摘要：随着技术的变革和资本力量的双重推进下，传统的拍摄渲染技术已然满足不了我们对沉浸感的需求，虚拟现实技术应运而生，推进着虚拟仿真产业的快速发展。尽管现阶段虚拟现实技术仍面临一系列技术难题，但是对于日益产业化的场景建模，特效制作等技术，正在飞速发展。

本文首先对仿真设计的意义和目的进行了介绍，并阐述了仿真设计制作流程中所用到的主流的物理引擎——Unreal Engine 4，还阐述了目前广泛用于实时渲染的基于物理渲染（PBR）流程，以及PBR材质系统。

接着从制作的前期的设计，包括场景设计，流程设计，以及生产工具设计，对毕业设计进行全面的分析，然后重点论述了在制作过程中的一些技术难点和原理知识，详细阐述了大地形，大模型的制作思路，以及模块化建模的思想与实践，还有UV动画和FlowMap的原理和运用。并简单介绍了在末尾阶段的测试与分析。

最后全面总结此次毕业设计，为大学画上一个圆满的句号。

关键词：虚拟仿真  物理引擎  PBR材质  大地形

目录

摘要

Abstract

1. 绪论1

1.1 研究背景及意义1

1.2 国内虚拟场景仿真发展现状1

  1.2.1 国外发展状况1

  1.2.2 国内发展状况2

1.3 发展前景与趋势2

1.4 经济及社会效益2

2. 开发环境及主要技术3

2.1 物理引擎Unreal Engine 43

2.2 三维建模技术3

2.3 PBR材质系统4

2.4 Python脚本4

2.5 延迟渲染5

3. 前期设计6

3.1 美术设计6

3.2 制作流程设计6

3.3 Pipeline工具设计7

4. 技术实现11

4.1 大地形制作11

  4.1.1 Height Map制作11

  4.1.2 地形材质12

  4.1.3 程序化地形物件模型生成12

4.2 场景建模及搭建13

  4.2.1 DCC工具建模13

  4.2.2 substance Painter贴图制作13

4.3 模块化搭建及自动化工具14

  4.3.1 蓝图模块化搭建14

  4.3.2 spline-meshes14

  4.3.3 FlowMap Painter Tool15

4.4 UV动画17

  4.4.1 Flow Map17

  4.4.2 特殊屏幕材质18

4.5 天空系统19

  4.5.1 星球材质19

  4.5.2 天空系统22

4.6 摄影机动画23

结语24

参考文献25

致谢26