CN112711783B - 一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法及系统，涉及智能制造领域。一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法包括：通过MAYA进行第一次建模得到第一模型文件及大型；将第一次建模得到的大型导入Unreal Engine，获取模型文件的模型数据；获取材质和/或者制作的贴图文件。其能够通过MAYA，Zbrush的结合使用，提高了软件的灵活性，通过Unreal强大的实时渲染，使得快速得到成品带有材质的效果。此外本发明还提出了一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计系统，包括：第一次建模模块、导入模块、获取模块以及第二次建模模块。
Description
技术领域
本发明涉及智能制造领域，具体而言，涉及一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法及系统。
背景技术
传统的很长一段时间，设计师是完全根据手绘草稿进行设计制作。到了近代，随着各类二维设计，三维设计软件不断开发，设计师在手绘草稿进行设计的同时，加入了这些软件的辅助设计，如Ps、CAD、Gemvision Matrix3D等，并开始利用渲染技术。
虚拟现实技术，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。Unreal由Epic开发，是世界知名授权最广的游戏引擎之一，占有全球商用游戏引擎80％的市场份额。最新版的Unreal增强了虚拟现实的功能，光影追踪技术。虽然最多用于游戏，但其虚拟现实技术的强大几乎没有别的平台能够比拟。
现在设计师大多运用CAD，Rhino等软件进行设计，运用keyshot及V-Ray软件进行渲染，但这些软件由于用途的不同，存在以下缺陷：
1.渲染器缺陷：渲染速度较慢；光源，视角更换后，需要重新渲染；无法设置宝石的反射次数及焦散；需要手动设置材质参数，大大增加了工作量。
2.现珠宝行业使用的三维软件缺陷：容纳模型数据量小；灵活性差，无法满足设计师的想象力；无法与市面上一流渲染器适配。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法，其能够通过MAYA，Zbrush的结合使用，大大提高了软件的灵活性，满足了设计师的想象力，可以进行更加细致的雕刻创作，真正制作出设计师需要的设计效果及设计理念。制作出的模型数据，可以通过3D打印技术创造出实物，使设计师更加直观看到成品会呈现的外形效果。Unreal强大的实时渲染，以及光影追踪功能，使得快速得到成品带有材质的效果。Unreal的使用，可以不去实操切割宝石来研究切割工艺，降低了研究成本，提高了效率。
本发明的另一目的在于提供一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计系统，其能够运行一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法。
本发明的实施例是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法，其包括通过MAYA进行第一次建模得到第一模型文件及大型；将第一次建模得到的大型导入Unreal Engine，获取模型文件的模型数据；获取材质和/或者制作的贴图文件；根据蓝图节点将材质和/或贴图文件附在第一模型文件上并进行第二次建模，进行场景构建及调试获得第二模型文件。
在本发明的一些实施例中，上述通过MAYA进行第一次建模得到第一模型文件及大型包括：通过MAYA建模软件建模出大型并导出.obj格式。
在本发明的一些实施例中，还包括将大型导入Zbrush进行细节雕刻。
在本发明的一些实施例中，上述将第一次建模得到的大型导入Unreal Engine，获取模型文件的模型数据包括：读取大型的模型数据文件和三维数据信息文件，还原模型的中心点坐标、方向和缩放比例。
在本发明的一些实施例中，上述获取材质和/或者制作的贴图文件包括：将所有的三维材质和贴图数据序列化，并输出到文本类型文件中，并附上符合模型性质的材质。
在本发明的一些实施例中，上述根据蓝图节点将材质和/或贴图文件附在第一模型文件上并进行第二次建模，进行场景构建及调试获得第二模型文件包括：设置反射参数，移动、转动或改变光源，利用Unreal的光源追踪技术，观察真实的效果。
在本发明的一些实施例中，还包括根据调试效果进行模型的改进得到第二模型文件。
在本发明的一些实施例中，还包括若含有颜色贴图文件在材质normal的属性上，则将颜色贴图文件转换为法线贴图文件。
第二方面，本申请实施例提供一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计系统，其包括第一次建模模块，用于通过MAYA进行第一次建模得到第一模型文件及大型；
导入模块，用于将第一次建模得到的大型导入Unreal Engine，获取模型文件的模型数据；
获取模块，用于获取材质和/或者制作的贴图文件；
第二次建模模块，用于根据蓝图节点将材质和/或贴图文件附在第一模型文件上并进行第二次建模，进行场景构建及调试获得第二模型文件。
在本发明的一些实施例中，上述包括：用于存储计算机指令的至少一个存储器；与上述存储器通讯的至少一个处理器，其中当上述至少一个处理器执行上述计算机指令时，上述至少一个处理器使上述系统执行：第一次建模模块、导入模块、获取模块以及第二次建模模块。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
其能够通过MAYA，Zbrush的结合使用，大大提高了软件的灵活性，满足了设计师的想象力，可以进行更加细致的雕刻创作，真正制作出设计师需要的设计效果及设计理念。制作出的模型数据，可以通过3D打印技术创造出实物，使设计师更加直观看到成品会呈现的外形效果。Unreal强大的实时渲染，以及光影追踪功能，使得快速得到成品带有材质的效果。Unreal的使用，可以不去实操切割宝石来研究切割工艺，降低了研究成本，提高了效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法步骤示意图；
图2为本发明实施例提供的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法详细步骤示意图；
图3为本发明实施例提供的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计系统模块示意图。
图标：10-第一次建模模块；20-导入模块；30-获取模块；40-第二次建模模块。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
实施例1
请参阅图1，图1所示为本申请实施例提供的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法步骤示意图，其如下所示：
步骤S100，通过MAYA进行第一次建模得到第一模型文件及大型；
在一些实施方式中，可以基于Maya的管道，添加自己的插件并建立了工作例程，Autodesk Maya有大量的文档、教程、与问题相关的文章，插件和脚本等可以极大地提高工作速度和学习曲线的东西，可以根据需求通过MAYA进行第一次建模得到大型。
步骤S110，将第一次建模得到的大型导入Unreal Engine，获取模型文件的模型数据；
步骤S120，获取材质和/或者制作的贴图文件；
在一些实施方式中，将从MAYA制作好的大型的模型文件导入Unreal-Engine，然后获取Unreal商城中的材质或者制作的贴图文件；根据三维材质/贴图数据中具体的材质类型，连接相对应的数据和材质节点，进而表现对应的材质属性。在Unreal-Engine中材质属性的表现是通过不同数据和材质节点连接来表现的。在正常情况下，一个场景可能会有上百种材质球，本实施例的方法是根据三维材质/贴图数据中具体的材质类型，通过代码实现快速自动连接相对应的数据和材质节点，最终效果接近的材质节点。
步骤S130，根据蓝图节点将材质和/或贴图文件附在第一模型文件上并进行第二次建模，进行场景构建及调试获得第二模型文件。
在一些实施方式中，用蓝图节点将材质或贴图文件附在模型文件上；构建简单场景；设置所需要的光源，调节光源参数；移动、转动或改变光源，利用Unreal的光源追踪技术，观察真实的效果。能够呈现不同切割工艺下的宝石特有的焰火及色彩，可以有效推动宝石切割工艺的发展。利用MAYA，Zbrush软件制作利用新型切割工艺的宝石模型；导出fbx格式文件；导入Unreal；附上符合宝石自身性质的材质；设置宝石反射参数；移动、转动或改变光源，利用Unreal的光源追踪技术，观察真实的效果；根据效果改进切割工艺。
实施例2
请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法详细步骤示意图，其如下所示：
步骤S200，通过MAYA建模软件建模出大型并导出.obj格式。
步骤S210，将大型导入Zbrush进行细节雕刻。
步骤S220，读取大型的模型数据文件和三维数据信息文件，还原模型的中心点坐标、方向和缩放比例。
步骤S230，将所有的三维材质和贴图数据序列化，并输出到文本类型文件中，并附上符合模型性质的材质。
步骤S240，设置反射参数，移动、转动或改变光源，利用Unreal的光源追踪技术，观察真实的效果。
步骤S250，根据调试效果进行模型的改进得到第二模型文件。
步骤S260，若含有颜色贴图文件在材质normal的属性上，则将颜色贴图文件转换为法线贴图文件。
在一些实施方式中，首先是建模，现阶段都是rhino，为了满足有设计师想象力，流程是MAYA做出来大型，大型为需要的大致外观，如果后期需要细化的话导入zbrush，进行二次加工，如果不需要进行细化的话，则直接导入Unreal Engine；然后导入zbrush做细节处理，之后利用Unreal商城提供的材质，给自己的模型附上材质，再利用unreal的光影追踪，设置宝石的反射参数达到真实的焰火效果，来研究不同切割工艺，对宝石焰火的改进，不需要去真的实操切割工艺，就可以在软件看出切割工艺使宝石呈现的效果，提高了容错率，降低了研究成本，因为是光影追踪，所以是实时渲染的，可以全方位的看到效果，不需要改一次角度就要重新渲染一次，相当于是利用Unreal这个平台，选择其中的几个功能，来达到珠宝设计的效果。
在一些实施方式中，在Unreal Engine里通过开发插件，反序列化导出的材质的Xml信息，比如三维软件里材质球的Diffuse属性上，给予RGB值为(255,0,0)，那么这个属性值可以通过解析XML文件得到，它对应到Unreal Engine里就是首先创建一个空材质模型，再创建一个颜色节点Constant3Vector，颜色节点有一个Constant属性，属性需要一个Color类型的值，那么需要把RGB(255,0,0)，换算成Unreal Engine里的Color类型就是(RGB.R/255.0,RGB.G/255.0,RGB.B/255.0)，即Color(1.0,0.0,0.0)，把Color(1.0,0.0,0.0)赋予Constant属性就完成了基础颜色上的转换。最后把颜色节点连接到空材质模型的Base Color属性上，这个材质球表现出来的效果和三维软件里的材质效果几乎一致。
在上述实施例的基础上，在将三维软件中所有的三维材质/贴图数据序列化，并输出到文本类型文件中之前，执行以下步骤：整理三维软件中场景里的材质，确保导出的材质有效，整理贴图，对贴图进行预处理。
实施例3
请参阅图3，图3为本发明实施例提供的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计系统模块示意图，其如下所示：
第一次建模模块10，用于通过MAYA进行第一次建模得到第一模型文件及大型；
导入模块20，用于将第一次建模得到的大型导入Unreal Engine，获取模型文件的模型数据；
获取模块30，用于获取材质和/或者制作的贴图文件；
第二次建模模块40，用于根据蓝图节点将材质和/或贴图文件附在第一模型文件上并进行第二次建模，进行场景构建及调试获得第二模型文件。
还包括存储器、处理器和通信接口，该存储器、处理器和通信接口相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。存储器可用于存储软件程序及模块，处理器通过执行存储在存储器内的软件程序及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。该通信接口可用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。
其中，存储器可以是但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-OnlyMemory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。
处理器可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力。该处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
可以理解，图3所示的结构仅为示意还可包括比图3中所示更多或者更少的组件，或者具有与图3所示不同的配置。图3中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
综上所述，本申请实施例提供的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法及系统，其能够通过MAYA，Zbrush的结合使用，大大提高了软件的灵活性，满足了设计师的想象力，可以进行更加细致的雕刻创作，真正制作出设计师需要的设计效果及设计理念。制作出的模型数据，可以通过3D打印技术创造出实物，使设计师更加直观看到成品会呈现的外形效果。Unreal强大的实时渲染，以及光影追踪功能，使得快速得到成品带有材质的效果。Unreal的使用，可以不去实操切割宝石来研究切割工艺，降低了研究成本，提高了效率。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法，其特征在于，包括：
通过MAYA进行第一次建模得到第一模型文件及大型；
将第一次建模得到的大型导入Unreal Engine，获取模型文件的模型数据；
获取材质和/或者制作的贴图文件；
根据蓝图节点将材质和/或贴图文件附在第一模型文件上并进行第二次建模，进行场景构建及调试获得第二模型文件，其中包括：设置反射参数，移动、转动或改变光源，利用Unreal的光源追踪技术，观察真实的效果，根据调试效果进行模型的改进得到第二模型文件。
2.如权利要求1所述的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法，其特征在于，所述通过MAYA进行第一次建模得到第一模型文件及大型包括：
通过MAYA建模软件建模出大型并导出.obj格式。
3.如权利要求2所述的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法，其特征在于，包括：
将大型导入Zbrush进行细节雕刻。
4.如权利要求1所述的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法，其特征在于，所述将第一次建模得到的大型导入Unreal Engine，获取模型文件的模型数据包括：
读取大型的模型数据文件和三维数据信息文件，还原模型的中心点坐标、方向和缩放比例。
5.如权利要求1所述的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法，其特征在于，所述获取材质和/或者制作的贴图文件包括：
将所有的三维材质和贴图数据序列化，并输出到文本类型文件中，并附上符合模型性质的材质。
6.如权利要求1所述的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计方法，其特征在于，包括：
若含有颜色贴图文件在材质normal的属性上，则将颜色贴图文件转换为法线贴图文件。
7.一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计系统，其特征在于，包括：
第一次建模模块，用于通过MAYA进行第一次建模得到第一模型文件及大型；
导入模块，用于将第一次建模得到的大型导入Unreal Engine，获取模型文件的模型数据；
获取模块，用于获取材质和/或者制作的贴图文件；
第二次建模模块，用于根据蓝图节点将材质和/或贴图文件附在第一模型文件上并进行第二次建模，进行场景构建及调试获得第二模型文件，其中包括：设置反射参数，移动、转动或改变光源，利用Unreal的光源追踪技术，观察真实的效果，根据调试效果进行模型的改进得到第二模型文件。
8.如权利要求7所述的一种基于三维软件及虚幻引擎的珠宝设计系统，其特征在于，包括：
用于存储计算机指令的至少一个存储器；
与所述存储器通讯的至少一个处理器，其中当所述至少一个处理器执行所述计算机指令时，所述至少一个处理器使所述系统执行：第一次建模模块、导入模块、获取模块以及第二次建模模块。
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|---|---|
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