虛幻引擎垃圾分類游戲設(shè)計與制作探析

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摘要：本文介紹基于虛幻引擎的垃圾分類游戲的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)過程，闡述垃圾分類游戲從設(shè)計理念、設(shè)計功能及實(shí)現(xiàn)的全過程，幫助玩家提升對垃圾分屬類別的認(rèn)識，為環(huán)境保護(hù)做貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：游戲設(shè)計；虛幻引擎；虛擬現(xiàn)實(shí)

伴隨國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境污染逐漸成為阻礙經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的問題。從2005年“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)保頂層設(shè)計理念，到2019年“開展廣泛的教育引導(dǎo)工作，讓廣大人民群眾認(rèn)識到實(shí)行垃圾分類的重要性和必要性，通過有效的督促引導(dǎo)，培養(yǎng)垃圾分類的好習(xí)慣，為綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展作貢獻(xiàn)”的號召人人從自我做起的實(shí)際行動。人們意識到垃圾分類的重要性。面對網(wǎng)頁的圖文宣傳、短視頻播放、小區(qū)張貼的宣傳畫等宣傳形式，很多人表示容易接受，但不容易記憶。究其內(nèi)在原因是在被動的接受信息傳輸式教育的同時，人們并未進(jìn)行主動的知識建構(gòu)與輸出，所形成的短時記憶并未轉(zhuǎn)化為長時記憶。如何更好的幫助人們進(jìn)行垃圾分類知識的重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)垃圾分類知識的輸入和主動有效輸出的進(jìn)行，是當(dāng)前科普宣傳需要解決的重要問題。如何讓人們在學(xué)習(xí)垃圾分類知識的同時，又能短時間內(nèi)輸出呢？美國教育家杜威提出的“做中學(xué)”，將認(rèn)知和行為統(tǒng)一的教育理念，即邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐的教學(xué)效果最佳。然而如何實(shí)現(xiàn)既能緩解人們面對垃圾實(shí)物的各種不適感，又能盡可能全面的進(jìn)行練習(xí)呢？垃圾是不被需要的固體或流體，存在或?qū)θ梭w有害、或氣味不佳等問題，創(chuàng)設(shè)一個令人愉悅的學(xué)習(xí)垃圾分類的環(huán)境在真實(shí)世界中很難實(shí)現(xiàn)，且在真實(shí)世界中不正確的垃圾分類操作，會帶來更多的問題，因此基于虛擬現(xiàn)實(shí)的教育游戲是一個不錯的解決方案。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計算機(jī)仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用計算機(jī)生成模擬環(huán)境，是多源信息融合、交互式的三維動態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真，使用戶沉浸在虛擬環(huán)境中[1]。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)感、實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的特點(diǎn)，能夠讓人們沉浸于構(gòu)建的虛擬環(huán)境中：在調(diào)動玩家視覺、聽覺、觸覺等感官基礎(chǔ)上，讓玩家能夠在游戲的過程中，逐步了解垃圾的分類知識，減少了傳統(tǒng)宣傳方式的單一信息輸入，增加了信息輸出，并規(guī)避了面對垃圾的嗅覺、觸覺不適感和可能存在的潛在危險——劃傷、中毒等，提高了垃圾分類知識的學(xué)習(xí)效果。故項(xiàng)目采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計并制作了一款垃圾分類的教育游戲。

1游戲分析

教育游戲需要具備科學(xué)性、教育性和娛樂性的特征，故在保證垃圾分類知識的科學(xué)性前提下，需要根據(jù)玩家本身的特征，在學(xué)習(xí)理論和教育理論的支撐下，設(shè)計符合其認(rèn)知規(guī)律的關(guān)卡設(shè)定。因很難實(shí)現(xiàn)全體年齡段的覆蓋，因此本款游戲主要將兒童、青少年作為主要的潛在玩家，根據(jù)其認(rèn)知特征，進(jìn)行游戲風(fēng)格、關(guān)卡設(shè)定、環(huán)境搭建、UI界面設(shè)計、圖像素材處理、交互設(shè)計等方面的思考。虛擬現(xiàn)實(shí)類游戲的沉浸感是基于設(shè)備與環(huán)境的，需要借助三維軟件3Dsmax制作垃圾模型、部分場景環(huán)境模型的搭建，借助虛幻引擎提供的部分場景完善整個游戲環(huán)境和交互的實(shí)現(xiàn)。

2游戲設(shè)計與制作

2.1界面設(shè)計

游戲界面指游戲軟件的用戶界面，包括游戲畫面中的按鈕、動畫、文字、聲音、窗口等與游戲用戶直接或間接接觸的游戲設(shè)計元素。[2]對于兒童及青少年而言，對于目標(biāo)的關(guān)注更為發(fā)散，專注力需要引導(dǎo)（圖1）。初始界面，游戲的初始界面設(shè)計比較簡潔，腳下是空曠的陸地、身旁是隨風(fēng)拂動的松樹、一盞閃爍的球燈，廣袤的星空中一輪圓月，除此之外就是一個傳送輪和一個黑色的屏幕，因此玩家可選的項(xiàng)目很少，要么點(diǎn)開屏幕看看，要么點(diǎn)擊傳送輪。第一關(guān)的界面，設(shè)計中采用了卡通積木風(fēng)，進(jìn)入界面后映入視線的是生命值、卡通風(fēng)的場景，寫實(shí)風(fēng)格的垃圾桶分外的顯眼，這樣軟性的引導(dǎo)玩家進(jìn)入游戲，了解大致規(guī)則。對于垃圾的設(shè)計主要偏向扁平風(fēng)格設(shè)計，模型主要以純色的三維模型形式，打破玩家對環(huán)境感知模式的框架，實(shí)現(xiàn)游戲的目標(biāo)引導(dǎo)。傳送輪，作為不同關(guān)卡的傳送界面，包含兩部分，一部分是轉(zhuǎn)送輪的形體，與游戲初始界面保持了一致，幫助玩家學(xué)習(xí)并建立游戲認(rèn)知；另一部分是得分顯示，得分用分值表示，進(jìn)度條表現(xiàn)的生命值，紅色部分表示的現(xiàn)存生命值，白色部分表示因操作失誤失去的生命。第二關(guān)的界面，風(fēng)格設(shè)計偏向?qū)憣?shí)風(fēng)格，借助部分虛幻引擎的場景模型進(jìn)行構(gòu)建，使玩家從卡通世界轉(zhuǎn)移到偽真實(shí)世界。設(shè)計潛在意圖是讓玩家對垃圾分類的認(rèn)知，從虛擬卡通世界中垃圾分類轉(zhuǎn)到真實(shí)世界，意圖讓玩家思想意識上產(chǎn)生轉(zhuǎn)變，垃圾分類不止存于夢幻卡通世界，是真是存于現(xiàn)實(shí)中，需要實(shí)際行動起來。垃圾、傳送輪、垃圾箱延續(xù)第一關(guān)的形態(tài)，保持對垃圾視覺認(rèn)知的一致性（圖2）。第三關(guān)的界面設(shè)計走的是油畫寫意風(fēng)，采用了虛幻引擎免費(fèi)提供的場景，用油畫寫意的風(fēng)格，給玩家不同的視覺刺激，且整體色調(diào)采用偏土黃色，使之產(chǎn)生思想上的升華感，即垃圾無論是在卡通世界、寫實(shí)世界還是寫意理想世界都是不協(xié)調(diào)，應(yīng)該及時處理，投放到合適的垃圾桶內(nèi)，以維護(hù)環(huán)境的美感（圖3）。

2.2交互設(shè)計

交互設(shè)計就是創(chuàng)建一系列人與產(chǎn)品，服務(wù)或者系統(tǒng)之間的對話，來達(dá)到順暢溝通的目的。[3]玩家通過游戲的交互式設(shè)計，與游戲進(jìn)行交流對話。本款游戲是以正確區(qū)分生活類垃圾的種類為目的的教育游戲，旨在通過玩家與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互，習(xí)得生活垃圾屬性的知識。第一人稱視角的選擇，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)游戲本身沉浸性的特點(diǎn)，本款游戲選擇了第一人稱視角，一方面便于玩家產(chǎn)生沉浸感，需要對攝像機(jī)的高度、坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，利用攝像機(jī)模擬玩家的眼睛，因玩家定位于兒童及青少年，在攝像機(jī)高度和環(huán)境模型比例方面設(shè)定時，考慮到玩家現(xiàn)實(shí)生活中，常常采用仰視的方式觀察世界的現(xiàn)狀，游戲設(shè)置高度相對較低以復(fù)現(xiàn)玩家真實(shí)世界的視角，促使其更快的融入游戲世界；另一方面減輕游戲的體量，如果采用第三人稱，游戲整體需要增加故事線和人物，增加了研發(fā)的時間和游戲本身體量，改變了最初簡潔的設(shè)計理念。關(guān)卡內(nèi)的交互設(shè)計，熟知垃圾的分類屬性是本次游戲設(shè)計的最終目的，如何幫助玩家建立正確的認(rèn)知，又不會像市面上部分垃圾分類游戲那樣，因機(jī)械投擲而產(chǎn)生疲憊感和厭煩感呢？本游戲的三個關(guān)卡內(nèi)的功能交互設(shè)計上保持了一致性，即在關(guān)卡內(nèi)尋找垃圾，投放置垃圾桶內(nèi)，放置正確分?jǐn)?shù)值加1分，否則垃圾彈出垃圾桶的同時生命值減1分。通過分值逐關(guān)增加，生命值保持不變，在生命值不為0且分?jǐn)?shù)達(dá)到最高分時通關(guān)，未達(dá)到分?jǐn)?shù)最高值時生命值為0則通關(guān)失敗，通過失敗會強(qiáng)制玩家觀看垃圾分類知識短視頻，然后回到關(guān)卡起始點(diǎn)重新開始。為增加游戲的趣味感，每個關(guān)卡的短視頻的內(nèi)容和風(fēng)格均不同，從視覺上重新刺激玩家。觀看垃圾分類知識視頻時，主要調(diào)動玩家的視覺和聽覺，緩解游戲過程的肢體的疲憊和心理上的挫敗感，激發(fā)其再次嘗試的意愿。玩家在關(guān)卡內(nèi)不止可以看到垃圾、垃圾桶這些通關(guān)必需品，還能在環(huán)境中漫游，感受環(huán)境的優(yōu)美，體驗(yàn)垃圾的不和諧感，產(chǎn)生主動拾取垃圾的想法，培養(yǎng)玩家拾取的垃圾習(xí)慣關(guān)卡間的交互設(shè)計，本款游戲建立了6個游戲場景，分別是游戲主界面1個、二級界面5個，采用場景界面跳轉(zhuǎn)的方式，實(shí)現(xiàn)游戲場景的切換。這樣在一定程度上減少玩家跳轉(zhuǎn)的時間成本，增加游戲的可玩度。在關(guān)卡跳轉(zhuǎn)設(shè)計上，采用聲音加模型的形式引導(dǎo)玩家：主界面上，噴射著粒子的藍(lán)色傳送輪在暗色的環(huán)境中很突兀，玩家可以很快發(fā)現(xiàn)，繼而注意到旁邊的文字“Firstlevel”，使用游戲手柄點(diǎn)擊后，跳轉(zhuǎn)到第一關(guān)，習(xí)得關(guān)卡的跳轉(zhuǎn)方式。環(huán)境中發(fā)現(xiàn)傳送輪比較難，如何提示玩家呢？每一關(guān)達(dá)到通關(guān)分值后，在聲音的提示的同時傳送輪出現(xiàn)，傳送輪與開始界面保持一致，且色彩、造型上與環(huán)境有較大區(qū)別，便于玩家發(fā)現(xiàn)。玩家在尋找傳送輪的時候能夠漫游場景環(huán)境，從而激發(fā)玩家內(nèi)心對環(huán)境保護(hù)的強(qiáng)烈愿望。

2.3反饋機(jī)制設(shè)計

虛擬現(xiàn)實(shí)游戲之所以較網(wǎng)頁圖文視覺信息、視頻視聽覺信息更能吸引受眾，是因?yàn)橐环矫?，游戲過程中玩家需要帶著頭顯，在視聽信息的傳輸過程中，需要調(diào)動觸覺與游戲內(nèi)容互動從而獲得通關(guān)，這從多個維度調(diào)動玩家的感覺器官，提升信息的輸入效度；另一方面，以玩家為中心，設(shè)計反饋機(jī)制，既包含獎勵又包含懲罰。在設(shè)計的過程中論證了集中不同的方案，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)游戲需要使用手柄的特點(diǎn)，舍棄通過在線答題獲取生命值獎勵等方案們，實(shí)現(xiàn)以玩家體驗(yàn)為中心，提升游戲的易玩度和趣味性。游戲中玩家正確投入垃圾后，垃圾消失，紅色的分值增加，玩家可以看到與通關(guān)要求的距離，增強(qiáng)通關(guān)的迫切性心理。如果錯誤投擲后，系統(tǒng)發(fā)出警報聲，同時垃圾如同被人從垃圾桶中擲出一般射向玩家，給予玩家較強(qiáng)的視覺刺激，激活玩家斗志和大腦皮層，強(qiáng)化玩家的好勝心。

3效果評價

項(xiàng)目完成后，在大學(xué)校內(nèi)測評時，大學(xué)生給出了一些修改意見，進(jìn)行修改后。隨后分邀請6~15歲的小玩家進(jìn)行體驗(yàn)，對于游戲中強(qiáng)制觀看學(xué)習(xí)視頻部分、關(guān)卡設(shè)置給予很高的評價，他們很喜歡這種不同于教室上課傳輸知識，類似于個人在獨(dú)立世界中探險的游戲形式，分別在游戲前后對玩家進(jìn)行垃圾分類知識測評，游戲后正確率有所提高。

4小結(jié)

孔子曰“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的這款教育游戲，能夠讓學(xué)習(xí)者在一個寓教于樂的環(huán)境中更快的接受垃圾分類信息，進(jìn)行垃圾分類知識的建構(gòu)和重構(gòu)，是解決垃圾分類信息科普中被動信息輸入的有效解決方案。

參考文獻(xiàn)

[1]苗藝楠，申閆春.基于Unity3D的交通事故虛擬再現(xiàn)系統(tǒng)研究[J].計算機(jī)仿真,2018.5(12):122-126kex.

[2]360百科，游戲界面詞條.[DB/OL].[3]騰訊游戲?qū)W院，游戲交互設(shè)計啟示錄.EB/OL].

作者:王娜 單位:衡水學(xué)院物理與電子信息系