【文章內容簡介】 要 負責的是地形、健身器材、亭子和小木屋的模型創(chuàng)建、貼圖處理、烘焙以及場景簡單的后期制作。 前期的準備 圖像的采集 材質的處理 使用手機數(shù)碼照相機進行采集 使用PhotoShop 軟件進行材質處理 錦繡花園仿真系統(tǒng)的制作 后期的測試試 檢測自己做的3D 模型是否有不正確的地方 中期的準備 3d 模型的制作 Vrp 的制作作 模型制作作 模型貼圖圖 模型烘焙焙 Vrp 交互功能的制作實現(xiàn) 8 圖 2 功能模塊框架圖 錦繡花園系統(tǒng)統(tǒng) 天氣變幻 鏡頭 音樂 特效切換 退出系統(tǒng) 下雨 下霧 晴天 播放 停止 毛玻璃 老電視 馬賽克 黑與白 關閉特效 東門角色控制 北門角色控制 跟隨 錦繡影院 走廊1 走廊2 游樂場 鵝卵石 9 第 四 章 詳細設計及實現(xiàn) 素材的整理 使用手機和數(shù)碼照相機對我們需要制作的模型進行圖像采集，在圖像采集過程中應保證圖像清晰，并簡要對地形、健身器材、亭子和小屋子進行測量，素材收集好后的工作就是對素材進行整理歸類。 素材的處理 本課題中素材的處理主要用了 Photoshop 中的裁剪工具、縮放工具、旋轉工具、色彩調整 工具 等。使用縮放工 具要注意的是，維持原圖片長寬比例選項確定圖片中畫面是否變形，設置畫布大小為 2? 2?。在處理素材時，采集的圖片太大，附加到模型上有明顯的接縫，因此要處理成無縫貼圖，設置位移大小，將明顯的接縫處用仿制圖章工具就行修改即可。效果圖為圖 圖 4 所示。 圖 3 木板原圖 圖 4 木板處理圖 10 三維場景的實現(xiàn) 模型的創(chuàng)建 模型的 建模方法大致可以分為內置模型建模、復合對象建模、二維圖形建模、網(wǎng)格建模、多邊形建模、面片建模。雖然將其分類，但在建模過程中往往會交互使用幾種不同的建模方法。其中多邊形建模 是比較傳統(tǒng)的建模方法，也是目前使用最為廣泛的一種建模方法 [7]。多邊形建模方法在編輯上更加靈活，對硬件的要求也很低 [8]。 本課題主要分為五部分，第一部分是地形的創(chuàng)建，第二部分是植樹模型的創(chuàng)建，第三部分是健身器材的創(chuàng)建，第四部分是亭子的創(chuàng)建，第五部分是小木屋的創(chuàng)建。在本課題制作中，需要用到 的是 樣條線建模、多邊形建模、復合物體建模等建模方法。 （ 1）地形 由于現(xiàn)實中的地形路面是不規(guī)則且有坡度的，因此在地形建模中主要運用到了 ShapeMerge(圖形合并）工具和 Paint Deformation 工具。 ShapeMerge(圖形合并）工具是能將需制作二維圖形影射到需要影射到的三維圖形的面上面。ShapeMerge 工具的使用 并不是把圖形合并， 二維 圖形還是 保留 在原 先 位置的，具備了線輪廓的分布， 這是在地形上制作馬路、路基等最方便的工具，大大節(jié)約了人力物力，使得馬路、路牙等成了新的模型而且還不會出現(xiàn)閃面的情況，也方便了以后的材質貼圖，不足是用過 ShapeMerge 工具之后的三維模型上會增加許多點和面。效果如圖 5 所示。 圖 5 地行制作 Paint Deformation 工具的使用能將平坦的地面變得有坡度，在 paint deformation 卷展欄，單擊 Pulsh/Pull Value 和 Brush Size,在地塊對象上刷出山體的高度。將 Brush Size 設置小些，對模型進行雕刻，使得坡度圓滑自然，更加接近真實的效果，是制作地形的常用工具。由于 Paint Deformation 工具 11 是在點級別的狀態(tài)下使用，如果想要地形的坡度更加真實接近真實的效果，這就需要地形的長和寬線段數(shù)量加多，不足是這樣也就造成了面數(shù)的增加。效果如圖 6 所示。 圖 6 地塊坡度的完成 （ 6）由于地形是我做一半，我們將地形分為兩份，我做上半部分。用shapeMerge 工具接著確定其他道路的位置以及走廊位置的大概位置。效果如圖7 所示。 圖 7 地形上半部分基本完成 （ 2）植物模型 由于真實場景中植物模型是有多樣性、集群性、不規(guī)則性等特點。這就需要用到 Forest Pack Pro 工具。 Forest Pack Pro 是 ITOO 出品的一款可以讓你在短時間內做出大面積樹林 、 草叢 、 人群等等的插件 [9]。 多樣性是指植物的種類是非常多的，集群性是指往往一個種類的植物會聚集在一個地方。不規(guī)則性是指植物模型的大小、高度、方向都是不一樣的。使用 Forest Pack Pro 工具具有高效性，它能在短時間里就種植出大量的植物模型， 且渲染速度 很 快， 是 12 最受歡迎的 3d 插件之一。在植物模型創(chuàng)建過程主要中運用到了森林插件同時也是植樹模型的核心。不足是用 Forest Pack Pro 工具只能做簡模，中模和實模的創(chuàng)建就不能使用了，效果如圖 8 所示。 圖 8 森林插件設置 現(xiàn)在只種植了一種植物模型，按照以上步驟可以輕易制作出所有的植物模型，最終效果如圖 9 所示。 圖 9 植物模型完成 （ 3）健身器材 接下來制作健身器材，由于健身器材有許多種類，所以我們決定分為四部分，每人做一部分。樣條線建模是常用的 一種建模方式。這是健身器材制作的核心，也是最關鍵的技術。在二維視圖上畫出所需制作模型的形狀，勾選修改面板上的 Rendering 面板上的 Enable In Renderer 和 Enable In Viewport，在類型上根據(jù)所做模型的需要選擇 Radial 或 Rectangular 類型，可渲染線的精 13 細程度，以及線的截面形狀，直徑等參數(shù)，都可以在 Rendering 卷展欄中調節(jié)。用同樣的方法制作出其余的健身器材。用樣條線建模的優(yōu)點是所制作的模型形態(tài)是可變的，在 制作過程 中發(fā)現(xiàn)不適 合還可以進行修改。但是有一點必須注意，即便勾選了渲染線，這個模型 的屬性依然是線條，而不是物體。效果如圖 10所示。 圖 10 渲染樣條線設置 在 Front 視圖中先畫出金屬桿的線條， 用渲染樣條線線建模的最終效果如圖 11 所示。 圖 11 金屬桿制作 Spacing Tool 是在制作間隔等距物體時常用的一個工具。 Spacing Tool的運用使得物體能夠沿著一條事先給定的線做等距運動。優(yōu)點在于節(jié)省了手動排列的時間，而且手動排列還不是等距的，簡化了模型制作的步驟，而且制作 14 出的模型是實例復制，一個修改全部都會發(fā)生改變，這也方便以后的貼圖。效果如圖 12 所示 。 圖 12 陣列物體制作 如此一個健身模型器材做好了，最后的模型效果如圖 13 所示。 圖 13 健身器材 01 模型完成 當然制作健身器材不止這一種方法，用 Loft 放樣 同樣也可以用作健身器材的建模。 如果選取的圖形是用來作為剖面的，就點取 Get Path 如果選取的圖形是用來作為路徑的，就點取 Get Shape。而制作健身器材是選取的圖形是用來作為路徑的。 第一個選取的圖形會留在原地不動 Get Shape 中有三個選項More、 Copy、 Instance 一般選擇關聯(lián)。 當然一般用 Loft 放樣 建的模型產(chǎn)生的面會非常多，這 就需要我們在 Skin Parameters 下的 Shape Steps 和 Path Steps里調值的大小。這樣所建的模型的面數(shù)就會少了很多。 由此我們可以知道，使用渲染樣條線的方法我們也可以輕易地制作出其他的健身器材。 15 （ 4）亭子模型 Symmetry 是用途非常廣泛的工具。 相當于根據(jù)物體的坐標豎了一面鏡子，并且使鏡子里的物體可觸摸，中間會產(chǎn)生一根貫穿的剖線， 在 理論上這根線是焊接完美的。 Mirror 是將物體按鏡向反轉。 Symmetry 也是制作亭子模型的核心部分?？梢允孪仍O置一定的角度如 45 度，再在 Symmetry 工具下的 Mirror 旋轉，一次是無法旋轉完成的所以就需要多使用 Symmetry 工具幾次使其完成一圈，效果如圖 1 15 所示。 圖 14 屋檐一部分的制作 圖 15 屋檐制作 亭子的頂部、底座、柱子的制作可以在在 splines 中選中 box 工具創(chuàng)建。轉化為 Editable Poly 進行修改。 由于亭子頂部把屋檐遮蓋住了，所以應在半透明狀態(tài)下顯示， 最終效果圖為 16 所示。 16 圖 16 亭子模型完成 （ 5）小木屋建模 小木屋沒有用到什么特殊的工具，也沒有什么難點的地方，由于真實場景中小木屋是不規(guī)則的，所以要對小 木屋進行加工修改。還要摳出窗戶以及門的位置，進行擠出。對有特色的地方一定要按照實際效果制作。效果如圖 17 所示。 圖 17 小木屋完成 模型的貼圖 給選定模型添加 材質貼圖 的優(yōu)點在于能使 渲染出來的圖 的效果 更 加 真實。難點在于在貼圖過程中會遇到許多問題。 解決貼圖過程中出現(xiàn)的問題的關鍵在于遵照貼圖要求。 貼圖的 類型主要包括 Opacity（不透明度）貼圖、 Checker（棋盤格）貼圖、Bitmap（位圖）貼圖、 Falloff（衰減）程序貼圖等等。在本系統(tǒng)中主要使用了Opacity（不透明度）貼圖和 Bitmap（位圖）貼圖兩種貼圖類型。 17 在本次課題中，主要用到 UVW Mapping、 UVW Xform 等貼圖方法。 （ 1）接下來就是貼圖部分， 貼圖要求： 1 貼圖尺寸必須為 2? 2?。 2 因為 VRP 軟件不支持多維子材質，所以除有骨骼動畫的角色以外禁止使用多維子材質。 3 在項目中如果多個人都使用同樣一張貼圖的話，不需要 將此貼圖改名，直接使后整合場景時覆蓋 /不覆蓋即可。 4 材質球、材質、模型的命名都要有規(guī)范。如： DCtt柏油馬路、 DCTT柏油馬路 .jpg、 DCjx柏油馬路。這樣命名可以使我們不不會出現(xiàn)要求替換模型的錯誤。 5 UV 分布要合理，避免出現(xiàn)特別大或者特別小的不合理 UV。看一下它的屬性，有幾種 UV 的方式可以選擇，根據(jù)物體的形狀選擇合適的方式，一般情況下筆者選擇 Box[長方體 ]方式，它可以對 x,y,z 軸方向的 UV 進行校正。效果如圖18 所示。 圖 18 UVW Mapping 材質 6 透明貼圖推薦使用 .PNG 格式，場景中的植物模型大多數(shù)都是透明貼圖。按快捷鍵 M 打開材質編輯面板，將處理好的材質貼圖拖到材質球上，將 Diffuse后面的 M 拖到 Opacity 上，跳出對話框選擇 Copy，打開 Opacity 的控制面板，勾掉 RGB Intensity,勾選 Alpha；再將材質球附加到模型上。效果圖如 19 所示。 18 圖 19 Png 貼圖 模型的烘焙 烘焙就是將 3ds Max 場景中的燈光效果通過烘焙操作以貼圖的方式導入到VRP 編輯器中，從而得到一個具有真實光影的 VR 場景效果 [10]。 在烘焙場景前，須執(zhí)行以下幾 項操作： 烘焙前，用戶必須先對場景各個角度進行渲染，通過渲染的效果圖判斷場景中的燈光效果怎么樣。如何渲染效果不好。烘焙后場景里的光影效果也不會理想。 這樣導入 VRP 中的效果也不會理想。 烘焙后的模型貼圖名稱由“模型名稱 +烘焙類型（ Completemap 或Lightingmap） +.tga”組成，所以前期的模型名稱不能重名。 CompleteMap、 LightingMap 兩種 。下面進行CompleteMap 與 LightingMap 的區(qū)別分析。效 果圖如 表 3 所示。 烘焙方式 優(yōu)點 缺點 CompleteMap 烘焙出的貼圖光感好，更接近真實效果圖。 要達到好的貼圖效果就要增大貼圖尺寸否則會很模糊，耗顯存高 LightingMap 貼圖清晰，可以清晰的保留材質的紋理。 支持的材質范圍小，光感弱 表 3 烘焙方式圖 、重面等現(xiàn)象。 烘焙前還有一個特別重要的操作就是將場景中的所有模型導入 VRP 編輯器中，通過在場景中漫游檢查場景中的模型是否存在破面、重面 、 等現(xiàn)象 [11]。如果烘焙后才發(fā)現(xiàn)這些問題， 那么就 需要重新烘焙，重新導入，以至于工作 量增加，工作效率降低。 烘焙模型之前要給場景中的模型進行分層處理，一般按照模型的的大小進 19 行分層。選擇烘焙模型，按快捷鍵 0 彈出一個界面，在 Output 修改烘焙圖片的保存路徑，將 Padding 設置為 6，在 Output 中添加 LightingMap 烘焙類型，打開 Baked Material 卷展欄，將 Save Source To Baked 類型修改為 Create New Baked,并在下拉菜單中選擇 Standard:Blinn,Threshold Angle 設置為 60，