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基于UE4引擎的三维校园空间交互展示设计探析

时间:2019-10-08 10:27作者:任可欣 张琪
本文导读:这是一篇关于基于UE4引擎的三维校园空间交互展示设计探析的文章,UE4是由Epic Games公司发布的,具有渲染速度快、物理属性逼真、流畅度高等优点。而且由于UE4渲染效果强大,所以它不仅可制作大型精美的游戏,同样适用于建筑漫游的交互展示。

  摘    要: 虚拟现实(VR)技术近几年来发展的如火如荼,而实现虚拟现实技术的主流引擎—UE4被许多行业领域推广应用,并备受赞誉。它的实时渲染效果真实,物理属性逼真,且代码开发难度相对低,为游戏的开发和虚拟交互漫游的呈现提供了更为便捷的手段。因此UE4不仅作为一种技术手段更是一场技术革命。

  关键词: UE4引擎; VR; 技术革命; 校园文化;

  一、三维动画的市场调研

  (一)三维动画的发展

  现如今,三维动画在不同国家都得到了不同程度的发展并且作为一种文化产业受到了巨大的关注。并且随着国家社会科学技术与文化产业的发展,三维动画已经发展成为一种占据全球化的大型产业,它不仅推动了经济的发展,也给社会的发展带来了巨大的影响力。三维动画与二维动画相比极大的减少了繁杂重复的手工劳动,它主要依靠电脑软件技术,在虚拟的三维空间中,搭建模型,放置贴图与材质,创建不同类型的点光源,并给这些物体Key动画使它们在三维空间中运动,最后通过给场景构建的摄像机来拍摄整个运动过程最后渲染和生成真实的三维画面。最终呈现的效果不仅画面真实,角色生动,更重要的是它能展现现实无法见到的玄幻画面(如寻梦环游记等),并深受观众的欢迎,而且所带来的经济效益和文化影响力是空前的,能有效地推动力社会文化产业的发展。

  (二)三维动画的现状

  三维动画技术相对国外落后,通过生活观察可以发现中国三维动画技术对比国际还存在着一定的差距。三维制作技术(3DMAX/MAYA)是三维动画制作的核心部分,而三维技术是从国外开始发展的,在国外传承发展的时间更久,因此从目前的差距来看中国三维产业比之国外的三维动画技术还相对的落后,所以技术上的落后导致了我们国家三维动画的整体落后。

  (三)中国三维动画发展前景展望

  现如今从国内三维动画发展现状上看,存在着一些棘手而且需要解决的问题,但是随着社会的发展三维技术的逐渐进步以及人们消费观念的改变,这些状况有待改变。

  二、虚幻引擎4

  (一)什么是虚幻4

  虚幻引擎4是用于研发第三方游戏最多的引擎之一,也是目前世界最知名、授权最广的顶尖游戏引擎。UE4是由Epic Games公司发布的,具有渲染速度快、物理属性逼真、流畅度高等优点。而且由于UE4渲染效果强大,所以它不仅可制作大型精美的游戏,同样适用于建筑漫游的交互展示。
 

基于UE4引擎的三维校园空间交互展示设计探析
 

  (二)UE4的优点

  15年之前,VR还只是一少部分人可以接触到的产品,但是短短一年时间VR就发展成了炙手可热的商业化的产品,现如今正是VR的发展的大时代,并且随着网络技术的发达以及商业模式的转变,促进视觉特效的进步发展。

  1. 平台优势

  首先UE4平台专门为设计师等非编程类人员打造了可以用蓝图编写程序的节点,开发者只需要拖拽节点写一套逻辑思维图或者是定制C++代码就可以开发自己想要的游戏交互内容,总之UE4是开发VR的主流引擎,它是重量级的,不仅适合大型游戏项目,更适合虚拟场景空间的漫游。

  2. UE4具体操作优势

  (1)精确度高。

  (2)难度相对低。

  (3)交互好。

  (三)选择UE4的原因

  UE4由于画面效果好,与游戏相比,更适合做建筑场景交互漫游一类的,因为游戏是用来玩的,而场景的漫游是用来体验的。

  三、设计流程

  (一)三维场景建模

  因为我们的毕业设计是以UE4引擎为基础的三维校园空间交互展示,不同于一般单纯的三维动画,UE对于模型的要求更高,所以模型在制作工程中需要有好多注意的细节,在选用模型的时候,有些精度非常高级的模型就需要重新拓扑得到优化精简的模型,并且根据实际情况选择单面或者双面,这样才是符合UE4的要求的。有了模型制作的经验在后期做模型的速度和效率大大的提升了。

  (二)模型的优化与UV修改

  在建模初期由于没有什么经验,导致了小部分的模型发现用不了,和面数过于多的情况,这些不能用的模型的修改都无疑的加大了我们小组成员的工作量,为了避免材质的拉伸一定要做好UV的修改,我们整个场景中用了两种方法,一种是UV映射,另一种就是UV展开。宿舍楼用的是UV映射同时也是用的最多的方法,映射也就是通过调整贴图材质的重复率来避免模型的拉伸。以上这些都做好模型在导入UE4的时候才能达到最好的实时预览效果。

  (三)模型的导入与测试

  对于模型的导入这一部分属于UE4的基本操作,这个比学习和进行模型的修改以及对模型的重新拓扑好很多。并且模型的导入属于模型与UE接触的第一部,UE4是基于ABC文件和FBX文件的导入,只要先在软件中建立一个文件夹,命好名字,然后IMPORT导入模型即可导入模型时,对远处的物体采取最少量的布线去解决,对于近处的景物用多得线条去完善物体。导入模型还可以选择物体的动态网格,动态网格能检查模型是否有问题。

  (四)光源设定

  光源在场景起到的作用很重要,首先有了光源才能分辨场景中所要表现的时间段,而且光源在一定程度上起到了修饰空间场景的办法,光源放置在天空球中,并可以根据自己的设想配合点缀一些cloud,可以使三维视界更加的丰富。

  (五)模型的材质

  材质主要分为一些常用的变量和一些算法,材质其实就是一些表达式的参数。一种物体被赋予一种材质也就是被赋予了一种参数,只是另外的一种名称而已,如果两种的参数是一样的那么表达式的数值也是一样的,也可以在这个数值上可以对参数进行更高级的设置,如果修改参数那么这个参数将会被覆盖。

  (六)场景的交互与完善

  把三维场景的东西导入虚拟引擎,把贴图材质,UV,交互做好,剩下的就是场景里面的植被和小物体补充完善。虚拟场景中小物体的补充也很关键,一般在制作模型的过程中,相同的模型只需要制作一个,这样可以缩短模型制作的周期,而且在模型整理优化的阶段也会省去不少工夫。

  (七)角色的放置

  UE4中的角色与视角分为好几种类型,视角分为第一人称视角,第二人称视角与第三人称视角,角色有好几种,手枪、汽车等,而我们所选取的是小白人的角色,属于第三人称视角。

  之所以选择这个角色是因为能更好地看到空角色与建筑物之间的交互,在场景中放置一个空角色,然后设置好参数,按演示小白人就可以进入搭建好的虚拟场景中,可以触控W、A、S、D加上鼠标左键就能够在虚拟空间中任意的演示角色。

  (八)相机的放置

  UE4中放置相机的目的在于为最后的视频剪辑、合成来服务,所以相机怎么放置非常关键。

  在UE4中把相机节点调出来,设置想要的秒数,然后在第一帧和最后一帧打上关键帧,点击上下左右就可以进行位置变换,在UE4中放置摄像机并不难,关键是想要拍什么样的镜头。

  (九)分镜头设计

  分镜头设计是每个影片都所需要的,分镜是指导拍摄进行下去的必要阶段,我们的作品虽然是虚拟现实类型的,但是基于我们主要搞的是建筑场景交互漫游,所以为了能更好地观看,需要给它设计一定的分镜头来指导我们的镜头的拍摄,设计更好地故事情节,目的是为了让别人看懂我们的作品,从而呈现出更美的镜头效果。

  参考文献

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