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本系列教程旨在使用UE5配置一个具备激光雷达深度摄像机的仿真小车并使用通过跨平台的方式进行ROS2和UE5仿真的通讯达到小车自主导航的目的。本教程默认有ROS2导航及其gazebo仿真相关方面基础Nav2相关的学习教程可以参考本人的其他博客Nav2代价地图实现和原理–Nav2源码解读之CostMap2D(上)-CSDN博客往期教程 第一期基于UE5和ROS2的激光雷达深度RGBD相机小车的仿真指南(一)—UnrealCV获取深度分割图像-CSDN博客第二期基于UE5和ROS2的激光雷达深度RGBD相机小车的仿真指南(二)—ROS2与UE5进行图像数据传输-CSDN博客第三期基于UE5和ROS2的激光雷达深度RGBD相机小车的仿真指南(三)—创建自定义激光雷达Componet组件-CSDN博客 UE5系列教程: 第一期:UE5-C入门教程(一)使用代码创建一个指定目标的移动小球-CSDN博客第二期:UE5-C入门教程(二)—编写Editor类别的自定义模型实现小球规划路线的可视化-CSDN博客备注最近博主在unity开发独立游戏UE5系列的相关长期教程先暂时不更新了请大家多多谅解 本教程环境支持 UE5.43ubuntu 22.04 ros2 humble 本期我们来讲一下如何使用blender完成一个锥桶的建模和贴图本节的最后我们会得到下面这样的效果 01 Blender介绍 Blender 是一款开源且免费的3D建模软件广泛用于3D建模、动画、渲染、视频编辑、游戏设计等多个领域。
多功能性它不仅仅是一个3D建模软件还包含了完整的动画制作、渲染、视频编辑和游戏设计功能。开源Blender的源代码是开放的用户可以自由地查看、修改和分发。跨平台Blender可以在Windows、macOS和Linux等多个操作系统上运行。社区支持由于其开源的特性Blender拥有一个庞大的社区用户可以通过社区获得技术支持和教程。教育用途由于其免费和开源的特性Blender被广泛用于教育和培训中帮助学生学习3D建模和动画制作。商业用途尽管是免费的但Blender的专业功能使其在商业领域也得到了广泛应用许多专业的3D艺术家和工作室都在使用它。 02 安装 我们打开blender官网下载页面Blender官网选择LTS版本进行下载 根据提示一路next选择安装路径然后install即可 安装好后点击blender图标初次进入可以进行偏好设置 打开界面会有如下界面 3 Blender快速入门
基础操作 使用鼠标滚轮中键可以进行场景的选择 使用鼠标滚轮中键shift可以进行移动 左侧的工具键有一些基本的移动缩放按钮 我们使用鼠标左键框选界面的全部物体右上角的提示栏会显示基本的物体 我们一般设计建模物体的时候不需要光源和摄像头选中他们点击delete键删除 选择基础的立方体我们点击键盘上的N可以看到此立方体的基础属性 有时候我们要进行小物体建模的时候我们希望物体的尺寸是cm我们在右侧场景栏目更改缩放单位和长度的基本单位 这是你的网格会出现类似下述的状况我们在右上角找到试图叠加层 把缩放更改回和上述单位设置的缩放单位一致就行了可以看到网格恢复一致了 4 快速建模
4-1 数据确认
从实验室顺一个锥桶我们简单测一下数据
4-1 底盘平面和编辑模式 我们在上侧‘添加’点击网格选择创建一个平面 调整尺寸为21cm✖21cm并设置为Z识图俯视 我们选中物体进入编辑模式 物体模式Object Mode和编辑模式Edit Mode是Blender中用于操作3D物体的两种主要模式。它们在Blender的用户界面中通过一个模式选择器进行切换通常位于3D视图的底部。 物体模式Object Mode 物体模式是默认的模式当你在Blender中打开一个新文件或者创建一个新的物体时你通常是在物体模式下。在物体模式下你可以执行以下操作 移动、旋转和缩放整个物体。选择、添加、删除物体。设置物体的变换中心点。应用变换例如将移动、旋转或缩放变换应用到物体的几何数据上。创建父子关系将一个物体作为另一个物体的子物体。设置物体的渲染属性如材质、纹理和灯光。 编辑模式Edit Mode 编辑模式是用于编辑物体内部几何结构的模式。当你切换到编辑模式时你可以访问和修改物体的顶点、边、面和体。在编辑模式下你可以执行以下操作 选择、移动、旋转和缩放物体的顶点、边或面。删除或添加几何元素。对几何元素进行布尔运算合并、差集、交集。使用各种建模工具如倒角、循环切割、挤出、缩放、扭曲等。设置边的权重用于平滑着色和变形。使用雕刻工具对物体进行精细的雕刻和塑造。 4-2 快速细分 选择平面右键选择细分 选择切割次数为7,这样21cm/73cm一个格 我们现在进行中间锥形的掏空锥底部是15cm21-156cm一边就是3cm一个格子拖动选择中间的格子 按住i进行inset拖动选中框的角进行适当缩放inset 是一个用于编辑模式的建模工具它允许用户在选定的面上创建一个向内的倒角或切口。这个工具在创建复杂的几何形状或添加细节时非常有用。 让点击键盘的x进行删除选择面x 删除完变成下述如下 我们选中上述轮廓点击altshifts进行求球面化这时候你的鼠标变成一个球型化箭头 往外拖得到球型化的结果 然后右键选择平滑顶点 选择重复到5 然后再次进行altshifts进行再次球型化 4-3 拉伸锥体 我们切换到侧视图 保持刚刚中心轮廓存在的同时点击e进行Extrude(Extrude挤出是一个用于编辑模式的建模工具它允许用户从选定的几何元素如顶点、边或面中创建新的几何元素。),同时按住ctrl向上拖动可以进行跨整网格进行移动同时我们设置Z为26cm 按住S进行Scale缩放5.5cm/15cm0.3666的缩放比 我们转一个视角选择上方轮廓如下图所示 点击S继续进行缩放3.5cm/5.5cm0.636 点击E向下稍微拉伸 ctrlR 进行 Loop Cut,Loop Cut循环切割是一个用于编辑模式的建模工具它允许用户在选定的几何元素如面或边之间添加等距的循环边。Loop Cut 工具通常用于细分模型增加细节或者改善模型的拓扑结构。 同理我们在锥桶两侧也添加loop cut 4-4 锥桶底部 点击底边屏幕的一条边alt左键双击全选整个面 键盘点击e进行向下拉伸和上面的操作一致 4-5 基本型细分 我们切回物体模式![[Pasted image 20240907153325.png]] 选择整个物体右键进行平滑着色 然后点击ctrl2进行细分,我们进行级别2的细分 同时我们再次使用环切提前把反光条的位置画出来 5 贴图和材质渲染
5-1 着色 点击右上角的试图着色方式 点击正上方进入Shading模式, Shading着色是3D渲染中的一个重要步骤它涉及到为3D模型表面添加颜色、纹理和光照效果以模拟真实世界中的视觉外观。在Blender中着色主要通过节点编辑器来完成这个过程可以极大地影响最终渲染图像的质量和外观。 着色的基本概念 材质Material材质定义了物体表面的视觉属性如颜色、纹理、反光率等。纹理Texture纹理用于添加细节到材质上如木纹、布料纹理等。光照Lighting光照是模拟光线如何与物体表面交互的过程包括反射、折射和阴影等。 5-2 Node Wrapper 在编辑视图找到偏好设置 在插件中使能Node WranglerNode Wrangler是Blender中的一个强大插件旨在提高节点编辑的效率和便捷性。以下是关于Node Wrangler插件的基本信息、功能和使用教程的总结 主要功能 快捷键组合Node Wrangler提供了许多快捷键可以大大提高工作效率。例如通过快捷键可以快速重新加载节点树中使用的所有图像无需手动加载5。节点选择和操作用户可以快速选择、复制和粘贴节点以及根据不同标准对节点进行标签和重命名812。节点管理插件可以帮助用户管理复杂的节点树通过分组、折叠和整理节点来简化工作流程13 5-3 材质Material和纹理Texture 以下几个小节为了方便查询我们在设置-偏好中把语言改为英文 我们来创建一个全新的材料点击下方的按钮new取名为body 新建的材质会出现如下的材质 点击shiftA可以添加新的组件我们添加下述几个材质 效果如下(注意这里的材质由于缩放比例的原因发生了变形后续6-3修正后会变回去) 6 反光带贴图
6-1 添加材质 然后我们回到编辑模 型alt鼠标左键x选择中间的部分 我们在右侧添加一个新的材料 点击Assign应用到实体上 如此依赖基本的锥桶就有了接下来我们来添加贴图(注意这里的材质由于缩放比例的原因发生了变形后续6-3修正后会变回去)
6-2 找寻贴图材质 我们在任意素材网站上找到想要贴上去的图片这里我找了一个反光的贴图 我们即将使用到的一个名为Unwrap的功能UnwrapUV展开是Blender中的一个关键功能主要用于将3D模型的表面展开成2D平面以便于后续的纹理映射和绘制。在3D建模中UV展开是一个重要的步骤它涉及到将3D模型的表面通常称为“网格”或“几何体”展开成一个或多个2D平面这些平面称为“UV贴图”。这个过程允许艺术家在一个平面上设计纹理然后将这些纹理应用到3D模型的表面。通过UV展开艺术家可以精确控制纹理在模型上的分布从而实现更加细致和真实的视觉效果。 6-3 重要检查 在进行unwrap前我们必须要做到一下几个基础要求否则unwarp展开的图片会变得和奇怪我们必须保证我们的主体实物的位置和旋转分别是000此外缩放比必须是111如下图我的缩放比不正确我们必须进行修正 我们选中物体ctrlA选择旋转缩放 这时候你会发现我们的缩放比被修正为111 6-4 Unwrap 我们在正上方选中UV Editiing进入uv模式 我们在左上角新建一个UV网格 选择如下参数 会有如下UV默认帮助你进行贴图确认的网格出现 然后我们在右侧材料找到刚刚创建的材料选择固有色 选择图像纹理 选择我们刚刚创建的UV_Grid![[Pasted image 20240907225836.png]] 我们点击右上角的视图着色方式可以看到UV_Grid被在这个材质中展开了但是展开的方式不太对这时候我们就需要进行调整 6-5 UnWrap调整–裁切 我们在编辑模式下全选锥桶模型并点击UV_editor右上角的打叉暂时关闭GV_Grid显示 然后我们现在正式开始UV图的调整搜先我们需要做的就是UV图的裁剪 进入选择模式 alt鼠标左击选择反光条的上侧 右键选择标记缝合边 同理我们标记下边缘![[Pasted image 20240907230614.png]] 紧接着我们按下A选择全部物体 按下U选择展开Unwrap 我们就拿到展开图了 如果出现展开是如下情况回到6-3进行重要检查的确认 然后我们再次进行裁剪alt左键选择右键标记分割线 然后A选中全部U展开 6-5 UnWrap调整–微调 我们希望网格应该是顺着圆锥的母线镜像下移动 我们选择左侧编线右键选择 X向拉直 可以方向一遍已经对齐 同理我们有如下 对于倾斜的斜面 右键选择自动对齐 然后依次自动对齐我们就有 这是快大功告成辣 6-6 替换贴图图片 w我们在材质右侧找到图片替换 选择刚刚的图片并导入不要慌我们缩放一下图片 A选择全部然后I进行缩放![[Pasted image 20240907234227.png]] 左侧进行缩放鼠标左键进行拖拽 大功告成 7 总结
本节我们介绍了如何入门到完成下述这个带材质和贴图的锥桶下一节我们讲讲如何将这个模型导入UE5并通过深度相机访问它如有错误欢迎指出!感谢大家的支持
