你以为眼见一定为实吗？你有没有和我一样的疑问，为什么在3D影院里只需要一副眼镜就可以让二维的影视作品变成三维的仿真世界？这里面用到了什么样的黑科技？

什么是视差？

人类视觉系统利用左右眼之间的视差来感知深度，从而产生立体视觉。两只眼睛从略微不同的位置观看同一物体时，大脑根据双眼接收到的不同图像来判断物体的远近，进而构造三维空间的感觉，这就是视差原理在影视中，通过在屏幕上同时播放两个具有略微差异的影像，借助3D眼镜控制左右眼观察的影像，营造一种伪3D视觉。

为什么选择在三维模型上探索视差技术？

随着数字中国、智慧城市和实景三维中国建设的全面发展，城市的精细化管理需要大量真实、精确的实景三维模型数据。在城市的三维模型实际生产中，常常会遇到建筑外形表象方式上难以抉择的问题，高精度的模型意味着建筑更加仿真还原，同时也带来了数据量过大的问题。低精度模型在减少数据量的基础上丢失了城市模型该有的模样。这个时候除了高成本投入的LOD模型制作，或许可以试试融入视差技术!

视差技术在材质上的实现方式

想象有两块具有相同数字图案的玻璃平行放置，如图。

• 当眼睛视线E1往平面A的A3处观察时(视线垂直于平面A)，此时A3与B3重叠；
• 当眼睛视线E2往平面A的A2处观察时，A2与B1重叠，此时若将平面B向上移动使得平面B的高度与平面A一致，则需将点B1向右偏移d距离才能令A2与B1重叠，此时视线观察到A2处的内容与平面B高度移动前的内容一致；

如上图右边所示，若想在平面A上显示平面B的内容且不存在平面B，则需在平面A上的红色区域对应画上平面B的图案，且图案随眼睛位置变化而不断进行适应(即依据眼睛位置进行计算)。总的来说即是需要求出每一点的偏移值d，已知眼睛观察至目标点的单位向量E，自定义的平面B距离平面A的距离值H且平面A与平面B平行，可求得d的值，如下图。

视差材质的关键是如何将底层的画面显示在第一层(即渲染平面)上，按照上文所讲的原理转化为UE4中的术语如下：

如果计算室内视差，则需要按照室内空间计算6个面的偏移深度，当得知第一个面的偏移深度计算方式后，以此类推则可以得到室内空间其他五个面的偏移深度。

按照其原理自定义一个材质函数利用UE的材质计算节点，最后材质图如下：

最终材质效果如下：

视差技术与Mapmost

我们利用mapmostAlpha平台上自动化模型做了建筑室内外视差效果测试，由此可见视差技术与自动化模型的融合会带来更优的视觉冲击力！

除了这些视差技术在智慧城市中能干啥？

1. 增强现实导航与公共服务，视差技术结合AR技术，可以为市民和游客提供增强现实导航服务，如将实际街景与虚拟信息叠加，让使用者在行进过程中感受到实时的、具有立体深度的导向信息。
2. 灾害应急响应与模拟演练。在灾害应对和城市安全管理中，视差技术可用于模拟不同情况下的灾害扩散或影响范围，如洪水模拟、火灾蔓延等，通过动态视差效果协助制定应急预案，提高应急处置效率。
3. 虚拟现实城市体验，借助视差技术构建的虚拟现实环境，用户可以如同身临其境般探索智慧城市的各种设施和服务，包括但不限于教育、旅游、房地产等行业，增强公众参与度和满意度。
4. 城市景观照明与环境艺术设计，通过调整灯光亮度、颜色和动态效果，基于视差原理创造出富有层次感和流动性的夜间城市景观。

结束语

计算机图形学中的纹理映射是增强渲染真实感的重要方法。视差纹理是纹理映射的一种，它通过存储物体表面的高度图模拟平面的高度变化，使平面具有空间高度感，以提升表面细节。《基于视差贴图的伪室内贴图的研究与实现》一文重点研究窗内场景的纹理映射应用。在大型城市虚拟场景中，用户能够看到的大部分场景为外景，如城市的街道、楼房和绿化等。因此，为房间内部额外建模会造成较大而且不必要的性能开销。该方式提出了一套合理的、性能开销较小的伪纹理映射方案，可以较真实地展示室内外效果，最终在虚幻引擎中进行了实现和测试，以验证其性能优势。同时，相关工作在游戏、虚拟现实、仿真、建筑设计、城市规划等方向也具有较好的应用价值。

参考文献
知乎：zhuanlan.zhihu.com/p/668591250
知乎：zhuanlan.zhihu.com/p/466420090
www.youtube.com/watch?v=iSQ…
www.youtube.com/watch?v=X5W…（用UE4实现的体积冰块的效果，这是我做的视差材质的主要原理参考来源 @奶牛猫 ）
网易：www.163.com/dy/article/…
Shader入门精要 - 冯乐乐
实时渲染常用纹理技术总结：视差映射 - zhuanlan.zhihu.com/p/605713080

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