Unreal Engine 4 虛擬實境開發：虛幻引擎激速入門

CHAPTER 01　緒論
1.1 引言
1.2 虛擬實境發展簡史
1.3 虛擬實境發展現狀
1.4 對虛擬實境發展的展望
1.5 小結

CHAPTER 02　虛幻引擎入門
2.1 安裝虛幻引擎
2.2 建立專案
2.3 操作介面
2.4 UE4資料夾命名
2.5 小結

CHAPTER 03　樣板間場景建立
3.1 模型處理
3.2 3ds Max匯出模型
3.3 UE4匯入模型
3.4 小結

CHAPTER 04　材質操作
4.1 材質編輯器介面
4.2 材質編輯器基本操作
4.3 建立漆面材質
4.4 建立玻璃材質
4.5 建立金屬材質
4.6 創建材質實例
4.7 建立牆面材質
4.8 建立木質材質
4.9 建立布料材質
4.10 小結

CHAPTER 05　光源設定
5.1 定向光源
5.2 點光源
5.3 聚光源
5.4 天空光源
5.5 建置光源
5.6 小結

CHAPTER 06　後期處理
6.1 室外環境建置
6.2 後期處理體積
6.3 小結

CHAPTER 07　虛擬實境硬體介面
7.1 SteamVR開發
7.2 Oculus Rift開發
7.3 小結

CHAPTER 08　專案發佈
8.1 發佈設定
8.2 效果展示
8.3 小結

序

　　背景

　　近20年來，電腦技術高速發展。網際網路、人工智慧、大數據、行動網路絡、虛擬實境等概念層出不窮，同時給我們的生活帶來了相當大的影響。虛擬實境（Virtual Reality）正是隨著電腦技術和網際網路的發展，進入大家視野的事物。從20世紀60年代就開始萌芽的虛擬實境技術在之前五六十年的發展中基本上是停留在實驗室階段，同時產生過一些商業上並不成功的產品。然而從2014年開始，普通消費者等級的虛擬實境眼鏡面世，實惠的價格、優秀的使用者體驗，讓人們初嘗沉浸式立體視覺的神奇之處，隨之而來的就是虛擬實境的新一次浪潮。

　　在過去的幾年中，虛擬實境主要以硬體發展為主，Facebook、Google、高通、微軟、HTC等國際知名科技公司都開始進入虛擬實境裝置的研發和推進領域。目前眾多大型網際網路公司與科技公司也在紛紛進行虛擬實境戰略的版面配置。據權威機構分析，到2022年，虛擬實境硬體的市場規模都會以每年加倍的趨勢高速發展，很快將成為人們日常生活中重要的電子裝置之一，人們會將一部分娛樂、工作、學習和社交的時間花費在虛擬實境中。

　　在虛擬實境硬體高速發展普及之後，虛擬實境產業將迎來軟體和內容方面的爆發，其增長趨勢將超過硬體的發展。許多主流遊戲引擎和圖形工具均開始支援市場上的虛擬實境硬體，為內容的生產提供了許多選擇與基礎技術保障。虛擬實境真正爆發的基礎就是硬體的普及和真正爆款虛擬實境應用的誕生。
　　
　　寫作本書的目的

　　作為老牌遊戲引擎和優秀的數位3D製作工具，虛幻引擎（Unreal Engine 4）自然不會錯失這個市場機遇，開始支援虛擬實境的開發。經過多個版本的反覆運算（UE4的4.3版本開始支援虛擬實境開發，本書完稿時為UE44.19版本），UE4依靠強大的圖形表現力、便捷的虛擬實境開發工具，成為開發者青睞的主流虛擬實境開發工具之一。

　　但對於當前市場而言，Unity 3D引擎的普及時間長，開發者許多，教育訓練和教學更加豐富。虛幻引擎4雖然具有許多優秀的品質，但是要達到真正普及還需要一定的時間。市面上虛幻引擎4的教育訓練課程、教學等相對匱乏，很多愛好者和從業人員想學習虛幻引擎4卻不知道如何下手。這便是我們寫作本書的主要原因。本書結合實戰案例，由淺入深地介紹了虛幻引擎4美術部分的功能、製作流程、相關技能以及怎樣進行初級虛擬實境的開發。讀者跟隨本書按部就班地學習之後，除了對虛幻引擎4的基礎知識將有所掌握以外，還能夠獨立完成一個小規模的虛擬實境遊覽專案，為以後的進階學習打下基礎。

　　希望讀者透過學習本書，都能快速成為具有虛幻引擎4 實戰能力的人員，在加強自己職業技能的同時，為虛擬實境事業的發展出一份力。

　　目標讀者

　　本書的目標讀者如下：

　　● 虛幻引擎美術設計師。

　　● 虛擬實境同好和從業者。

　　● 熟悉其他遊戲引擎想學習虛幻引擎的人。

　　● 數位媒體專業或電腦相關專業的學生。

　　如何閱讀本書

　　本書的結構是按照從淺到深的學習順序進行撰寫的，全書共分為8章。

　　第1章是緒論，簡述了虛擬技術的源起、發展過程、目前的發展狀況、主流的虛擬實境硬體和工具、虛擬實境的應用領域和場景以及對未來發展的一些展望，讓讀者對虛擬實境有一個初步全面的了解。

　　第2章是虛幻引擎入門，介紹如何安裝虛幻引擎4和建立專案，簡述虛幻引擎4的操作介面。

　　第3章是樣品屋場景建立，包含模型簡化、模型分層和UV貼圖設定等模型處理，從3ds Max中將模型匯出為UE4可用的模型，並匯入UE4，最後建立樣品屋場景。

　　第4章是材質操作，介紹用於材質操作的材質編輯器，說明如何建立不同類型的材質，包含漆面、玻璃、金屬、牆面、木質、布料等。

　　第5章是光源設定，介紹定向光源、點光源、聚光源和天空光源4種光源設定。

　　第6章是後期處理，說明如何進一步提升場景的視覺效果。首先為樣品屋營造一個真實的室外環境，其次介紹基於Post Process Volume（影像後期處理物件；後期處理體積）的後期處理特效。

　　第7章是虛擬實境硬體介面，介紹如何設定在兩大主流的VR裝置HTC Vive和Oculus Rift上使用UE4專案。

　　第8章是專案發佈，介紹專案發佈時的設定，展示樣品屋的最後效果。

　　致謝

　　虛擬實境（VR）是人類從2D顯示向3D顯示過渡的重要標示，整個企業都在快速地反覆運算和創新。雖然虛擬實境技術與引擎版本發展反覆運算很快，而本書從想法誕生到出版上市的時間週期較長，但我們仍對書中講授的案例和方法充滿信心，這些信心來自北京虛實空間所有員工的幫助和支援。

　　北京虛實空間科技有限公司是擁有國際製作水準的VR公司，其文創類別作品VR兵馬俑、VR長城、VR圓明園曾多次代表國家參加國際文化交流，並多次摘得企業大獎。

　　衷心希望本書的出版可以啟發更多的有識之士加入到VR企業，因為VR是科技發展的必然趨勢，更是我們不可逆的未來。