給3D模型及環境場景渲染出兼具質感和真實感的材質效果，需要經歷幾步？

顯然，目前的3D模型材質渲染技術，還無法實現簡單幾步就能搞定的標準化作業來量化，完成一個質量過關的3D模型渲染，一般需要：

1、**準備一個內容豐富的貼圖、材質庫**：渲染想要的材質效果，需要根據具體模型場景的形狀細節及複雜程度，針對性收集對應的素材外觀和紋理素材，耗時與模型的複雜程度呈正比，並且市面上大部材質付費使用，造價成本高。

2、**從零開始調參**：現有的3D建模工具都要以豐富的引數來實現建模渲染操作，透過調整引數來設定和控制模型。

3、**渲染效果依賴美術經驗**：3D建模師逐漸成為緊俏的行業人才，也說明了3D模型製作需要技術和經驗老道的從業者，伴隨著模型及場景的多樣化以及製作的精細化，美術經驗直接關係成品質量水準。

傳統作業方式確實細活慢工，但逆襲繁瑣步驟的材質生成能力已經出現啦！今天給大家帶來的**材質生成能力**，簡單易用，渲染高質量材質效果，**只需3步！**

以較為常見的3D遊戲所需的複雜場景舉例，給一個多物體組合的複雜場景渲染材質，只需如下的簡單操作：

![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-dcc06c00afacba19ff5212bf9a463cff657.gif)

1、使用RGB相機拍攝所需材質實物照片。

![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-cb8395ee349be27e891a32a2b69a722ad31.gif)

2、將RGB照片自動生成材質素材。

![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-01c209bf35296e922a160572e195ba66a89.gif)

3、材質貼圖，完成渲染。

![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-d1d3cd2054eec5569f264fc02814763f01a.gif)

[華為3D建模服務](https://developer.huawei.com/consumer/cn/hms/huawei-3d-modeling?ha_source=hms1)提供的材質生成能力，將操作繁瑣的材質生成及渲染過程簡化提速，基於AI輔助材質生成，提升三維模型外觀創作效率，將技術美術的經驗和製作規範，固化為材質預設例項，複用有價值的經驗與規範，提升內容製作效率，降低材質製作成本。

# 材質生成能力
提供將RGB影像轉換為PBR材質的能力，使用者透過整合SDK，僅需拍攝一張或多張RGB圖片，便可一鍵生成4種材質貼圖，包括diffuse map /normal map/specular map/roughness map。AI輔助PBR素材生成，從照片生成材質，解放人力操作成本，滿足消費級3D材質應用。

![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-d77fb618999145ac2d6bc34c8014ad142da.png)

**輸入圖片檔案規格**
* 軟硬體要求: 普通RGB手機，不要求RGB-D\LiDAR, 全Android機型
* 支援型別：混凝土、大理石、岩石、碎石、磚、石膏、黏土、金屬、木材、樹皮、皮革、織物、漆面、塑膠、合成材料、碎石、大地（草地、沙灘等）
* 輸入影像的要求：輸入影像解析度達到1~4K，輸入影像中無接縫、無亮斑、陰影、倒影
* 輸出貼圖解析度：1k（1024*1024px） 2k（2048*2048px）
* SDK包大小：88KB
* 準確率：渲染後SSIM>0.9

**應用場景**

3D建模的材質生成能力一鍵實現現實中各色紋理的木材轉化為PBR材質，具有高還原度，極大提高場景的構建效率。簡單易用，效果佳，廣泛應用於3D內容製作領域。
* **電商行業**：使用3D模型展示商品，為使用者提供逼近真實的線上購物體驗。
* **展覽行業**：高價值的展品及文物，以3D模型形式展示，方便使用者細緻觀覽展品細節。
* **遊戲行業**：如室內場景裡地板、桌子、牆面等所需的木材，打造身臨其境的遊戲體驗。

# 開發準備
## 1、整合HMS Core SDK

**1.1、新增當前應用的AppGallery Connect配置檔案**

如果在AppGallery Connect中開通了相關服務則需要將“agconnect-services.json”檔案新增到您的App中。

步驟 1：登入AppGallery Connect網站，點選“我的專案”。

步驟 2：在專案列表中找到您的專案，在專案中點選需要整合HMS Core SDK的應用。

步驟 3：在“專案設定 > 常規”頁面的“應用”區域，點選“agconnect-services.json”下載配置檔案。

![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-d662dcdd459bdca0bdf84be0696a20da059.png)

步驟 4：將“agconnect-services.json”檔案複製到應用級根目錄下。

![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-9eb6b1ab9619a326c0d1304c97c4c55140b.png)

**1.2、配置HMS Core SDK的Maven倉地址**

步驟 1：開啟Android Studio專案級“build.gradle”檔案。

![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-2b209e83031c729d76cec43a42dc4cbc924.png)

步驟 2：新增HUAWEI agcp外掛以及Maven程式碼庫。
* 在“buildscript > repositories”中配置HMS Core SDK的Maven倉地址。
* 在“allprojects > repositories”中配置HMS Core SDK的Maven倉地址。
* 如果App中新增了“agconnect-services.json”檔案則需要在“buildscript > dependencies”中增加agcp外掛配置。

```
buildscript { 
    repositories { 
        google() 
        jcenter() 
        // 配置HMS Core SDK的Maven倉地址。 
        maven {url 'https://developer.huawei.com/repo/'} 
    } 
    dependencies { 
        ... 
        // 增加agcp外掛配置。 
        classpath 'com.huawei.agconnect:agcp:1.4.2.300' 
    } 
} 
 
allprojects { 
    repositories { 
        google() 
        jcenter() 
        // 配置HMS Core SDK的Maven倉地址。 
        maven {url 'https://developer.huawei.com/repo/'} 
    } 
} 
```

注：Maven倉地址無法直接在瀏覽器中開啟訪問，只能在IDE中配置。如需新增多個Maven程式碼庫，請將華為公司的Maven倉地址配置在最後。

**1.3、新增編譯依賴**

步驟 1：開啟應用級的“build.gradle”檔案。

![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-b46724b9dffc04a844d3cb9e033e4e306ea.png)

步驟 2：在“dependencies”中新增如下編譯依賴。

* 材質生成

```
dependencies { 
    implementation 'com.huawei.hms:modeling3d-material-generate:{version}' 
}
```

* 3D物體建模

```
dependencies { 
    implementation 'com.huawei.hms:modeling3d-object-reconstruct:{version}' 
}
```

注：{version}替換為實際的Kit依賴版本，版本號索引請參見2 版本更新說明。例如：implementation 'com.huawei.hms:modeling3d-material-generate:1.0.0.300'和implementation 'com.huawei.hms:modeling3d-object-reconstruct:1.0.0.300'。

步驟 3：新增agcp外掛配置。請根據實際情況選擇：

* 方式一：在檔案頭部宣告下一行新增如下配置。

```
apply plugin: 'com.huawei.agconnect'
```

* 方式二：在plugins中新增如下配置。
```
plugins { 
    id 'com.android.application' 
    // 新增如下配置 
    id 'com.huawei.agconnect' 
}
```

## 2、多語言設定
* 如果您的應用不需要設定只支援某些特定語言，則請忽略本步驟。應用將預設支援所有HMS Core SDK支援的語言。
* 如果您的應用需要設定只支援某些特定語言，則可透過本步驟配置。

a.	開啟應用級的“build.gradle”檔案。

![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-89df08a6951aee527ade22544c2f44598cf.png)

b.在“android > defaultConfig”中新增“resConfigs”，配置需要支援的語種，配置格式如下：
```
android { 
    defaultConfig { 
        ... 
        resConfigs "en", "zh-rCN", "需要支援的其他語言" 
    } 
}  
```
HMS Core SDK支援的語言列表請參見HMS Core SDK支援的語言。

## 3、同步工程

在完成以上的配置後，點選工具欄中的gradle同步圖示，完成“build.gradle”檔案的同步，將相關依賴下載到本地。

![](https://oscimg.oschina.net/oscnet/up-b5832e7f1dc57fd7dfccad61deb752dc474.png)

注：如果出現錯誤，請檢查網路連線是否正常，以及檢查“build.gradle”檔案是否正確。

## 4、配置混淆指令碼
您編譯APK前需要配置混淆配置檔案，避免混淆HMS Core SDK導致功能異常。

步驟 1：在應用級根目錄下開啟混淆配置檔案“proguard-rules.pro”，加入排除HMS Core SDK的混淆配置指令碼。
```
-ignorewarnings 
-keepattributes *Annotation* 
-keepattributes Exceptions 
-keepattributes InnerClasses 
-keepattributes Signature 
-keepattributes SourceFile,LineNumberTable 
-keep class com.huawei.hianalytics.**{*;} 
-keep class com.huawei.updatesdk.**{*;} 
-keep class com.huawei.hms.**{*;}
```

步驟 2：如果您使用了AndResGuard，需要在應用級的“build.gradle”檔案中加入AndResGuard允許清單。
```
"R.string.hms*", 
"R.string.connect_server_fail_prompt_toast", 
"R.string.getting_message_fail_prompt_toast", 
"R.string.no_available_network_prompt_toast", 
"R.string.third_app_*", 
"R.string.upsdk_*", 
"R.layout.hms*", 
"R.layout.upsdk_*", 
"R.drawable.upsdk*", 
"R.color.upsdk*", 
"R.dimen.upsdk*", 
"R.style.upsdk*",  
"R.string.agc*"
```

## 5、新增許可權
在呼叫材質生成能力時，開發者需要在AndroidManifest.xml檔案中申請如下許可權：

```
 
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"></uses-permission> 
<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE"></uses-permission> 
 
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"></uses-permission>
```

在呼叫3D物體建模能力時，開發者需要在AndroidManifest.xml檔案中申請如下許可權：
```
  
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"></uses-permission>  
<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE"></uses-permission>  
 
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET"></uses-permission> 
```

# 開發步驟
在開始API開發工作之前，完成開發準備工作同時請確保工程中已經配置配置HMS Core SDK的Maven倉地址，並且完成了本服務的SDK整合。

1.	使用雲側服務的能力，需要使用“agconnect-services.json”裡的api_key值，在應用初始化時透過api_key或者AccessToken來設定應用鑑權資訊，AccessToken的優先順序較高。
* （推薦）透過setAccessToken方法設定AccessToken，在應用啟動時初始化設定一次即可，無需多次設定。
```
MaterialGenApplication.getInstance().setAccessToken("your AccessToken");
```
從“ageonnect-services.json”中的api_key獲取Access Token可參見[基於OAuth 2.0開放鑑權](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/development/HMSCore-Guides/open-platform-oauth-0000001053629189?ha_source=hms1)客戶端模式。

* 透過setApiKey方法設定api_key，在應用啟動時初始化設定一次即可，無需多次設定。
```
MaterialGenApplication.getInstance().setApiKey("your api_key");
```
在AppGallery Connect上註冊應用時，會給你的應用分配api_key。

2.	新建材質生成引擎和材質生成配置器並初始化材質生成引擎。
```
// 新建材質生成引擎，傳入當前context。 
Modeling3dTextureEngine engine = Modeling3dTextureEngine.getInstance(context); 
// 新建材質生成配置器。 
Modeling3dTextureSetting setting = new Modeling3dTextureSetting.Factory() 
// 設定工作模式為AI模式。 
.setTextureMode(Modeling3dTextureConstants.AlgorithmMode.AI) 
.create();
```

3.	新建偵聽器回撥，用於處理材質生成上傳結果。
```
Modeling3dTextureUploadListener uploadListener = new Modeling3dTextureUploadListener() { 
    public void onResult(String taskId, Modeling3dTextureUploadResult result, Object ext) { 
        // 獲取材質生成上傳圖片結果。 
        if (result.isComplete()) { 
            // 上傳結果處理。 
        } 
    } 
    @Override 
    public void onError(String taskId, int errorCode, String message) { 
        // 上傳錯誤回撥函式。 
    } 
    @Override 
    public void onUploadProgress(String taskId, double progress, Object ext) { 
        // 預留介面。 
    } 
};
```

4.	上傳採集圖片至雲側。
```
// 獲取材質生成任務ID，傳入配置器。 
Modeling3dTextureInitResult modeling3dTextureInitResult = engine.initTask(setting); 
String taskId = modeling3dTextureInitResult.getTaskId(); 
if (taskId == null || taskId.equals("")) { 
    Log.e("", "get taskId error " + modeling3dTextureInitResult.getRetMsg()); 
} else { 
    // 設定上傳監聽器。 
    engine.setTextureUploadListener(uploadListener); 
    // 非同步上傳，傳入任務id和圖片檔案所在資料夾路徑。 
    engine.asyncUploadFile(taskId, filePath); 
}
```

5.	查詢雲側材質生成進度。
```
// 新建材質生成任務處理例項，傳入當前context。 
Modeling3dTextureTaskUtils taskUtils = Modeling3dTextureTaskUtils.getInstance(context); 
// 查詢材質生成進度。 
Modeling3dTextureQueryResult queryResult = taskUtils.queryTask(taskId);
```

6.	新建偵聽器回撥，用於處理材質生成下載結果。
```
Modeling3dTextureDownloadListener downloadListener = new Modeling3dTextureDownloadListener() { 
    public void onResult(String taskId, Modeling3dTextureDownloadResult result, Object ext) { 
        // 獲取材質生成下載貼圖結果通知。 
        if (result.isComplete()) { 
            // 下載結果處理。 
        } 
    } 
    @Override 
    public void onError(String taskId, int errorCode, String message) { 
        // 下載錯誤回撥函式。 
    } 
    @Override 
    public void onDownloadProgress(String taskId, double progress, Object ext) { 
        // 預留介面。 
    } 
};
```
7.	下載材質生成貼圖。
```
// 設定下載監聽器。 
engine.setTextureDownloadListener(downloadListener); 
// 下載材質貼圖，傳入任務id和儲存路徑。 
engine.asyncDownloadTexture(taskId, savePath);
```
8.	呼叫材質生成同步介面，可以實時獲取生成貼圖。
```
// 同步介面，傳入圖片檔案路徑、儲存貼圖路徑、配置器。 
int result = engine.syncGenerateTexture(filePath, downloadPath, setting);
```

9.	刪除材質生成任務。
```
int ret = taskUtils.deleteTask(taskId);
```

**瞭解更多內容>>**
[訪問華為3D建模服務官網](https://developer.huawei.com/consumer/cn/hms/huawei-3d-modeling?ha_source=hms1)
[獲取華為3D建模開發指導文件](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/development/graphics-Guides/introduction-0000001143077297?ha_source=hms1)
[華為HMS Core官方論壇](https://developer.huawei.com/consumer/cn/forum/block/hms-core?ha_source=hms1)
華為3D建模開源倉庫地址：[GitHub](https://github.com/HMS-Core/hms-3d-modeling-demo)、[Gitee](https://gitee.com/hms-core/hms-3d-modeling-demo)
解決整合問題請到[Stack Overflow](https://stackoverflow.com/questions/tagged/huawei-mobile-services?tab=Newest)
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我只用了3步，實現了一個逼真的3D場景渲染

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