美术资源导入虚拟现实引擎的方法研究

　　1 虚拟现实概述

　　众所周知，近年来，虚拟现实技术特别是虚拟漫游技术已经广泛应用于各行业的多个领域，如虚拟数字城市、工业产品展示、虚拟教育训练、虚拟建筑室内外设计、测试游戏开发等。目前，虚拟现实市场中比较主流的制作软件有virtools，unity，VRP，quest3D等。在虚拟软件的具体实际制作中，有一些经验想与大家在此分享，希望能帮助大家更高效快捷的完成教学课程和项目制作。

　　2 美术资源准备

　　在导入虚拟现实引擎之前，美术资源包括模型，贴图，动画，声音都需要在外部软件制作，主流使用的图形和音效软件包括photoshop ，3ds max，cooledit等。在具体运用中，三维软件需导出固定的格式或者使用插件与引擎进行对接， 在此文章中的导入均默认为3ds max软件。

　　在模型制作方面最好使用三角面和四边形面进行创建，这样能有效的避免在三维虚拟现实引擎中出错问题。在导出前确定合并与分离的需求，目前引擎不具备编辑美术资源功能，使用Reset Xform命令重设XYZ轴向和多边形的法线信息。

　　模型需要贴图来给予生机与色彩，在贴图搜集过程中，重复的贴图尤为重要，虽然互联网上贴图资源库非常强大，但在具体使用过程中，贴图需要按照自己想法进行修改和制作，需要使用photoshop滤镜中的位移命令来进行贴图重复性制作。例如，本身为512*512的贴图，裸眼无法识别此贴图是否无限延续，位移256个单位就能看出端倪，如果贴图无缝将不会出现任何的问题，如果出现明显的接缝，需要使用仿制图章工具或者修补工具进行涂抹编辑。

　　涉及到复杂材质，使用shell material壳材质和Mulit/sub object多维子材质，在这里说的壳材质是用来表现烘焙贴图的效果展示，多维子材质则是为了在引擎中能够更多的使用重复贴图保证在引擎里的纹理清晰。

　　3 贴图烘焙技术

　　将渲染出来的图作为贴图再反贴回去，这就叫贴图烘焙技术。在3dsmax中的烘焙贴图可以使用默认渲染器和高级渲染器两种。

　　使用默认的渲染器，打开灯光菜单中的默认skylight天光，并打开cast shadows投射阴影项，并可以投射比较柔和的天光效果，这样的方法可以制作一些场景中单独的体积比较小的物件，包括电脑，座椅，沙发，柜子等，因为它们有光感，有小的细节变化，但不会整体的影响到大的场景效果，也能够局部的去控制贴图的尺寸和效果。如果要导入引擎需要烘焙，选物件，打开键盘0键render to texture渲染到贴图，并确定烘焙的是你分好的1通道UV还是电脑将要帮你分的3通道UV，选择贴图发布类型为completemap完整贴图模式，保存文件，路径和调节padding溢出像素加大值，完成后点击render渲染得到贴图并点击吸管去拾取视图中物件，材质球变成shell壳材质。

　　如果使用高级渲染器vray烘焙，理念大致相同，如果模拟太阳光照，使用Target Direct平行光束，点击选择vray shardow投射影子，选择F10打开渲染设置，打开vray间接照明渲染选项，为了提升速度调节参数样式为低，并勾选全局环境光设置，完成基础设置后，后面步骤大致同上。

　　两种引擎都能够接受多通道的贴图，只是支持形式不同而已，在为virtools做准备具体步骤中选择已经赋予完成的材质模型，给多维子材质到物件，烘培到壳材质，上部材质球用不同贴图为1通道的多维材质，下部分用3通道使用计算机自动计算的高级渲染器烘焙的completemap。在为unity做准备的具体步骤中不能够依附于壳材质，需要依靠一个模型付两套UV的方式，首先同样也是对1通道来进行多维子材质的指定，为了得到物件的灯光贴图，效果更好，使用烘焙选项中的vray灯光贴图，并且在设置好vray参数后，取消全局开关选项中贴图项的勾选，烘焙完成的贴图是一张有阴影变化与颜色溢出的图片，此图可以按照需要在Photoshop中调节变成灰度图或者增加对比度等调节。

　　4 导出到引擎

　　virtools软件中能够很好的支持壳材质和多维子材质，unity软件则只支持多维材质，不支持壳材质。将完成的模型选择导出项，选择格式NMO，出现的对话框中选择导出成物件，选择路径为创建工程文件，在引擎视图中打开NMO物件，直接能够识别阴影和底部的纹理，可以通过右键菜单查看材质设置项，通过点击网格发现显示通道中多了一层，这就是3通道烘培的图片。unity导入前，视图中为通道为1的多维子材质物件，直接导出格式为FBX到工程文件Assets下，点击物件右侧出现的材质类型选择中选legacyshader传统着色器-lightmapped灯光贴图项-vertexlit顶点光照项，lightmap中选择加载3通道的烘焙贴图。

　　解决了一些关于贴图重复与光影烘培之间的问题，可以说制作项目的效率和精度均可以得到提升，同时，也更加便于修改美术资源和控制在虚拟现实引擎中最后想要达到的效果。

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