室內效果圖與虛擬現實三維建模對比分析

李世和

摘要：以3Ds Max軟件為三維建模工具，以Unity 3D軟件為虛擬游戲引擎工具，分析了室內設計效果圖三維建模的特點與要求，探討了室內虛擬現實展示對三維模型的要求，著重對比分析兩者對模型面數、模型質量、比例、坐標等的差異。

關鍵詞：效果圖三維建模;虛擬現實三維建模;3Ds Max;Unity 3D

中圖分類號：TP391? ? 文獻標識碼：A? 文章編號：1009-3044（2018）35-0205-02

Abstract： Taking the 3Ds Max software as the three-dimensional modeling tool and the Unity 3D software as the virtual game engine tool， this paper analyses the characteristics and requirements of the three-dimensional modeling of the interior design effect drawing， discusses the requirements of the three-dimensional model for the interior design virtual reality display， and emphatically compares and analyses the differences between the two on the surface number， quality， proportion and coordinates of the model.

Key words： renderings 3D modeling; virtual reality 3D modeling; 3Ds Max; Unity 3D-

三維寫實效果圖是現今建筑、室內設計行業設計方案的主要展示方式之一，以寫實、精美的畫面傳達設計信息，給人直觀感受。隨著科技的發展，虛擬現實的展示方式也逐漸推廣應用開來，如現今很多樓盤的樣板間都以虛擬現實的展示方式呈現給客戶，其真實模擬空間信息并互動串聯各個空間讓客戶如身臨其境，切實感受空間的特點及具體細節，但目前虛擬現實的表現成本還是比效果圖表現方式成本高，虛擬現實的表現方式也沒有替代效果圖的表現方式，而是表現為根據市場需求選擇最合適的展示方式。

因為室內設計方案展示方式的多樣化，要求從業人員及相關專業的學生學習新的知識技能以適應市場變化。這其中室內設計效果圖表現與室內設計虛擬現實展示是目前這些人群的主要學習方向。他們在學習過程中都面臨效果圖與虛擬現實表現的三維建模差異問題，本文以3Ds? Max軟件為三維建模基本工具、以Unity 3D軟件為虛擬現實互動引擎工具進行技術分析，主要著眼于對效果圖與虛擬現實的三維建模技術進行比較，通過對比分析，進而更深入了解這兩種表現方式的建模技術差異有利于更快、更準確掌握新知識、新技能。

1 三維模型的單位設置與命名規范上的差異

單位設置。室內效果圖模型制作單位通常為毫米，而虛擬現實建模的單位設置受后期虛擬互動引擎軟件制約，以導入到Unity 3D軟件為例，其中系統單位設置為厘米，顯示單位則設置為米，只有這樣設置導入到Unity 3D軟件后才能與Unity 3D軟件里建的模型比例一致。

命名規則。無論是室內效果圖與虛擬現實三維建模，為了保證制作效率及與工作團隊的分工協作，都是要求對所制作的三維模型進行有條理命名，以便于識別及統一管理，兩者之間--效果圖如果對整個場景的眾多模型沒有做到有效命名，僅可能會造成效率較低的后果，命名也可以是中文命名;虛擬現實展示表現三維建模則不同，命名要與后期虛擬互動引擎軟件兼容，如Unity 3D軟件導入的模型必須是英文與數字命名，同時三維模型制作可能是美術人員制作，后期應用腳本進行虛擬互動編輯則由計算機程序人員負責，這種分工協作則對模型的命名有嚴格的規范要求，如模型的命名統一為“Model_”為前綴。這種才能保證在分工協作中減少溝通上的障礙。

2 3Ds Max軟件應用于效果圖與虛擬現實表現的幾種最常用的建模技術與模型細分控制

復合建模方式：放樣、布爾。放樣建模對模型精細度的控制可以通過調整圖形步數與路徑步數實現;布爾建模方式則可以通過兩個對象的分段數控制布爾后最終模型的分段數，合適的分段數也可以適當避免布爾出錯的可能及范圍。

修改器建模方式：擠出、車削、倒角剖面。擠出建模可以通過控制二維圖形的步數與擠出的分段數來控制模型面數;車削與倒角剖面等建模方式對模型面數的控制亦是通過控制二維線步數與模型最終分段數實現。

多邊形建模方式：對較復雜的有機體對象通常都應用多邊形建模的方式進行制作，其建模方式類似雕塑的過程，由最初簡單的幾何形態粗胚逐步進行細節堆砌刻畫。可以在其他建模方式的基礎上轉化為可編輯多邊形再對模型基礎要素（點、線、面、邊界、元素）進行編輯修改。如先放樣建模出一條歐式桌腿的大體形狀，再在此基礎上轉化為可編輯多邊形實現對桌腿細部雕刻細節的編輯。建模原則要求由簡入繁，前期分段數一定要少，后期根據需要逐步增加。前期分段數過多往往建模效率很低。

多邊形建模為表現光滑流暢的效果可以勾選“使用NURMS細分”，調整迭代次數，迭代次數通常調到2即可，過高會導致面數成倍增長甚至導致系統癱瘓。也可以應用“網格平滑”“渦輪平滑”修改器來實現模型細分，其中迭代次數的參數調整極少高于2。上述幾種細分方式都是以增加模型面數實現模型表面細致光滑效果的，而沒有增加的面數實現表面光滑的有效手段是通過創建平滑組的方式調整模型表面。

動力學、Cloth等建模方式：床單、窗簾等布料的模擬運算制作。為了實現柔軟的質感特征，往往需要大量的面數方能較為真實表現模型細節。模型創建完成后可以通過優化修改器等方式優化減少面數。

3 室內效果圖三維建模對模型面數的控制要求

效果圖試圖實現的視覺效果目標是超寫實、照片級的真實視覺特征。往往對攝像機鏡頭內的物體模型的細節表現非常注意，如離鏡頭近的墻體拐角會給模型做倒角或倒圓細節處理，方形桌面桌腿都會做倒角處理，經過倒角或倒圓處理的模型拐角在材質光影效果上能表現更細致的高光等光影細節效果，未倒角的方形模型則表現不出高光過渡的細節效果。對沙發皮革、毛巾，毛毯等為了表現材質質感細節都不吝惜面數，在表現模型肌理細節及光滑的形體轉折曲線等都會對模型做細分從而使面數大大增加。

室內效果圖建模對面數控制的顯著特點是有助于畫面美感表現的模型面數絕不吝惜。特別是離鏡頭近的物體真實質感表現。對模型面數的控制主要是對鏡頭看不見區域的模型面數進行優化或刪除。常用的模型細分方式是：NURM細分、渦輪平滑、網格平滑。較少應用平滑組方式平滑模型表面。

4 虛擬現實三維建模對模型面數的控制要求、模型質量、坐標及比例差異

虛擬現實三維建模受的制約較多，其一是受虛擬互動游戲引擎軟件的制約，如將模型導入Unity 3D軟件里，為了保證互動畫面的實時運行速度及材質燈光的真實效果，對模型的質量及面數有著甚為苛刻的要求;其二是受后期發布平臺性能條件的制約，如手機、網頁、計算機等平臺均對模型面數的資源占比有要求，因此虛擬現實展示表現與效果圖表現的三維建模的顯著區別是，虛擬現實展示表現的三維建模對面數的要求是面數最優化的基礎上表現物體的真實效果，很多時候不得不犧牲一些質感表現如對形體邊緣高光光澤度的表現。

為了盡可能減少面數。模型的曲面及平滑度大量通過平滑組實現，較為次要的模型細節能通過貼圖實現的應用貼圖，在重要的模型細節表現上（如皮革沙發的鉚釘褶皺）則應用實際建模實現凹凸褶皺，但也必須盡可能優化模型的面數。模型背面沒被視線觀察到的區域的面數刪除。

虛擬現實對模型質量有嚴格要求，如在室內墻體的單面建模過程中，盡量要求模型的每個面的邊數少于等于四，模型面的兩條邊之間的夾角小于180度，這樣能在后期導入虛擬互動引擎軟件里避免出錯。而在室內效果圖建模上往往沒有必要這么嚴格控制面的邊數，基本上在場景視覺上沒問題的后期很少出錯。

模型的坐標差異。3Ds Max軟件默認情況下是Z軸代表模型高度，通常繪制效果圖是直接應用默認坐標即可，而Unity 3D軟件則是Y軸代表高度，因此在3Ds Max軟件里一定要修改模型坐標讓其Y軸朝上再導入Unity 3D軟件。如果不這樣的話會在后期產生很多錯誤，如光滑表面反射效果完全錯誤等。

模型的比例控制。在創建模型的過程中可能對模型進行縮放等多種變換修改，這些修改都可能在Unity 3D軟件里出現模型大小比例的最初參數各種各樣，進而造成后期編輯的各種錯誤，因此要導入Unity 3D軟件的三維模型必須統一進行“重置變換”操作，讓模型三個坐標軸的比例統一為1。而在效果圖制作上則無須此操作。

5 結束語

通過上述對比分析，學習者能深入了解效果圖與虛擬現實三維建模技術的差異，有側重點進行有效學習，從而更快、更準確掌握相關技能。同時明確3Ds Max軟件、Unity 3D軟件兼容上的不同要求，在制作過程中避免出錯、提高工作效率。

參考文獻：

[1] 時代印象.3Ds Max/VRay全套假裝效果圖表現技法[M].2版.人民郵電出版社，2017（7）：300-324

[2] 張枝.基于Unity 3D校園虛擬展廳的構建與技術研究[J].常州工學院學報，2015（5）：66-70.

[3] 藺薛菲.虛擬現實三維建模與人機交互應用技術研究[J].藝術與設計（理論），2017（4）：100-102.

[4] 吳桐桐，周國輝.基于虛擬現實的三維建模技術的研究[J].智能計算機與應用，2016（4）：113-115.

[5] 仝涵琦，蔣粵閩.室內設計電腦效果圖真實感探索[J].規劃與設計，2018（10）：107-108.

[通聯編輯：梁書]