基于udk的虚拟现实技术在室内设计中的应用与研究

《基于udk的虚拟现实技术在室内设计中的应用与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于UDK的虚拟现实技术在室内设计中的应用与研究刘康平（上海应用技术学院，上海201418）摘要：本文介绍了目前主流的可视化开发工具，结合3dsMax和UDK（UnrealDevelopmentKit）的虚拟现实技术问题进行了研究，以一个客厅样板房为实际参考模型，探讨了三维场景管理、材质及模型导入等关键问题。重点介绍三维场景中烘焙贴图的制作方法和用UDK实现漫游功能的技术问题，最终实现了一个三维虚拟样板房漫游系统，能使客户直观的了解设计方案和切实效果，在室内设计领域内有着极其巨大的应用前景。关键词：UDK；虚拟现实技术；室内设计；漫游中

2、图分类号：TP311.52文献标识码：A文章编号：1007-9599(2012)18-0001-04当今的房地产业发展十分成熟，随之带动室内设计行业的竞争激烈，传统的平面效果图、沙盘模型、样板房及漫游动画已不能满足消费者的需求，作为一种最直观的设计表现的技术手段，虚拟现实技术已经成为设计师和客户交流沟通、展示的平台，与传统的设计表现方法相比，设计方案的交流更为高效，能更好的满足客户要求等特点。虚拟现实技术也将成为室内设计表现和展示的最佳方式。1设计软件介绍1.1UDK（UnrealDevelopmentKit）UDK是基于Unreal3

3、引擎（虚幻游戏引擎第三代）的免费版开发工具，是一套为DirectX9/10PC、Xbox360、PlayStation3平台准备的完整的游戏开发构架，支持64位HDR高精度动态渲染、多种类光照和高级动态阴影特效，可以在低多边形数量(通常在5000~15000多边形)的模型上表现出数百万个多边形模型才有的高精度，这样就可以用最低的计算资源做到极高画质渲染，符合虚拟场景的真实感要求。在本次研究中，笔者运用UDK进行室内虚拟场景构建及场景浏览功能的实现，是体现虚拟现实技术的最佳工具之一。1.23dsMax3dsMax是3DStudioMax软

4、件的简称，是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。2漫游系统的制作流程本次研究主要是针对虚拟现实技术的讨论与研究，笔者在一套现成的三维室内客厅模型素材的基础上，进行针对性的修改与制作以适应虚拟现实系统的需求。模型包括地板、墙壁、地板等主体部分形成客厅和餐厅的格局，配合沙发、茶几、餐桌、饰品等模型丰富场景的细节。本系统开发流程如图2.1所示。本系统采用3dsMax、Photoshop、CrazyBump等工具构建三维场景，利

5、用UDK实现场景漫游。具体工作步骤包括三维模形的修改、模型UV（贴图坐标）的分展、光影贴图的烘焙、法线贴图的制作、模型与贴图的导出、UDK静态模型及贴图的导入、UDK材质的制作、UDK虚拟场景搭建、场景漫游实现等。3系统制作流程的关键技术3.1模型素材的修改（1）模型面数的简化。本次研究的三维室内模型雏形是一套现成的max高精度模型，整体模型的面数高达84万个面，由于原模型是以制作并渲染一张平面的效果图为目的，面数的高低对于单帧的效果图渲染来说并没有什么问题；但是作为以实时渲染为渲染核心的虚拟现实技术来讲，并且只是表现一个室内客厅的小场

6、景，84万个面过高了，显然增加了硬件的负担，成为累赘。所以，原模型面数必须“瘦身”。以一个三人长发为例，原模型的面数大约5.6万个三角面，在保证原模型整体形态不变的前提下，尽量减少多余的面数，最终将其控制在1万面左右。面数简化的方法主要有两个：一是删除不起造型作用或作用不明显的面所在的线段；二是删除看不到的面，如沙发的底面和坐垫的底面等，如图3.1。图3.1删除多余的面（2）模型UV的修改.为了正确的显示贴图纹理，每个原模型都制定有一套UV（贴图坐标），但满足不了之后灯光贴图的烘焙要求，所以需要为每个模型增加制定一套图2.1系统的制作流

7、程无重叠的ＵＶ，同时有又要保留原有的ＵＶ，其方法是为模型增加一个新的贴图通道“2”（默认的贴图通道为“1”），在“2”通道中运用“uvw展开”命令展平ＵＶ，如图3.2。这样，场景的模型既拥有表现贴图纹理的UV，又有表现灯光贴图的UV，并且两套UV并不冲突。这种“复合UV”的技术在当今的游戏领域十分流行，比较先进。最后，将修改好的模型逐个导出为ASE模型文件，该格式是之后的UDK引擎支持的模型格式。中，贴图烘焙技术就是一个很好的解决方法，烘焙技术可以将VRay的光照信息渲染成贴图，得到的贴图就拥有较好的灯光效果，同时支持在UDK引擎中的使

8、用，使得能在UDK中体现VRay级别的光影效果。如图3.3图3.3地板的纹理贴图和烘焙的Vray灯光贴图以地板模型为例，贴图烘焙的基本方法是：1）在max文件中，选中地板模型，按快捷键“0”弹出的烘焙命令面