虚拟现实之机械拆装项目架构

 

 一般的机械拆卸模拟用来培训演示，例如大型机械的拆装都是非常耗时的，需要一个软件来模拟下拆装的步骤，给不熟练的工人演示注意事项等等。应用非常广泛。因此设计一个通用的框架，可以很好适应变化的需求。

使用unity可以很方便的开发虚拟现实类的软件，程序部分只需要普通的程序员即可完成整个项目。

机械的拆装模拟是最近两年比较常见的项目，大量的订单和需要制作的模拟。阿亮在大二的时候也是接到了一个这样的单子。就是对某大型机械设备进行拆装，维修演示。

先说一下这个项目的常规方案（一开始我也是这么做的），就是利用unity的动画系统，制作每个零件的动画，如位移，旋转等。制作完成后，通过程序去调用播放零件的动画，来实现拆装的演示。

这个方案的缺点是非常明显的，一是，零件繁多，制作动画本身就是个耗时较长的活，总体下来制作时长。二，动画系统的不完善和平滑过渡的调整，都将困扰开发者，使动画的制作不稳定，效率低下。三，动画做完后，动画的修改，如移动的速度，位置，角度等调整，又是一个庞大的任务，而代码并不能帮上忙，这对项目的维护是非常要命的。四，扩展性极差，如果有新的零件填进来，或者新的动作都将考验系统的适应能力，而动画系统下的架构是难以适应这一变化的。

总之，除非你做的模拟零件比较少，而且一切都是固定的，可以采用上述方案。否则，你的项目就算成功了，也花费了大量的时间和精力，这些都是金钱。

一般的机械模拟，零件断然不会少，动作繁多，有先后的顺序。移动的方案也是不确定的，例如零件的位置，放置的角度等等。零件的移动速度有时也是有要求的。例如小零件移动的快，大零件移动的慢。

基于以上要求和特点，关于机械的模拟，应该使用transform来实现。底层写好零件的移动，旋转，速度等接口。同时旋转也是不确定轴向的，有时候旋转的轴并不在物体身上（不规则零件），所以底层接口应该考虑到这些。如果不想写，可以借助ITween，并封装好相关函数。

本文不会提供源码，只提供开发的方案和思路。

接着说，底层实现移动是第一步，接下来是设计的第二步，第一步中普通的程序员完全可以胜任。

因为有大量的零件，你不可能为每个零件都写一个移动方法。所以我们需要定义一些通用的规则，例如移动，旋转等，并生成相应的字段。或许你已经猜到了，第二步就是做一个数据持久层，关于这个数据库的设计，我就不详谈了，看个人需求。定义零件的移动，旋转，位置，速度等参数，然后存起来，运行程序时读取。这样的好处是，可以动态的修改零件的动作。即使不会编程，不懂unity的也可以通过直接修改数据达到改变机械模拟的“动画”。关于这部分的设计还是比较简单的，看具体需求而定。关于数据库，一般本地数据库足矣。现成的数据库有sqlite，但是跨平台不好。Xml，简单方便，跨平台。具体可以看我以前的博客。

第三步，算法结构的封装。这个层次主要负责零件操作的设计，提供零件的各种操作方法，如添加动作，修改动作等等，无外乎一些位置，角度，速度的访问等等。这个类一般的程序员也能做好，关键是看各位的具体需求了。

第四步，做个UI，一个可视化的“动画”编辑器。此动画编辑器非unity的动画编辑器。可以理解为，对前三步的方法的调用。如果直接在数据库中修改参数，没有直观的感受，调参数也是非常麻烦，每次改完重新打开程序才看到效果，因此需要制作一个零件的动作编辑器来完成。

具体的做法是，在一个场景中，加载所有的零件，然后通过鼠标点击获取零件。完成这个功能很简单，所有的零件加个meshcollder，然后使用射线碰撞就行了。因为零件数量较多，我们可以动态的添加collder组件，这个过程比较缓慢，极容易卡顿，建议使用协程。选定零件之后，就可以对零件的动作进行编辑了。具体的UI如何设计就看大家的需求了，但是功能无外乎，移动（选择轴向），旋转（选择轴向），速度参数等等。为了方便查看还可以添加预览功能，编辑完成后就可以查看零件的移动轨迹了。话说这个功能也是很好完成的，使用一个表，存储起点位置，然后读取一下移动参数就行了。

当然快捷键也可以加入UI设计中，其目的就是方便零件动作的设计。到后期，还可以模拟unity引擎对物体的操作，鼠标拖拉零件，通过类似的锚点，存储关键点，设置速度等等，一个简单方便的“动画”编辑器就很完美了。

动画编辑器可以作为高级功能，让用户自定义零件的动作，模拟拆卸动画的同时，还能实时修改。这样的话，软件拥有更好的灵活性。同时，还可以方便的添加新零件。不仅如此，在面对一个新的模拟项目时，无需再修改代码，直接让美工做好的模型放到指定的文件夹下就ok了。这要看你的资源加载设计了。

 

 

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