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1、第3章 三维建模技术及相关软件3.1 虚拟现实中的三维建模技术虚拟现实中的三维建模技术v虚拟环境的建模是整个虚拟环境的建模是整个VR系统建立的基础，主要系统建立的基础，主要包括包括几何建模几何建模(Geometric Modeling)、运动建模运动建模(Kinematic Modeling)、物理建模物理建模(Physical Modeling)、对象特性建模对象特性建模(Object Behavior)以以及及模型切分模型切分(Model Segmentation)等。等。3.1.1 几何建模几何建模v几何建模手段集中于几何建模手段集中于3大类型，即多边形建模、面大类型，即多边形建模、面片
2、建模和片建模和NURBS建模。建模。v多边形建模是比较传统的建模方法，也是目前发多边形建模是比较传统的建模方法，也是目前发展最为完善和广泛的一种方法，在目前主流的三展最为完善和广泛的一种方法，在目前主流的三维软件中基本上都包含了多边形建模的功能。维软件中基本上都包含了多边形建模的功能。v面片建模是指基于面片栅格的建模方法，它是一面片建模是指基于面片栅格的建模方法，它是一种独立的建模类型。种独立的建模类型。vNURBS建模特别适合于复杂的，不规则表面的建建模特别适合于复杂的，不规则表面的建模工作。模工作。3.1.2 运动建模运动建模v在虚拟环境中物体的特性还将涉及到位置改变、在虚拟环境中物体的特
3、性还将涉及到位置改变、碰撞、捕获、缩放、表面变形等等，因此仅仅完碰撞、捕获、缩放、表面变形等等，因此仅仅完成静态三维几何模型的创建对虚拟现实项目来说成静态三维几何模型的创建对虚拟现实项目来说还是不够的。运动建模将帮助我们解决这一系列还是不够的。运动建模将帮助我们解决这一系列问题，具体包括：问题，具体包括：对象位置对象位置 碰撞检测碰撞检测3.1.3 物理建模物理建模v虚拟对象物理建模包括定义对象的质量、重量、虚拟对象物理建模包括定义对象的质量、重量、惯性、表面纹理、硬度、形状改变模式等等，这惯性、表面纹理、硬度、形状改变模式等等，这些特性与几何建模结合起来形成更加真实的三维些特性与几何建模结合
4、起来形成更加真实的三维模型。模型。3.1.4 对象特征建模对象特征建模v前面所提到的建模是关于对象几何特征及物理特前面所提到的建模是关于对象几何特征及物理特性的建模。此外，我们还可以建立与用户输入无性的建模。此外，我们还可以建立与用户输入无关的对象特征模型。关的对象特征模型。3.1.5 模型的分割与优化模型的分割与优化v现实场景经过几何建模与物理建模之后，得到的现实场景经过几何建模与物理建模之后，得到的通常是一个非常复杂的模型，大量的多边形使渲通常是一个非常复杂的模型，大量的多边形使渲染速度非常缓慢，从而降低系统的交互速度。因染速度非常缓慢，从而降低系统的交互速度。因此，有必要进行模型的分割与
5、优化，例如单元分此，有必要进行模型的分割与优化，例如单元分割、变化细节和分辨率显示、离线计算以及内存割、变化细节和分辨率显示、离线计算以及内存管理技术等，这些操作将提高系统运行的实时性管理技术等，这些操作将提高系统运行的实时性能。能。3.2 虚拟现实建模工具虚拟现实建模工具 3ds Maxv目前，用于虚拟现实系统的三维建模软件有许多目前，用于虚拟现实系统的三维建模软件有许多种，比较有代表性的是种，比较有代表性的是3ds Max、Multigen Createor、Maya及及Superscape VRT等。等。3.2.1 认识认识3ds Maxv3ds Max是美国是美国Autodesk公司推
6、出的功能强大的公司推出的功能强大的三维设计软件，也是当前世界上销量最大的一种三维设计软件，也是当前世界上销量最大的一种用于三维动画和虚拟现实建模的工具软件。它集用于三维动画和虚拟现实建模的工具软件。它集三维建模、材质制作、灯光设定、摄像机使用、三维建模、材质制作、灯光设定、摄像机使用、动画设置及渲染输出于一身，提供了三维动画及动画设置及渲染输出于一身，提供了三维动画及静态效果图全面完整的解决方案。静态效果图全面完整的解决方案。3.2.1 认识认识3ds Max3ds Max的工作流程的工作流程3.2.2 3ds Max的用户界面和视口导航的用户界面和视口导航3.2.3 3ds Max中创建对象
7、中创建对象3ds Max 自带了自带了10种标种标准几何体的三维模型。准几何体的三维模型。标准几何体建模是三维标准几何体建模是三维建模的基础，无论是多建模的基础，无论是多么复杂的模型都可以被么复杂的模型都可以被分解为多个标准几何体，分解为多个标准几何体，同样用简单的几何体也同样用简单的几何体也能建立出精细复杂的模能建立出精细复杂的模型。型。v标准基本体标准基本体3.2.3 3ds Max中创建对象中创建对象v扩展基本体扩展基本体3ds Max 自带了自带了13种扩种扩展基本体的三维模型。展基本体的三维模型。扩展基本体是由标准基扩展基本体是由标准基本体衍变而来的复杂三本体衍变而来的复杂三维模型。
8、利用它们可以维模型。利用它们可以快速创建一些扩展三维快速创建一些扩展三维模型，对建模工作很有模型，对建模工作很有帮助。帮助。3.2.3 3ds Max中创建对象中创建对象v二维样条线二维样条线3ds Max 提供了提供了11种二种二维样条线。二维样条线维样条线。二维样条线是三维复杂模型最基础是三维复杂模型最基础的组成部分。的组成部分。3.2.3 3ds Max中创建对象中创建对象v建筑对象建筑对象3ds Max 提供了建筑对提供了建筑对象的阵列，可用作构建象的阵列，可用作构建家庭、企业和类似项目家庭、企业和类似项目的模型块。这些模型具的模型块。这些模型具有真实世界的属性，例有真实世界的属性，例
9、如门框的参数、窗户的如门框的参数、窗户的打开方向等，因此能大打开方向等，因此能大大提高建模的工作效率。大提高建模的工作效率。3.2.4 3ds Max中编辑对象中编辑对象v修改器面板修改器面板3.2.5 3ds Max中指定材质中指定材质v虚拟现实场景中的模型除了具有良好的几何造型虚拟现实场景中的模型除了具有良好的几何造型外，还必须使用材质与贴图增强其真实感。外，还必须使用材质与贴图增强其真实感。3.2.5 3ds Max中指定材质中指定材质3.2.6 3ds Max中设置灯光和摄影机中设置灯光和摄影机v要完成一个真实且丰富多彩的虚拟现实场景，仅要完成一个真实且丰富多彩的虚拟现实场景，仅仅靠建
10、模和赋予模型材质是远远不够的，还需要仅靠建模和赋予模型材质是远远不够的，还需要灯光、摄影机的综合运用。灯光、摄影机的综合运用。3.2.7 3ds Max中的动画中的动画v 3ds Max具有强大的动画制作功能。它可以制作具有强大的动画制作功能。它可以制作基本动画、角色动画、粒子动画、动力学动画、基本动画、角色动画、粒子动画、动力学动画、环境动画、材质动画等。环境动画、材质动画等。3.2.7 3ds Max中的动画中的动画v动画制作流程动画制作流程良好的构思良好的构思收集丰富的素材收集丰富的素材建立场景模型和各种对象模型建立场景模型和各种对象模型创建骨骼并为其蒙皮，创建各种表情、动作创建骨骼并为其蒙皮，创建各种表情、动作创建贴图材质、灯光环境效果创建贴图材质、灯光环境效果调节动画，进行细致的动作设置调节动画，进行细致的动作设置渲染并输出动画文件渲染并输出动画文件 THE END