VR 跑酷遊戲之實作 - MCU

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2018 自由軟體與教育科技研討會 2018 Open Source and Educational Technology

VR 跑酷遊戲之實作 Implement a VR Parkour Game

1劉仲鑫 1蔡宗佑 1卜翊軒 1林語敬

1 Chung-Hsin Liu 1 Cheng-Heng Kao 1 Yu-Hao Chang 1 Shang-Yuan Chang

1 中國文化大學資訊工程學系 1 Department of Computer Science and Information Engineering,

Chinese Culture University

摘要

現今科技越來越發達，手機、平板使用率日漸上升，人們幾乎是「人手一機」的情況。根據

調查顯示，台灣人對手機的依賴程度是東亞第一，全球第五。因此我們可以得知，幾乎人人都有

機會接觸到手機遊戲。近年來手機遊戲的排名在 APP 排行榜上都是名列前茅，而且人們玩手機

遊戲花費的金錢也有成長的趨勢。

在科技發達的同時，由於經濟不景氣，國人的生活壓力越來越大，大約四成七民眾的壓力程

度都在中高度以上，基於精神問題而去求診的人逐年增加。要如何減輕國人的壓力呢？有研究顯

示沉浸於遊戲中，有助於減少壓力、帶來好心情。尤其非暴力遊戲，效果更加顯著。

遊戲是讓玩家開創、控制角色在一個虛擬平台上，藉著與人物的互動、故事的情境走動、交

朋友，打造出屬於自己的生活圈，進而引發我們開發遊戲的契機，綜合以上原因，本研究設計使

用 UNITY 開發出一種簡單非暴力的手機跑酷遊戲並結合 VR 虛擬遊戲，讓使用者能在閒暇時間

放鬆心情，不需要再費心去了解遊戲規則，或是絞盡腦汁才能過關，希望讓使用者在玩遊戲的時

候，能擁有愉快的心情，暫時忘記生活壓力以及不快樂。

關鍵字：手機遊戲、UNITY、VR 虛擬實境、APP、跑酷遊戲

Abstract

Through the technology develop, every people has their own cellphone. According to investigation,

Taiwan is the place where most people having cellphone. In recent years, cellphone games get high in

app rank, and people started spending money on cellphone games.

Because of the economic hardship, people’s pressure is getting heavy. How to deal with this problem?

Experts say playing games can help it, especially non-violent games.

Game is a virtual platform which can make people create and control characters. Interacting with

people, moving on situations of story, making friends, to build a virtual life for yourself, which let us

want to do a game. So, we design a game simple parkour game with virtual reality which let people feel

relax in leisure time. We hope people have fun when playing games, forgetting unhappy things in short

blocks of time.

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Keywords: Cellphone Games, Unity, Virtual Reality, Applications, Parkour

1. 前言

1.1 研究動機

現代人使用智慧型手機非常的普遍，在生活繁忙的情況下，如何保有自己的娛樂時間？如何

紓解生活壓力？那就是在通勤時間、吃飯時間或是等待時間玩一些手機遊戲。

跑酷是以日常生活的環境為運動的場所，常被歸類為一種極限運動。它並沒有既定規則，做

這項運動的人將各種日常設施當作障礙物或輔助，在其間迅速跑跳穿行。

跑酷旨在緊急脫逃，利用人本身的本能，通過運動來增強身心對緊急情況的應變能力。遊戲

廠商將跑酷元素融合到遊戲裡面，玩家必須對於突然出現的物體做出反應，利用各種規避動作來

進行閃躲。玩家必須集中精神，進行盪過樹枝、跳躍房子、飛越欄桿、跑上圍牆等高難度動作。

1.2 研究目的

因此，本研究決定設計一種遊戲 APP，可以吸引使用者又不會花費太多的時間。

以下四點是我們能在這個研究上學習到的，並且增強遊戲的完整度。

(1) 熟悉遊戲製作過程。

(2) 利用 UNITY 製作遊戲。

(3) 活用學過的程式語言。

(4) 有效率的分工合作。

(5) 實作出成品。

2. 系統發展工具

2.1 UNITY 5

Unity 是一款跨平台的遊戲引擎，可用於開發 Windows、MacOS、Linux 遊戲，或是 iOS、

Android 行動裝置的遊戲。Unity 也是可以開發線上遊戲，只需在網頁瀏覽器安裝而外的外掛程

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式後即可執行 Unity 遊戲（Google Chrome 不支援）。Unity 也是可以用於開發 PlayStation、

XBox、Wii 主機上的遊戲[7]。

2.2 Visual Studio 2017

Microsoft Visual Studio（VS）是美國微軟公司的開發工具套件系列產品。VS 是一個完整的

開發工具集，包括了整個軟體開發生命周期中所需要的大部分工具，如 UML 工具、代碼管控工

具、整合式開發環境等等。所寫的目的碼適用於微軟所支援的所有平台，包括 Microsoft Windows、

Windows Phone、Windows CE、.NET Framework、.NET Compact Framework 和 Microsoft Silverlight。

2.3 AUTODESK 3DS MAX 2017

3ds Max 是款非常常見的 3D 軟體，集合了三維度建模、動畫，著色等等功能，功能強大因

此常應用於各種領域，比如遊戲製作、室內設計和影視創作，在資料庫方面因為操作便捷的特性，

有許多知名公司發佈相關資源，比如 EVERMOTION、3DDD 等等，這些都可以使設計者迅速完

成創作，並在短時間內創作出更多高品質的作品。這款軟體從推出到至今 3ds max 2017 版本已

有 25 年的歷史，隨著版本更新不斷開發推出新的功能。

2.4 Gear VR

三星 Gear VR 是一個移動的虛擬現實設備，由三星與 Oculus VR 公司合作開發。一個兼容可

以 Samsung Galaxy 設備 (Galaxy Note 5 或 Galaxy S7/S7 Edge), 分開銷售, 作為頭戴式設備的顯

示器與處理器，而 Gear VR 元件本身包含高視野的透鏡和定製的慣性測量單元，使用以 micro-

USB 連結智慧型手機做旋轉跟蹤。對比用於 Google Cardboard 智慧型手機內部的慣性測量單元，

這種 IMU 是更準確，以及更好的校準和較低的延遲。

3. 系統簡介

3.1 系統範圍

本研究是一款以 Unity 為主並結合虛擬實境(VR)的 3D 跑酷遊戲，這款遊戲主要讓玩家體驗

VR 所帶來的真實體驗，同時考驗玩家肢體的協調性，玩家必須透過 VR 工具來操作角色移動，

閃避障礙物以及獲取道具。

本研究為遊戲設計，內容可分為七大類，使用者介面、場景設置、障礙物碰撞偵測、虛擬實

境系統(VR)、搖桿控制、粒子特效、音訊。

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3.2 系統名稱定義

經過分類後，便可建置主系統與各項子系統：

主系統： Extreme Run 系統

子系統：

(1) 使用者介面子系統 (User Interface Subsystem, UIS)

(2) 場景設置子系統 (Scenes Configuration Subsystem, SCS)

(3) 碰撞偵測子系統 (Collision Detection Subsystem, CDS)

(4) 虛擬實境子系統 (Virtual Reality Subsystem, VRS)

(5) 搖桿控制子系統 (Joystick Control Subsystem, JCS)

(6) 粒子特效子系統 (Particle Effects Subsystem, PES)

(7) 音訊子系統 (Audio Subsystem, AS)

3.3 故事背景

為了逃離工作的枷鎖，語敬這個熊孩子決定離開繁華的都市來到一個很幽靜、風景很美的村

莊，原本到達後原本想說可以好好的放鬆一下，卻發現其實不是想像中的好地方，他漸漸發現這

座村莊有著不為人知的秘密，現在語敬只想趕緊逃離這個鬼地方，回到原本的生活，從村莊逃離

到都市的捷徑必經過死亡公路，前方還有重重的關卡正等著語敬。

3.4 遊戲特色

在這個網路很發達的時代，人們用手機下載 APP 玩遊戲是一件很平常的事情，在這麼多的

APP 遊戲裡面要讓玩家想要玩這款遊戲必定需要與其他 APP 不同的亮點。

以下表格統整了此研究與其他市面上的 APP 不同的地方：

表 3.1 本研究與其他 APP 的比較

項目本研究 APP1 APP2

遊戲名稱 VR 跑酷 Sonic Runner Temple Run

遊戲方式第三人稱橫向第三人稱

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遊戲模型 3D 2D 3D

使用軟體 Unity、3DMax Unity Unity

遊戲場景海邊草原神廟

外部設備虛擬實境、搖桿無無

3.5 系統描述

本系統將各子系統的關係繪製成系統關係圖，如下圖 4.1 所示：

圖 3.1 系統關係圖（System Context Diagram）

本系統必須在下列軟硬體環境下工作：

● 硬體環境：

電腦處理器為 2.7GHz 雙核心 Intel Core i5，Turbo Boost 3.1GHz 或以上，4GB 1866MHz

LPDDR3 記憶體或以上，儲存空間 128GB 以上。

行動裝置 CPU ARM 架構之行動裝置，128 MB RAM 或以上，512MB 以上硬碟空間。

● 軟體環境：

行動裝置 Android 5.0 或以上(支援 VR 的三星行動裝置)。

筆記型電腦或桌上型電腦 Mac OSX、Windows 7 或以上。

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4. 實作成果

遊戲場景和人物初步設計與使用工具，如下圖 4.1、圖 4.2 所示：

圖 4.1 遊戲環境設計工具圖

圖 4.2 遊戲角色設計工具圖

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點選主畫面按鈕進入遊戲後會出現遊戲操作教學介面，如下圖 4.3 所示：

圖 4.3 遊戲操作教學介面圖

看完教學點擊開始遊戲進入遊戲場景選擇介面，如下圖 4.4 所示：

圖 4.4 遊戲場景選擇選單介面圖

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選擇遊戲場景後會出現載入過場介面，如下圖 4.5 所示：

圖 4.5 遊戲載入過場介面圖

選擇遊戲場景一開始遊玩畫面，如下圖 4.6 所示：

圖 4.6 遊戲場景一遊玩畫面圖

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選擇遊戲場景二開始遊玩畫面，如下圖 4.7 所示：

圖 4.7 遊戲場景二遊玩畫面圖

遊戲碰撞後進入死亡介面，如下圖 4.8 所示：

圖 4.8 遊戲死亡選單介面圖

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遊戲中有白晝與黑夜的轉換，如下圖 4.9、圖 4.10 所示：

圖 4.9 遊戲中黑夜畫面圖

圖 4.10 遊戲中白晝畫面圖

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遊戲中有三種粒子特效的天氣效果，如下圖 4.11、圖 4.12 及圖 4.13 所示：

圖 4.11 遊戲中下雨特效畫面圖

圖 4.12 遊戲中地熱特效畫面圖

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圖 4.13 遊戲中下雪特效畫面圖

遊戲場景一是由八種場景隨機產生排列而成，如下圖 4.14、圖 4.15、圖 4.16、圖 4.17、圖

4.18、圖 4.19、圖 4.20 及圖 4.21 所示：

圖 4.14 遊戲場景一之隨機場景(1)畫面圖

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遊戲場景二是由五種場景隨機產生排列而成，如下圖 4.22、圖 4.23、圖 4.24、圖 4.25 及圖

4.26 所示：

圖 4.22 遊戲場景二之隨機場景(1)畫面圖

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5. 結論

以使用者在玩遊戲的時候，能擁有愉快的心情，暫時忘記生活壓力以及不快樂為理念，選擇

跑酷遊戲為本研究主題進行實作。

本研究企劃書實作結果可以得到下列之結論：

(1) 角色模型

製作模型使用 3DS MAX 軟體進行角色建模，建模完成後匯入 UNITY 中，最後輸出的時候

預期希望角色的材質、動作與形狀都能正常表現於遊戲中。

(2) 場景模型

製作模型使用 3DS MAX 軟體進行場景建模，建模完成後匯入 UNITY 中，最後輸出的時候

預期希望場景的材質、形狀與擺設位置都能正常表現於遊戲中。

(3) 遊戲內容設計

遊戲內容是以跑酷為主題，操控角色躲避障礙物並吃到場景中的加分物件和道具為主要的

玩法，撞到障礙物立即停止遊戲並結算分數，預期希望遊戲中的障礙物和加分物件能正常出現與

正常偵測碰撞、物件分數計算累加正常。

(4) VR 虛擬實境

遊戲可以穿戴 VR 虛擬實境裝置，預期希望使用者的遊戲視角能夠正常顯示，讓使用者感覺

仿佛身歷其境，可以及時、沒有限制地觀察三維空間內的事物。

(5) 音效

預期希望遊戲中的各種聲音與音效能如期呈現、音效搭配遊戲場景與角色沒有任何違和感。

(6) 搖桿控制

使用者如果要穿戴 VR，就要使用搖桿進行遊戲控制，搖桿選擇藍芽作為連線的方式，預期

希望操作搖桿能及時在遊戲中做出反應，不要有延遲。

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6. 參考文獻

[1] INMOBI Mobile Gaming Cross-Market Analysis

[2] 台灣人瘋社群！Google 調查：手機依賴居「亞太之冠」

[3] 擴增時境技術與行動載具應用之研究-以情境式學習 APP 為例林穎民

[4] 虛擬現實-維基百科，自由的百科全書

[5] 客網 Eric‧不了解虛擬現實(VR)技術?一次性讓你看個明白虛擬實 Unity (遊戲引擎)-維基百科，

自由的百科全書

[6] 張右緯“UNITY 實戰教學”家魁出版社 2016/06

[7] 邱勇標“Unity 3D 遊戲設計實戰(第二版)”碁峰出版社 2016/12

[8] CG 數位學習網 3DS MAX

[9] Google Cardboard-維基百科，自由的百科全書

[10] Visual Studio 2017-維基百科，自由的百科全書

[11] 三星 Gear VR-維基百科，自由的百科全書

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