超有趣的视觉欺骗

by 游梦

关键词：蜘蛛侠、室内映射、假室内

大家一起先找茬，半分钟找出下图中穿帮镜头

（图源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/159439811）

答案揭晓：
可以看到室内门的位置，在建筑不同视角下的位置不匹配，在建筑右侧时，理论上透过窗户可直对室内门的方位，但是门却出现在了侧方位。

实际上建筑内部并没有真实的室内建模，只是对一张室内景象纹理使用假室内（室内映射：Interior Mapping）的技术模拟出来的效果，该效果在游戏与电影行业都有广泛的运用

游戏中穿帮的场景还有：

在《守望先锋》中玩家发现了一面神奇的窗户，从外面看是玻璃窗能看到室内景象，但是从室内看确实一堵墙。

（图源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/159439811）

在《极限竞速：地平线4》中的街景也用到了假室内效果：

（图源：百度图片）

假室内效果优势：

很显然该技术有以下几个优势：

1. 仅用一张贴图就可以模拟室内景象
2. 不用真实的室内建模，省时省力
3. 相比室内建模，渲染时也节省了大量性能消耗

GIS行业适用场景设想：

身在GIS领域的小编看到此类技术，便想到了是否可以在GIS行业中得以应用，设想过以下三种应用场景：

1. 一个楼盘电子沙盘，可以透过窗户看到里面的装修效果图
2. CIM城市级别的简模，使用外墙纹理 + 窗景加室内效果，为单调的冰冷建筑增加几分活力
3. 商业街电子沙盘夜景，实现镜头漫游在街道，预览商铺室内装修效果

引擎推荐：

这里推荐大家一款GIS引擎，也是首款集成假室内效果的引擎：

Mapmost SDK for WebGL作为一个3D GIS引擎，勇敢的做出尝试，为单调的建筑外墙增加室内细节效果，细节满满，敬请体验：Mapmost SDK for WebGL

（图源：Mapmost SDK for WebGL）

（室内图，图源：Mapmost SDK for WebGL）

假室内原理简介：

一句话简单概括就是，把房间抽象成一个立方体，求视线与立方体的交点，选取远交点，最后计算远交点在图片中的UV进行采样

（窗口坐标系示意图，图源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/574281493）

（视线交点示意图，图源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/376762518）

假室内核心关键点：

1. 立方体求交

视线与AABB（轴对齐包围盒）的相交问题，一个包围盒有6个矩形面，把两个互相平行的矩形看成一块板，那么问题就转化为求射线与互相垂直的3块板的相交：

（AABB求交示意图，图源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/376762518）

2. 立方体贴图：

参照的文章里都推荐的立方体贴图方法，先把室内贴图6个面分别渲染到6张纹理中构建一个立方体贴图。

（图源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/376762518）

使用立方体贴图有一个缺陷，就是在一次DrawCall中，受显卡硬件限制存在数量上限，一般不超过8个立方体贴图，所以小编觉得更适合使用纹理数组的方式，只需要根据交点判定所在的平面对应的纹理索引即可，这样即便一个墙面有多个窗户时，也可以提供更多的室内纹理渲染。

3. 坐标系构建：

模型本身需要携带表面的法线与切线信息

（图源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/574281493）

眼见一定为真吗？

（A块与B块颜色一样吗？图源：百度图片）

（线是弯曲的吗？图源：百度图片）

（凹还是凸？图源：百度图片）

参考文献：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/376762518

https://zhuanlan.zhihu.com/p/574281493

https://zhuanlan.zhihu.com/p/159439811

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