基于体感交互的教育游戏的设计与开发

发布时间：2017-04-06 00:00

  本文关键词：基于体感交互的教育游戏的设计与开发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来体感交互技术受到了人们越来越多的关注,它的出现改变了之前用户与计算机交互的方式,使得人们可以基于自然对计算机进行更好地操控。伴随着体感交互技术的兴起,Leap Motion这款新型的手势交互设备也开始在日常的人机交互中得到应用。通过运用Leap Motion交互,人们只需控制自己的手势动作,即可实现与计算机的自然交互,在很大程度上提高了计算机的易用性。然而,现在Leap Motion交互设备在真实环境中,特别是在教育领域中没有得到充分的应用。虽然Leap Motion公司对其发布的产品进行了相应的更新,并陆续推出了基于多种操作平台的交互接口及插件,不过到目前还未出现较为成熟的基于Leap Motion体感交互的教育游戏。为了解决上述问题,本人将Leap Motion交互设备与当前流行的游戏引擎Unity3D相结合,设计开发出一款运用手势交互进行操作的教育游戏。在本文的基础理论部分,主要分析了当前教育游戏的发展状况及其在教育领域里所产生的作用,阐述了教育游戏相关的设计模式与开发理念,并对实现此次体感交互的教育游戏所运用的相关软件设备进行简要的介绍。在操作实现部分,本文主要介绍了基于Unity3D游戏引擎对整个教育游戏框架的设计与开发,并论述了多种不同游戏功能的实现方式,最后介绍了Leap Motion交互设备与Unity3 D游戏引擎相链接的操作方式及实现手势交互功能的具体方法。通过相关的研究与实践,本人将Leap Motion交互设备和LUnity3D游戏引擎相结合,开发出一款新型的基于体感交互技术的教育游戏。由此证明了将新兴的体感交互设备结合成熟的Unity3D游戏引擎去开发体感教育游戏的可行性,并且这种体感技术的教育游戏可以使整个教育游戏更具沉浸性和趣味性,在娱乐的同时提升了教育效果,在此通过本文也希望给教育游戏的开发者提供一种新的思路作为参考。
【关键词】：教育游戏 体感技术 手势交互 Leap Motion Unity3D
【学位授予单位】：江西科技师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G434
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 研究的背景及意义9-10
• 1.2 相关的文献综述10-19
• 1.2.1 教育游戏的研究状况11-17
• 1.2.2 基于体感交互技术的发展与现状17-19
• 1.3 研究内容与研究方法19-20
• 1.3.1 研究内容19
• 1.3.2 研究方法19-20
• 1.4 论文的主要工作20-21
• 1.4.1 教育游戏的理论研究工作20-21
• 1.4.2 教育游戏的实践操作工作21
• 1.5 论文的结构21-23
• 第2章 体感教育游戏设计知识及开发工具简介23-35
• 2.1 体感教育游戏设计所运用的教育学理论24-30
• 2.1.1 体感教育游戏的设计理论24-27
• 2.1.2 体感教育游戏的设计原则27-28
• 2.1.3 体感教育游戏的设计策略28-30
• 2.2 体感教育游戏的开发工具简介30-33
• 2.2.1 游戏开发引擎的选择30-31
• 2.2.2 体感交互设备的选择31-33
• 2.3 体感教育游戏开发所用的程序知识33-35
• 第3章 体感交互的教育游戏的设计35-41
• 3.1 体感教育游戏场景的设计35-36
• 3.1.1 题库型游戏场景35
• 3.1.2 融合型游戏场景35-36
• 3.2 体感教育游戏的游戏情节设计36-38
• 3.3 体感教育游戏中教育内容的选择38-39
• 3.4 体感教育游戏脚本设计策略39-41
• 第4章 教育游戏开发相关功能的实现41-57
• 4.1 教育游戏相关游戏功能的实现41-51
• 4.1.1 地形模块的实现41-42
• 4.1.2 游戏角色的创建42-43
• 4.1.3 游戏的灯光效果43
• 4.1.4 碰撞检测模块的实现43-45
• 4.1.5 纹理图片的呈现45-46
• 4.1.6 教育文本信息的呈现46-48
• 4.1.7 游戏的菜单功能的实现48-49
• 4.1.8 游戏界面转换功能的实现49-51
• 4.2 游戏动画功能的实现51-52
• 4.2.1 程序的动画效果实现51-52
• 4.2.2 动画编辑器的动画效果实现52
• 4.3 游戏中相关程序的优化52-55
• 4.3.1 程序代码的优化52-54
• 4.3.2 游戏画面的优化54-55
• 4.4 游戏的发布与输出55-57
• 第5章 体感交互与教育游戏的结合57-70
• 5.1 Leap Motion的开发环境配置57-58
• 5.2 手势交互应用的框架搭建58-60
• 5.2.1 Leap Motion所支持的语言58-59
• 5.2.2 与Unity3D游戏开发平台链接所采用的程序语言59
• 5.2.3 Unity3D游戏引擎里手势交互框架的搭建59-60
• 5.3 体感交互的功能的实现60-68
• 5.3.1 手势移动旋转的交互实现60-62
• 5.3.2 手势移动物体的交互实现62-63
• 5.3.3 手势拾取物体的交互实现63-66
• 5.3.4 替代手势的交互实现66-68
• 5.4 教育游戏的测试效果68-70
• 第6章 总结与展望70-73
• 6.1 总结70-72
• 6.2 展望72-73
• 参考文献73-76
• 攻读学位期间的研究成果及所获荣誉76-77
• 致谢77

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