虚拟现实技术与应用（第2版）课件 第二章 虚拟现实系统的策划和产品设计流程

虚拟现实技术与应用第二章虚拟现实系统的策划和产品设计流程Metaverse01产品开发流程

产品开发需求分析主要特征虚拟现实产品设计02……用户需求和产品需求03SUPPORTINGTEXTHERE04SUPPORTINGTEXTHERE基于用户的功能需求分析基于开发者的系统需求分析交互原型设计什么是原型原型开发必要性原型常用的开发工具原型开发的过程三维模型的制作三维建模的常用方法三维建模的工具三维建模案例.三维建模注意事项05主流开发引擎介绍Unity3D引擎虚幻引擎Cocos引擎目录CONTENTS第二章虚拟现实系统的策划和产品设计流程产品开发流程

虚拟现实产品设计是以多种终端设备为载体，模拟真实物理世界来创建虚拟场景产品，通过多感体验、沉浸体验、交互体验使用户产生联想，沉浸在虚拟现实场景中，在用户体验过程中完成交互行为动作。为了加强用户的沉浸式体验，使用户可以完全沉浸在虚拟世界中，通常产品开发前期产品经理会对目标用户进行用户体验分析，对产品需求进行市场调研和竞品分析，以确保最终产品的设计符合用户需求，提高产品的可用性。2.1.1产品开发流程一般一个项目的开发主要围绕一个产品或一个产品功能来进行，从产品经理的设计构想到最终产品的实现需要一个完成高效的开发流程才能顺利实现。软件开发中常提到的需求分析就是互联网公司中产品经理的最初构思，也是软件开发产品的核心战略目标，产品的所有功能均应围绕产品需求来展开。最终虚拟现实产品设计成败可以通过用户的体验感进行判断，因此实现良好的用户体验成为虚拟现实产品开发的关键。顾振宇先生在“交互设计原理和方法”这本书中提出：用户体验评估和测试需要经历四个基本环节，需求发现、概念设计、系统设计、细节设计，其中需求发现是用户体验评估和测试的第一环节，也是核心所在。可见需求分析在整个产品开发过程中的重要性。产品开发需求分析主要特征虚拟现实产品开发是利用三维模型软件将现实生活中的真实数据、物理环境真实表现出来，创建一个可交互的虚拟场景，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象。产品开发设计开发需求分析需要产品开发人员深入分析市场调研、竞品分析数据结果，准确理解目标用户的潜在需求，制定出产品架构和项目的功能具体要求，将用户的潜在需求表述转化成完整的需求定义。01产品开发流程

产品开发需求分析主要特征虚拟现实产品设计02……用户需求和产品需求03SUPPORTINGTEXTHERE04SUPPORTINGTEXTHERE基于用户的功能需求分析基于开发者的系统需求分析交互原型设计什么是原型原型开发必要性原型常用的开发工具原型开发的过程三维模型的制作三维建模的常用方法三维建模的工具三维建模案例.三维建模注意事项05主流开发引擎介绍Unity3D引擎虚幻引擎Cocos引擎目录CONTENTS第二章虚拟现实系统的策划和产品设计流程基于用户的功能需求分析需求分析的主要目的是将用户基于自身业务的需要，将用户提出的一系列对虚拟现实应用想法转变为技术开发人员所需要的功能点描述，减少用户和开发人员之间沟通的障碍，因此主要包括基于用户的功能需求分析和基于开发者的系统需求分析。用户需求主要来自用户，可以通过收集用户资料、访谈用户、开座谈会、跟班作业的方式获取业务信息。在与用户沟通之前，首先要通过互联网等方式尽可能多的收集用户资料，了解用户的信息、企业文化等，做好访谈前充分的准备工作，这样当用户在谈到某项需求时，能有初步的认知，并可以提出自己的想法，提高沟通的效率。虚拟现实是对真实流程的一次仿真和模拟，通过访谈和座谈会，需求分析师会对业务有更多的了解，但是还是存在于自己的脑海中，比较抽象，因此，一般都要通过跟班作业的过程去亲身参加用户单位虚拟的业务工作，由此可以直接体验用户希望实现的业务活动情况，如果用户可以配合让需求分析师亲身体验，将对需求分析工作有极大的帮助。基于开发者的系统需求分析基于用户的功能需求分析是将用户的想法写实化，但仍然不适合提供给开发人员，对于开发人员而言，需要比用户需求分析更具有技术特性的需求描述，是应用软件系统设计的起点和基本依据。系统需求是对系统在功能、性能、数据、接口等方面进行的规格定义，基于用户的功能需求分析是通过自然语言进行的描述，随意性较大，容易发生歧义，而系统需求分析则要求以更加形式化语言进行表述，以保证开发人员理解的一致性。主要包括功能需求、数据需求等。01产品开发流程

产品开发需求分析主要特征虚拟现实产品设计02……用户需求和产品需求03SUPPORTINGTEXTHERE04SUPPORTINGTEXTHERE基于用户的功能需求分析基于开发者的系统需求分析S交互原型设计什么是原型原型开发必要性原型常用的开发工具原型开发的过程三维模型的制作三维建模的常用方法三维建模的工具三维建模案例.三维建模注意事项05主流开发引擎介绍.Unity3D引擎虚幻引擎Cocos引擎第二章虚拟现实系统的策划和产品设计流程目录CONTENTS

交互原型设计真实世界科学技术物理现实生活真实身份虚拟世界平行宇宙online3D虚拟空间数字化形态meta+universe技术映射虚拟现实应用的开发和传统的软件开发虽然对系统需求都有明确的要求，但是由于虚拟现实应用是三维可视化的交互呈现，有些规格定义无法用伪代码等呈现，因此可交互原型就显得尤为重要。虚拟现实应用的开发和传统的软件开发虽然对系统需求都有明确的要求，但是由于虚拟现实应用是三维可视化的交互呈现，有些规格定义无法用伪代码等呈现，因此可交互原型就显得尤为重要。交互原型设计需求原型可用来收集用户需求，对用户需求进行验证，由此可帮助用户克服对虚拟现实系统需求的模糊认识，并使用户需求能够更加完整地得以表达。一般情况下，开发人员将系统中最能够被用户直接感受的那一部分东西构造成为原型。这里指的原型都是可交互式的，用户可以通过点击原型中的热点进行页面的切换，这种方式比静态的需求文档更方便将产品需求表达出来，更方便沟通。例如，用户对虚拟现实系统应该提出哪些方面的服务、交互的方式、UI界面风格等，为了使用户能够更加直观地表述自己的需求意愿，可以先构造一个原型给用户体验。原型可以根据用户的评价不断修正，这也有利于挖掘用户的一些潜在需求，使得用户需求能够更加完整地得以表达。原型可以建立在用户所提出的需求框架基础上，方便用户确认交互功能点是否满足最初的想法，同时让技术人员客观地明白系统的功能，完成软件开发。也就是说，需求原型可以方便由用户需求到系统需求的过渡。1.降低沟通的成本当用户口述他们的想法时，我们在大脑中会进行画面重构，但也不能保证构建的画面和用户希望呈现的一致，这种不一致性会造成一定的误解，当项目开发大半，呈现在用户眼前，得到的是否定回答的时候，已经带来了成本的增加，因此，如果说需求分析是用户需求和开发人员之间的一道桥梁，那么原型就是架设桥梁的工具，可以帮助我们把这座沟通之桥建设好，节约开发的成本，提高工作效率。原型开发必要性2.原型可以拓宽设计者的思路用户根据自己的业务领域，提出一些想法后，需求分析人员再从技术的角度提出可行的技术方案。虚拟现实是通过计算机模拟真实环境和事件给人虚拟的沉浸感。虚拟现实内容的创作是要将口头的文字、二维的图片转换成三维的交互式图像，传统的文字、框图的方式难以激发内容创作者的想象力，基于原型，可以在其基础之上形象化交互功能点，进一步完善需求，激发空间想象力，进一步完善脚本，得到更好的构思。3.原型用于测试初期的想法虚拟现实的开发想法一般有两种来源，一种是用户由于自己业务领域的需要主动提出，另一个种是虚拟现实内容制作团队或公司出于对某个领域的认知，自己提出的一种产品概念，这种概念在通过原型这种可视化的交互工具初步制作成形后，可以为进一步的深度地去完善，也可以通过增加删减设计元素来充实最初的原型，反复的迭代和优化可以让我们在具体开发之间，整理好软件的思路，降低返工的成本。原型常用的开发工具墨刀AdobeXDInvisionAxure变化多端的操作，自带组件库并支持强大的第三方组件库，提供强大的交互支持，完整的教程及支持文档，支持原型预览容易学会，内置组件多，可以云端保存工作，通过分享链接就可以分享原型给别人看了，支持sketch文稿导入和自动标注。它专为设计而设计，并拥有坚实的基础架构。可以使用可重复使用的元素进行设计，快速调整组和对象的大小并创建通用的元素和结构，样式或网格。是一款设计高保真原型设计界面的工具，在建立原型功能方面十分方便，同时能提供工业级性能的跨平台设计产品。原型开发的过程在产品开发过程中应具备产品交互原型设计分析技能，其主要包括：交互情景场景分析、用户行为习惯和心智模型、竞品分析、交互流程设计、原型设计、设计原则、设计规范、原型制作。在原型设计中主要需完成交互设计流程和交互原型设计两大模块，其中流程设计是依托前期的产品需求开始的，产品需求是对产品功能的描述，例如：“传统家具制作工具的认识”就是本书第八章综合案例中一个功能，在需求文档中提出的某个功能在交互原型设计中需要设计师通过场景思维，还原成用户情景体验场景，以用户为中心，为用户绘制用户画像和情景剧本，才能在开发过程中减少冗余的工作量，提升产品可行性。1.“宫廷乐宴”APP原型设计以下案例为某高校数字媒体艺术专业学生毕业设计作品“宫廷乐宴”APP主题设计界面流程图，工具使用的是XMind9.0思维导图软件，有时为了方便也可以在原型设计软件AdobeXD2019中完成。如图所示。（1）根据用户调研确定虚拟现实内容的结构，确定软件的功能模块。（2）选择原型软件AdobeXD2019，在安装好软件后，创建原型文件画板，软件给提供了多种选择，虚拟现实软件开发平台比较广泛，移动端、PC端、网页端均可，可以根据软件应用平台选择适合的画板，该案例选择了网页端来实现。如图所示。原型开发的过程（3）界面基础介绍。AdobeXD软件布局非常简单，主要分菜单栏、工具栏、画板、编辑参数等，首先在菜单栏先重命名原型文件名为“游戏界面低保真原型图”。如图所示。原型开发的过程（4）选择【设计】菜单，利用鼠标框选画板，复制粘贴出多个界面完成界面布局。目前还没有针对虚拟现实开而设计的三维原型软件，因此无论是二维场景还是三维场景，均应选择图片的形式实现界面布局和低保真原型图的绘制，三维建模软件可以渲染出二维图片方便在原型中应用。原型设计需要快速而方便沟通，为了节省时间，二维图更方便传输。原型开发的过程（5）选择原型工具菜单完成原型的绘制，也可以在Photoshop软件中设计好界面插入到原型中。因为XD软件和Photoshop软件均是Adobe公司开发研制，因此导入和传输非常方便。选择矩形和文本工具利用鼠标拖拽的方式在开始界面中进行绘制，拖住矩形边框改变矩形大小完成原型元件的设计和原型界面的布局。如图所示。（6）实现交互设计的具体步骤。在完成界面的布局后选择原型菜单，完成交互动画的设计。交互的触发方式和动作可以选择下拉列表进行选择，如图所示。原型开发的过程（7）完成交互设计后点击菜单栏保存，或导出为png图片，如图所示。原型开发的过程01产品开发流程

产品开发需求分析主要特征虚拟现实产品设计02……用户需求和产品需求03SUPPORTINGTEXTHERE04SUPPORTINGTEXTHERE基于用户的功能需求分析基于开发者的系统需求分析S交互原型设计什么是原型原型开发必要性原型常用的开发工具原型开发的过程三维模型的制作三维建模的常用方法三维建模的工具三维建模案例.三维建模注意事项05主流开发引擎介绍.Unity3D引擎虚幻引擎Cocos引擎第二章虚拟现实系统的策划和产品设计流程目录CONTENTS虚拟现实给大家呈现的是一个三维场景，这就是需要一个逼真的三维数字模型，可见三维建模技术在虚拟现实应用中的重要性。虚拟现实的真实程度与三维建模技术紧密相关，一个高度逼真的三维场景会大大提高虚拟现实的沉浸感。按照建模方式的不同，目前常用的建模技术有3D软件建模、三维扫描成像、根据视频或者图像建模等。三维模型的制作三维建模的常用方法1.3D软件建模2.三维扫描成像3.基于图像的建模三维模型一般用三维建模工具生成，构建的模型可以是现实世界的实体，也可以是概念性的虚构物体。早在虚拟现实热潮来临之前，三维建模技术已经成熟地应用于各行业，主要包括影视动画、室内设计、广告设计、工业设计等。诸如3DSMax、UG、Maya、Cinema4D、OpenGL等都是常用的三维建模软件，每一款软件都有其特点，适合应用的领域页不同，开发者可根据需求扬长避短。三维建模的工具1.Autodesk3DsMaxAutodesk3DsMax由Discreet公司开发，问世以后被Autodesk公司收购合并，3DsMax软件提供了高效的新工具、更快的性能以及简化的工作流，可帮助美工人员和设计师在使用当今苛刻的娱乐和可视化设计项目所需的复杂高分辨率资源时提高整体工作效率。如图2.17所示。它不仅性价比高、使用者众多、上手较容易，而且对电脑要求不高，可以从事三维建模和纹理、三维动画、三维渲染、动力学等多方面的开发。该软件无论是从建模能力、动画能力还是渲染能力方面来看，都非常强大，是目前功能最强大、应用领域最宽，它高端的渲染可制作出逼真的三维动画，在建筑设计、室内设计方面尤为突出。三维模型一般用三维建模工具生成，构建的模型可以是现实世界的实体，也可以是概念性的虚构物体。早在虚拟现实热潮来临之前，三维建模技术已经成熟地应用于各行业，主要包括影视动画、室内设计、广告设计、工业设计等。诸如3DSMax、UG、Maya、Cinema4D、OpenGL等都是常用的三维建模软件，每一款软件都有其特点，适合应用的领域页不同，开发者可根据需求扬长避短。三维建模的工具2.Maya美国Autodesk公司出品的Maya是世界最好的最顶尖的三维动画软件，不仅仅拥有三维与视觉效果的制作，并且还涉及到世界上最前端的建模、最逼真自然的毛发渲染以及布料模拟技术与之相互融合，所针对的应用对象是专业的角色动画、影视、广告、电影特效等，对开发者的技术要求较高，开发过程的难度较大。三维模型一般用三维建模工具生成，构建的模型可以是现实世界的实体，也可以是概念性的虚构物体。早在虚拟现实热潮来临之前，三维建模技术已经成熟地应用于各行业，主要包括影视动画、室内设计、广告设计、工业设计等。诸如3DSMax、UG、Maya、Cinema4D、OpenGL等都是常用的三维建模软件，每一款软件都有其特点，适合应用的领域页不同，开发者可根据需求扬长避短。三维建模的工具3.Cinema4D德国的MaxonComputer公司开发的Cinema4D作为一款三维软件，在电影、广告、工业设计等方面有着十分广泛，以极高的运算速度和强大的渲染插件著称，在这其中最知名的应用便是影片《阿凡达》，由Cinema4D制作了部分场景。1.在进行3dmax建模之前，首先需要确定制作的物体是用在什么地方，不同的场景下建模以及贴图的方式通常有明显的差别。场景分为：1）视频以及渲染图的场景的制作：一般制作视频和渲染图时对模型的制作要求，通常不需要采用对齐工具，并且为了画面整体的质量，通常采用V-Ray等渲染器，利用V-Ray材质达到照片，下图为渲染后的效果图。三维建模注意事项2）PC端等高质量漫游场景、次时代游戏场景：一般制作时候要求用捕捉等工具，建模的时候要求布线均匀，不能有明显的问题，贴图通常使用基础材质球，下图为次世代建模。三维建模注意事项3）Web端以及手游场景：一般制作的时候要求面数尽可能的低，模型细节通常采用贴图绘画的方式，下图为手游建模。三维建模注意事项01产品开发流程

产品开发需求分析主要特征虚拟现实产品设计02……用户需求和产品需求03SUPPORTINGTEXTHERE04SUPPORTINGTEXTHERE基于用户的功能需求分析基于开发者的系统需求分析S交互原型设计什么是原型原型开发必要性原型常用的开发工具原型开发的过程三维模型的制作三维建模的常用方法三维建模的工具三维建模案例.三维建模注意事项05主流开发引擎介绍.Unity3D引擎虚幻引擎Cocos引擎第二章虚拟现实系统的策划和产品设计流程目录CONTENTS目前虚拟现实的内容开发主要依托三维虚拟现实游戏引擎，包括国外的Unity3D引擎、Unreal引擎，国内的Cocos引擎、VRP引擎等。开发者将已完成的三维场景和动画导入到这些引擎中，在引擎中通过代码与接口实现与场景以及虚拟现实外设的交互，最终完成虚拟现实应用的开发。主流开发引擎介绍Unity3D引擎Unity是实时3D互动内容创作和运营平台，是一个让开发者轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台综合型游戏开发工具，包括游戏开发、美术、建筑、汽车设计、影视在内的所有创作者，借助Unity将创意变成现实。Unity平台还可以为用户提供一整套完善的软件解决方案，可用于创作、运营和变现任何实时互动的2D和3D内容，支持平台包括手机、平板电脑、PC、游戏主机、增强现实和虚拟现实设备，也就是说，几乎所有平台的游戏都可以用Unity3D来制作，风靡一时的手机游戏《神庙逃亡》就是利用Unity3D开发制作的。虚幻（Unreal）引擎系列是世界知名授权最广的游戏引擎之一，从《战争机器》到《质量效应》再到《无主之地》，无数大作出自虚幻引擎之手。自1998年初首次推出虚幻引擎至今，伟大的虚幻引擎不断发展着，经历过虚幻引擎2、虚幻引擎3的时代。如今，虚幻引擎4已经成为整个游戏业界运用范围最广、整体运用程度最高的一款引擎。虚幻引擎4有一套完整的引擎开发构架，包含实时物理引擎与编辑器，拥有强大的资源管理功能，可以快速、直观的查找资源并对其管理，同时具备照片级逼真的渲染功能、动态物理与效果、栩栩如生的动画、健壮的数据转换接口等，支持多种格式的文件进行导入，对一些主流软（DAZMaya）都有对应插件，是一个开放且可扩展的平台，能带来无限的创作自由。虚幻引擎UnrealEngine4的性能强大，渲染精度高，制作的作品可以达到高仿真程度，拥有电影