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摘要：時(shí)代都在發(fā)展，無論是什么領(lǐng)域都在不斷的更新新一代。展示方式也從二維展示演變?yōu)槿S展示，然后從三維展示演變?yōu)槿缃竦奶摂M和現(xiàn)實(shí)的交互展示。我們的畢設(shè)項(xiàng)目是“基于傳統(tǒng)文化與遼寧區(qū)域文化相結(jié)合的城市空間與軌道交通的虛擬現(xiàn)實(shí)交互展示”，為展示服務(wù)于遼寧大連未來的可實(shí)現(xiàn)的車站的實(shí)體VR操作展示。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；三維；UE4

一、三維動(dòng)畫的發(fā)展與現(xiàn)狀

（一）三維動(dòng)畫的發(fā)展現(xiàn)狀三維動(dòng)畫的發(fā)展可以分為大致的三個(gè)階段——初步發(fā)展時(shí)期、快速發(fā)展時(shí)期、鼎盛時(shí)期。在1995年，“玩具總動(dòng)員”的標(biāo)志著動(dòng)畫新時(shí)代的開始——三維時(shí)代；2001年到2003年，兩家公司之間的激烈競爭促成了3D動(dòng)畫的快速發(fā)展;從2004年開始，三維動(dòng)畫的已經(jīng)不僅限于兩家公司，華納兄弟電影公司、福克斯也加入了三維動(dòng)畫，使得三維動(dòng)畫進(jìn)入了鼎盛時(shí)期。

（二）三維動(dòng)畫的優(yōu)劣勢人類的創(chuàng)新和創(chuàng)造就像是一條滔滔不絕的江流，猛烈地促進(jìn)著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展。如今，計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)飛速的發(fā)展，虛擬空間中的3D技術(shù)也已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。今天，人們不僅可以用3D技術(shù)“再現(xiàn)”世界上的一切，還可以用3D技術(shù)創(chuàng)造一個(gè)美好的世界。使用虛擬空間來表達(dá)或解釋事物。讓人們真正感受到他們存在的價(jià)值。讓事物具有豐富的內(nèi)容，新穎的設(shè)計(jì)和美麗的圖畫。用戶也會(huì)因視聽而感到震驚。相對(duì)于劣勢來說就是簡單些，因?yàn)槿S動(dòng)畫是需要人的大腦中有三維立體空間的感覺，同時(shí)還會(huì)應(yīng)用到某些特定的軟件來制作模型、畫貼圖和設(shè)置材質(zhì)燈光參數(shù)，準(zhǔn)備工序相對(duì)較多，需要會(huì)的東西也比較多。因此，每一部高質(zhì)量3D動(dòng)畫電影的制作周期將很長，通常為兩年。另一點(diǎn)是3D動(dòng)畫的支出將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過2D動(dòng)畫。三維動(dòng)畫的未來十分的明朗，它的應(yīng)用范圍十分的廣，軍事、醫(yī)學(xué)、建筑裝飾、電影與電視特效和平面設(shè)計(jì)等領(lǐng)域都已經(jīng)應(yīng)用三維動(dòng)畫。而且現(xiàn)在在多數(shù)人的推廣和三維動(dòng)畫技術(shù)的使用過程中，越來越多的使用者對(duì)它進(jìn)行了拓展并且使他再次得到了升華，有了虛擬與現(xiàn)實(shí)技術(shù)，它的前景越發(fā)的光明，用一句成語來說就是前途無量。

二、旅順口火車站區(qū)域調(diào)研

（一）實(shí)地概況在實(shí)地調(diào)研中應(yīng)從自然環(huán)境、人文環(huán)境和人工環(huán)境三點(diǎn)入手，其中自然環(huán)境通過相關(guān)文獻(xiàn)資料對(duì)旅順火車站遺址環(huán)境進(jìn)行相關(guān)的解讀與剖析；人文環(huán)境通過問詢站內(nèi)工作人員、旅客以及當(dāng)?shù)鼐用瘢弥麄儗?duì)旅順火車站情節(jié)，獲得對(duì)改造場地的滿意度及后期期望等；人工環(huán)境通過實(shí)地觀察、測量，找出旅順火車站現(xiàn)存的問題與改造的方式方法。

（二）改造方案在設(shè)計(jì)方案中，對(duì)于老火車站遺址的尊重，我們保留著原建筑的簡樸實(shí)用的樣式，而且旅順火車站對(duì)于當(dāng)?shù)厝藖碚f是一段歷史的記憶，并且不是想只把老火車站改為一個(gè)觀光的場所，因此在改造過程中就應(yīng)該讓新空間沉淀下這些工業(yè)文明的場所記憶，還保證建筑功能的使用。在恢復(fù)保存原建筑外部空間形象的同時(shí)，運(yùn)用現(xiàn)代材料與工藝，創(chuàng)造能滿足現(xiàn)代創(chuàng)意街區(qū)使用要求的新型空間形態(tài)；或植入高科技設(shè)備，達(dá)到真正意義上的新時(shí)代復(fù)合化空間。

三、UE4UE4簡介

UE4，全稱是UnrealEngine4，中文名是虛幻引擎4。虛幻引擎4是一套完整的，是為使用實(shí)時(shí)技術(shù)的人而開發(fā)的開發(fā)工具。從企業(yè)應(yīng)用程序和電影體驗(yàn)到高質(zhì)量的PC，大型機(jī)，移動(dòng)，VR和AR游戲，虛幻引擎4提供了從啟動(dòng)項(xiàng)目到產(chǎn)品所需的一切，并且在類似產(chǎn)品中是獨(dú)一無二的。

四、設(shè)計(jì)的過程與結(jié)果

（一）設(shè)計(jì)的前期我們和環(huán)境設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)合作的這個(gè)課題是小組中環(huán)境設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的同學(xué)通過多次實(shí)地調(diào)查和研究，實(shí)地考察等確立的。在這次調(diào)查和研究中我們?nèi)娴挠^察了旅順火車站及其附近的環(huán)境和建筑，使用測距儀對(duì)旅順火車站室內(nèi)外進(jìn)行大概的統(tǒng)計(jì)，使用無人機(jī)對(duì)旅順口火車站區(qū)域的建筑與整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行搜集，當(dāng)然我們也對(duì)附近的人物也進(jìn)行過訪問來獲取數(shù)據(jù)，通過這些搜集的數(shù)據(jù)來進(jìn)行對(duì)旅順口火車站及附近進(jìn)行改造和重建。輕軌方面也進(jìn)行了調(diào)查，大多數(shù)的輕軌可分為車體、車廂連接裝置、受流裝置、機(jī)動(dòng)裝置、行走設(shè)備、車輛設(shè)備、電氣系統(tǒng)七個(gè)部分。經(jīng)過對(duì)業(yè)內(nèi)人士和網(wǎng)上的搜查的結(jié)果我們獲得了一些數(shù)據(jù)來做參考。

（二）設(shè)計(jì)的中期在設(shè)計(jì)進(jìn)行的有一個(gè)多月后，我們拿到了環(huán)境設(shè)計(jì)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模型，我們展開了工作。場景模型是環(huán)境設(shè)計(jì)提供的，制作的方式用的是3dsMax軟件。輕軌模型是產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供的，制作的方式用的是犀牛軟件。在旅順口火車站這片區(qū)域的模型和輕軌模型的導(dǎo)入虛幻引擎4以后，就開始進(jìn)入真正的主題了，先檢查導(dǎo)入的模型的材質(zhì)是否有丟失或者錯(cuò)亂的并將其修改回來；其次就是將模型放在該在的位置上，如輕軌放在軌道上，擺放桌椅，人物的分布等；然后就是開始刷外部地形和植被。依照之前對(duì)旅順地區(qū)的地勢的調(diào)查與研究，利用UE4自身帶的地貌系統(tǒng)來刷地形。用地貌系統(tǒng)刷出來的地形十分真實(shí)的，我們刷出了陸地和海底，同時(shí)還制作了海面，海面的藍(lán)圖，也就是水的藍(lán)（上接第136頁）圖相當(dāng)?shù)穆闊粌H要做出水的質(zhì)感還要將其的波紋體現(xiàn)出來，當(dāng)然還有波紋的大小。有了陸地和海水及海底的結(jié)合旅順口地區(qū)的效果會(huì)更加的真實(shí)。燈光氛圍是畫面效果良好的保證。UE4的燈光、天空球、太陽光、大氣霧、指數(shù)級(jí)高級(jí)霧、風(fēng)等多種效果都可以模擬出現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)效果。經(jīng)過多次的測試，我們選擇了黃昏夕陽的氛圍來做我們的場景氣氛。在調(diào)整完外部的定光后，才發(fā)現(xiàn)室內(nèi)過于黑，所以我們?cè)谑覂?nèi)加了許多點(diǎn)光源，在室外用目標(biāo)光源打向室內(nèi)來提高室內(nèi)的亮度。

（三）設(shè)計(jì)的后期完成先前的所有工作后，剩下的就是擺放攝像機(jī)，K攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)路徑并將錄制的各個(gè)分鏡頭輸出出來了。用這種方法來錄制動(dòng)畫，可以方便的對(duì)攝像機(jī)路徑的關(guān)鍵幀進(jìn)行操作也可以同時(shí)對(duì)多個(gè)關(guān)鍵幀如此，不再像之前的過場動(dòng)畫那么沒有可操作性。使用關(guān)卡序列還可以設(shè)置輸出的視頻范圍和剪輯的分鏡頭等。

（四）設(shè)計(jì)的成果在整個(gè)過程的結(jié)束后，我們輸出了兩種成果，一種是經(jīng)過AE和PR將從UE4中輸出的4K分辨率30FPS的視頻與我們選取的背景音樂合成而出的視頻。一種是臨場VR交互展示體驗(yàn)，可以臨場戴VR頭盔進(jìn)行交互體驗(yàn)。

五、結(jié)論

經(jīng)過這次設(shè)計(jì)，我更加的清楚了團(tuán)隊(duì)合作的重要性和需要性。團(tuán)隊(duì)合作就是需要有開頭的交流。以及遇到問題就要自己去解決，自己解決不了的就要找人去問；比較麻煩的操作方式要去想怎么才能更簡單一些，不能直接扔在那里，想的是反正都能做出來。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，對(duì)使用的3dsMax、Maya和UE4有了更深的了解和對(duì)軟件的喜愛。在使用這些軟件時(shí)遇到了很多從沒遇到的問題或者是曾經(jīng)遇到過但是沒有想出更簡捷的解決方式，在多次嘗試和查找資料后解決了問題時(shí)的那種興奮讓我很是上癮，讓我更加的喜歡，更加確認(rèn)了自己的專業(yè)方向。

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作者：譚仁源 張琪 單位：大連交通大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院