基于UE4引擎的三維校園空間交互展示設(shè)計探析

基于UE4引擎的三維校園空間交互展示設(shè)計探析摘要：虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)近幾年來發(fā)展的如火如荼，而實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主流引擎—UE4被許多行業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用，并備受贊譽。它的實時渲染效果真實，物理屬性逼真，且代碼開發(fā)難度相對低，為游戲的開發(fā)和虛擬交互漫游的呈現(xiàn)提供了更為便捷的手段。因此UE4不僅作為一種技術(shù)手段更是一場技術(shù)革命。關(guān)鍵詞：UE4引擎;VR;技術(shù)革命;校園文化;一、三維動畫的市場調(diào)研(一)三維動畫的發(fā)展現(xiàn)如今,三維動畫在不同國家都得到了不同程度的發(fā)展并且作為一種文化產(chǎn)業(yè)受到了巨大的關(guān)注。并且隨著國家社會科學(xué)技術(shù)與文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,三維動畫已經(jīng)發(fā)展成為一種占據(jù)全球化的大型產(chǎn)業(yè),它不僅推動了經(jīng)濟的發(fā)展,也給社會的發(fā)展帶來了巨大的影響力。三維動畫與二維動畫相比極大的減少了繁雜重復(fù)的手工勞動,它主要依靠電腦軟件技術(shù),在虛擬的三維空間中,搭建模型,放置貼圖與材質(zhì),創(chuàng)建不同類型的點光源,并給這些物體Key動畫使它們在三維空間中運動,最后通過給場景構(gòu)建的攝像機來拍攝整個運動過程最后渲染和生成真實的三維畫面。最終呈現(xiàn)的效果不僅畫面真實,角色生動,更重要的是它能展現(xiàn)現(xiàn)實無法見到的玄幻畫面(如尋夢環(huán)游記等),并深受觀眾的歡迎,而且所帶來的經(jīng)濟效益和文化影響力是空前的,能有效地推動力社會文化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。(二)三維動畫的現(xiàn)狀三維動畫技術(shù)相對國外落后,通過生活觀察可以發(fā)現(xiàn)中國三維動畫技術(shù)對比國際還存在著一定的差距。三維制作技術(shù)(3DMAX/MAYA)是三維動畫制作的核心部分,而三維技術(shù)是從國外開始發(fā)展的,在國外傳承發(fā)展的時間更久,因此從目前的差距來看中國三維產(chǎn)業(yè)比之國外的三維動畫技術(shù)還相對的落后,所以技術(shù)上的落后導(dǎo)致了我們國家三維動畫的整體落后。(三)中國三維動畫發(fā)展前景展望現(xiàn)如今從國內(nèi)三維動畫發(fā)展現(xiàn)狀上看,存在著一些棘手而且需要解決的問題,但是隨著社會的發(fā)展三維技術(shù)的逐漸進(jìn)步以及人們消費觀念的改變,這些狀況有待改變。二、虛幻引擎4(一)什么是虛幻4虛幻引擎4是用于研發(fā)第三方游戲最多的引擎之一,也是目前世界最知名、授權(quán)最廣的頂尖游戲引擎。UE4是由EpicGames公司發(fā)布的,具有渲染速度快、物理屬性逼真、流暢度高等優(yōu)點。而且由于UE4渲染效果強大,所以它不僅可制作大型精美的游戲,同樣適用于建筑漫游的交互展示。(二)UE4的優(yōu)點15年之前,VR還只是一少部分人可以接觸到的產(chǎn)品,但是短短一年時間VR就發(fā)展成了炙手可熱的商業(yè)化的產(chǎn)品,現(xiàn)如今正是VR的發(fā)展的大時代,并且隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)達(dá)以及商業(yè)模式的轉(zhuǎn)變,促進(jìn)視覺特效的進(jìn)步發(fā)展。1.平臺優(yōu)勢首先UE4平臺專門為設(shè)計師等非編程類人員打造了可以用藍(lán)圖編寫程序的節(jié)點,開發(fā)者只需要拖拽節(jié)點寫一套邏輯思維圖或者是定制C++代碼就可以開發(fā)自己想要的游戲交互內(nèi)容,總之UE4是開發(fā)VR的主流引擎,它是重量級的,不僅適合大型游戲項目,更適合虛擬場景空間的漫游。2.UE4具體操作優(yōu)勢(1)精確度高。(2)難度相對低。(3)交互好。(三)選擇UE4的原因UE4由于畫面效果好,與游戲相比,更適合做建筑場景交互漫游一類的,因為游戲是用來玩的,而場景的漫游是用來體驗的。三、設(shè)計流程(一)三維場景建模因為我們的畢業(yè)設(shè)計是以UE4引擎為基礎(chǔ)的三維校園空間交互展示,不同于一般單純的三維動畫,UE對于模型的要求更高,所以模型在制作工程中需要有好多注意的細(xì)節(jié),在選用模型的時候,有些精度非常高級的模型就需要重新拓?fù)涞玫絻?yōu)化精簡的模型,并且根據(jù)實際情況選擇單面或者雙面,這樣才是符合UE4的要求的。有了模型制作的經(jīng)驗在后期做模型的速度和效率大大的提升了。(二)模型的優(yōu)化與UV修改在建模初期由于沒有什么經(jīng)驗,導(dǎo)致了小部分的模型發(fā)現(xiàn)用不了,和面數(shù)過于多的情況,這些不能用的模型的修改都無疑的加大了我們小組成員的工作量,為了避免材質(zhì)的拉伸一定要做好UV的修改,我們整個場景中用了兩種方法,一種是UV映射,另一種就是UV展開。宿舍樓用的是UV映射同時也是用的最多的方法,映射也就是通過調(diào)整貼圖材質(zhì)的重復(fù)率來避免模型的拉伸。以上這些都做好模型在導(dǎo)入UE4的時候才能達(dá)到最好的實時預(yù)覽效果。(三)模型的導(dǎo)入與測試對于模型的導(dǎo)入這一部分屬于UE4的基本操作,這個比學(xué)習(xí)和進(jìn)行模型的修改以及對模型的重新拓?fù)浜煤芏?。并且模型的?dǎo)入屬于模型與UE接觸的第一部,UE4是基于ABC文件和FBX文件的導(dǎo)入,只要先在軟件中建立一個文件夾,命好名字,然后IMPORT導(dǎo)入模型即可導(dǎo)入模型時,對遠(yuǎn)處的物體采取最少量的布線去解決,對于近處的景物用多得線條去完善物體。導(dǎo)入模型還可以選擇物體的動態(tài)網(wǎng)格,動態(tài)網(wǎng)格能檢查模型是否有問題。(四)光源設(shè)定光源在場景起到的作用很重要,首先有了光源才能分辨場景中所要表現(xiàn)的時間段,而且光源在一定程度上起到了修飾空間場景的辦法,光源放置在天空球中,并可以根據(jù)自己的設(shè)想配合點綴一些cloud,可以使三維視界更加的豐富。(五)模型的材質(zhì)材質(zhì)主要分為一些常用的變量和一些算法,材質(zhì)其實就是一些表達(dá)式的參數(shù)。一種物體被賦予一種材質(zhì)也就是被賦予了一種參數(shù),只是另外的一種名稱而已,如果兩種的參數(shù)是一樣的那么表達(dá)式的數(shù)值也是一樣的,也可以在這個數(shù)值上可以對參數(shù)進(jìn)行更高級的設(shè)置,如果修改參數(shù)那么這個參數(shù)將會被覆蓋。(六)場景的交互與完善把三維場景的東西導(dǎo)入虛擬引擎,把貼圖材質(zhì),UV,交互做好,剩下的就是場景里面的植被和小物體補充完善。虛擬場景中小物體的補充也很關(guān)鍵,一般在制作模型的過程中,相同的模型只需要制作一個,這樣可以縮短模型制作的周期,而且在模型整理優(yōu)化的階段也會省去不少工夫。(七)角色的放置UE4中的角色與視角分為好幾種類型,視角分為第一人稱視角,第二人稱視角與第三人稱視角,角色有好幾種,手槍、汽車等,而我們所選取的是小白人的角色,屬于第三人稱視角。之所以選擇這個角色是因為能更好地看到空角色與建筑物之間的交互,在場景中放置一個空角色,然后設(shè)置好參數(shù),按演示小白人就可以進(jìn)入搭建好的虛擬場景中,可以觸控W、A、S、D加上鼠標(biāo)左鍵就能夠在虛擬空間中任意的演示角色。(八)相機的放置UE4中放置相機的目的在于為最后的視頻剪輯、合成來服務(wù),所以相機怎么放置非常關(guān)鍵。在UE4中把相機節(jié)點調(diào)出來,設(shè)置想要的秒數(shù),然后在第一幀和最后一幀打上關(guān)鍵幀,點擊上下左右就可以進(jìn)行位置變換,在UE4中放置攝像機并不難,關(guān)鍵是想要拍什么樣的鏡頭。(九)分鏡頭設(shè)計