基于UE4的移动端虚拟样板间
Mobile Terminal Virtual Model Room Based on UE4
踪琳，王晓
（山东科技大学电气与自动化工程学院，山东青岛266590）Zong Lin,Wang Xiao (College of electrical and Automation Engineering,Shandong University of Science and Technology,Shandong Qingdao 266590）
摘要：随着虚拟现实的蓬勃发展，越来越多的房产商开始利用这一新技术打造出形形的虚拟样板间，开启了房产业看房新模式。不同于目前市场上比较流行的基于PC 端的虚拟样板间，该文描述如何利用UE412.4引擎软件，开发基于安卓5.0平台的虚拟样板间。用户可以利用手机中的按键改变壁纸颜，控制样板房中电视的播放，以及移动观看的位置。可用目前市场上比较流行的谷歌VR 3D 眼镜观看，具有较好的沉浸感。
关键词：UE4；安卓平台；虚拟样板间；谷歌VR 眼镜中图分类号：TP391.9
文献标识码：B
文章编号：1003-0107(2017)03-0050-04
Abstract:With the rapid development of virtual reality,more and more real estate companies begin to use t-his new technology to create a variety of virtual model rooms,which develops a new model rooms showing mode.Different from currently popular PC based virtual model rooms,this paper puts forward using UE412.4engine software to create virtual model based on Android 5platform.Users can use the phone button to ch-ange the wallpapers,and control the TV play,and change viewing position.At last,Users can watch 3D virtual model rooms with google VR glasses and it has a better sense of immersion.Key words:UE4;Android platform;Virtual model room;Google VR glasses CLC number:TP391.9
Document code:B
Article ID ：1003-0107(2017)03-0050-04
作者简介：踪琳(1991-)，女，硕士生，研究方向为虚拟现实。
0前言
随着虚拟现实的发展，各种虚拟样板间也如雨后春笋般大量涌现，事实证明，这些虚拟样板间的应用给消费者和房地产企业都带来了切实的利益。
对于房地产企业来说，VR 虚拟样板间建造非常便宜和高效。对于消费者来说，虚拟样板间可以根据真实尺寸还原制作，消费者不再需要根据平面图效果琢磨三维造型。只需戴着智能设备体验数分钟便能对房间了如指掌[1]。
目前，很多人已在这一方面进行了相关的研究。贺苗元设计了基于Unity3D 引擎的虚拟室内漫游系统，用3Dmax 建模软件做样板间及室内家具并以VS2010为脚本开发环境来实现虚拟室内漫游的一些交互[2]。
王鑫研究了虚拟现实技术在房地产展示系统中的应用，展示了楼盘周边、社区外观及样板间户型的虚拟环境，用户可以使用鼠标或键盘沿着预定路线行走[3]；冯骁设计了基于安卓系统终端的虚拟现实全景展示平台，研究了在Unity3D 引擎下，虚拟现实产品在安卓端的发布[4]
。
由上文可以看出，这些虚拟样板间大多是基于U-nity3D 的PC 端虚拟样板间，主要通过鼠标键盘等实现交互，并且由于手机的方便性，目前，部分虚拟产品也已开始向手机端发展。在前人研究的基础上，设计了一种基于UE4的安卓端虚拟样板间。
虽然Unity3D 比较常用，简单易学，但本次所选择的UE4引擎功能更为强大，它的新材质管线流程使用的是基于物理的着方式，让美术人员对外观进行前所未有的控制，从而可以获得任何想要的风格
[5]
。另外，
UE4中使用蓝图可视化脚本系统，
使得用户可以在创建游戏的过程中避免使用代码[6]。蓝图系统具有强大的功能，利用蓝图可以创建关卡，修改用户界面，设计人机交互等多种功能，在本次设计中，所有的交互部分都由蓝图实现。
1基于UE4的虚拟样板间的构建
1.1UE4平台设置
开发移动端虚拟样板间，首先要设置UE4开发平
电子质量
2017年第03期(总第360期)
台。UE4提供了基于PC 端的开发平台及基于移动端的开发平台如图1所示。这两者之间的内容创建，材质，光照，后期处理效果，
及预览方式都有所区别。
图1平台选择
平台选择完成之后，安装安卓开发资源包。UE4根目录下有专门针对安卓开发的资源包AndroidWorks，安装完成之后，
从安卓SDKManager 中可以看出，其中包括安卓的很多版本，
本次设计用到Android5，从SDKMan-ager 中选择Android5.0.1SDK Platform 下载安装。
最后，配置虚拟现实设备，以便后期进行3D 观看。UE4集成了针对很多虚拟现实头盔的插件，包括Gear VR，Google VR，Oculus Rift 等，其中Google VR 是UE412.4才支持的新功能。由于本设计中使用谷歌VR 眼镜，选中GoogleVR 下Enabled 选项，使得打包出的项目支持Google VR 眼镜观看。1.2模型构建
首先，房间模型搭建。UE4中带有画刷工具，可以创建长方体等一些立体图形，整个房间便可由这些立体图形组合而成。
其次模型导入，要把在3Dmax 中创建的一些家具模型导入UE4。一般从3DMax 导出的模型为FBX 文件，而目前UE412.0支持5种fbx 文件格式，如图2
所示。
图2UE412.0支持的fbx 格式
由于本次设计中的模型不涉及动画，
所以选择FBX Scene 格式和FBX static meshes 格式，FBX static meshes 一般用于家具等一些小型物体作为一个整体导入。而FBX Scene 为场景导入，适用于导入一个大型场景，且导入的资源中包括场景中的各个小的组成部分。
在模型的导入过程中，由于3Dmax 跟UE4材质系统略有差别，会出现很多贴图丢失的现象，这需要在UE4中重新制作材质。
虚幻4使用了基于物理的着器模型。这说明UE4并非使用例如漫反射或者高光次幂的属性来表示材质，而是用一些更贴近现实世界的一些属性，例如底、金属、粗糙度等来定义材质。在本次设计制作材质的时候，主要把丢失的材质贴图导进来，然后赋予材质基属性，基本恢复了原模型的材质效果。对于一些失真的部分，再调整一下材质的其他属性。最终效果图如图3
所示。
(a)室内模型
(b)室外模型图3样板房模型1.3交互设计
本设计中实现了利用手机中的按键改变壁纸颜，控制样板房中电视的播放，
单人开发选ue4还是unity以及移动观看的位置。本设计利用安卓手机中的返回键控制样板房中壁
纸材质的改变，
实现蓝图如图4所示。set material 是给目标物体设置材质的功能函数，
主要输入端有目标物体及所需材质，当手机返回键按下，本设计中所建模型便会由原来的材质变为在set material 中设定的材质，从而实现改变壁纸的功能。
图4壁纸改变蓝图
另外，本设计中利用手机中的返回键控制样板房中电视的播放。
制作电视播放的原理是用已下载的影片制作成动态材质，
并在样板房中制作一个电视形状的物体作为动态材质的载体。当按下返回键时，材质中的影片开始播放，实现效果如图5
所示。
图5电视播放
电视播放的交互蓝图与改变壁纸的交互蓝图基本相似，所不同的是所需材质为动态材质。在制作动态材质时首先要下载MP4格式的影片文件，导入UE4后，制作成动态贴图。然后新建材质并将动态贴图赋给材质的基础颜属性，如图6
所示。
图6动态材质球制作
最后，对于样板间中不同房间的浏览，本设计利用UE4的自动寻航功能实现。具体实现方法是通过在一个
房间的中心放置一个actor 物体，然后在蓝图中编写程序实现当某个按键触发时视角移动到房间中心的actor 处。如图7所示，simple move to actor 有两个输入，一个是被控物体，一个是目标物体，当android 音量升高键被按下时，被控物体便向目标物体移动。对于移动路径，UE4中有一个NAV Mesh Bounds Volume(导航边界体积)，把它拖到场景中，UE4便会在这个体积之内自动寻路径。如图8
所示。
图7
导航蓝图
图8导航边界
2实验结果
设计完成之后，在UE4设置菜单中选择预览渲染级别为移动设备/html 预览，并在播放菜单中选择手机端预览，出现如图9所示分屏画面。最后，经过对项目调试无误后，
打包项目。图9预览图
UE412.4对安卓提供多种打包格式，如图10所示，包括ATC，DXT，ETC1，ETC2等。这是由于不同安卓系
电子质量
2017年第03期(总第360期)
统GPU 型号不同，内部的渲染方式也不同。其中ATC 对应的GPU 型号是Adreno，DXT 对应的GPU 型号是Tegra，本次设计选择
ATC。
图10安卓打包格式
打包完成之后会生成一个包含3个文件的安卓文件夹，
一个.obb 文件，一个.apk 文件，一个.bat 文件。其中obb 文件是游戏数据包，apk 文件是本次设计的安装文件。连接手机，
并选择USB 调试模式。然后双击.bat 文件，会把.obb 数据包和apk 安装包安装到安卓手机上。
打开手机端的APP，在手机上出现如图9所示分屏画面。这两幅画面分别模仿人的左右眼看到的画面，稍微有些不同。因为人的双眼之间存在一定的差距，造成视角有偏差，从而使两只眼睛看到的景物有一点点位移，然后人的大脑巧妙地将两幅图像融合，在人的大脑中形成立体图像。同理，利用这两幅分屏图像，便可用谷歌VR 眼镜形成3D 图像。另外，利用手机中自带的陀螺
仪可以控制观看的视角，只需移动手机便可360度观看样板间的布局。
3结论
通过以上的设计和实验结果可以看出，
此移动端虚拟样板间很好的达到了要求，能够在安卓端用谷歌VR 眼镜观看3D 房屋模型，且用户可以通过手机按键与之进行一定的交互。
本设计包括模型构建，交互设计，项目打包等环节，对学生的动手能力和创新能力的培养起到了积极的作用。
参考文献：
[1]马爽."VR+地产"跨界突围颠覆传统[N].中国证券报,2016-4-9(A109).
[2]贺苗元.基于Unity3D 引擎的虚拟室内漫游的研究设计与应用实现[D].呼和浩特：内蒙古大学,2015.[3]王鑫.虚拟现实技术在房地产展示系统中的应用[D].济南：山东大学,2014.
[4]冯骁.基于安卓系统终端的虚拟现实全景展示平台的研究与实现[D].山东：山东大学,2015.
[5]www.unrealengine/zh-CN/unreal-engine-4.[6]docs.unrealengine/latest/CHN/Platforms/Googl
eVR/QuickStart/index.html.
1.B
2.A
3.C
4.D
5.C
6.D
7.A
8.B
1.ACD
2.ABCDE
3.BCDE
4.ABCD
博士案例答案

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。