精品文檔-下載后可編輯園林景觀三維場(chǎng)景表現(xiàn)技術(shù)研究城市園林是服務(wù)公眾的公共空間，設(shè)計(jì)者的思想要真實(shí)、全面、高效地傳遞給一般公眾。在園林場(chǎng)景表現(xiàn)的過(guò)程中，景觀的表現(xiàn)必然力求盡善盡美，軟、硬質(zhì)景觀要素的表現(xiàn)效果將直接影響到這個(gè)場(chǎng)景表現(xiàn)的真實(shí)度。CRYENGINE3引擎屬于當(dāng)今著名的游戲制作軟件之一，該軟件的優(yōu)勢(shì)恰恰在于對(duì)繁復(fù)的自然場(chǎng)景的表現(xiàn)，與經(jīng)典的DDC軟件sketchup、3dsMax、PhotoSho無(wú)縫結(jié)合，能快速、真實(shí)地在CRYENGINE3渲染出逼真、生動(dòng)和具有藝術(shù)感染力的3D園林景觀。

1關(guān)于CRYENGINE3軟件

1.1CRYENGINE3軟件介紹

通常來(lái)講，游戲引擎包含以下系統(tǒng)：渲染引擎（即“渲染器”，含二維圖像引擎和三維圖像引擎）、物理引擎、碰撞檢測(cè)系統(tǒng)、音效、腳本引擎、電腦動(dòng)畫、人工智能、網(wǎng)絡(luò)引擎以及場(chǎng)景管理，開發(fā)者可以用來(lái)建立一個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界相對(duì)應(yīng)的虛擬游戲世界。CRYENGINE3是德國(guó)Crytek公司出品的一款對(duì)應(yīng)最新技術(shù)DirectX1的游戲引擎，目前最新的免費(fèi)版為freeSDK3.5.8，開發(fā)者可在不做商業(yè)用途的前提下任意使用。用CryEngine開發(fā)的“孤島危機(jī)”系列游戲，游戲畫面趨向于對(duì)自然的真實(shí)還原，達(dá)到照片級(jí)的效果，已達(dá)到讓玩家在游戲中如同置身真實(shí)的世界，感受天氣與云朵的變化，物體破壞的真實(shí)感等。

1.2CRYENGINE3軟件特性

在景觀表現(xiàn)方面，主要使用CRYENGINE3的渲染引擎、電腦動(dòng)畫、場(chǎng)景管理等方面功能，有關(guān)特性如下1.2.1界面直觀。游戲編輯器Sandbox，是全球首款“所見即所玩”游戲編輯器，功能強(qiáng)大，提供了完整的創(chuàng)作工具和高效的開發(fā)流程，用戶界面類似3dsMax,帶有rollupbar卷展欄。在Sandbox上對(duì)原始藝術(shù)資源內(nèi)容的更改，CRYENGINE3就會(huì)立即自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換壓縮和優(yōu)化，能立刻看到光影、材料、模型的改變效果1.2.2完整的植物與地表生成系統(tǒng)。植物的表現(xiàn)會(huì)嚴(yán)格符合地面坡度、海拔高度、生長(zhǎng)密度等自然規(guī)則，既可以快速自然生成，也能手動(dòng)自由添加單獨(dú)元素；地形技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)8km的超遠(yuǎn)視距，地表材質(zhì)細(xì)節(jié)豐富。1.2.3真實(shí)感光影技術(shù)。實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全局光照，延遲光照，自然光照與動(dòng)態(tài)軟陰影。體積化視野范圍霧化，屏幕空間環(huán)境光遮蔽(SSAO)，人眼適應(yīng)與高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)光照，原始動(dòng)態(tài)模糊與景深。1.2.4逼真的無(wú)限世界。提供了多彩多姿、功能豐富的大氣環(huán)境，高度現(xiàn)實(shí)感的日夜時(shí)間循環(huán)，高質(zhì)量立體水域；專用道路與河流創(chuàng)建工具，同樣符合地形特征。1.2.5材質(zhì)系統(tǒng)強(qiáng)大。支持實(shí)現(xiàn)物體表面極其細(xì)微變化的凹凸貼圖技術(shù)，具有無(wú)限擴(kuò)展的材質(zhì)庫(kù)。1.2.6實(shí)現(xiàn)各軟件無(wú)縫對(duì)接。提供插件，與3dsMax、sketchup、PhotoShop等軟件實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。1.2.7編輯、操控方式靈活。向場(chǎng)景中添加基本的對(duì)象———車輛、人物、動(dòng)植物、天空、水體等，直接將所需對(duì)象拖入到場(chǎng)景中即可。

2實(shí)例分析

CRYENGINE3城市園林景觀三維景觀場(chǎng)景構(gòu)建結(jié)合sektchup、3dsMax、PhotoShop等軟件，在CRYENGINE3中建立景觀大道的場(chǎng)景，景觀大道兩側(cè)和部分開闊地采用規(guī)則樹形或圖案形式的花壇，大面積綠地和部分休憩空間為自然式的植物群落或片林，在重要觀景點(diǎn)置有雕塑藝術(shù)品、景石，娛樂活動(dòng)中心處置有水池和噴泉。利用場(chǎng)景構(gòu)建的全過(guò)程，分析CRYENGINE3在城市園林景觀三維景觀場(chǎng)景構(gòu)建特點(diǎn)。根據(jù)英國(guó)M蓋奇和M凡登堡在其著作《城市硬質(zhì)景觀設(shè)計(jì)》提出的理論，景觀設(shè)計(jì)對(duì)象大致可分為軟質(zhì)景觀和硬質(zhì)景觀2部分。軟質(zhì)景觀以植物、水體、天氣等為主，硬質(zhì)景觀以人工材料處理的園路、鋪裝、小品設(shè)施等為主。CRYENGINE3雖有designer建模工具，但功能偏弱，只起到指示最終模型尺寸大小和占用空間的效果。自帶的自然風(fēng)景元素如風(fēng)、雨、水、雪類型豐富、效果逼真，并有一個(gè)強(qiáng)大植物種植工具vegetation，因此非常適宜于軟質(zhì)景觀構(gòu)建，而在sketchup、3dsMax中創(chuàng)建硬質(zhì)景觀模型。

2.1創(chuàng)建關(guān)卡文件，設(shè)置地形

在CRYENGINE3中用File-new菜單新建一個(gè)關(guān)卡，在關(guān)卡中創(chuàng)建園林場(chǎng)景。在NewLevel對(duì)話框中根據(jù)園林項(xiàng)目規(guī)劃規(guī)模設(shè)置地形大小。在TerrainEd-itor對(duì)話框中設(shè)定海洋高度為負(fù)數(shù)，使地表顯露出來(lái)；利用對(duì)話框中提供的地形筆刷，只要耐心捏造、細(xì)致調(diào)整，便可以塑造出自已想要的園林微地形；打開菜單Tools-SurfaceTexture命令，創(chuàng)建地表材質(zhì)圖層，并用LayerPainter紋理筆刷工具給地表刷上材質(zhì)。CRYENGINE3具有圖層管理功能，可以創(chuàng)建多個(gè)圖層，圖層切換方便。為便于園林場(chǎng)景管理，將地形、硬質(zhì)景觀、軟質(zhì)景觀分別置入不同的圖層中。

2.2使用sektchup、3dsMax三維軟件建立硬質(zhì)景觀模型

2.2.1使用sektchup三維軟件建立硬質(zhì)景觀模型。使用sketchup建立一般復(fù)雜度的硬質(zhì)景觀模型。sketchup能快速導(dǎo)入DWG,DXF,JPG,3DS格式文件，其方便的推拉功能，通過(guò)一個(gè)圖形就可以方便地生成3D幾何體，眾多的插件，讓其造型能力直逼3dsmax，對(duì)模型的材質(zhì)賦于簡(jiǎn)便。模型、材質(zhì)建立設(shè)置好后，利用playuptools插件，導(dǎo)入到CRYENGINE3中，生成被CRYENGINE3直接調(diào)用的cgf文件，材質(zhì)庫(kù)文件跟著導(dǎo)出的cgf文件也一并生成并保存在相同的文件夾下。2.2.2使用3dsMax三維軟件建立硬質(zhì)景觀模型。在3dsmax創(chuàng)建復(fù)雜的硬質(zhì)景觀模型，展出UV并配好貼圖。導(dǎo)入CRYENGINE3之前要調(diào)整模型，如模型、貼圖、材質(zhì)球的命名要統(tǒng)一，材質(zhì)類型設(shè)為多維子材質(zhì)，材質(zhì)明暗器基本參數(shù)設(shè)為crytekshader類型。模型合并為一個(gè)并轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形。使用CRYENGINE3提供的插件工具“CryENGINE3Exporter”即可導(dǎo)出。貼圖導(dǎo)入要用到PhotoShop，在PhotoShop中用CRYENGINE3提供的插件工具保存為CRYENGINE3所專用的TIFF格式。模型創(chuàng)建過(guò)程要注意：（1）導(dǎo)出模型之前要先存儲(chǔ)一下模型源文件，因?yàn)楸４娴腃GF文件會(huì)跟隨MAX源文件的位置。（2）如果模型不需要碰撞，3dsMax材質(zhì)編輯器不用勾選physicalize，模型面數(shù)太多勾選physicalize，會(huì)導(dǎo)致模型無(wú)法正確導(dǎo)入。（3）表面、高光、法線等貼圖要在photoshop轉(zhuǎn)換為CRYENGINE的TIFF文件格式。從sketchup和3dsmax導(dǎo)出的文件應(yīng)保存在“\CRYENGINE\GameSDK\objects”文件夾中。將硬質(zhì)景觀元素作為brush對(duì)象導(dǎo)入CRYENGINE3中，brush模型只是作為裝飾物放置到場(chǎng)景中，可以碰撞但沒有交互效果，這種方式可以節(jié)省資源、提高性能。導(dǎo)入場(chǎng)景后，各景觀要素按照規(guī)劃擺放到正確的位置。

2.3用CRYENGINE3創(chuàng)建軟質(zhì)景觀元素

2.3.1植物種植。由于植物的復(fù)雜性，樹模型需要在3dsMax進(jìn)行制作，最好在專用造樹軟件SpeedTree里制作。因SpeedTree沒有與CRYENGINE3接口，需要先導(dǎo)出obj格式文件，使用3dsMax導(dǎo)入obj文件并再導(dǎo)出到CRYENGINE3中。（1）植物群落、片林的種植。利用Vegetation工具創(chuàng)建植物群落、片林，Vegetation工具一個(gè)突出特點(diǎn)是提供了強(qiáng)大的程序去自動(dòng)差異化處理重復(fù)出現(xiàn)的物件，從而降低了重復(fù)感。首先在Veg-etation工具創(chuàng)建一個(gè)類，向類中添加喬、灌、地被等植物。然后用PaintObjects筆刷工具進(jìn)行大面積的種植，并可對(duì)種植后的植物進(jìn)行縮放、旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)等操作。該工具自帶參數(shù)較多，可調(diào)整樹林的密度、植物高矮、隨風(fēng)擺動(dòng)的方向和幅度，達(dá)到自己滿意的效果。（2）樹叢、行道樹、孤植樹的種植。將植物作為Brush、GeomEntity對(duì)象拖入到場(chǎng)景中直接種植。GeomEntity對(duì)象是可以帶腳本功能的模型，可控參數(shù)比Brush對(duì)象多，可讓樹有結(jié)冰、下雨淋濕的效果，適用于種植數(shù)量不多、作為主景的植物景觀。2.3.2水景創(chuàng)建。先用地形筆刷，刷出河床、湖床。然后在工具欄中選中跟隨狀態(tài)，之后點(diǎn)擊River、WaterVol-ume對(duì)象，貼近河床、湖床周邊創(chuàng)建河流、湖水景觀。在對(duì)象參數(shù)欄中給River、WaterVolume對(duì)象賦予水景材質(zhì)，完成水景創(chuàng)建；對(duì)于人造水池，直接沿水池周邊創(chuàng)建WaterVolume對(duì)象即可。在River、WaterVolume對(duì)象參數(shù)欄中，可調(diào)出水景的水深、水色、波浪、周邊景觀倒影等效果。人工噴泉各種噴水效果可用CRYENGINE3粒子系統(tǒng)的創(chuàng)建水粒子來(lái)模擬，通過(guò)改變水粒子大小、噴射角度、生成時(shí)間、粒子生命周期、材質(zhì)等參數(shù)便可構(gòu)成各種形態(tài)的水柱。2.3.3天氣環(huán)境構(gòu)建。CRYENGINE3提供了2個(gè)非常強(qiáng)大的環(huán)境設(shè)置程序：LightingTool和TimeOfDay。LightingTool能很快地切換白天和黑夜，改變太陽(yáng)的方向、位置；TimeOfDay工具調(diào)節(jié)太陽(yáng)和地面的著色及星星的大小、稠密，營(yíng)造大氣中霧的氣氛，實(shí)現(xiàn)白晝動(dòng)態(tài)交替。另外還有一處重要的自然環(huán)境設(shè)置地方：RollupBar卷展欄中Terrain-Environments標(biāo)簽，在此標(biāo)簽參數(shù)欄中，可設(shè)置風(fēng)向、風(fēng)速，也可調(diào)節(jié)月亮相位、高度和霧、海洋的效果。值得注意的是，在場(chǎng)景構(gòu)建中，使用CRYENGINE3提供默認(rèn)的天氣環(huán)境參數(shù)就可達(dá)到很真實(shí)的大氣環(huán)境效果。CRYENGINE3有3種類型的云實(shí)體：CloundPlanes(not3D)面片云，3DClounds(simpleshading)3D云，CloudsVolumes(bestshading)體積云。CloundPlanes效果最差，CloudsVolumes具有最佳的渲染效果，但也最耗性能。一般情況下，遠(yuǎn)景云使用面片云，中、近景云,使用3D云，貼近地面的霧用體積云。對(duì)CRYENGINE3提供的雨、雪等實(shí)體，將實(shí)體直接拖放到場(chǎng)景中就可使用。CRYENGINE3具有一個(gè)很強(qiáng)大的材質(zhì)編輯器：MaterialEditor。軟、硬園林景觀元素創(chuàng)建好后，在Ma-terialEdito中調(diào)節(jié)各模型材質(zhì)表面的渲染類型和模型的高光、反射效果，同時(shí)使用凹凸貼圖技術(shù)，讓物體表面表現(xiàn)出細(xì)微凹凸陰影的效果，使園林景觀模型更具有真實(shí)感。

2.4靜幀畫面和視頻片段輸出

CRYENGINE3中的場(chǎng)景是即時(shí)實(shí)時(shí)渲染的，即“所建即所得”，讓人立即看到設(shè)計(jì)效果。使用Ctrl+G組合鍵，可讓人在建好的場(chǎng)景中實(shí)時(shí)漫游，以人的視角高度觀察園林景觀。也可根據(jù)需要，在選定觀賞角度后，在控制臺(tái)中使用capture_frames命令實(shí)現(xiàn)圖像的靜幀畫面渲染出圖；使用視頻捕捉軟件Fraps，將我們?cè)趫?chǎng)景中移動(dòng)漫游過(guò)程錄制為視頻文件。

3結(jié)論

CRYENGINE3充分利用現(xiàn)代PC