基于UDK的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與研究

摘要：本文介紹了目前主流的可視化開發(fā)工具，結(jié)合3ds Max和UDK（Unreal Development Kit）的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)問題進(jìn)行了研究，以一個(gè)客廳樣板房為實(shí)際參考模型，探討了三維場(chǎng)景管理、材質(zhì)及模型導(dǎo)入等關(guān)鍵問題。重點(diǎn)介紹三維場(chǎng)景中烘焙貼圖的制作方法和用UDK實(shí)現(xiàn)漫游功能的技術(shù)問題，最終實(shí)現(xiàn)了一個(gè)三維虛擬樣板房漫游系統(tǒng)，能使客戶直觀的了解設(shè)計(jì)方案和切實(shí)效果，在室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)有著極其巨大的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：UDK；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；室內(nèi)設(shè)計(jì)；漫游

中圖分類號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 18-0000-04

當(dāng)今的房地產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分成熟，隨之帶動(dòng)室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)激烈，傳統(tǒng)的平面效果圖、沙盤模型、樣板房及漫游動(dòng)畫已不能滿足消費(fèi)者的需求，作為一種最直觀的設(shè)計(jì)表現(xiàn)的技術(shù)手段，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)成為設(shè)計(jì)師和客戶交流溝通、展示的平臺(tái)，與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)表現(xiàn)方法相比，設(shè)計(jì)方案的交流更為高效，能更好的滿足客戶要求等特點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也將成為室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)和展示的最佳方式。

1 設(shè)計(jì)軟件介紹

1.1 UDK（Unreal Development Kit）

UDK是基于Unreal3引擎（虛幻游戲引擎第三代）的免費(fèi)版開發(fā)工具，是一套為DirectX 9/10 PC、Xbox 360、PlayStation 3平臺(tái)準(zhǔn)備的完整的游戲開發(fā)構(gòu)架，支持64位HDR高精度動(dòng)態(tài)渲染、多種類光照和高級(jí)動(dòng)態(tài)陰影特效，可以在低多邊形數(shù)量（通常在5000～15000多邊形）的模型上表現(xiàn)出數(shù)百萬個(gè)多邊形模型才有的高精度，這樣就可以用最低的計(jì)算資源做到極高畫質(zhì)渲染，符合虛擬場(chǎng)景的真實(shí)感要求。

在本次研究中，筆者運(yùn)用UDK進(jìn)行室內(nèi)虛擬場(chǎng)景構(gòu)建及場(chǎng)景瀏覽功能的實(shí)現(xiàn)，是體現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最佳工具之一。

1.2 3ds Max

3ds Max是3D Studio Max軟件的簡(jiǎn)稱，是Autodesk公司開發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維動(dòng)畫渲染和制作軟件。廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、多媒體制作、游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)域。

2 漫游系統(tǒng)的制作流程

本次研究主要是針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的討論與研究，筆者在一套現(xiàn)成的三維室內(nèi)客廳模型素材的基礎(chǔ)上，進(jìn)行針對(duì)性的修改與制作以適應(yīng)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的需求。模型包括地板、墻壁、地板等主體部分形成客廳和餐廳的格局，配合沙發(fā)、茶幾、餐桌、飾品等模型豐富場(chǎng)景的細(xì)節(jié)。本系統(tǒng)開發(fā)流程如圖2.1所示。

4 總結(jié)

本次研究構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的工作主要包括：制作適合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的三維模型、貼圖制作、場(chǎng)景構(gòu)建、自動(dòng)瀏覽等。本系統(tǒng)通過應(yīng)用UDK工具，通過UV貼圖、法線貼圖等手段，利用低多邊形建模實(shí)現(xiàn)了高多邊形渲染質(zhì)量；運(yùn)用Vray光影烘焙貼圖技術(shù)，使得二維的單幀渲染才有理想光影效果，能夠在實(shí)時(shí)渲染的三維瀏覽場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)，相對(duì)于國(guó)內(nèi)同類虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量；在實(shí)時(shí)陰影、碰撞檢測(cè)等方面，整合了UDK各種編輯器應(yīng)用，探索了將世界一流游戲引擎應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的工作流程，具有較強(qiáng)的應(yīng)用和推廣價(jià)值，即本文的創(chuàng)新點(diǎn)。Unreal3引擎還提供了強(qiáng)大的腳本語言（Kismet）的支持，在下一步的工作中，將進(jìn)一步研究腳本語言實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景交互的問題，從而使得用戶在瀏覽室內(nèi)設(shè)計(jì)場(chǎng)景時(shí)得到更直觀的，更現(xiàn)實(shí)的感受。

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