Unreal Engine 虛擬現實開發 Unreal Engine 虚拟现实开发

王曉慧

北京科技大學機械工程學院工業設計系副教授，2014 年博士畢業於清華大學計算機系。
研究方向包括情感計算、虛擬現實、大數據處理與可視化、交互設計、數字化非物質文化遺產等。
在IEEE Transactions on Affective Computing、The Visual Computer、ACM Multimedia、
ICIP 等重要的國際刊物和會議上發表論文20 餘篇。

主持國家自然科學基金項目1項、北京市社會科學基金項目1項、北京市科技計劃項目1項、
中國博士後科學基金項目1項、中央高校基本科研業務費項目1項、CCF- 騰訊犀牛鳥創意基金項目1項、
北京科技大學-台北科技大學專題聯合研究計劃項目1項、橫向項目多項；
參與“973”項目1項、國家自然科學基金面上項目2項。
其中，自主研發的虛擬現實數字工廠系統擅長大規模模型處理，已成功應用於核電站、石化、檢測儀器等工業領域。

崔磊

資深交互新媒體設計師，2013年光華龍騰設計十傑提名獎獲得者，北京虛實空間科技有限公司聯合創始人。
20世紀90年代中前期開始接觸個人電腦，大學期間就開始利用三維繪圖軟件進行建築效果圖的創作。
2001年於北京工業大學建築系獲得建築學學士學位。
2004年赴瑞典留學，先後獲得瑞典工學院（KTH）管理專業和查爾莫斯工學院新媒體藝術專業碩士學位。
在瑞典期間開始從事人機交互、虛擬現實、信息可視化傳達等領域的創意策劃與設計工作，多個作品在歐洲新媒體展展出。
2007年回國後，主持並參與了奧運會與世博會期間多個大型展示館的人機交互展示項目。
在虛擬現實、人機交互等領域有著極其豐富的經驗和敏銳的視野。2014年起在北京工業大學藝術設計學院任客座講師，主講“數字化信息傳達”課程。

李志斌
自幼學習繪畫，有著深厚的傳統繪畫藝術功底，對藝術有著執著的追求，雖然跨界到計算機視覺藝術領域，
但堅持認為，萬變不離其宗，美的標準是不變的。

在虛幻引擎（UE4）美術方面有深厚的造詣和執著追求。2000年畢業於湖南科技大學藝術學院油畫專業。
2001年中國傳媒大學動畫學院進修三維動畫並取得Autodesk官方認證的3ds Max認證教師和認證工程師資格。
2003年加入北京無限影像科技有限公司，擔任動畫部門（海外部）主管，其間參與並主導了大量海外建築視覺表現和動畫演示。
2006年開始探索早期虛擬現實領域，並積累下豐富的開發經驗，並為中國安檢行業巨頭同方威視成功開發安檢虛擬現實交互應用。
2008年參與奧運場館水立方燈光展示動畫。
2010年起創業至今，成功完成北京天壇公園復原和改造動畫、頤和園復原動畫、圓明園復原動畫、VR兵馬俑、
VR金山嶺長城、VR圓明園之海晏堂、VR樂山大佛等頗具影響力的虛擬現實體驗項目。

第1章　緒論 1

1.1　引言　1

1.2　虛擬現實發展簡史　3

1.2.1　早期發展　3

1.2.2　第一次浪潮　5

1.2.3　第二次浪潮　8

1.3　虛擬現實發展現狀　13

1.3.1　第三次浪潮　13

1.3.2　元年三巨頭　15

1.3.3　影響虛擬現實用戶體驗的核心元素　19

1.3.4　增強現實和混合現實概述　29

1.3.5　引擎與軟件的發展　32

1.3.6　虛擬現實技術應用的領域　34

1.4　對虛擬現實發展的展望　43

1.4.1　大勢所趨　43

1.4.2　任重道遠　46

1.4.3　就業前景　46

1.4.4　暢想未來　47

1.5　小結　51

第2章　虛幻引擎入門　52

2.1　安裝虛幻引擎　52

2.2　創建項目　54

2.3　操作界面　56

2.4　UE4文件夾命名　61

2.5　小結　62

第3章　樣板間場景創建　63

3.1　模型處理　63

3.1.1　樣板間模型預覽　63

3.1.2　模型簡化　64

3.1.3　模型分層　66

3.1.4　製作2套UV　69

3.2　3ds Max導出模型　75

3.3　UE4導入模型　78

3.4　小結　85

第4章　材質操作　87

4.1　材質編輯器界面　87

4.2　材質編輯器基本操作　91

4.2.1　設置材質顏色　93

4.2.2　設置紋理貼圖　96

4.2.3　設置金屬屬性　99

4.2.4　設置高光和粗糙度屬性　100

4.2.5　設置自發光顏色　101

4.2.6　設置法線貼圖　102

4.2.7　基礎材質節點的細節面板　105

4.2.8　材質編輯器的工具欄　109

4.3　創建漆面材質　109

4.4　創建玻璃材質　112

4.5　創建金屬材質　119

4.6　創建材質實例　120

4.7　創建牆面材質　127

4.8　創建木質材質　137

4.9　創建布料材質　142

4.10　小結　147

第5章　光照設置　148

5.1　定向光源　151

5.2　點光源　154

5.3　聚光源　157

5.4　天空光源　160

5.5　構建光照　161

5.6　小結　164

第6章　後期處理　165

6.1　室外環境構建　165

6.2　後期處理體積　168

6.2.1　顏色分級　170

6.2.2　自動曝光　172

6.2.3　鏡頭眩光　173

6.2.4　景深　174

6.3　小結　176

第7章　虛擬現實硬件接口　177

7.1　SteamVR開發　177

7.1.1　SteamVR初始設置　178

7.1.2　基於SteamVR的UE4設置　180

7.2　Oculus Rift開發　187

7.2.1　Oculus Rift初始設置　187

7.2.2　基於Oculus Rift的UE4設置　188

7.3　小結　189

第8章　項目發布　190

8.1　發佈設置　190

8.2　效果展示　193

8.3　小結　195