儿童安全教育一直是社会各界关注的重点问题,传统的安全教育主要是通过书本教育、多媒体、安全演练等方式,对于儿童而言这种教育过程相对枯燥、乏味。而随着虚拟现实技术的不断发展,通过运用虚拟现实技术结合儿童安全教育开发教育游戏能够让儿童在娱乐的过程中学习知识,提高学习效率以及学习兴趣。目前,已经有基于Flash以及Virtools工具开发的教育游戏,但其真实度不高,交互性相对较差。随着Unity引擎的面世,其完备的引擎功能、高效的开发流程、逼真的画面效果在开发教育游戏上具有很大的优势。本文将对Unity引擎的关键技术进行探讨、研究,并开发一款儿童安全教育游戏。具体工作如下:(1)针对传统的基于光照模型的水着色器存在的菲涅尔反射效果不明显,流动效果不真实的问题,提出了基于Blinn-Phong光照模型的水着色器改进方案。首先,增加边缘计算,通过创建衰减值的方式来增强菲涅尔反射效果。然后通过顶点变换,基于正弦波动态修改网格顶点位置,实现波动效果。实验结果表明改进后的水着色器在效果上优于传统的基于光照模型的水着色器,并能在儿童安全教育游戏中运行良好。(2)针对Unity3D引擎中Dual Lightmaps光照渲染方式中动态游戏对象与静态场景的光影不能较好融合的问题,应用Light Probes,并优化其布设方式,使动态游戏对象与静态场景光影进行协调的实时融合,实现逼真的光影效果。(3)基于Unity3D的粒子系统构建出场景中所需的火焰、烟雾、喷水池特效,运用物理引擎实现车祸的碰撞、地震的物体摇晃效果,使用NGUI插件进行UI界面的制作,结合Mecanim动画系统完成角色的动画状态播放、切换等功能。(4)在上述研究成果的基础上结合儿童安全教育的主题,设计并实现一个功能完整的儿童安全教育游戏。