智能家居虛擬仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、智能家居是目前眾多技術(shù)結(jié)合下的新型居住理念，隨著當(dāng)代人對(duì)精神品質(zhì)的追求越來越個(gè)性化，傳統(tǒng)的二維設(shè)計(jì)理念已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代人的需求。智能家居產(chǎn)品設(shè)備較為昂貴，通過具體的實(shí)物來展示功能特性，成本較高的同時(shí)也難以適應(yīng)客戶的個(gè)性化需求。
　　本文運(yùn)用三維建模技術(shù)，以住宅小區(qū)為例，對(duì)家居仿真系統(tǒng)方面的技術(shù)進(jìn)行研究。通過收集數(shù)據(jù)、使用 Sketchup軟件對(duì)仿真系統(tǒng)的模型進(jìn)行建立、優(yōu)化，構(gòu)建出了逼真的家居場(chǎng)景模型。綜合運(yùn)用Unity3D渲染引擎

2、，結(jié)合虛擬仿真系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了家居內(nèi)部功能的智能化仿真，使得用戶在計(jì)算機(jī)上感受到真實(shí)智能家居控制帶來的便利。該仿真系統(tǒng)方便攜帶，為智能家居宣傳提供便利，同時(shí)與之前的家居控制實(shí)物設(shè)備相比本仿真系統(tǒng)耗資較少。
　　本仿真系統(tǒng)發(fā)揮了虛擬現(xiàn)實(shí)中三維視景仿真技術(shù)的交互性和自主性，充分利用Unity3D渲染引擎結(jié)合內(nèi)置的ShaderLab著色語言進(jìn)一步提升渲染效果，營(yíng)造出較為真實(shí)的白天、夜晚及室內(nèi)外效果，增強(qiáng)了用戶的沉浸感，并模擬實(shí)現(xiàn)家居中各

3、種智能控制功能。本文主要研究的內(nèi)容如下：
　?。?）在Sketchup中分別對(duì)室外和室內(nèi)場(chǎng)景進(jìn)行建立并進(jìn)行模型優(yōu)化。將建立好的模型導(dǎo)入 Unity3D后，利用渲染引擎內(nèi)置的天空盒構(gòu)建天空，添加粒子系統(tǒng)進(jìn)行落葉模擬、噴泉模擬。運(yùn)用 Unity3D中的創(chuàng)建植被功能，對(duì)整個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行植被的種植，并運(yùn)用法線紋理技術(shù)，提高了樹木的逼真度。運(yùn)用圖形學(xué)中的 bezier曲線規(guī)劃出室外場(chǎng)景交通模擬仿真中車輛的運(yùn)行軌跡。
　?。?）Unity3

4、D構(gòu)建室內(nèi)家居：對(duì)每個(gè)家具都使用了層次細(xì)節(jié)技術(shù)，減少了計(jì)算機(jī)消耗，保證了系統(tǒng)運(yùn)行順暢；整個(gè)家居中不同位置添加的光源類型不同，整個(gè)場(chǎng)景開啟了全屏抗鋸齒功能，使得畫面更加平滑，提高了視覺效果；對(duì)整個(gè)房屋內(nèi)部場(chǎng)景使用了高動(dòng)態(tài)范圍渲染，模擬了真實(shí)的自然光照射進(jìn)來的效果。
　?。?）利用虛擬仿真技術(shù)中的碰撞檢測(cè)技術(shù)和Unity3D中的動(dòng)畫功能相結(jié)合來控制家居中門的自動(dòng)開關(guān)。采用Unity3D中的動(dòng)畫組件對(duì)仿真系統(tǒng)家居中的窗簾、電視機(jī)洗衣機(jī)、

5、太陽能板以及室外噴灌進(jìn)行開關(guān)動(dòng)畫的制作，結(jié)合 Unity3D中的的菜單按鈕制作系統(tǒng)在仿真系統(tǒng)界面上繪制出相應(yīng)的控制按鈕，可以通過點(diǎn)擊按鈕來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制，達(dá)到家居控制的智能化開與關(guān)效果展示。
　?。?）仿真系統(tǒng)使用Unity3D著色器功能實(shí)現(xiàn)了房頂、一層、二層透明化功能顯示，為家居展示系統(tǒng)增添了創(chuàng)意。為了保證仿真系統(tǒng)運(yùn)行順暢，添加了房屋以及家具的消隱顯示，運(yùn)用了Unity3D中的遮擋剔除技術(shù)，減少了計(jì)算機(jī)對(duì)非視野范圍內(nèi)物體的渲染。

6、整個(gè)房子的每個(gè)房間、家具、地下管線等都添加了標(biāo)注文字為用戶的操作提供了指引，使得用戶直觀的看到家居中的房屋結(jié)構(gòu)布局，家居擺放等。增加了文字變色功能呢，使得用戶體驗(yàn)到家居控制中的樂趣。
　?。?）融入了智慧城市節(jié)能減排理念，利用Unity3D動(dòng)畫功能形象模擬了房屋地下三種管線對(duì)家庭用水循環(huán)利用的工作狀態(tài)，交互性很強(qiáng)。本系統(tǒng)不僅攜帶方便，同時(shí)不同的客戶群體都可以身臨其境的體驗(yàn)智能家居給帶來的方便與快捷。
　?。?）為了進(jìn)一步增強(qiáng)