章的方案开始进行应用的开发。

第2章将会介绍本应用的设计的相关原理。本设计在开始进行开发阶段之前，将会利用SWOT市场分析与路德学-分层四分体进行开发前瞻的规划分析，之后才会依据规划分析得到的结论进行短迭代式开发。

第3章主要是在细节层面一一讲述主要功能的实现历程，这将会包括三个层面：整体设计需求、界面的设计及实现、主要功能的设计及实现。本次开发采用短迭代式开发法，逐步增加应用的完整性，最后得到完成度高的、较为成熟的、操作性强的3D应用。

第4章为本文的结论部分，本章对前几章进行了总结，并且展望了Unity3D应用在模拟住房规划方面的未来的发展方向——虚拟现实技术。

第2章 设计的相关原理

2.1 SWOT市场分析

在现在的战略规划报告里，SWOT分析应该算是一个众所周知的工具。来自于麦肯锡咨询公司的SWOT分析^[6]，包括分析企业的优势（Strengths）、劣势（Weaknesses）、机会（Opportunities）和威胁（Threats）。因此，SWOT分析实际上是将对企业内外部条件各方面内容进行综合和概括，进而分析组织的优劣势、面临的机会和威胁的一种方法。

通过SWOT分析，可以帮助企业把资源和行动聚集在自己的强项和有最多机会的地方；并让企业的战略变得明朗。

本设计将首先对3D应用程序进行具体分析，尔后再进入MDA-Ludology框架的设计阶段。SWOT市场分析是一种常见的市场分析手段，包含了优势分析、劣势分析、机会分析和威胁分析，而SWOT市场分析本身（Strengths, Weaknesses, Opportunities and Threats analysis），也常被用于分析3D电子应用程序开发过后产生的完成度高的程序的市场可能性。

2.1.1 优势分析

买房是很多人的终身大事，房型是否适合于自己，是大部分人都需要考虑的事情。本设计采用创新的3D应用，让用户可以获得自由度高的沉浸式体验；更甚一步，让住户可以有权力设计自己的公寓的房型。

在美国，一些公寓居民拥有自己的单元，或者作为住房合作社，其中居民拥有该建筑或开发公司的股份；或者在公寓中，其居民拥有自己的公寓并共享公共空间的所有权。大多数公寓都建在专门设计的建筑中，但大型的老房子有时也被划分为公寓。“公寓”一词是指建筑物中的住宅单元或部分。

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