Quest3D虛擬現(xiàn)實中貼圖烘焙技術(shù)的研究楊立新，劉飛鴻，李毅林，劉堯（沈陽農(nóng)業(yè)大學 林學院，沈陽 110866）摘要：本文介紹了Quest3D中的核心技術(shù)即貼圖烘焙，通過層次分析法說明了貼圖烘焙技術(shù)的重要性，并簡潔的說明了貼圖烘焙技術(shù)的實現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；Quest3D；貼圖烘焙技術(shù)；層次分析法The study of map baking technology in Quest3D virtual realityYang Li-xin,Liu Fei-hong（College of Forestry,Shenyang Agriculture University,Shenyang 110866）Abstract: This paper introduces the core technologies of Quest3D named map baking.Through AHP illustrates the importance of texture roasted technique,and concise illustrates the realization method of map baking technology .Keywords: Virtual reality technology；Quest3D；Map baking technology；Analytic hierarchy processQuest3D作為當今一種主流的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在園林設計中的應用具有重要意義，其中實時光影渲染是決定其能否實現(xiàn)園林場景真實表現(xiàn)的一個重要方面，而通過貼圖烘焙技術(shù)則可實現(xiàn)這種實時光影在計算機中的流暢表現(xiàn)。1. 貼圖烘焙技術(shù)1.1貼圖烘焙技術(shù)簡介貼圖烘焙技術(shù)也叫“Render To Textures”，簡單地說就是一種把光照信息渲染成貼圖的方式，而后把這個烘焙后的貼圖再貼回到場景中去的技術(shù)。1.2貼圖烘焙技術(shù)發(fā)展3Dmax中貼圖焙技術(shù)最早在3Dmax5中出現(xiàn)，但還有一些不完善和缺陷，但相信在今后的版本中會慢慢完善的，在人們越來越追求真實光照的效果的情況下這項新的技術(shù)一定前景廣闊。2貼圖烘焙技術(shù)實現(xiàn)意義貼圖烘焙技術(shù)是Quest3D的核心技術(shù)，是把非實時渲染的效果帶到實時場景中去。使其后期制作逼真的虛擬現(xiàn)實效果成為可能，它直接決定了虛擬園林制作的成功于否，是三維模型轉(zhuǎn)換為虛擬漫游場景的連接環(huán)節(jié)。也為我們園林設計師在后期方案表現(xiàn)中制作大場景景觀漫游動畫的實現(xiàn)奠定了基礎。3貼圖烘焙技術(shù)實現(xiàn)方法在Quest3D中應用分析3.1應用層次分析法確立決定虛擬現(xiàn)實物體真實度的因素圖1 三維電腦模型中決定物體真實度的關(guān)鍵因素層次結(jié)構(gòu)Figure 1 Three-dimensional computer model of decision object realistic key factors hierarchy3.1.1研究層次的構(gòu)建根據(jù)對研究目標對象的分析，將所包含的影響因素劃分為3個層次，即目標層、準則層、方案層。具體分析如下：1) 目標（O）：建立三維電腦模型中決定物體真實度因素的綜合評價模型（見圖1）2) 準則（I）：綜合各要素的影響程度，將評價準則確定為：固有因素和外部因素兩種。3) 方案（A）：將影響其真實度的評價因子歸納為7個，分別為：形體、顏色、材料、紋理貼圖（與材料區(qū)分，這里特指貼圖的品質(zhì)）、燈光（光照）、陰影、攝像機。3.1.2總排序，進行權(quán)重分析 依據(jù)經(jīng)驗分析各個指標的相對重要程序，根據(jù)層次分析法，分層構(gòu)造判斷矩陣，然后計算各指標的相對權(quán)重進行排序（如表1）。表1 三維電腦模型中決定物體真實度的關(guān)鍵因素Table 1 Three-dimensional computer model of decision object realistic key factors因素相對權(quán)重總排序光照0.49491陰影0.15372紋理貼圖0.11313形體0.07374材料0.06985顏色0.05276攝像機0.04227根據(jù)表1所示的各指標排序結(jié)果，可以看出各因素的相對重要性。即外部因素下光照與陰影是所占權(quán)重最大的因素。由此可以看出解決光影關(guān)系是保證虛擬現(xiàn)實物體真實度的關(guān)鍵因素，而貼圖烘焙技術(shù)則是實現(xiàn)這一目標的有效手段。3.2 Quest3D與3Dmax中貼圖烘焙比較、分析在Quest3D與3Dmax中實現(xiàn)貼圖烘焙有兩種方式：一 直接在Quest3D中運用其自身程序?qū)ξ矬w進行貼圖烘焙。二 在3Dmax中通過“Render to tecture”命令進行貼圖烘焙，完成后導入Quest3D中，實現(xiàn)貼圖烘焙。通過對同一場景進行烘焙渲染，二者渲染結(jié)果如下圖（圖2、圖3）所示：圖3 通過Max中進行渲染烘焙Figure 3 through Max in rendering圖2 通過Quest3D中進行渲染烘焙Figure 2 through Quest3D in rendering baking圖2 Quest3D中直接渲染烘焙Figure2 通過上圖比較顯示：Quest3D直接進行貼圖烘焙效果不佳，由于其自身燈光系統(tǒng)不完善導致光影關(guān)系較弱，得不到最佳效果。而通過3Dmax中烘焙后導入Quest3D則完美的解決這一問題。3.3決定貼圖烘焙技術(shù)的關(guān)鍵因素1.物體貼圖坐標物體坐標的正確與否直接影響到后期的烘焙最佳效果，下面以立方體、圓柱體、球體為例進行比較說明，詳細見表2表2 3DMax中立方體、圓柱體、球體貼圖坐標參數(shù)調(diào)整Table 2 3DMax of cubes, cylinder, the sphere texture coordinate parameters adjustment基本幾何體 坐標參數(shù)實物樣式調(diào)整前 調(diào)整后調(diào)整前 調(diào)整后立方體 U=1.0，V=1.0 U=1.0，V=1.0圓柱體 U=1.0，V=1.0 U=5.0，V=3.0球體 U=1.0，V=1.0 U=5.0，V=3.0如上表2所示：只有合適的貼圖坐標才能滿足物體的正確紋理顯示，為后期烘焙做好準備。2.貼圖坐標的制作與烘焙設置要想得到正確的烘焙貼圖需要對其進行貼圖坐標的制作，并存儲為獨立的通道，通過“Render To Texture”命令設置烘焙參數(shù)，詳見表3。表3 3DMax中立方體、圓柱體、球體貼圖烘焙參數(shù)調(diào)整Table 3 3DMax of cubes, cylinder, the sphere map baking parameters adjustment烘焙對象對象坐標紋理貼圖坐標（使用現(xiàn)有通道）輸出貼圖大小烘焙圖示Box通道=2LightingMap10241024Cone通道=2LightingMap10241024Sphere通道=2LightingMap10241024綜上所述將烘焙出來的LightingMap貼圖加載進Quest3D后即可實現(xiàn)貼圖烘焙。4.結(jié)論與討論4.1結(jié)論根據(jù)上述分析表明：貼圖烘焙技術(shù)為Quest3D中核心技術(shù)，通過貼圖烘焙技術(shù)，可以實現(xiàn)原始場景中光照信息的轉(zhuǎn)換，將原始場景中的真實光照陰影模擬以貼圖的形式進行存儲。4.2討論1.通過以上分析，說明貼圖烘焙技術(shù)可將模擬真實的自然光照投影信息轉(zhuǎn)換為貼圖形式實現(xiàn)Quest3D所要滿足的真實模擬的效果。2.由于Quest3D自身軟件的特點，其單純依靠貼圖烘焙技術(shù)并不能完全模擬所有特效，比如水的波動等，需加載其他模塊進行模擬。參考文獻1王棟.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展演變及應用J.山東大學學報（理學版）,2006年7月,第41卷,第52期；58-59.2楊立新.園林設計演示動畫技術(shù)的研究D.沈陽農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文：沈陽農(nóng)業(yè)大學，2006年6月10日.3李聰.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在園林中的應用D.沈陽農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文：沈陽農(nóng)業(yè)大學，2007年5月8日.4蘇同向.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在風景園林設計中的應用D.南京林業(yè)大學碩士學位論文：南京林業(yè)大學，2006年6月.5李國松，楊柳青論虛擬現(xiàn)實和園林藝術(shù)J中南林學院學報，2007，(2)：87896最好的虛擬現(xiàn)實開發(fā)工具EBOLhttp：blogcsdnnetzhuzhaoarchive200804022245501aspx20080402200810一147周慎.基于虛擬現(xiàn)實的汽車駕駛模擬器建模技術(shù)研究D.武漢：武漢理工大