智能家居虛擬仿真系統(tǒng)的設(shè)計與實現(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，隨著當代人對精神品質(zhì)的追求越來越個性化，傳統(tǒng)的二維設(shè)計理念已經(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，通過具體的實物來展示功能特性，成本較高的同時也難以適應(yīng)客戶的個性化需求。
　　本文運用三維建模技術(shù)，以住宅小區(qū)為例，對家居仿真系統(tǒng)方面的技術(shù)進行研究。通過收集數(shù)據(jù)、使用 Sketchup軟件對仿真系統(tǒng)的模型進行建立、優(yōu)化，構(gòu)建出了逼真的家居場景模型。綜合運用Unity3D渲染引擎

2、，結(jié)合虛擬仿真系統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)了家居內(nèi)部功能的智能化仿真，使得用戶在計算機上感受到真實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，同時與之前的家居控制實物設(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著色語言進一步提升渲染效果，營造出較為真實的白天、夜晚及室內(nèi)外效果，增強了用戶的沉浸感，并模擬實現(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中分別對室外和室內(nèi)場景進行建立并進行模型優(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)進行落葉模擬、噴泉模擬。運用 Unity3D中的創(chuàng)建植被功能，對整個場景進行植被的種植，并運用法線紋理技術(shù)，提高了樹木的逼真度。運用圖形學中的 bezier曲線規(guī)劃出室外場景交通模擬仿真中車輛的運行軌跡。
　?。?）Unity3

4、D構(gòu)建室內(nèi)家居：對每個家具都使用了層次細節(jié)技術(shù)，減少了計算機消耗，保證了系統(tǒng)運行順暢；整個家居中不同位置添加的光源類型不同，整個場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；對整個房屋內(nèi)部場景使用了高動態(tài)范圍渲染，模擬了真實的自然光照射進來的效果。
　　（3）利用虛擬仿真技術(shù)中的碰撞檢測技術(shù)和Unity3D中的動畫功能相結(jié)合來控制家居中門的自動開關(guān)。采用Unity3D中的動畫組件對仿真系統(tǒng)家居中的窗簾、電視機洗衣機、

5、太陽能板以及室外噴灌進行開關(guān)動畫的制作，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，可以通過點擊按鈕來實現(xiàn)相應(yīng)的控制，達到家居控制的智能化開與關(guān)效果展示。
　　（4）仿真系統(tǒng)使用Unity3D著色器功能實現(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)運行順暢，添加了房屋以及家具的消隱顯示，運用了Unity3D中的遮擋剔除技術(shù)，減少了計算機對非視野范圍內(nèi)物體的渲染。

6、整個房子的每個房間、家具、地下管線等都添加了標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，使得用戶體驗到家居控制中的樂趣。
　　（5）融入了智慧城市節(jié)能減排理念，利用Unity3D動畫功能形象模擬了房屋地下三種管線對家庭用水循環(huán)利用的工作狀態(tài)，交互性很強。本系統(tǒng)不僅攜帶方便，同時不同的客戶群體都可以身臨其境的體驗智能家居給帶來的方便與快捷。
　　（6）為了進一步增強