在 3D 建模领域，只有栩栩如生的细节展示才能塑造更具沉浸感的虚拟世界，因此细节层次 （LOD） 成为影响 3D 空间视觉保真度和性能的关键。
根据用户空间位置与注视点之间的距离变化进而查看到3D模型的不同细节层次是攻克3D可视化挑战的最佳解决方案 。
随着技术的不断发展和对沉浸式虚拟体验需求的不断增长，LOD 优化仍将是 3D 建模的关键，影响着游戏、娱乐和数字产业的未来。
什么是LOD？
LOD 是 Level of Detail 的缩写，是指生成 3D模型的复杂程度。LOD的数量受3D模型的复杂性及其空间距离远近的影响。
它的原理是随着模型向远处移动时，减少多边形的数量并简化纹理，优化渲染效率，减轻CPU和显卡的压力，从而提高整体性能。
展开剩余85%LOD的优势有哪些？
1.保持视觉质量
通过降低远离用户的3D模型的图形数据复杂性，可以在不影响附近用户的视觉质量的情况下实现更流畅、更高效的性能。
这种优化可以通过减轻CPU和GPU的压力来显著增强如FPS之类的整体性能。
2.更快的渲染速度
由于 GPU 处理远处模型时以相对精简的方式显示，渲染资源可以更多的分配给靠近视点、需要展示较多细节的模型，使渲染流程更加高效。
这种优化方法将整个场景的渲染更加合理化，减少了加载时间，并提高了关键视觉元素的渲染速度。
如何生成LOD？
1.自动生成LOD
使用自动方法生成LOD网格时，只需指定每个LOD层次的模型及其各自的摄影机距离。
以Unreal Engine 5（虚幻引擎 5）为例，用户可以使用二次网格简化，通过计算出合并两个顶点所可能产生的视觉差异量来帮助生成LOD。保持备份并进行严格的测试以防止这些工具造成UV映射损失至关重要。
2.手动生成LOD
手动为 3D 模型创建细节层次 （LOD） 通常涉及通过使用 3D 编辑软件消除顶点和多边形回环，这会是一项漫长而乏味的手动工作。此外，可以关闭平滑处理来微调 LOD 外观。
哪些软件可以创建LOD？
1.Unreal Engine(虚幻引擎)
Unreal Engine(虚幻引擎)内置了生成LOD功能，此外还可以生成骨架网格体 LOD（细节层次）模型变体以优化游戏。
在这里，可以通过调整“LOD 数”属性以确定所需的 LOD 数量。每个LOD代表网格的不同细节层次，LOD 0代表最初导入Unreal Engine(虚幻引擎)的最高质量网格。从 LOD 1 开始，后续 LOD 的质量会逐渐下降。
LOD 在不牺牲视觉保真度的情况下为微调性能提供了灵活性，因为每个 LOD 都可以通过在特定 LOD 的“简化设置”中选择“重新生成 LOD” 或通过LOD 0的设置将更改应用于整个集合来单独编辑和更新每个LOD。
2.Maya(玛雅)
Maya 提供了一种用于生成和组织 LOD 的简单方法，用户能够从高精度的相应部件中创建低分辨率网格并有效地对其进行分组。
然后，可以将这些LOD集合到一个LOD组中，并无缝导出到Unity，从而优化性能。
Maya 会自动为生成的 LOD 分配数字名称，从多边形数量最高 的LOD_0 开始，当用户最靠近相机时，该 LOD 将被启用。后续 LOD 以更高的数字按顺序命名，从而确保逻辑层次结构，其中数字越大的 LOD 对应越低的多边形数量。
这种直观的命名系统简化了LOD的管理，并有助于在用户靠近相机时优化性能。
3.Blender
在 Blender 的游戏渲染器中，访问“物体设置（软件内显示名）”面板中的“细节层次”设置。
在这里，可以使用面板中提供的按钮向用户添加新的细节层次。每个细节层次都在此面板中单独显示，但基本层次除外，该层次自动分配给默认距离设置为 0 的当前用户。
要删除特定层次的细节，只需单击位于相应框右上角的 X 按钮。此工具使用“精简修改器（软件内显示名）”为选定模型生成和配置详细层次，同时保留原始模型以供进一步调整。生成的模型会根据创建的层次自动命名，从而更加便于管理。
LOD在各行各业中的应用
1.游戏行业
LOD在游戏中是不可或缺的，是构建广阔且视觉丰富的游戏环境的基础。当游戏玩家访问动态地形时，LOD优化了硬件资源分配，减少了延迟和速度减慢等干扰。
2.建筑行业
LOD有助于在复杂的建筑设计过程中，在详细的室内设计和广阔的外部景观之间平滑过渡，提供对空间的整体展示和理解。
3.虚拟现实 （VR）
LOD对于带来真实感和提高显示性能至关重要，它避免了可能导致眩晕的纱窗效应等，保持了沉浸感和舒适感。此外，它减少了VR系统的工作量，降低了延迟。
LOD是3D建模中不可或缺的技术，它可以帮助我们在复杂多变的3D世界中，平衡性能与视觉效果。
无论是在游戏、动画还是虚拟现实领域，LOD都发挥着重要的作用。
掌握LOD技术，可以让作品更加高效、流畅，同时也能为用户带来更好的体验。
发布于：上海市