世界上最大的：将大型城市设计发展成虚拟现实

通常，我们看到虚拟现实（VR）被小规模使用——酒店房间和小平房。我们很少看到虚拟现实采用大型城市规划。查看大型模型，例如规划和城市设计中的模型，将其变为现实的功能和过程是完全不同的。重点较少放在小细节上，例如家具类型和厨房用具，而是更多地关注功能和交互性，以适应更大规模的设计。

本文详细介绍了CallisonRTKL案例研究，展示了将世界上一些最大的城市开发项目引入VR的实施，并创建了一个超过1，000米宽，超过1，000米高的互动区域。它涵盖了3ds Max文件的过程和优化，并将它们集成到虚幻引擎中，并通过一些简单的交互性来帮助浏览大型模型。最后，它着眼于如何在设计过程中简单地维护这些模型。

介绍

在开始任何VR项目之前，我们需要了解手头项目的挑战和范围。对于较大的城市环境，这涉及查看几个关键组成部分。首先，重要的是要考虑VR体验和总体规划的价值和目的。尽管计划可以跨越数公里，但必须在人类经验的层面上开始开发项目。

开始

通过在设计中建立固定元件来开始初始过程。理想情况下，如果你正在创建一个VR体验，你应该从一开始就考虑它。这是为了确保您的大部分时间可以花在创造有趣的体验和故障排除上，而不是重塑其他人的工作或设计。

为什么选择虚幻？

市场上有这么多优秀的产品，我们总是出现的第一个问题是为什么选择使用虚幻引擎。通常，将您的设计带到VR时没有错误的选择。然而，由于我们在CRTKL开发的项目的规模和规模，使用虚幻引擎来促进这些项目是最佳选择。该程序的其他好处是：它允许使用预先存在的架构程序进行简单的工作流程，展示处理和管理模型的能力，以及可以实现的详细程度。最后，使用虚幻引擎的一个关键决定因素是，它是一个游戏引擎，所以只要你具备如何做到这一点的技能和知识，它就可以让你讲述自己的经历。

你的叙述是什么？

使用虚幻引擎的主要好处是它能够为用户制作故事和体验。当我们考虑总体规划时，这给了它一个巨大的优势，因为大多数常见的VR平台目前不提供这种好处。这种个性化用户体验的能力可用于导航、控制甚至质量。您可以控制客户看到的方式和内容。想象一下，制作一个如此直观的VR体验，你甚至不需要在房间里。

针对 VR 优化 3ds Max 文件

文件大小

文件大小虽然是一个基本元素，但在设计VR项目时经常被忽视。随着将我们的模型引入VR环境的方法越来越有效，我们没有考虑VR程序必须处理的复杂性。我们处理过的总体规划的最大文件是超过 11 GB 的 3ds Max 文件。我们发现这信息量太大，VR程序无法支持。因此，如果您的文件超过 100 MB，您可能需要重新考虑其中的详细程度。

拆分模型

此初始步骤要求您将模型划分为更小、更易于管理的段。这是有益的，原因有很多：

1. 允许轻松识别有问题的区域（例如，那些多聚计数高于推荐的区域）。
2.支持多个用户，允许他们同时在项目的不同区域工作，而不会中断工作流程。
3.保持.3ds文件较小且易于普通计算机管理。
4. 创建一个组件库，可以在虚幻编辑器中轻松更新和管理。

多边形计数

项目中一个看似很小的部分可能会让您感到惊讶，那就是它在几何体中的密度。其中一个原因可能是您从其他用户或公司继承了它。该模型的最初用途可能不适用于VR。为渲染创建的模型通常几何体繁重。为什么这很重要？虚幻VR是一种实时渲染工具，这意味着它会渲染你身处其中的每一秒的每一帧。当它必须处理数以百万计的多边形和复杂的几何形状时，计算机和软件就更难跟上。因此，让我们看一些有助于我们减小模型大小的工具和技巧。

多分辨率（修改器）

MultiRes 修改器通过减少顶点和多边形的数量来减少渲染模型所需的内存开销。这不仅在 3ds Max 中很有用，而且对于导出模型以在 3ds Max 之外使用的内容创建者（例如虚幻引擎）也很有用。与“优化”修改器相比，MultiRes 具有多个优点，包括更快的操作以及将缩减指定为精确百分比或顶点计数的能力。

优化（修改器）

“优化”修改器允许您根据角度减少对象中的面和顶点数。这简化了几何图形并加快了渲染速度，同时保持了可接受的图像。在您进行每次更改时，之前/之后的读数会为您提供有关减少的准确反馈。

编辑折线（手动）

无论它是否是您的模型，请始终使用线框视口查看您的模型，因为有时即使是平面也有不必要的边缘，可以删除这些边缘以减少多边形数量。

分组/取消分组

虚幻引擎渲染它能看到的东西，而它看不到的东西对计算机的要求很小。某些VR体验可能非常慢并且帧速率下降，因为正在处理的场景中有太多不必要的信息。在大型城市环境中，大型分组组件可能会在项目后期引起问题，例如道路、人行道、公园甚至塔楼。为什么？因为即使组的一小部分显示在视觉的角落，因为它是以单个组件的形式创建的，因此整个片段也会渲染到场景中。让我们看一个例子：

在这里，我们有一个总体规划段的绘图图。上面是道路和开发项目周围的场地。你在上面看到的物体几乎有2000米宽。目前它是一个对象：无论你站在哪里，它都会带来整个对象。

分离

处理此问题的一种简单方法是使用分离工具分解模型。在“编辑多边形”命令中，可以选择面或对象，并将它们分离为单独的元件。

完成后，您将拥有分散在总体规划中的许多对象。这将避免不必要地渲染模型的其他（有时从未见过）部分。

附加

在某些情况下，也需要相反的效果;因此，可以使用附加工具。这通常适用于城市总体规划中的较小图元。由于所有单独的对象都作为单独的元素进入虚幻引擎，因此场景中将有大量对象可供使用。最小化数量将使这些对象的管理更加简单。在这种情况下，我们将通过使用附加工具来最小化元素的数量。请参阅以下示例：

这个树元素有 9 个单独的对象。在拥有300多棵树的总体规划中，目的是使这些树木的管理尽可能简单。根据您设置材料和材料 ID 的方式，您将选择不同的选项。这里没有最佳选择，但在导出到虚幻引擎之前，必须确保材质正确显示。

清理您的文件

最后，在为VR准备模型时，重要的是只保留您绝对会看到的功能。一旦你知道你的叙述，这个任务就会变得更加简单;例如，出现在远处的塔楼需要最少的细节级别，因为它们不会被输入，并且其内部布局是不必要的。

目的是对保留的内容有选择性，因为管理它并在以后添加额外的细节比尝试寻找优化 3D 模型的新方法要容易得多。

David Weir-McCall是一位建筑师和设计技术的爱好者。在与苹果公司合作了几年并在英国罗伯特戈登大学任教之后，他的热情终于将他带到了国外，寻找更多创造性的挑战和机会。他曾与建筑工程公司合作，将他们在该地区的第一个BIM项目付诸实践，促进新兴技术的培训和推广。这包括创建培训材料和努力实现公司BIM标准。目前，David在设计公司CallisonRTKL担任高级设计师，专注于该公司在不同领域的设计技术开发，包括BIM，A360和VR。