基于udk的虚拟现实技术在室内设计中的应用与研究

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1、基于UDK的虚拟现实技术在室内设计中的应用与研究刘康平(上海应用技术学院，上海201418)摘要：本文介绍了目前主流的可视化开发工具，结合3dsMax和UDK(UnrealDevelopmentKit)的虚拟现实技术I’题进行了研究，以一个客厅样板房为实际参考模型，探讨了三维场景管理、材质及模型导入等关键问题，重点介绍三i场岽屮烘焙贴图的制作方法和用UDK实现漫游功能的技术M题，敁终实现了一个三维虚拟样板房漫游系统，能使客J直观的了解设计方案和切实效果，在室内设计领域内有着极其E大的应用前景。关键词：UDK；虚拟现实技术；室内设计；漫游中图分类号：TP311.52文献标识码：A文

2、章编号：1007-9599(2012)18-0001-04当今的房地产业发展十分成熟，随之带动室A没计行业的竞争激烈，传统的平面效果阁、沙盘模型、样板房及漫游动画已不能满足消费者的需求，作为一种最宵观的设讣表现的技术手段，虚拟现实技术己经成为设讣师和客广交流沟通、展示的平台，与传统的设计表现方法相比，设计方案的交流更为髙效，能更好的满足客广要求笠特点。虚拟现实技术也将成为室rt设计表现和展示的最佳方式。1设计软件介绍1.1UDK(UnrealDevelopmentKit)UDK是基于Unrcal3引擎(虚幻游戏引擎第三代)的免费版开发工具，是一套为DirectX9/10PC、Xb

3、ox360、PlayStation3平台准备的完整的游戏开发构架，支持64位HDR高精度动态渲染、多种类光照和高级动态阴影特效，可以在低多边形数tt(通常在5000〜15000多边形)的模型上表现出数百万个多边形模堺才有的高精度，这样就吋以用最低的计算资源做到极髙画质渲染，符合虚拟场景的真实感要求。在本次研宂屮，笔者运用UDK进行室内虚拟场景构建及场景浏览功能的实现，足体现虚拟现实技术的最佳工具之一。1.23dsMax3dsMax是3DStudioMax软件的简称，是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画涫染和制作软件。广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制

4、作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。2漫游系统的制作流程本次研宂主要是针对虚拟现实技术的讨论与研究，笔者在一套现成的三维室内客厅模型素材的基础上，进行针对性的修改与制作以适应虚拟现实系统的耑求。模型包括地板、墙壁、地板等主体部分形成客厅和餐厅的格局，配合沙发、茶几、餐桌、饰品等模型丰富场景的细节。本系统开发流程如图2.1所示。场景檷型的雔改与导出◄—3dsMax棚的W作与辱出aalyBump揋型与貼ffl的导入._llnk滅引擎与WftUDK场景浏笕功能实现—UDK图2.1系统的制作流程本系统采用3dsMax、Photoshop、CrazyBump等丁构建三维场景，利用UDK

5、实现场泉漫游。具体工作步5包括三维模形的修改、模型UV(贴阁华标)的分展、j影贴阁的烘焙、法线贴阁的制作、模型与贴阁的导出、UD静态模型及贴图的导入、UDK材质的制作、UDK虚拟j跫搭建、场眾漫游实现等。3系统制作流程的关键技术3.1模型素紂的修改(1)模型面数的简化。本次研宄的三维室内模型雏开是一套现成的max高精度模型，整体模型的面数高达8,万个而，由于原模型是以制作并渲染一张平面的效果图7:目的，面数的髙低对于单帧的效果图渲染来说并没有什＜问题：仴是作为以实时渲染为渲染核心的虚拟现实技术弃讲，并且只是表现一个室内客厅的小场景，84万个面过?了，显然增加了硬件的负担，成力累赘

6、。所以，原模型f数必须“痩身”。以一个三人长发为例，原模型的而数大约5.6万个三角面，在保证原模型整体形态不变的前提下，尽量减少g余的而数，最终将其控制在1万而左右。而数简化的方主要右两个，一是删除不起造型作用或作用不明显的而J在的线段；二是删除看不到的面，如沙发的底面和来垫尔底面等，如图3.1。图3.1删除多余的而(2)模型UV的修改.力了正确的显示贴图纹理，#个原模型都制定有一套UV(贴图坐标)，但满足不了之用灯光贴图的烘焙要求，所以需要力每个模型增加制定一笔无重叠的UV，同时有又耍保留原有的UV，其方法是为模型增加一个新的贴阁通道“2”(默认的贴阁通道为“1”)，在“2”通

7、道中运用“uvw展开”命令展平UV,如图3.2。这样，场景的模型既拥科表现贴图纹理的UV,乂符表现灯光贴图的UV，并且两套UV并不冲突。这种“复合UV”的技术在当今的游戏领域I•分流行，比较先进。最后，将修改好的模型逐个导出力ASE模型文件，该格式是之后的UDK引擎支持的模型格式。屮，贴图烘焙技术就足一个很好的解决方法，烘焙技术可以将VRay的光照信息渲染成贴阁，得到的贴阁就拥有钐好的灯光效果，冋时支持在UDK引擎屮的使用，使得能在UDK中体现VRay级别的光影效果。如图3.3通