室內(nèi)效果圖與虛擬現(xiàn)實(shí)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(nèi)設(shè)計(jì)效果圖三維建模的特點(diǎn)與要求，探討了室內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)展示對三維模型的要求，著重對比分析兩者對模型面數(shù)、模型質(zhì)量、比例、坐標(biāo)等的差異。

關(guān)鍵詞：效果圖三維建模;虛擬現(xiàn)實(shí)三維建模;3Ds Max;Unity 3D

中圖分類號：TP391? ? 文獻(xiàn)標(biāo)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(shí)效果圖是現(xiàn)今建筑、室內(nèi)設(shè)計(jì)行業(yè)設(shè)計(jì)方案的主要展示方式之一，以寫實(shí)、精美的畫面?zhèn)鬟_(dá)設(shè)計(jì)信息，給人直觀感受。隨著科技的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)的展示方式也逐漸推廣應(yīng)用開來，如現(xiàn)今很多樓盤的樣板間都以虛擬現(xiàn)實(shí)的展示方式呈現(xiàn)給客戶，其真實(shí)模擬空間信息并互動串聯(lián)各個空間讓客戶如身臨其境，切實(shí)感受空間的特點(diǎn)及具體細(xì)節(jié)，但目前虛擬現(xiàn)實(shí)的表現(xiàn)成本還是比效果圖表現(xiàn)方式成本高，虛擬現(xiàn)實(shí)的表現(xiàn)方式也沒有替代效果圖的表現(xiàn)方式，而是表現(xiàn)為根據(jù)市場需求選擇最合適的展示方式。

因?yàn)槭覂?nèi)設(shè)計(jì)方案展示方式的多樣化，要求從業(yè)人員及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)新的知識技能以適應(yīng)市場變化。這其中室內(nèi)設(shè)計(jì)效果圖表現(xiàn)與室內(nèi)設(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)展示是目前這些人群的主要學(xué)習(xí)方向。他們在學(xué)習(xí)過程中都面臨效果圖與虛擬現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)的三維建模差異問題，本文以3Ds? Max軟件為三維建?；竟ぞ摺⒁訳nity 3D軟件為虛擬現(xiàn)實(shí)互動引擎工具進(jìn)行技術(shù)分析，主要著眼于對效果圖與虛擬現(xiàn)實(shí)的三維建模技術(shù)進(jìn)行比較，通過對比分析，進(jìn)而更深入了解這兩種表現(xiàn)方式的建模技術(shù)差異有利于更快、更準(zhǔn)確掌握新知識、新技能。

1 三維模型的單位設(shè)置與命名規(guī)范上的差異

單位設(shè)置。室內(nèi)效果圖模型制作單位通常為毫米，而虛擬現(xiàn)實(shí)建模的單位設(shè)置受后期虛擬互動引擎軟件制約，以導(dǎo)入到Unity 3D軟件為例，其中系統(tǒng)單位設(shè)置為厘米，顯示單位則設(shè)置為米，只有這樣設(shè)置導(dǎo)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(guī)則。無論是室內(nèi)效果圖與虛擬現(xiàn)實(shí)三維建模，為了保證制作效率及與工作團(tuán)隊(duì)的分工協(xié)作，都是要求對所制作的三維模型進(jìn)行有條理命名，以便于識別及統(tǒng)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(xiàn)實(shí)展示表現(xiàn)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(dǎo)入的模型必須是英文與數(shù)字命名，同時(shí)三維模型制作可能是美術(shù)人員制作，后期應(yīng)用腳本進(jìn)行虛擬互動編輯則由計(jì)算機(jī)程序人員負(fù)責(zé)，這種分工協(xié)作則對模型的命名有嚴(yán)格的規(guī)范要求，如模型的命名統(tǒng)一為“Model_”為前綴。這種才能保證在分工協(xié)作中減少溝通上的障礙。

2 3Ds Max軟件應(yīng)用于效果圖與虛擬現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)的幾種最常用的建模技術(shù)與模型細(xì)分控制

復(fù)合建模方式：放樣、布爾。放樣建模對模型精細(xì)度的控制可以通過調(diào)整圖形步數(shù)與路徑步數(shù)實(shí)現(xiàn);布爾建模方式則可以通過兩個對象的分段數(shù)控制布爾后最終模型的分段數(shù)，合適的分段數(shù)也可以適當(dāng)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?？梢酝ㄟ^控制二維圖形的步數(shù)與擠出的分段數(shù)來控制模型面數(shù);車削與倒角剖面等建模方式對模型面數(shù)的控制亦是通過控制二維線步數(shù)與模型最終分段數(shù)實(shí)現(xiàn)。

多邊形建模方式：對較復(fù)雜的有機(jī)體對象通常都應(yīng)用多邊形建模的方式進(jìn)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(tài)粗胚逐步進(jìn)行細(xì)節(jié)堆砌刻畫。可以在其他建模方式的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)化為可編輯多邊形再對模型基礎(chǔ)要素（點(diǎn)、線、面、邊界、元素）進(jìn)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(chǔ)上轉(zhuǎn)化為可編輯多邊形實(shí)現(xiàn)對桌腿細(xì)部雕刻細(xì)節(jié)的編輯。建模原則要求由簡入繁，前期分段數(shù)一定要少，后期根據(jù)需要逐步增加。前期分段數(shù)過多往往建模效率很低。

多邊形建模為表現(xiàn)光滑流暢的效果可以勾選“使用NURMS細(xì)分”，調(diào)整迭代次數(shù)，迭代次數(shù)通常調(diào)到2即可，過高會導(dǎo)致面數(shù)成倍增長甚至導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。也可以應(yīng)用“網(wǎng)格平滑”“渦輪平滑”修改器來實(shí)現(xiàn)模型細(xì)分，其中迭代次數(shù)的參數(shù)調(diào)整極少高于2。上述幾種細(xì)分方式都是以增加模型面數(shù)實(shí)現(xiàn)模型表面細(xì)致光滑效果的，而沒有增加的面數(shù)實(shí)現(xiàn)表面光滑的有效手段是通過創(chuàng)建平滑組的方式調(diào)整模型表面。

動力學(xué)、Cloth等建模方式：床單、窗簾等布料的模擬運(yùn)算制作。為了實(shí)現(xiàn)柔軟的質(zhì)感特征，往往需要大量的面數(shù)方能較為真實(shí)表現(xiàn)模型細(xì)節(jié)。模型創(chuàng)建完成后可以通過優(yōu)化修改器等方式優(yōu)化減少面數(shù)。

3 室內(nèi)效果圖三維建模對模型面數(shù)的控制要求

效果圖試圖實(shí)現(xiàn)的視覺效果目標(biāo)是超寫實(shí)、照片級的真實(shí)視覺特征。往往對攝像機(jī)鏡頭內(nèi)的物體模型的細(xì)節(jié)表現(xiàn)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(xì)節(jié)處理，方形桌面桌腿都會做倒角處理，經(jīng)過倒角或倒圓處理的模型拐角在材質(zhì)光影效果上能表現(xiàn)更細(xì)致的高光等光影細(xì)節(jié)效果，未倒角的方形模型則表現(xiàn)不出高光過渡的細(xì)節(jié)效果。對沙發(fā)皮革、毛巾，毛毯等為了表現(xiàn)材質(zhì)質(zhì)感細(xì)節(jié)都不吝惜面數(shù)，在表現(xiàn)模型肌理細(xì)節(jié)及光滑的形體轉(zhuǎn)折曲線等都會對模型做細(xì)分從而使面數(shù)大大增加。

室內(nèi)效果圖建模對面數(shù)控制的顯著特點(diǎn)是有助于畫面美感表現(xiàn)的模型面數(shù)絕不吝惜。特別是離鏡頭近的物體真實(shí)質(zhì)感表現(xiàn)。對模型面數(shù)的控制主要是對鏡頭看不見區(qū)域的模型面數(shù)進(jìn)行優(yōu)化或刪除。常用的模型細(xì)分方式是：NURM細(xì)分、渦輪平滑、網(wǎng)格平滑。較少應(yīng)用平滑組方式平滑模型表面。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)三維建模對模型面數(shù)的控制要求、模型質(zhì)量、坐標(biāo)及比例差異

虛擬現(xiàn)實(shí)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(dǎo)入U(xiǎn)nity 3D軟件里，為了保證互動畫面的實(shí)時(shí)運(yùn)行速度及材質(zhì)燈光的真實(shí)效果，對模型的質(zhì)量及面數(shù)有著甚為苛刻的要求;其二是受后期發(fā)布平臺性能條件的制約，如手機(jī)、網(wǎng)頁、計(jì)算機(jī)等平臺均對模型面數(shù)的資源占比有要求，因此虛擬現(xiàn)實(shí)展示表現(xiàn)與效果圖表現(xiàn)的三維建模的顯著區(qū)別是，虛擬現(xiàn)實(shí)展示表現(xiàn)的三維建模對面數(shù)的要求是面數(shù)最優(yōu)化的基礎(chǔ)上表現(xiàn)物體的真實(shí)效果，很多時(shí)候不得不犧牲一些質(zhì)感表現(xiàn)如對形體邊緣高光光澤度的表現(xiàn)。

為了盡可能減少面數(shù)。模型的曲面及平滑度大量通過平滑組實(shí)現(xiàn)，較為次要的模型細(xì)節(jié)能通過貼圖實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用貼圖，在重要的模型細(xì)節(jié)表現(xiàn)上（如皮革沙發(fā)的鉚釘褶皺）則應(yīng)用實(shí)際建模實(shí)現(xiàn)凹凸褶皺，但也必須盡可能優(yōu)化模型的面數(shù)。模型背面沒被視線觀察到的區(qū)域的面數(shù)刪除。

虛擬現(xiàn)實(shí)對模型質(zhì)量有嚴(yán)格要求，如在室內(nèi)墻體的單面建模過程中，盡量要求模型的每個面的邊數(shù)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(dǎo)入虛擬互動引擎軟件里避免出錯。而在室內(nèi)效果圖建模上往往沒有必要這么嚴(yán)格控制面的邊數(shù)，基本上在場景視覺上沒問題的后期很少出錯。

模型的坐標(biāo)差異。3Ds Max軟件默認(rèn)情況下是Z軸代表模型高度，通常繪制效果圖是直接應(yīng)用默認(rèn)坐標(biāo)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(biāo)讓其Y軸朝上再導(dǎo)入U(xiǎn)nity 3D軟件。如果不這樣的話會在后期產(chǎn)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(chuàng)建模型的過程中可能對模型進(jìn)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(xiàn)模型大小比例的最初參數(shù)各種各樣，進(jìn)而造成后期編輯的各種錯誤，因此要導(dǎo)入U(xiǎn)nity 3D軟件的三維模型必須統(tǒng)一進(jìn)行“重置變換”操作，讓模型三個坐標(biāo)軸的比例統(tǒng)一為1。而在效果圖制作上則無須此操作。

5 結(jié)束語

通過上述對比分析，學(xué)習(xí)者能深入了解效果圖與虛擬現(xiàn)實(shí)三維建模技術(shù)的差異，有側(cè)重點(diǎn)進(jìn)行有效學(xué)習(xí)，從而更快、更準(zhǔn)確掌握相關(guān)技能。同時(shí)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。

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[通聯(lián)編輯：梁書]