在虚拟现实方面，选择了简单地形制作作为实战项目。通过学习使用VR开发工具和引擎，逐步掌握地形建模、材质贴图和光照设置等基本技能，并成功制作了一个具有真实感和沉浸感的地形场景。这个实战项目不仅提升了我们对虚拟现实技术的认知和实践能力，还让我们体验到了创造虚拟世界的乐趣和挑战。

学习目标

【掌握层次】

熟练操作至少一种 VR 地形制作工具（如 Unity 的 Terrain 系统、Unreal Engine 的 Landscape 工具）的核心功能，包括地形生成、高度调整、纹理绘制。

掌握 VR 地形中光照、植被、水体等元素的添加与参数调试方法，确保地形场景符合 VR 交互的视觉与性能要求。

掌握 VR 地形导出与适配 VR 设备的基本流程，能解决导出过程中常见的模型格式错误、性能卡顿问题。

 

【理解层次】

理解 VR 地形制作中 “高度图”“灰度图” 的原理与作用，能根据需求选择或修改对应的图像文件调整地形起伏。

理解 VR 场景中地形分辨率、多边形数量与设备性能的关系，能在视觉效果与运行流畅度间找到平衡。

理解 VR 地形与交互逻辑的结合方式，如地形碰撞检测、角色在地形上的移动规则。

 

【了解层次】

了解当前主流的 VR 地形制作工具及其各自优势（如 Unity 适合快速开发、Unreal Engine 适合高画质场景）。

了解 VR 地形制作在游戏开发、虚拟仿真、教育培训等领域的典型应用案例。

了解 VR 地形制作的行业发展趋势，如 AI 辅助地形生成、实时动态地形技术等。

教学内容(包括基本内容、重点、难点)：

【基本内容】

1. VR 地形制作基础认知

◦ 介绍 VR 地形的定义与特点（三维空间感、交互性、沉浸感）。

◦ 展示 VR 地形在不同领域的应用案例（如虚拟游戏地图、地理教学地形、建筑规划地形）。

◦ 梳理 VR 自制地形的核心流程：需求分析→工具选择→地形生成→元素添加→优化导出→设备适配。

1. 核心工具操作教学（以 Unity Terrain 系统为例）

◦ 地形创建：新建 Terrain 对象，设置地形尺寸、分辨率等基础参数。

◦ 地形编辑：使用 “升高 / 降低”“平滑”“侵蚀” 工具调整地形起伏，结合高度图快速生成特定地形（如山脉、平原）。

◦ 纹理与细节添加：导入地形纹理贴图（草地、岩石、泥土），使用 “纹理绘制” 工具划分地形区域；添加植被（树木、花草）与水体，设置植被密度、水体透明度等参数。

◦ 光照与氛围设置：添加 Directional Light（平行光）模拟太阳光照，调整光照角度、强度；使用 Skybox（天空盒）营造天空效果，增强场景沉浸感。

1. VR 适配与导出

◦ 性能优化：讲解 LOD（细节层次）技术在地形中的应用，降低远距离地形的多边形数量；删除冗余元素（如重叠植被），减少设备运行负担。

◦ 导出设置：选择适合 VR 设备的模型格式（如 FBX），设置导出选项（包含纹理、动画信息）；连接 VR 设备（如 Oculus Quest），测试地形在 VR 环境中的交互效果（如角色行走、视角切换）。

【重点及解决方案】

1. VR 地形核心工具的熟练操作：尤其是 Unity Terrain 系统中地形编辑、纹理绘制、植被添加的步骤与技巧。

2. VR 地形的性能优化策略：根据 VR 设备的性能限制，调整地形分辨率、多边形数量、纹理精度等参数，确保场景流畅运行。

重点解决方案

1. 工具操作强化训练

◦ 采用 “演示 + 实操” 结合模式：教师通过屏幕共享演示工具操作步骤，标注关键按钮与参数（如 Unity 中 Terrain 工具的 “Brush Size”“Strength” 参数），同时学生同步打开软件跟随操作，实时解决操作疑问。

◦ 设计阶梯式实操任务：从 “创建简单平原地形” 到 “制作包含山脉、河流、植被的复杂地形”，逐步提升操作难度，每完成一个任务进行小组内互评，教师针对共性问题集中讲解。

1. 性能优化案例教学

◦ 展示正反案例：对比 “未优化导致卡顿的地形” 与 “优化后流畅运行的地形”，直观呈现性能差异；分析未优化地形的问题（如高分辨率纹理过多、植被密度过高），讲解对应的优化方法。

◦ 提供优化 checklist：整理 VR 地形优化的关键要点（如地形分辨率不超过 2048×2048、单块地形植被数量不超过 5000 株、纹理压缩格式选择 ETC2），学生在完成地形制作后对照 checklist 进行自检，教师随机抽查并指导调整。

【难点及解决方案】

1. 基于高度图的复杂地形精准制作：理解高度图的灰度值与地形起伏的对应关系，能通过修改高度图实现预期的地形形态（如特定形状的山脉、峡谷）。

2. VR 地形与交互功能的协同适配：确保地形的碰撞检测正常，角色在 VR 环境中能顺畅地在地形上行走、攀爬，且无视觉错位（如角色脚部穿透地形）。

难点解决方案

1. 高度图制作拆解教学

◦ 原理可视化讲解：使用图像编辑软件（如 Photoshop）打开高度图，展示 “白色区域对应地形高点、黑色区域对应低点、灰色区域对应平缓地带”，通过拖动灰度滑块实时演示地形起伏变化，帮助学生建立灰度值与地形形态的关联认知。

◦ 分步制作练习：先让学生使用在线高度图生成工具（如 Terrain.party）生成简单高度图，导入 VR 工具查看地形效果；再引导学生用 Photoshop 手动修改高度图（如用画笔涂抹白色区域创建山脉），反复测试调整，直到生成符合要求的地形，教师一对一指导修改细节。

1. 交互适配实操调试

◦ 搭建基础交互框架：提供预设的 VR 角色控制器脚本（如 Unity 中的 Character Controller 组件），讲解脚本中与地形交互相关的参数（如 “Step Offset”“Skin Width”），学生将脚本挂载到角色对象上，初步实现角色在地形上的移动功能。

问题排查引导：针对常见的交互问题（如角色穿透地形、爬坡时卡顿），列出可能的原因（如碰撞体设置错误、角色控制器参数与地形高度不匹配），引导学生通过 “修改参数→测试效果→排除错误” 的流程自主排查解决，教师记录典型问题并在课堂上统一讲解排查思路。