美術資源導入虛擬現實引擎的方法研究

摘 要 在虛擬現實引擎的使用過程中，美術資源的整合和對接尤為重要，提升整體的制作效率，都將直接影響著項目制作周期和效果。利用小物件使用完整貼圖模式或者普通天光烘培方式，大場景利用高級渲染器功能，多通道制作烘培貼圖的方式，結合無縫貼圖和重復貼圖的使用，并在引擎里完美的加載，更好的闡述了美術資源在中期制作中的重要性。

【關鍵詞】虛擬現實 美術資源 烘焙貼圖

1 虛擬現實概述

眾所周知，近年來，虛擬現實技術特別是虛擬漫游技術已經廣泛應用于各行業的多個領域，如虛擬數字城市、工業產品展示、虛擬教育訓練、虛擬建筑室內外設計、測試游戲開發等。目前，虛擬現實市場中比較主流的制作軟件有virtools，unity，VRP，quest3D等。在虛擬軟件的具體實際制作中，有一些經驗想與大家在此分享，希望能幫助大家更高效快捷的完成教學課程和項目制作。

2 美術資源準備

在導入虛擬現實引擎之前，美術資源包括模型，貼圖，動畫，聲音都需要在外部軟件制作，主流使用的圖形和音效軟件包括photoshop ，3ds max，cooledit等。在具體運用中，三維軟件需導出固定的格式或者使用插件與引擎進行對接， 在此文章中的導入均默認為3ds max軟件。

在模型制作方面最好使用三角面和四邊形面進行創建，這樣能有效的避免在三維虛擬現實引擎中出錯問題。在導出前確定合并與分離的需求，目前引擎不具備編輯美術資源功能，使用Reset Xform命令重設XYZ軸向和多邊形的法線信息。

模型需要貼圖來給予生機與色彩，在貼圖搜集過程中，重復的貼圖尤為重要，雖然互聯網上貼圖資源庫非常強大，但在具體使用過程中，貼圖需要按照自己想法進行修改和制作，需要使用photoshop濾鏡中的位移命令來進行貼圖重復性制作。例如，本身為512*512的貼圖，裸眼無法識別此貼圖是否無限延續，位移256個單位就能看出端倪，如果貼圖無縫將不會出現任何的問題，如果出現明顯的接縫，需要使用仿制圖章工具或者修補工具進行涂抹編輯。

涉及到復雜材質，使用shell material殼材質和Mulit/sub object多維子材質，在這里說的殼材質是用來表現烘焙貼圖的效果展示，多維子材質則是為了在引擎中能夠更多的使用重復貼圖保證在引擎里的紋理清晰。

3 貼圖烘焙技術

將渲染出來的圖作為貼圖再反貼回去，這就叫貼圖烘焙技術。在3dsmax中的烘焙貼圖可以使用默認渲染器和高級渲染器兩種。

使用默認的渲染器，打開燈光菜單中的默認skylight天光，并打開cast shadows投射陰影項，并可以投射比較柔和的天光效果，這樣的方法可以制作一些場景中單獨的體積比較小的物件，包括電腦，座椅，沙發，柜子等，因為它們有光感，有小的細節變化，但不會整體的影響到大的場景效果，也能夠局部的去控制貼圖的尺寸和效果。如果要導入引擎需要烘焙，選物件，打開鍵盤0鍵render to texture渲染到貼圖，并確定烘焙的是你分好的1通道UV還是電腦將要幫你分的3通道UV，選擇貼圖發布類型為completemap完整貼圖模式，保存文件，路徑和調節padding溢出像素加大值，完成后點擊render渲染得到貼圖并點擊吸管去拾取視圖中物件，材質球變成shell殼材質。

如果使用高級渲染器vray烘焙，理念大致相同，如果模擬太陽光照，使用Target Direct平行光束，點擊選擇vray shardow投射影子，選擇F10打開渲染設置，打開vray間接照明渲染選項，為了提升速度調節參數樣式為低，并勾選全局環境光設置，完成基礎設置后，后面步驟大致同上。

兩種引擎都能夠接受多通道的貼圖，只是支持形式不同而已，在為virtools做準備具體步驟中選擇已經賦予完成的材質模型，給多維子材質到物件，烘培到殼材質，上部材質球用不同貼圖為1通道的多維材質，下部分用3通道使用計算機自動計算的高級渲染器烘焙的completemap。在為unity做準備的具體步驟中不能夠依附于殼材質，需要依靠一個模型付兩套UV的方式，首先同樣也是對1通道來進行多維子材質的指定，為了得到物件的燈光貼圖，效果更好，使用烘焙選項中的vray燈光貼圖，并且在設置好vray參數后，取消全局開關選項中貼圖項的勾選，烘焙完成的貼圖是一張有陰影變化與顏色溢出的圖片，此圖可以按照需要在Photoshop中調節變成灰度圖或者增加對比度等調節。

4 導出到引擎

virtools軟件中能夠很好的支持殼材質和多維子材質，unity軟件則只支持多維材質，不支持殼材質。將完成的模型選擇導出項，選擇格式NMO，出現的對話框中選擇導出成物件，選擇路徑為創建工程文件，在引擎視圖中打開NMO物件，直接能夠識別陰影和底部的紋理，可以通過右鍵菜單查看材質設置項，通過點擊網格發現顯示通道中多了一層，這就是3通道烘培的圖片。unity導入前，視圖中為通道為1的多維子材質物件，直接導出格式為FBX到工程文件Assets下，點擊物件右側出現的材質類型選擇中選legacyshader傳統著色器-lightmapped燈光貼圖項-vertexlit頂點光照項，lightmap中選擇加載3通道的烘焙貼圖。

解決了一些關于貼圖重復與光影烘培之間的問題，可以說制作項目的效率和精度均可以得到提升，同時，也更加便于修改美術資源和控制在虛擬現實引擎中最后想要達到的效果。

參考文獻

[1]李勛祥.虛擬現實技術與藝術[M].武漢：武漢理工大學出版社，2007.

[2]王博.淺析虛擬現實技術與新媒體藝術結合[J].科技致富向導，2011（21）：97.

[3]鄒湘軍，孫健，何漢武等.虛擬現實技術的演變發展與展望[J].北京：系統仿真學報，2004.

[4]武亞峰，林在康等.基于虛擬現實技術在數字化礦井系統[J].徐州：煤炭科技，2009.

作者簡介

邵東（1982-），男，貴州省凱里市人。碩士學位。現為大連東軟信息學院講師。主要研究方向為三維動畫設計、游戲美術設計及虛擬現實設計。

作者單位

大連東軟信息學院 遼寧省大連市 116023endprint