室内效果图与虚拟现实三维建模对比分析

李世和

摘要：以3Ds Max软件为三维建模工具，以Unity 3D软件为虚拟游戏引擎工具，分析了室内设计效果图三维建模的特点与要求，探讨了室内虚拟现实展示对三维模型的要求，着重对比分析两者对模型面数、模型质量、比例、坐标等的差异。

关键词：效果图三维建模;虚拟现实三维建模;3Ds Max;Unity 3D

中图分类号：TP391    文献标识码：A  文章编号：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-

三維写实效果图是现今建筑、室内设计行业设计方案的主要展示方式之一，以写实、精美的画面传达设计信息，给人直观感受。随着科技的发展，虚拟现实的展示方式也逐渐推广应用开来，如现今很多楼盘的样板间都以虚拟现实的展示方式呈现给客户，其真实模拟空间信息并互动串联各个空间让客户如身临其境，切实感受空间的特点及具体细节，但目前虚拟现实的表现成本还是比效果图表现方式成本高，虚拟现实的表现方式也没有替代效果图的表现方式，而是表现为根据市场需求选择最合适的展示方式。

因为室内设计方案展示方式的多样化，要求从业人员及相关专业的学生学习新的知识技能以适应市场变化。这其中室内设计效果图表现与室内设计虚拟现实展示是目前这些人群的主要学习方向。他们在学习过程中都面临效果图与虚拟现实表现的三维建模差异问题，本文以3Ds  Max软件为三维建模基本工具、以Unity 3D软件为虚拟现实互动引擎工具进行技术分析，主要着眼于对效果图与虚拟现实的三维建模技术进行比较，通过对比分析，进而更深入了解这两种表现方式的建模技术差异有利于更快、更准确掌握新知识、新技能。

1 三维模型的单位设置与命名规范上的差异

单位设置。室内效果图模型制作单位通常为毫米，而虚拟现实建模的单位设置受后期虚拟互动引擎软件制约，以导入到Unity 3D软件为例，其中系统单位设置为厘米，显示单位则设置为米，只有这样设置导入到Unity 3D软件后才能与Unity 3D软件里建的模型比例一致。

命名规则。无论是室内效果图与虚拟现实三维建模，为了保证制作效率及与工作团队的分工协作，都是要求对所制作的三维模型进行有条理命名，以便于识别及统一管理，两者之间--效果图如果对整个场景的众多模型没有做到有效命名，仅可能会造成效率较低的后果，命名也可以是中文命名;虚拟现实展示表现三维建模则不同，命名要与后期虚拟互动引擎软件兼容，如Unity 3D软件导入的模型必须是英文与数字命名，同时三维模型制作可能是美术人员制作，后期应用脚本进行虚拟互动编辑则由计算机程序人员负责，这种分工协作则对模型的命名有严格的规范要求，如模型的命名统一为“Model_”为前缀。这种才能保证在分工协作中减少沟通上的障碍。

2 3Ds Max软件应用于效果图与虚拟现实表现的几种最常用的建模技术与模型细分控制

复合建模方式：放样、布尔。放样建模对模型精细度的控制可以通过调整图形步数与路径步数实现;布尔建模方式则可以通过两个对象的分段数控制布尔后最终模型的分段数，合适的分段数也可以适当避免布尔出错的可能及范围。

修改器建模方式：挤出、车削、倒角剖面。挤出建模可以通过控制二维图形的步数与挤出的分段数来控制模型面数;车削与倒角剖面等建模方式对模型面数的控制亦是通过控制二维线步数与模型最终分段数实现。

多边形建模方式：对较复杂的有机体对象通常都应用多边形建模的方式进行制作，其建模方式类似雕塑的过程，由最初简单的几何形态粗胚逐步进行细节堆砌刻画。可以在其他建模方式的基础上转化为可编辑多边形再对模型基础要素（点、线、面、边界、元素）进行编辑修改。如先放样建模出一条欧式桌腿的大体形状，再在此基础上转化为可编辑多边形实现对桌腿细部雕刻细节的编辑。建模原则要求由简入繁，前期分段数一定要少，后期根据需要逐步增加。前期分段数过多往往建模效率很低。

多边形建模为表现光滑流畅的效果可以勾选“使用NURMS细分”，调整迭代次数，迭代次数通常调到2即可，过高会导致面数成倍增长甚至导致系统瘫痪。也可以应用“网格平滑”“涡轮平滑”修改器来实现模型细分，其中迭代次数的参数调整极少高于2。上述几种细分方式都是以增加模型面数实现模型表面细致光滑效果的，而没有增加的面数实现表面光滑的有效手段是通过创建平滑组的方式调整模型表面。

动力学、Cloth等建模方式：床单、窗帘等布料的模拟运算制作。为了实现柔软的质感特征，往往需要大量的面数方能较为真实表现模型细节。模型创建完成后可以通过优化修改器等方式优化减少面数。

3 室内效果图三维建模对模型面数的控制要求

效果图试图实现的视觉效果目标是超写实、照片级的真实视觉特征。往往对摄像机镜头内的物体模型的细节表现非常注意，如离镜头近的墙体拐角会给模型做倒角或倒圆细节处理，方形桌面桌腿都会做倒角处理，经过倒角或倒圆处理的模型拐角在材质光影效果上能表现更细致的高光等光影细节效果，未倒角的方形模型则表现不出高光过渡的细节效果。对沙发皮革、毛巾，毛毯等为了表现材质质感细节都不吝惜面数，在表现模型肌理细节及光滑的形体转折曲线等都会对模型做细分从而使面数大大增加。

室内效果图建模对面数控制的显著特点是有助于画面美感表现的模型面数绝不吝惜。特别是离镜头近的物体真实质感表现。对模型面数的控制主要是对镜头看不见区域的模型面数进行优化或删除。常用的模型細分方式是：NURM细分、涡轮平滑、网格平滑。较少应用平滑组方式平滑模型表面。

4 虚拟现实三维建模对模型面数的控制要求、模型质量、坐标及比例差异

虚拟现实三维建模受的制约较多，其一是受虚拟互动游戏引擎软件的制约，如将模型导入Unity 3D软件里，为了保证互动画面的实时运行速度及材质灯光的真实效果，对模型的质量及面数有着甚为苛刻的要求;其二是受后期发布平台性能条件的制约，如手机、网页、计算机等平台均对模型面数的资源占比有要求，因此虚拟现实展示表现与效果图表现的三维建模的显著区别是，虚拟现实展示表现的三维建模对面数的要求是面数最优化的基础上表现物体的真实效果，很多时候不得不牺牲一些质感表现如对形体边缘高光光泽度的表现。

为了尽可能减少面数。模型的曲面及平滑度大量通过平滑组实现，较为次要的模型细节能通过贴图实现的应用贴图，在重要的模型细节表现上（如皮革沙发的铆钉褶皱）则应用实际建模实现凹凸褶皱，但也必须尽可能优化模型的面数。模型背面没被视线观察到的区域的面数删除。

虚拟现实对模型质量有严格要求，如在室内墙体的单面建模过程中，尽量要求模型的每个面的边数少于等于四，模型面的两条边之间的夹角小于180度，这样能在后期导入虚拟互动引擎软件里避免出错。而在室内效果图建模上往往没有必要这么严格控制面的边数，基本上在场景视觉上没问题的后期很少出错。

模型的坐标差异。3Ds Max软件默认情况下是Z轴代表模型高度，通常绘制效果图是直接应用默认坐标即可，而Unity 3D软件则是Y轴代表高度，因此在3Ds Max软件里一定要修改模型坐标让其Y轴朝上再导入Unity 3D软件。如果不这样的话会在后期产生很多错误，如光滑表面反射效果完全错误等。

模型的比例控制。在创建模型的过程中可能对模型进行缩放等多种变换修改，这些修改都可能在Unity 3D软件里出现模型大小比例的最初参数各种各样，进而造成后期编辑的各种错误，因此要导入Unity 3D软件的三维模型必须统一进行“重置变换”操作，让模型三个坐标轴的比例统一为1。而在效果图制作上则无须此操作。

5 结束语

通过上述对比分析，学习者能深入了解效果图与虚拟现实三维建模技术的差异，有侧重点进行有效学习，从而更快、更准确掌握相关技能。同时明确3Ds Max软件、Unity 3D软件兼容上的不同要求，在制作过程中避免出错、提高工作效率。

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[通联编辑：梁书]