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浦和红钻主场上座:基于UE4引擎的三維校園空間交互展示設計探析

時間:2019-10-08 10:27作者:任可欣 張琪
本文導讀:這是一篇關于基于UE4引擎的三維校園空間交互展示設計探析的文章,UE4是由Epic Games公司發布的,具有渲染速度快、物理屬性逼真、流暢度高等優點。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。

日本浦和红钻主场 www.tczvwo.com.cn   摘    要: 虛擬現實(VR)技術近幾年來發展的如火如荼,而實現虛擬現實技術的主流引擎—UE4被許多行業領域推廣應用,并備受贊譽。它的實時渲染效果真實,物理屬性逼真,且代碼開發難度相對低,為游戲的開發和虛擬交互漫游的呈現提供了更為便捷的手段。因此UE4不僅作為一種技術手段更是一場技術革命。

  關鍵詞: UE4引擎; VR; 技術革命; 校園文化;

  一、三維動畫的市場調研

  (一)三維動畫的發展

  現如今,三維動畫在不同國家都得到了不同程度的發展并且作為一種文化產業受到了巨大的關注。并且隨著國家社會科學技術與文化產業的發展,三維動畫已經發展成為一種占據全球化的大型產業,它不僅推動了經濟的發展,也給社會的發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的手工勞動,它主要依靠電腦軟件技術,在虛擬的三維空間中,搭建模型,放置貼圖與材質,創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。最終呈現的效果不僅畫面真實,角色生動,更重要的是它能展現現實無法見到的玄幻畫面(如尋夢環游記等),并深受觀眾的歡迎,而且所帶來的經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業的發展。

  (二)三維動畫的現狀

  三維動畫技術相對國外落后,通過生活觀察可以發現中國三維動畫技術對比國際還存在著一定的差距。三維制作技術(3DMAX/MAYA)是三維動畫制作的核心部分,而三維技術是從國外開始發展的,在國外傳承發展的時間更久,因此從目前的差距來看中國三維產業比之國外的三維動畫技術還相對的落后,所以技術上的落后導致了我們國家三維動畫的整體落后。

  (三)中國三維動畫發展前景展望

  現如今從國內三維動畫發展現狀上看,存在著一些棘手而且需要解決的問題,但是隨著社會的發展三維技術的逐漸進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是用于研發第三方游戲最多的引擎之一,也是目前世界最知名、授權最廣的頂尖游戲引擎。UE4是由Epic Games公司發布的,具有渲染速度快、物理屬性逼真、流暢度高等優點。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。
 

基于UE4引擎的三維校園空間交互展示設計探析
 

  (二)UE4的優點

  15年之前,VR還只是一少部分人可以接觸到的產品,但是短短一年時間VR就發展成了炙手可熱的商業化的產品,現如今正是VR的發展的大時代,并且隨著網絡技術的發達以及商業模式的轉變,促進視覺特效的進步發展。

  1. 平臺優勢

  首先UE4平臺專門為設計師等非編程類人員打造了可以用藍圖編寫程序的節點,開發者只需要拖拽節點寫一套邏輯思維圖或者是定制C++代碼就可以開發自己想要的游戲交互內容,總之UE4是開發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、設計流程

  (一)三維場景建模

  因為我們的畢業設計是以UE4引擎為基礎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節,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撲得到優化精簡的模型,并且根據實際情況選擇單面或者雙面,這樣才是符合UE4的要求的。有了模型制作的經驗在后期做模型的速度和效率大大的提升了。

  (二)模型的優化與UV修改

  在建模初期由于沒有什么經驗,導致了小部分的模型發現用不了,和面數過于多的情況,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,映射也就是通過調整貼圖材質的重復率來避免模型的拉伸。以上這些都做好模型在導入UE4的時候才能達到最好的實時預覽效果。

  (三)模型的導入與測試

  對于模型的導入這一部分屬于UE4的基本操作,這個比學習和進行模型的修改以及對模型的重新拓撲好很多。并且模型的導入屬于模型與UE接觸的第一部,UE4是基于ABC文件和FBX文件的導入,只要先在軟件中建立一個文件夾,命好名字,然后IMPORT導入模型即可導入模型時,對遠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。導入模型還可以選擇物體的動態網格,動態網格能檢查模型是否有問題。

  (四)光源設定

  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,并可以根據自己的設想配合點綴一些cloud,可以使三維視界更加的豐富。

  (五)模型的材質

  材質主要分為一些常用的變量和一些算法,材質其實就是一些表達式的參數。一種物體被賦予一種材質也就是被賦予了一種參數,只是另外的一種名稱而已,如果兩種的參數是一樣的那么表達式的數值也是一樣的,也可以在這個數值上可以對參數進行更高級的設置,如果修改參數那么這個參數將會被覆蓋。

  (六)場景的交互與完善

  把三維場景的東西導入虛擬引擎,把貼圖材質,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,然后設置好參數,按演示小白人就可以進入搭建好的虛擬場景中,可以觸控W、A、S、D加上鼠標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,所以相機怎么放置非常關鍵。

  在UE4中把相機節點調出來,設置想要的秒數,然后在第一幀和最后一幀打上關鍵幀,點擊上下左右就可以進行位置變換,在UE4中放置攝像機并不難,關鍵是想要拍什么樣的鏡頭。

  (九)分鏡頭設計

  分鏡頭設計是每個影片都所需要的,分鏡是指導拍攝進行下去的必要階段,我們的作品雖然是虛擬現實類型的,但是基于我們主要搞的是建筑場景交互漫游,所以為了能更好地觀看,需要給它設計一定的分鏡頭來指導我們的鏡頭的拍攝,設計更好地故事情節,目的是為了讓別人看懂我們的作品,從而呈現出更美的鏡頭效果。

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