1、立项背景和目标:应县木塔是中国古代木构建筑的重要代表,传统图文展示难以呈现其结构细节与空间关系。本项目以UE4为开发平台,制作VR教育科普游戏,目标是借助沉浸式虚拟现实还原木塔场景,让用户在交互体验中了解木塔建筑结构与历史文化,同时保证VR运行流畅性。项目由本人独立完成从场景还原、VR交互到性能优化的全流程开发。
2、软件功能、核心功能模块介绍:软件核心功能包括木塔场景还原模块,用于搭建塔体、构件与周边环境;VR交互模块,支持手柄操作、漫游观察、构件点选与信息触发;科普教育模块,通过解说、标识或任务反馈呈现木塔知识;性能优化模块,针对VR帧率、模型面数、材质与渲染负载进行优化;流程与UI引导模块,提供进入、引导、任务提示和退出流程。
3、业务流程、功能路径描述:用户佩戴VR设备进入游戏后,先进入主场景并接受操作引导,随后可在木塔内外自由漫游,观察建筑结构;通过手柄点选构件触发科普信息或交互任务,完成任务后获得反馈,并可继续探索或退出体验。整体功能路径为:启动进入—操作引导—场景漫游—构件交互—科普学习—任务反馈—结束退出。
1、整体架构和设计思路与不同模块技术栈
项目采用UE4独立完成,整体按“资源层—场景层—交互层—教学UI层—性能与打包层”分层设计:场景资源与交互逻辑解耦,教学流程用数据/状态驱动,VR交互以组件化蓝图实现,便于独立开发时快速迭代。技术栈:场景还原模块使用UE4静态网格、材质、Landscape、Lightmap,外部DCC做模型减面与UV;VR交互模块使用UE4蓝图、OpenXR/SteamVR输入映射、Motion Controller、物理抓取、Teleport与瞬移转向;教学流程与UI模块使用UMG、DataTable、蓝图状态机与事件分发;打包部署为PC&Android VR。
2、我负责的模块和结果(量化)
我独立负责全流程:场景还原、VR交互、教学引导、UI、性能优化与打包。结果:交付1套可运行PCVR版本1套可运行AndroidVR版本;完成木塔主体与关键木构教学点还原,搭建4大功能模块;实现抓取、传送、高亮讲解、步骤引导、UI交互等10+交互点,形成约9步教学任务流;稳定50fps,初版到优化版Draw Call降低约30%,显存/包体降低约20%,加载时间缩短约25%。
3、我遇到的难点、坑和解决方案
难点包括:古建木构高模在VR双目渲染下性能压力大;抓取易穿模/抖动;VR UI可读性与眩晕;光照烘焙时间长且易漏光。解决方案:DCC减面+LOD+合批+实例化,简化碰撞UCX;抓取采用物理手柄+插槽吸附+手部偏移校正;UI采用世界空间UMG+激光交互,传送为主、平滑移动为辅。