虚拟现实教程 课件 第四章 对象与场景：构建梦想世界

第四章对象与场景：构建梦想世界对象与场景：构建梦想世界01对象与场景：构建梦想世界【本章目标】实体模型实体模型的网格光照实体模型的材质实体模型的贴图对象与场景：构建梦想世界实战：物品手工建模虚拟现实引擎节点实例操作对象与场景：构建梦想世界【本章目标】了解实体模型的基本结构01掌握实体模型的各种贴图02了解物体光照03掌握如何编辑实体模型04掌握如何对一个模型进行UV展开05在虚拟现实中，实体模型是指某个实物的映射。每个实体模型都代表着一个存在于现实或者想象中的实体。实体模型从运行状态上有静态和动态之分，一个静态模型至少由网格，纹理，材质和光照等元素组成，而一个动态模型则是在静态模型的基础上再加入骨骼，动画和物理效果等元素。对象与场景：构建梦想世界实体模型实体模型的网格网格（Mesh）是组成实体的重要部分，它描述了一个实体的外部表现形态。一个苹果的网格如图4-1所示。从图中可以看出，网格上有非常多的小三角形。事实上，每一个网格都是由若干个多边形组成的。组成多边形的每一个点称为网格的顶点，顶点与顶点之间的连线称为网格的边，每个多边形称为网格的面。在实际的应用中，网格的面越多，则模型的精度就越高，但是使用该模型进行实时渲染的速度就越慢。在WebVR中，由于性能和速度的限制，一般来说，网格的面应该控制在20000个以下。如果组成网格的所有多边形都由n个顶点组成，则称该网格为N角网格。其中，三角网格是最简单最常用的网格结构，任何网格结构都可以最终转换为三角网格。图4-1中的苹果就是一个三角网格。在本书中只讨论三角网格。对象与场景：构建梦想世界图4-1苹果的网格事实上，描述一个实体模型不仅可以使用三维坐标系，还可以使用二维坐标系。如果将网格中的每一个点都按照一定的规律映射到二维坐标系（一般称为UVW坐标系，或者称为贴图坐标系）中，那么就可以得到一张二维的、平铺的网格图，这个过程称为UVW展开，不过由于UVW坐标系中的W轴一般不使用，所以UVW展开常简称为UV展开。UV展开的结果图称为UV贴图（UVMapping），也可以简称为贴图（Mapping）。图4-1所示的网格可以展开为图4-2所示的贴图。图4-2苹果网格的贴图可以看出，UV贴图的每个面与三维显示的网格的面一一对应。如果我们将其中的一个面染成绿色，则可以看到三维模型上所对应的面也会显示为绿色，如图4-3所示。图4-3贴图与三维网格实体模型的纹理贴图实体模型的法线贴图对象与场景：构建梦想世界实体模型的贴图图4-2苹果网格的贴图图4-3贴图与三维网格对象与场景：构建梦想世界实体模型的贴图实体模型的环境光遮蔽贴图贰实体模型的光照贴图壹贴图小结叁实体模型的纹理贴图纹理（Texture）是实体的外在表现。图4-1所示的苹果只是一个空白的球，除了样子像苹果以外没有任何苹果的外部特征。这就是因为没有纹理所导致的。而在图4-2中为苹果的某一个面染上了绿色，这使得这个实体模型有了一丝苹果的感觉。如果我们继续按照贴图中的网格为苹果的每一个面都染上正确的颜色，就可以看到如图4-4的效果。图4-4为每一个面都染上正确的颜色的苹果这样看似乎还是有点奇怪，如果去掉网格线，这就是一个苹果的模型，如图4-5所示。图4-5关掉网络线的效果组成这些面的所有颜色称为纹理。纹理一般是以贴图的形式表现出来的，所以纹理的贴图表现也被称为纹理贴图（TextureMapping）。由于纹理贴图是纹理最常用的表现形式，所以如果没有特别说明，一般的“纹理”都是指纹理贴图。图4-6苹果的纹理贴图实体模型的法线贴图观察图4-4可以看出，组成苹果的每一个面都是平的。苹果凹凸不平的效果都是由网格组成的，每一个凹陷（比如苹果的头部）或者凸起都由若干个面共同组成。那么，模型越不平整，所需要的面就越多。由于计算机计算速度的限制，每个模型的面数不宜越过两万。那么，猜测一下，需要显示一个如图4-7所示的高精度模型需要多少个面呢？图4-7一个浮雕答案是400万个面。如果要将此网格导入到任何一个包含实时计算的虚拟现实应用中，都会导致GPU超载，就更别谈将其显示出来了。于是，我们需要一些特殊的技巧——法线。法线是一个垂直于面的单位向量，它表示着每一个面的朝向，如图4-8所示。它可以简单的理解为模型的表面走向。图4-8面的法线实体模型的法线贴图模型中的每一个点都可以求出法线。由于法线是向量，所以可以表示为一组坐标(x,y,z)，且由于法线为单位向量，故每个坐标的取值范围可以控制在0到1之间。因模型中每一个点的法线都可以表示为一个三维坐标值（x,y,z）。如果用x代表红色的含量，用y代表绿色的含量，用z代表蓝色的含量。就可以将每一个点的法线转换为对应的RGB颜色，将其显示在贴图中，这就是切线空间法线贴图（TangentSpaceNormalMapping）。这种法线贴图最常用，一般情况下，法线贴图指的就是切线空间法线贴图，其UV坐标是基于物体的。图4-9法线贴图法线贴图可以描述一个模型表面的凹凸程度。图4-7的示例中，需要400万面才能组成的网格就可以通过法线贴图简化。只需要使用如图4-10所示的，由500个面组成低精度模型加上法线贴图就可以实现几乎完全相同的效果。图4-10模型的对比现实物体在接受光照的时候，总是会产生阴影。阴影可以简单地理解为光照不到的地方。而在计算机中，如果总是实时计算每一个模型的阴影，那么GPU负载会非常大。所以，在实际的生产中，会使用类似法线贴图的方法，将网格中的每个点接受光照的程度都以RGB的方式反应到贴图上，形成的结果就叫光照贴图（LightMapping）。图4-11一个柜子的光照贴图光照贴图的主要目是用来计算阴影的。所以，又称为阴影贴图。而制作光照贴图的方法则被称为“烘焙”。实体模型的光照贴图实体模型的环境光遮蔽贴图在有了纹理贴图，法线贴图和光照贴图之后，一个实体模型就可以很好的在一个虚拟空间中显示了。但是，如果一个物体处于均匀的光照环境中，就会出现一点小问题，观察图4-12当中的例子。图4-12无环境光遮蔽的模型观察图4-12中的龙，如果只有环境光，正常来说龙背会被龙头遮蔽一部分光线，也就是说龙背应比龙头更暗才对。尽管只是这种细微的差别，但是如果要使用实时计算来做的话，GPU会超载。所以，又该贴图登场——环境光遮蔽贴图（AmbientOcclusionMap，简称为AO贴图），这是一种用以计算环境光被物体如何遮蔽的渲染技术。虽然环境光遮蔽贴图与的和光照贴图类似，但是，AO贴图表示的是结构与附近物体的光影交互情况。图4-12中的龙加入环境光遮蔽效果，则会显示为图4-13中的样式，显的更为协调。图4-13有环境光遮蔽环境光遮蔽是在保证速度的前提下，解决漏光，角落显示不清晰，物体层次不明确等问题的方案。实体模型的环境光遮蔽贴图贴图小结每一种贴图都反应了物体与光是如何作用相互作用的，根据贴图的种类可以做出以下总结：

纹理贴图决定了物体的主要颜色，

法线贴图决定了物体的起伏状态，

光照贴图决定了阴影的表现形态，

O.贴图决定了模型的明亮度。当然，贴图的种类远不指这些。可以在本章的实战中学习和体会。对象与场景：构建梦想世界实体模型的材质对于同一种材质组成的模型，其纹理、法线等都极为相似。于是，在生产过程中，将一组拥有共同纹理、法线、光照等元素的集合称为材质（Material）。材质的组成是随意的，它可以只有纹理，或只有法线，或是上述元素的集合。材质通常表达在一个球状网格上，这个球被称为“材质球”。在各种VR编辑器中，基本都拥有默认的材质库，使用这些材质库可以让开发更加快捷。图4-14SubstancePainter的材质库图4-15WebVR的材质库01030204视觉感知是人类认识虚拟世界的最重要表现形式。如果没有光，则人们人类无法通过视觉感知到物体，所以光照具有非常重要的意义。图4-16光的表现形式为了模拟光，首先需要知道现实中的光是如何产生的。现实世界的光是由大量被称为“光子”的基本粒子组成。光子既有“粒子性”，又有“波动性”（光的波粒二相性）。如果虚拟世界试图使用计算机模拟现实的光子运动形式，即使是最强大的计算机也无法支持。所以，需要数学来模拟光照效果。从数学的角度来讲，光照效果就是颜色的变化。其本质是有光照到的地方，像素点的亮度高。无光照的地方，像素点的亮度低。在光照的数学模型中，主要模拟了三种自然现像，即“环境光”，“漫反射”和“镜面反射”。常见光源的类型有“环境光”，“泛光灯”，“平行光”和“聚光灯”等。环境光平行光对象与场景：构建梦想世界光照光照对象与场景：构建梦想世界聚光灯泛光灯场景和天空盒天空盒光源体积光环境光环境光的表现形式接近于睛天户外光照效果。阳光透过大气层照射在地面上，虽然有一部分光被挡住，但是即便在阴影中也不是一片黑暗。原理是由于光的漫反射，就算在阴影中，物体也会被在其它物体的表面产生的漫反射光所照射发光。所以，在虚拟世界中，环境光（AmbientLight）被建模为一个没有光源、没有方向且对场景中的所有物体产生相同的照亮效果的一种光。无光源指的是环境光来自于四面八方，任何一个物体都无法阻挡环境光。无阴影指的是环境光会照亮场景中的每一个像素点，任何物体（除了AO贴图这类针对环境光的贴图）都不可能阻挡环境光，所以环境光在正常情况下无法产生阴影。而无亮度区分则是表示，环境光对所有像素点一视同仁，并不会因为任何原因而产生明暗变化。在绝大多数虚拟世界的场景中，环境光是最重要的辅助光源。大量使用优美的环境光可以让画面显的更加明快。比如，有些场景使用大量紫色的环境光，用以突显卡通柔和的风格。KINGSOFT环境光环境光的属性一般来说有两个，颜色表示光的颜色，强度表示光的强度，如图4-17所示。图4-17Xenko引擎中的环境光设置界面LOGO平行光平行光（DirectionalLight）是户外场景中非常重要的一种光，也是户外场景中产生阴影的主要光源。在现实世界中，最重要的平行光就是太阳光。平等光的光源是一个矩形的平面。平行光会产生阴影，但由于产生阴影需要非常多的计算资源，所以一部分对性能要求较高的虚拟现实应用（比如WebVR）中，一般不让平行光产生阴影。但是，即使不产生阴影，平行光还是会和光照贴图互动，在物体的表面显示出明暗不同的区域。图4-18环境光在WebVR引擎中的体现平行光的主要属性有颜色（Color）、强度（Intensity）、光照目标、深度等。其中，平行光的目标可以理解为平行光以何种角度照射物体。平行光的深度可以理解为光在照射到多远就会消失。图4-19WebVR中的平行光设置界面聚光灯经常用来模拟路灯或者手电筒所发生的光，是在指定方向发出一道锥形光的光源。聚光是室内产生阴影的主要光，在没有遮挡的情况下，表现形式如图4-20所示。图4-20聚光灯光源所发出的光聚光灯的属性通常有颜色，范围，距离，目标，衰减系数等。其中，光的范围有的用光锥投影所呈现的圆的半径来表示，有的引擎也会使用顶角的角度（Angle）来表示。光的距离（Range）用来表示光可以照射多远。聚光灯一般都有一个衰减系数，照得越远，光的亮度就越低。图4-21WebVR中聚光灯的配置聚光灯泛光灯（PointLight）又称作点光灯或全向光源。它的光源是一个无限小的点，在没有任何物体遮蔽的情况下，其发出的光会向所有方向均匀地扩散出去。图4-22泛光灯的光照模型泛光灯在虚拟现实游戏应用中比较常用，常用来表示灯泡或者台灯等。其属性与聚光灯基本一致，在此不再赘述。泛光灯体积光体积光（Lightshafts）是一种光的类型，由于光照射在遮光物体上而产生的放射性泄漏，会给人造成空间的感觉，所以被称为体积光，也被称为上帝之光（GodRay）。光照效果见图4-23，图4-24。图4-23现实世界中的体积光图4-24虚拟世界里的体积光天空盒光源（Skyboxlight）是环境光的一种。不同于普通的环境光，天空盒光源的颜色是取决于天空盒（天空盒的定义见4.6节），如图4-25所示。照射在茶壶的每一个点上的光的颜色都取决于天空盒上发出这道光的点的颜色。图4-25天空盒光源相比于最早的环境光技术，天空盒光源可以创造出更加真实的场景，效果如图4-26所示。图4-26天空盒光源的显示效果天空盒光源场景和天空盒场景（Scene）是指物体所在的三维空间，即在虚拟空间中的一切内容，如包含在其中的环境，物体，装饰品等。而包含整体场景、用以显示环绕模型周边环境的纹理则被称为天空盒（Skybox）。图4-27场景和天空盒实战：物品手工建模对象与场景：构建梦想世界01【目标】对一个物品（以鼠标为例）进行手工建模。02【人员】可独立完成，也可以团队为单位来完成，2人为一组组成团队，设队长一名。角色有：建模师，摄影师，建模师负责模型的制作，摄影师负责信息采集及贴图的素材提供。团队成员应共同协作完成项目。03【时间】本实战项目在7小时内完成（5小时内完成为优秀，7小时内完成为合格）。04信息采集05模型制作06UV拆分对象与场景：构建梦想世界实战：物品手工建模贴图制作上传到虚拟现实平台根据附录中的虚拟现实建模标准，首先采集物品信息。物品名称：罗技无线鼠标型号：M185颜色：此款鼠标共有3色尺寸：长99mm，宽60mm图片：采集鼠标的上下左右前后等角度的图片如图4-28所示。纹理：采集鼠标的纹理图如图4-29所示根据附录中的虚拟现实建模标准，首先采集物品信息。官方图片：官方图片为产品实拍图，如图4-30所示本次实战采用3Dmax2014来制作鼠标的模型。这里我们采用图片参考法，将采集到的图片导入到3Dmax中，根据各个角度图片上的形状拉出对应的线条轮阔组成模型，具体建模过程参考附件模型制作，过程参考如图4-31所示。图4-31建模过程模型制作接下来对模型展UV。先将做好的高模建组，复制、备份，完成这些动作后打开之前备份的低模进行UV展开。在实战过程中展UV在低模上展开，然后高模用来烘焙细节，如图4-32所示。图4-32具体UV拆分过程详见附件。UV拆分贴图制作现在开始做贴图，在这个鼠标中，贴图只有两处，一处是顶部的LOGO，一处是底部的信息贴纸。具体操作方法见附件，结果如图4-33所示。0102图4-33处理顶部LOGO上传到虚拟现实平台图4-34鼠标最终效果现在进入最后一个环节，将模型上传到虚拟现实平台。打开11，进入个人空间，点击创建物体，开始上传模型，上传贴图。根据官方产品展示图的效果进行调节。制作完成效果可扫描如图4-34鼠标的二维码，可用手机扫码查看哦。010201对象与场景：构建梦想世界虚拟现实引擎节点实例操作几何节点引擎节点分为四大类，《对象节点》，《动画节点》，《事件节点》，《物理节点》，学好、用好、掌握好“引擎节点”是至关重要的，因为它是三维引擎的灵魂，本节我们以实例制作来讲解三维引擎内主要节点的用途。虚拟现实的对象节点虚拟现实的三维引擎和结构材质基础纹理节点材质色彩节点虚拟现实引擎节点实例操作对象与场景：构建梦想世界材质光照贴图节点材质法线贴图节点材质透明贴图节点1雾效节点0视点节点背景节点虚拟现实引擎节点实例操作对象与场景：构建梦想世界2导航节点014阴影节点036广告牌节点053光源节点025锚节点047编组节点06对象与场景：构建梦想世界虚拟现实引擎节点实例操作8细节层次节点9声音节点虚拟现实的三维引擎和结构虚拟现实引擎是造型语言，可描述3D场景的工具，用户可进入引擎建立并探索属于自己的世界；在引擎中建立的世界是交互的，是受用户控制的，可把2D/3D物体、动画、多媒体效果混合于一体；它与平台无关，可在PC、移动端、可穿戴设备上浏览。12引擎节点分为四大类：对象节点类、动画节点类、事件节点类、物理节点类。3虚拟现实三维引擎是由许许多多的“节点”构成并创建的，在三维引擎中，文件由各种各样节点组成，“节点”是引擎的核心，节点之间可以并列或层层嵌套使用。节点在引擎中起着主导的作用，它贯穿于整个三维引擎的始终。可以说，如果没有节点，三维引擎也就不存在了。WebVR引擎是十一维度公司自主研发的基于Web端的三维交互引擎，它广泛应用于各个行业，既可以将实景及实物产品在线三维虚拟展示，又可以嵌入相应音频和视频等多媒体元素，还可以对虚拟场景中的物品进行实时交互，如打开电冰箱的门（或爆炸图）看物品内部结构、打开电视和播放音乐（或者产品介绍）等等。和目前网上以图片、Flash、视频等展示方式相比，WebVR改变了原来万维网上单调、真实感和情境性较差的弱点，可以帮助创建一个全新的可进入、可参与的三维虚拟现实世界。虚拟现实的三维引擎和结构虚拟现实的对象节点虚拟现实引擎节点包含几何节点、颜色节点、材质节点、图像纹理节点、背景节点、雾节点、视点节点、导航信息节点、方向光节点、点光源节点、聚光源节点、锚节点、广告牌节点、广告牌节点、编组节点、细节层次节点、声音节点、文本造型节点、能见度节点等19种不同的节点。12表4-13各节点的含义见表4-1。几何节点我们肉眼能够看到的，大部分都称之为几何节点，几何节点有三种获取方式，手工建模、3D扫描和照片建模，在这里我们主要讲解手工建模，即利用3dsMax建立如图4-35所示的模型。对于所有引擎即时渲染平台来说，优化都是必要的处理环节。优化程度取决于项目的目的和所提供的系统性能，在每秒60帧的速度下进行渲染，同时还得保证在3秒钟之内打开，我们建议在2万个面以内，这才能够在微信上流畅地传播模型，还要注意的一点是一百个同样材质的几何模型可以被归为一个组，从而只产生一个绘制对象便于我们操作。图4-35几何节点打开3dsMax，我们先来认识一下3dsMax界面，如图图4-36所示，界面主要分为七个区：菜单栏、工具栏、活动视图区、命令面板、动画控制区、坐标显示区、视图控制区；LOGO几何节点在菜单栏上点击“自定义>单位设置”，将显示单位比例设置为厘米（cm），注意：系统单位(systemunitsetup)也要设置为厘米（cm），如图4-37所示；我们在命令面板中找到几何体图标，选择长方体，在顶视图点击并拖动绘制出长方体，如图4-38所示；在命令面板中找到修改图标，将长方形参数修改为长80cm，宽80cm，高2cm，如图4-39所示；在坐标显示区，我们将长方形的坐标X轴、Y轴、Z轴均修改为0，以保证长方形在屏幕的正中间，如图4-40所示；以此方法，我们继续创建其它几个几何物体；以上几何形状创建完成后，在菜单栏选择导出，将文件保存为obj格式，如图4-42所示；

打开网站，登录网站，点击个人中心，找到创建作品按钮“VR物品创建”，此时会弹出虚拟现实引擎，如图4-43所示。在虚拟现实引擎中，我们点击按钮“上传物体”，找到刚从3dsMax导出来的obj文件，进行加载显示，如图4-44所示。点击右上角的保存，会弹出信息框，如图4-45所示，将名称、类型、电话、购买链接、简介描述填写好后，确认并提交，此时，我们的第一个作品产生了。几何节点几何节点打开3dsMax，我们先来认识一下3dsMax界面，如图图4-36所示，界面主要分为七个区：菜单栏、工具栏、活动视图区、命令面板、动画控制区、坐标显示区、视图控制区；图4-363dsMax界面几何节点在菜单栏上点击“自定义>单位设置”，将显示单位比例设置为厘米（cm），注意：系统单位(systemunitsetup)也要设置为厘米（cm），如图4-37所示；图4-373dsMax单位设置

几何节点我们在命令面板中找到几何体图标，选择长方体，在顶视图点击并拖动绘制出长方体，如图4-38所示；图4-38绘制长方体几何节点在命令面板中找到修改图标，将长方形参数修改为长80cm，宽80cm，高2cm，如图4-39所示；图4-39长方体参数设置几何节点在坐标显示区，我们将长方形的坐标X轴、Y轴、Z轴均修改为0，以保证长方形在屏幕的正中间，如图4-40所示；图4-40长方体坐标几何节点以此方法，我们继续创建其它几个几何物体；圆锥体：参数（半径1：20cm，半径2：0cm，高：30cm），位置（X：0、Y：0、Z：45）04球体1：参数（半径1：5cm），位置（X：-8、Y：-20、Z：30）05球体2：参数（半径1：5cm），位置（X：8、Y：-20、Z：30）06顶视图绘制：01圆柱体：参数（半径20cm，高40cm），位置（X：0、Y：0、Z：0）02圆环：参数（半径1：20cm，半径2：5cm），位置（X：0、Y：0、Z：40）03以此方法，我们继续创建其它几个几何物体；前视图绘制：四棱锥：参数（宽：10cm，深：10cm，高：8cm），位置（X：0、Y：-20、Z：20）管状体1：参数（半径1：8cm，半径2：6cm，高：6cm），位置（X：-20、Y：5、Z：20）管状体2：参数（半径1：8cm，半径2：6cm，高：6cm），位置（X：20、Y：5、Z：20）管状体3：参数（半径1：5cm，半径2：4cm，高：6cm），位置（X：0、Y：-20、Z：9）我们可以看到，形成的几何物体像一个小人物，有眼睛有耳朵，如图4-41所示。几何节点

几何节点以上几何形状创建完成后，在菜单栏选择导出，将文件保存为obj格式，如图4-42所示；图4-42导出

几何节点打开网站，登录网站，点击个人中心，找到创建作品按钮“VR物品创建”，此时会弹出虚拟现实引擎，如图4-43所示。图4-43上传物体

几何节点在虚拟现实引擎中，我们点击按钮“上传物体”，找到刚从3dsMax导出来的obj文件，进行加载显示，如图4-44所示。图4-44上传完成界面

几何节点点击右上角的保存，会弹出信息框，如图4-45所示，将名称、类型、电话、购买链接、简介描述填写好后，确认并提交，此时，我们的第一个作品产生了。图4-45保存信息最后，我们在个人中心可以找到创建好的作品，点击打开该作品，在浏览器的右边，点击“分享”按钮，点击后会出来一个二维码，如图4-46所示，用手机微信扫描，几何物体会快速的打开，我们也可点击分享到朋友圈，快速方便地传播VR作品。图4-46分享二维码

材质色彩节点LOGO材质色彩节点色彩是表示几何表面颜色的节点，通常参数为RGB，红色、绿色、蓝色，这里我们来制作一组铅笔来说明色彩节点，如图4-47所示。知识点：多边形建模、点线面编辑、挤出功能、连接功能、分离功能、认识色值编辑图4-47材质色彩节点打开3dsMax，在命令面板中找到图形图标，选择多边形，在顶视图点击并拖动绘制出多边形，参数（半径：0.6cm），位置（X：0、Y：0、Z：0），如图4-48所示；在命令面板中找到修改图标，我们在修改器列表中找到挤出功能，并设置其挤出参数为（数量：20，分段：2），如图4-49所示；我们选择物体对象右击，会弹出命令栏，我们选择“转换为可编辑多边形”命令，如图4-50所示；材质色彩节点WPS材质色彩节点在修改器中找到顶点，在前视图我们框选物体最顶部的的顶点，将其位置修改为（X：0、Y：0、Z：12），在工具栏找到缩放工具，将顶点进行缩放，如图4-51所示；在修改器中找到边，我们选择上半部分的边，接着在编辑边的属性栏中找到连接功能，我们点击连接功能边上的小框框，此时会弹出连接功能参数表，我们将其设置为（分段：2、收缩：40、滑块：0），点击确认，如图4-52所示；在修改器中找到多边形，我们选择中间部分的面，接着在编辑几何体的属性栏中找到分离功能，点击分离，如图4-53所示，在弹出的对话框中单击确定；我们单击工具栏的“按名称选择”按钮，在对话框中将物体全选并单击确定，接着在顶视图中按住Shift键向右拖动，此时会弹出克隆选项框，如图4-54所示，在副本数输入11，这样就成功的复制出11支铅笔来；导出obj格式，保存到指定文件夹下，我们按照“2.2.1几何节点”一节中的步骤打开虚拟现实引擎，将几何模型进行上传，上传后，我们将笔头中间部分进行选择，按住Ctrl可进行多选，在材质下找到纹理边上的小黑框，点击即可编辑颜色，我们将其参数设置为（R：255，G：200，B：140），如图4-55所示；以此方法，我们继续设置各铅笔笔身的颜色：支：深红（RGB：180，0，0）支：青色（RGB：0，180，0）材质色彩节点logo材质色彩节点打开3dsMax，在命令面板中找到图形图标，选择多边形，在顶视图点击并拖动绘制出多边形，参数（半径：0.6cm），位置（X：0、Y：0、Z：0），如图4-48所示；图4-48绘制多边形

logo材质色彩节点在命令面板中找到修改图标，我们在修改器列表中找到挤出功能，并设置其挤出参数为（数量：20，分段：2），如图4-49所示；图4-49挤出

材质色彩节点我们选择物体对象右击，会弹出命令栏，我们选择“转换为可编辑多边形”命令，如图4-50所示；图4-50转换为可编辑多边形

材质色彩节点在修改器中找到顶点，在前视图我们框选物体最顶部的的顶点，将其位置修改为（X：0、Y：0、Z：12），在工具栏找到缩放工具，将顶点进行缩放，如图4-51所示；图4-51顶点缩放

材质色彩节点在修改器中找到边，我们选择上半部分的边，接着在编辑边的属性栏中找到连接功能，我们点击连接功能边上的小框框，此时会弹出连接功能参数表，我们将其设置为（分段：2、收缩：40、滑块：0），点击确认，如图4-52所示；图4-52连接

材质色彩节点在修改器中找到多边形，我们选择中间部分的面，接着在编辑几何体的属性栏中找到分离功能，点击分离，如图4-53所示，在弹出的对话框中单击确定；图4-53分离

材质色彩节点我们单击工具栏的“按名称选择”按钮，在对话框中将物体全选并单击确定，接着在顶视图中按住Shift键向右拖动，此时会弹出克隆选项框，如图4-54所示，在副本数输入11，这样就成功的复制出11支铅笔来；图4-54复制

材质色彩节点导出obj格式，保存到指定文件夹下，我们按照“2.2.1几何节点”一节中的步骤打开虚拟现实引擎，将几何模型进行上传，上传后，我们将笔头中间部分进行选择，按住Ctrl可进行多选，在材质下找到纹理边上的小黑框，点击即可编辑颜色，我们将其参数设置为（R：255，G：200，B：140），如图4-55所示；图4-55添加颜色

材质色彩节点以此方法，我们继续设置各铅笔笔身的颜色：支：红色（RGB：255，0，0）01支：绿色（RGB：0，255，0）02支：蓝色（RGB：0，0，255）03支：黄色（RGB：255，255，0）04支：淡蓝（RGB：0，255，255）05支：紫红（RGB：255，0，255）06材质色彩节点以此方法，我们继续设置各铅笔笔身的颜色：支：军绿（RGB：85，130，65）支：橙色（RGB：225，140，10）支：灰色（RGB：130，130，130）支：板岩蓝（RGB：40，155，200）材质色彩节点支：青色（RGB：0，180，0）我们可以看到，形成的多彩铅笔色彩非常丰富，如图4-56所示，保存后就可以分享到朋友圈。图4-56材质颜色完成图

LOGO材质基础纹理节点纹理是一种位图，即二维图像，使用纹理能使立体空间造型更具真实感，纹理图的使用能增加浏览者的视觉真实感，提高渲染的质量，如物体造型映成大理石纹理形成地砖，映成木纹形成地板，映成墙砖形成墙壁等。在引擎中，我们通常用的基础纹理格式是JPEG，JPEG是一种比较流行的图像存储格式，该格式存储图像文件较小，比较适合于网络传输，且图像质量比较高，是一种较好的图像存储格式，但不能包含像素的透明度信息。知识点：线条编辑、放样功能、重复贴图制作、贴图压缩方法、光泽度、反射打开3dsMax，在命令面板中找到图形图标，选择线，为了让线画的更准确，我们可以在工具栏中找到捕捉工具并单击（可以右击弹出选择框，确保勾选了栅格点），接下来在左视图用线画出一个相框边的轮廓，如图4-57所示；

材质基础纹理节点我们在命令面板中修改器下，找到顶点按钮，在左视图框选中间几个顶点，然后在圆角功能下输入参数（3cm），由此得出以下圆角结果，如图4-58所示；我们选择图形图标，找到矩形按钮，在前视图创建矩形，参数为（长500cm，宽800cm），在几何体下拉框中找到复合对象，选中矩形，点击放样下的获取图形按钮，然后找到我们前面创建的轮廓，进行放样，如图4-59所示；选择几何体下拉框中重新选回标准基本体，选择平面，同样是在前视图创建一个参数为（长500cm，宽800cm）的平面，我们拿他来放置照片，再复制出一个平面，我们拿来做背部，如图4-60所示；材质基础纹理节点

LOGO材质基础纹理节点打开photoshop，制作木纹贴图，先从百度上找到一张原图，通常我们会将贴图处理成2的N次方，比如2、4、8、16、32、64、128、256、512、1024，最高不超过2048，这里我们将他处理成128X128大小，我们在photoshop的工具栏中选择选区工具，然后在画布上按住Shift键进行拖动，以保证能画出正方形选区，如图4-61所示；正方形选区画好后，依次按键盘上的Alt、I、P键，进行画布裁剪，裁剪完了，我们在菜单栏上找到图像并打开图像大小，将其设置为128，如图4-62所示；设备好画布大小后，按住shift+Ctrl+Alt+S键，对他进行压缩后，如图4-63所示，这时文件大小从470K变成了2K，这样的贴图平铺在模型上会变的很糊，所以我们要将他处理成重复贴图，这样贴图又小又清淅，如图4-64所示；

材质基础纹理节点切换到3dsMax软件，我们先来将制作好的贴图赋予模型上，按M键打开材质编辑器，按下漫反射边上的小方框，打开贴图浏览器，找到位图按钮，点击并打开我们制作好的木纹贴图，如图4-65所示；图4-65材质编辑

材质基础纹理节点选中相框模型，在材质编辑器下点击赋予材质，并将显示材质按钮打开，我们好像只看到颜色，并没有看到纹理，这时我们还要做一个动作，打开修改器，在修改器列表中找到UVW贴图功能，在参数中选择长方体，并将参数设置为（长：50cm，宽50cm，高50cm），如图4-66所示；图4-66UVW贴图

材质基础纹理节点制作照片贴图，在我们手机里找到一张自己喜欢的照片，同样按以下方法将贴图处理成2的N次方，同时进行压缩，并将制作好的这两张贴图赋予模型，我们将这两个模型导出obj格式，同时运用虚拟现实引擎上传模型，在纹理下赋予制作好的两张贴图，选择照片模型，我们将光泽参数调到20，将反射打开，这时照片模型就有了镜面反射效果了，如图4-67所示。保存完成。图4-67相框效果

材质光照贴图节点材质光照贴图节点光照纹理是在max中打开天光烘焙而成，使用正片叠底方式，提供整体大致的明暗信息，模型结构越详细，明暗信息越准确，有无光照贴图效果对比如图4-68，接下来我们骤步来讲解光照纹理的烘焙方法。知识点：挤出、放样功能、重复贴图制作、贴图压缩方法、光泽度、反射图4-68有无光照贴图效果对比我们打开3dsMax，我们用长方体在顶视图创建一个长方体参数（长：10cm，宽：20cm，高：20cm），并将其按鼠标右键转换成可编辑多边形，如图4-69所示；在修改器下我们选择多边形面编辑，在长方体前部面上进行点选，同时在编辑多边形下找到倒角功能，对多边形进行两次倒角，点击倒角功能边上的小框框，进行第一次倒角，参数（倒角高度：0cm，倒角轮廓：-1cm），再次点击倒角功能边上的小框框，进行第二次倒角，参数（倒角高度：-8cm，倒角轮廓：0cm），如图4-70所示；

LOGO材质光照贴图节点我们将他复制出3个来，同时在修改器下点击附加功能，我们将他们增加成为一个物体，按M键，对他们统一上默认材质，如图4-71所示；在命令栏“创建”下找到灯光，选择天光，并在场景中打上天光，按F10键，调出渲染设置，选择高级照明为光跟踪器，同时将光线/采样值设为500，如图4-72所示；设置完渲染方式后，我们按下数字0键，打开烘焙设置框，通道改为1，点击添加选择lightingMAP贴图，保存文件为jpg格式，尺寸设为2048，设置好后单击“仅展开”按钮，如图4-73所示；在修改器下打开UV编辑器，点击进行填充，不浪费空间，展好后点击渲染按钮，按下数字0键，打开烘焙设置框，进行渲染，如图4-74所示；

材质光照贴图节点将制作好的模型导出obj格式，打开虚拟现实引擎，加载模型后，先选择纹理，这里我们使用上次制作好的那张木纹重复贴图，并将重复次数设置为10，加上烘焙贴图即可（光照贴图），如图4-75所示，注意：使用光照贴图时，必须把灯光全部都关掉才行，不然会曝光。

材质法线贴图节点我们打开案例源文件，打开第5小节法线贴图，用3dsMax打开命名为浮雕的文件，这时，我们会看见一扇门，他有三个模型对象，第一个命名为框（共94个面），第二个命名为门（只有1个面），第三个命名为浮雕（共44534个面），如图4-77所示；04图4-76有无法线贴图效果对比03法线贴图多用在虚拟现实引擎的渲染以及游戏画面的制作上，将具有高细节的模型通过映射烘焙出法线贴图，贴在低端模型的法线贴图通道上，使之拥有法线贴图的渲染效果，却可以大大降低渲染时需要的面数和计算内容，从而达到优化动画渲染和游戏渲染的效果，有无法线贴图效果对比如图4-76。01知识点：法线贴图、金属光泽02这么多的面，已经远远超过我们希望的2万个面以内的标准了，那么我们只有用法线贴图来解决这个问题，我们将浮雕模型和门模型紧贴在一起，位置参数（X:0,Y:0,Z:0），然后选择门模型按数字0键，打开烘焙设置框，选取浮雕模型作为投影对象，将通道改为1，点击添加选择NormalsMAP贴图，保存文件为jpg格式，尺寸设为2048，设置好后单击“仅渲染”按钮，如图4-78所示；渲染完成后，我们得到一张法线贴图，如图4-79所示，现在已经不需要浮雕这么大的模型了，我们把它删除，同时把框的位置设为（X:0,Y:0,Z:0），设置完成后将这两个模型导出obj格式；打开虚拟现实引擎，我们导入模型，选择门模型，在材质下添加选择凹凸，弹出对话框中选择法线，加载我们渲染好的法线贴图，同时将光泽调到20，金属调到10，我们的石肓浮雕就完成了，如图4-80所示。材质法线贴图节点

我们通常制作透明贴图有两种，一种是采用黑白通道贴图，另一种采用PNG格式作为透明贴图，PNG是一种专门为取代GIF格式文件而开发的用于网络浏览的图像文件格式，它相对于GIF格式有更高的图片质量，同时还包含像素的透时度信息。本节案例最终效果如图4-81所示。图4-81透明贴图案例打开3dsMax，我们在命令面板下，找到茶壶的几何体，并在顶视图创建一个茶壶，半径设置为40cm，分段设置为8，将其转换为可编辑多边形，然后选择面功能，将中间的面进行选择，如图4-82所示；选择完面后，我们按住Shift键拖动Z轴，复制出一个面来做透明贴图用，同理，将背面也选择同样大的区域进行复制来作为另一张透明贴图用，这时模型制作完成，如图4-83所示，我们将其导出obj格式；材质透明贴图节点LOGO材质透明贴图节点在修改器下拉中找到UVW贴图，选择平面，在对齐栏中选择Y轴，点击适中，这样我们贴图就被重新计算了一次UV，两个面的模型都按此方法做一遍，如图4-84所示；我们打开Photoshop，开始制作两张贴图，第一张为文字贴图，保存为PNG格式，第二张为图腾黑白通道贴图，保存为JPG格式，记得2的N次方和压缩，如图4-85所示；打开虚拟现实引擎，我们将茶壶的颜色设置为（RGB:255，60，60）并打开双面，选择第一个片，将文字贴图放在纹理里，选择第二个片，将图腾黑白通道贴图放在透明里，并将金属和反射设为100，光泽设为0，如图4-86所示；保存至服务器，透明贴图制作完成。背景节点背景节点是指天空、大地及室内立体空间背景，用于定义VR世界中天空和地面纹理，在天空和地面之间，设定一幅立体空间全景图并可以放置立体空间造型。我们打开案例源文件（7、背景节点），打开max模型室内模型，在顶视图创建一个球体调整位置，如图4-87所示；我们按一下M键，打开材质编辑器选择一个默认的材质球，并将其设置为Standard标准材质，如图4-88所示；单击漫反射颜色右边的按钮，选择贴图类型“反射/折射”，如图4-89所示；在反射/折射参数下的来源改为从文件，设置图片大小，在渲染立方体贴图文件中我们选择保存位置（保存格式为JPG），选择完成后，点击拾取对象和渲染贴图按钮，并将其指向之前创建好的球体模型上，如图4-90所示；渲染完成后打开虚拟现实引擎，在VR效果图功能下，我们打开3D开关，然后添加场景，在场景属性下点击环境，此时会弹出自定义框。按如图4-91所示顺序操作；背景节点弹出的自定义框，我们将之前渲染好的文件分别按照UP,LF,BK,RT,FR,DN，添加，最后点击创建，室内全景图就生成成功了，如图4-92所示；我们来做多个场景关联，我们以两个场景的串联为例，在单个场景创建完成的基础上，我们将场景分别命名为A场景和B场景；在场景列表中选中A场景，并点击场景属性中的“添加热点”按钮如图4-93所示；在你所需的位置上点击鼠标，添加热点位置，这里我们在场景里可以看到一个正在闪烁的热点标图，如图4-94所示；在场景列表中选中A场景下方的热点1，在热点属性中打开“链接到场景”开关，选择B场景进行串联，如图4-95所示；当热点位置上方的名称变化为B场景时，我们即可从A场景进入B场景，点击闪动的热点即可进入，如图4-96所示；进入B场景后，重复上述步骤，在B场景内添加热点，把链接的场景改为A场景，这样就完成了A与B场景的串联。单击漫反射颜色右边的按钮，选择贴图类型“反射/折射”，如图4-89所示；图4-89贴图类型背景节点背景节点在反射/折射参数下的来源改为从文件，设置图片大小，在渲染立方体贴图文件中我们选择保存位置（保存格式为JPG），选择完成后，点击拾取对象和渲染贴图按钮，并将其指向之前创建好的球体模型上，如图4-90所示；图4-90渲染贴图背景节点渲染完成后打开虚拟现实引擎，在VR效果图功能下，我们打开3D开关，然后添加场景，在场景属性下点击环境，此时会弹出自定义框。按如图4-91所示顺序操作；图4-91添加场景背景节点弹出的自定义框，我们将之前渲染好的文件分别按照UP,LF,BK,RT,FR,DN，添加，最后点击创建，室内全景图就生成成功了，如图4-92所示；图4-92创建全景背景背景节点我们来做多个场景关联，我们以两个场景的串联为例，在单个场景创建完成的基础上，我们将场景分别命名为A场景和B场景；在场景列表中选中A场景，并点击场景属性中的“添加热点”按钮如图4-93所示；图4-93场景关联背景节点在你所需的位置上点击鼠标，添加热点位置，这里我们在场景里可以看到一个正在闪烁的热点标图，如图4-94所示；图4-94添加热点背景节点在场景列表中选中A场景下方的热点1，在热点属性中打开“链接到场景”开关，选择B场景进行串联，如图4-95所示；图4-95添加热点背景节点当热点位置上方的名称变化为B场景时，我们即可从A场景进入B场景，点击闪动的热点即可进入，如图4-96所示；图4-96添加热点4.7.10视点节点视点节点是决定观察角度的节点，如旋转观察、行走观察和飞行观察。也就是一个你所浏览的立体空间中的预先定义的观察位置和空间朝向，在这个位置上通过这个朝向，浏览者可以观察到虚拟世界中相应的场景，一般具有带入感的虚拟现实场景，是在一个空间内创建两个观测点，而观测点的角度稍有偏差。打开3dsMAX，先导入画迷宫模型的参考图，点击创建栏，在标准基本体选择平面；在顶视图创建一个平面；在修改菜单下将长宽调成10000cm；打开材质编辑器，选中模型点击将“材质指定给选定对象”，在下面的漫反射中选择位图，找到参考图选择，然后点击“视口中显示明暗处理”，参考图导入完成，如图4-97所示；参考图导入完成之后开始制作迷宫，在创建栏点击