论文总字数：26628字

摘 要

本文研究课题为“基于虚拟现实的飞行器显示头盔界面交互设计研究”，主要目的在于Unity开发的基础上设计完整的驾驶舱模型，并通过HTC vive显示头盔的虚拟现实技术模拟整个飞行过程的情况下，设计更美观的功能界面；完善更多的交互模型和交互手段；增加使用者的沉浸感和真实感。Unity内置的系统并不支持模型上的一些复杂操作，首先通过3Dmax软件建立并渲染飞机驾驶舱的三维模型，并在建立过程中通过身体百分位精度第二位作为使用者的基本模型，完善驾驶舱内包括显示屏、操作台、方向摇杆等重要交互部件的位置和大小。Unity和HTC vive的兼容性良好，在软件内部做更多的功能开发，可以顺利的通过手柄按键来控制整个飞机模型在所搭建的虚拟场中完成飞行。因为考虑到操作中的一些拟真性，完成了根据扳机力度实现不同飞行速度的控制。能够确定的是，在整个设计中大量的投入人机工程学的元素虽然耗时耗力，但最后的场景无论在模拟效果和用户体验上都超过了研究的预期。最后，通过PS绘图软件对整个界面及模型完整贴图，再一次的提升使用者整体的沉浸感和真实感。

关键词：虚拟现实，飞行，界面交互，真实感

Abstract

The project of this study is "virtual reality based interactive design for aircraft display helmet interface design". The main purpose is to design a complete cockpit model based on the development of Unity, and by using the virtual reality technology of HTC vive to simulate the whole flight process, to design a more beautiful functional interface; more interaction model and interaction means; increase user's immersion and reality. Since Unity's built-in system does not support some of the complex operations on the model, we first build and render a three-dimensional model of the aircraft's cockpit through 3Dmax software, and, in the course of establishment, through the habit of the moderate experimenter, improve the cockpit and other important interactive components, including the position and size of display screen, the operating platform, the direction rocker, and so on. The compatibility of Unity and HTC vive makes it possible for us to do more functional development within the software, so it is possible to control the entire aircraft model through the handle keys to complete the flight in the virtual field. Considering the authenticity of operation, the control of different flight speeds is completed according to trigger dynamics. It is possible to determine that a large number of ergonomic elements in the whole design are time-consuming, but the final scene is more than expected in both simulation and user experiences. Finally, through the PS drawing software, the whole interface and the model will be integrated to enhance the immersion and realism of the user again.

KEY WORDS: Virtual Reality, Flight, Interactive, Reality

目录

摘要 I

Abstract 2

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外发展现状 1

1.3 选题背景及意义 1

1.3.1 选题背景 1

1.3.2 选题意义 2

1.4 研究方法及框架 2

1.4.1 课题主要问题 2

1.4.2 方案设计路线 3

第二章 虚拟现实研究基础 4

2.1 Unity介绍 4

2.2 HTC vive研究基础 7

2.2.1 基站和头戴显示器 7

2.2.2 操作手柄 7

第三章 具体方案制定整体构架及设计过程 9

3.1 飞机驾驶舱模型设计 9

3.1.1 外部结构搭建方案 9

3.1.2 内部细节设计方案 9

3.2 驾驶操作台按键交互设计 11

3.3 飞行操作实现方案 11

3.3.1 基于Unity的Leap Motion开发控制 11

3.3.2 基于Unity的HTC vive开发控制 13

第四章 飞行显示头盔交互界面设计研究结果 15

4.1 驾驶舱模型最终渲染结果 15

4.2 飞行控制主函数 15

4.3 场景搭建 16

4.4 交互方案架构流程图 17

4.5 UGUI设计方案 18

4.5.1 登录页 18

4.5.2 穿戴设备提醒 18

4.5.3 手柄功能讲解 19

4.5.4 中途退出 20

4.5.5 敌袭的状态设置 21

4.6 本章小结 21

第五章 项目技术展望 22

5.1 飞行控制技术展望 22

5.2 界面交互设计展望 22

致谢 24

参考文献 25

附录A 27

第一章 绪论

引言

随着虚拟现实技术的发展，越来越多的科研项目和课题都将要依VR作为拟真基础。第一可以模拟一些无法在现实环境中完成的项目试验；第二可以提供全新的虚拟体验。本文就将围绕着HCT vive系列产品成熟的VR技术开发支持，配合Unity的三维场景渲染完成飞机驾驶舱内模拟驾驶的交互界面设计研究。

国内外发展现状

（1）人机交互技术从手工作业阶段到多通道交互阶段的发展变化：

“交互载体，由计算机向移动设备转变．从最开始电脑到笔记本，然后平板电脑、智能手机，交互的载体逐步微型化和便携化。

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