用Unity创建一个3D虚拟工作室
英文原文：Building a 3D virtual studio in Unity
这个设计程序所支持的虚拟 3D 室环境是在 Unity5 里制作的。
在 Unity5 中 Marta 最终完成的 3D 虚拟室效果图
我们已经使用 Unity 来创建非常棒的 3D 艺术效果图超过了五年，因此当 Unity5 发布的时候我们想尝试一下它的新功能，特别是想尝试基于物理的着色器和实时全局光照。
基于物理的渲染纹理并不是一个新的概念，但是如果不使用第三方资源的话，我们就没有这种机会在 Unity 引擎里使用基于物理的渲染纹理。我们决定在 Unity5 里尽可能地原样构造出 Pop 工作室。在这里我将分享我们在创建一个在线 3D 虚拟环境工程时所有的感悟和领悟。
我们使用 MagicPlan 这个软件根据这个工作室指定的详解计划来开始动手，这样就可以保证根据 MagicPlan 软件画出来的图可以顺利地转化成 3D 的墙面。它创建一个能够被导入进 Cinema 4D 软件的矢量方案，然后挤压进墙里。不幸的是，我们不使用这个 app 来画天花板和屋顶，这样做将达到检测这个工作室并且计算出这个工作室的形状。
MagicPlan 链接地址: http://digi.tech.qq.com/a/20120518/000963.htm
Cinema 4D 链接地址: http://baike.sogou.com/v3972917.htm?fromTitle=CINEMA+4D
为了创建窗户，门，楼梯和屋顶，我们不得不去理解这个建筑的几何构造是怎么工作的，这就涉及到需要使用很多的参照图。这将引出一些有趣的功能特征。
我从来没有意识到我每天抬头看到我头部上方的支撑梁是不同尺寸的而且是从这个屋里延伸穿到其它的屋里的，这些支撑梁反映出了屋顶的形状。
当你穿过这个工作室时，你会注意到更多这种类型的细节，这些细节引起了更多的问题。这些问题对完全鉴别设计的这些元素非常重要，这确保了我们在构建时是根据这些实物来进行的。
复合纹理
在基于环境的游戏引擎里纹理也许是最重要的部分。由于受到我们可以使用的多边形数量的限制，我们就不能使用几何体来构建细节，因此只有好的纹理才能迷惑用户的双眼并且构建出在实物中原本不存在的细节部位。
我们开始构建工作台，而且在后期阶段为一个工作室的 AR (增强现实技术)版本准备的有限资源也需要用上并且 VR (虚拟现实技术)也需要考虑是否使用。因此，在早期开始的时候通过回答这些问题可以使我们意识到当几何体很好地在所有版本里穿插时，纹理都应该为每一个中间物做出合适的调整。
实物设计师和画家需要快速构建复杂的纹理并且这些复杂的纹理需要在不同的游戏引擎上很好地兼容。Allegorithmic 的实物设计师被用来构建砖墙和木头制作的地板，同时保证这些砖墙和木地板的现实性，细节展现的天衣无缝。
把目光放到 Unity 上
在你没有做出实物模型之前你了解不到在一个房间里有多少实物存在。我们把关注的重点放在重造最重要的实物模型部分。
实物模型里有一些，像一个三脚架的光源，非常容易制作和贴上纹理，因为它们是由简单的形状组成的。另外，像橙色的长靠椅沙发，由于它们对最终的观赏效果非常重要并且它们需要处理更多的细节，所以制作它们花费的时间要长一些。
我们为一个沙发创建一个高版本的多边形建模，并且在这个沙发的高版本的多边形建模的基础上创建出一个详细的标准图，这个标准图将会被用到一个低版本的多边形建模上。我们在 Substance Painter 软件(三维纹理材质绘画制作软件)里为这个沙发贴上纹理。Substance Painter 三维纹理材质绘画制作软件有一个图层系统，这个图层系统可以帮助我们处理复杂的材质表面。
当在 Unity 里使用时，这些纹理通道很容易被导出。在经过很多次微调材质，多种灯光安装和一段长时间并且令人沮丧的设置正确的光照映射后，最终的结果是一系列逼真的模型使得我们创作的 3D 虚拟工作室栩栩如生。
没有什么比在你自己已经创作完成的一个虚拟环境里漫步获得的满足感更强。但是由于这是一个个人项目，我看不到结尾的测试和每一个元素的再测试。我认为那是一个持续展开的项目。为了看看到目前为止我们学到了多少，我将向你们展示设计的过程。
01. 研究地面路线图
地面路线图是用一个应用软件做出来的
有一份详细的地面路线图很重要。我们的地面路线图很基础，因此我们使用手机应用软件 MagicPlan 来重新制作它们,MagicPlan 这款软件可以让你使用一个 phone 的摄像头来画地面路线图。你拿着安装了 MagicPlan 的 phone 手机沿着你所在建筑的地方的角点来回走动。Phone 手机里的 MagicPlan 会自动校正，在校正后这个应用软件会自动测量各个点的距离并且自动创建矢量路线图，这个生成的矢量路线图可以被导入进 Cinema 4D 软件里进行处理，然后处理后的路线图可以被挤压进墙里，而且这个路线图你还可以根据设计的需要作出调整。
MagicPlan 的介绍链接地址: http://digi.tech.qq.com/a/20120518/000963.htm
02. 计划和收集引用材质文件
通过收集引用材质文件来避免产生更多问题
这个项目的平台是什么?它如何使用?这个平台的资源可以在其他项目里使用吗?在这个平台上我可以使用什么工具?在这个平台上我所面临的挑战是什么?通过问这些问题，可以帮助我们在这些问题产生前解决这些可能出现的问题。开始收集引用材质可以使我们的设计变得更简单。我们给我们工作室的每一个角落都拍照，记录视频;并且在我们将要制作的模型之前作出如何制作这些模型的决定。
03. 给工作室建模
整个设计被分解成各个组件部分
一旦你有了墙面和一个屋顶，就开始为窗户，门，支撑梁和地板增加一些空间。计划一下怎样把它分解成易于管理的部分并且能让纹理贴图发挥出效果。在考虑一种模块方法—游戏设计的共用性—之后我们选择了一个完整的挤压版本，然后把这个完整的挤压版本通过分离屋顶，地板和楼梯把它分离成楼地面，因为分离的楼地面将会有多种用途，包括在一个等轴测视图里的 AR (增强现实技术)里也会使用。
04. 在 Unity 里的第一次光线测试
Marta 建议使用定制的光照映射图
我们选择预先计算好的 Realtime GI 来尝试昼夜的光照效果，这种昼夜的光照效果使用 baked GI 是无法达到效果的。在屋顶和墙面的结合部分配灯光泄漏，但是注意要在整个墙面分配而不是某些平面上，接着转动光线分辨率按钮来调整光线就能解决它们大部分的光线问题。使用你自己的光线映射而不是 Unity 生成的版本。Baked GI 展现的更加稳定和返回更少的工件。
Realtime GI 介绍链接地址:http://www.cnblogs.com/Pooopooo/archive/2013/11/20/3432543.html
http://www.cnblogs.com/zhouxin/p/5168632.html
baked GI 介绍链接地址: http://blog.csdn.net/kaitiren/article/details/50237435
05. 纹理贴图
Textures 使用瓦片来控制
为大范围的贴图区域使用平铺的纹理贴图。我们在 Substance Designer 软件里准备了砖块纹理贴图，木质地板纹理贴图，粉饰的纹理贴图和屋顶的石质地板，这样在 Substance Designer 软件里有了这些纹理后,Substance Designer 软件就可以容易地制作出复杂的纹理贴图，并且 Substance Designer 软件可以控制每一个纹理通道。Cinema 4D 软件和 Unity 软件完全支持 Substance。我们使用 Cinema 4D 来制作整个建筑的 UV 图并且为每一个单独的部分分配材质贴图。一旦这些纹理材质被导入到 Unity，我们就用 Substance 制作的纹理贴图来替换并且根据需要调整瓦片。
UV 介绍链接地址: http://wenku.baidu.com/view/334361d233d4b14e852468c9.html
06. 创建模型道具
像长沙发等占中心位置的物品需要特别的关注
由于完成项目需要创作大量的模型道具，我们需要把关注的重点放在主要元素上。我们的 Chesterfield 长沙发很复杂，因此我们在 Cinema 4D 里用材料创建一个高版本和低版本的几何体模型，然后为每一个独立分开的元素分配一个低版本的几何体模型。我们把两种版本的几何体模型都导入到 Substance Painter,然后在一个低版本的几何体模型上烘培地图并且进行材质纹理贴图。一些模型道具，像手机模型，在 Cinema 4D 软件里能完全的实现纹理贴图，其他的模型道具使用基本的材质或者实体物质来实现纹理贴图。
07. 光照和效果
逼真的表面处理需要大量不同的光线
一个逼真的效果需要进行复杂的光线设置和测试。用少量自然光为区域设置光线，我们使用点光和用放射性材质形成的 LED 天花板灯灯光来为区域设置光线。夜间灯光在光线资源里是由复杂的光斑和点光线组成的。你可以从 Unity 提供的”The Courtyard”示例项目里领悟如何控制一天时间的循环。尽量避免使用太多的图像效果，因为太多的图像效果会影响到渲染的性能。我们使用反锯齿，高光，装饰图案和色彩修正脚本来达到逼真的效果。
08. 想象一下在虚拟现实里
一个第一人称视角提供了一个新的视角
当以第一人称视角完全沉浸在所看到的一个场景里时，这时就产生了新的挑战并且需要一个不同的方法来实现我们所创建的虚拟世界。逼真的现实,PBR 材质渲染，贴图效果，并且帧速在 75 帧/秒以上是所面临的挑战，并且这个挑战并没有简单的解决办法。我们为我们的工作室构建了简单的测试，例如范围，灯光，纹理渲染和色彩强度，和所有能影响到你在虚拟环境中所感觉到的一切。
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译文链接：http://www.codeceo.com/article/unity-3d-virtual-studio.html
翻译作者：码农网 – 唐李川
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