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第3章三維建模技術(shù)及相關(guān)軟件,3.1虛擬現(xiàn)實(shí)中的三維建模技術(shù),虛擬環(huán)境的建模是整個(gè)VR系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)，主要包括幾何建模(GeometricModeling)、運(yùn)動(dòng)建模(KinematicModeling)、物理建模(PhysicalModeling)、對(duì)象特性建模(ObjectBehavior)以及模型切分(ModelSegmentation)等。,3.1.1幾何建模,幾何建模手段集中于3大類型，即多邊形建模、面片建模和NURBS建模。多邊形建模是比較傳統(tǒng)的建模方法，也是目前發(fā)展最為完善和廣泛的一種方法，在目前主流的三維軟件中基本上都包含了多邊形建模的功能。面片建模是指基于面片柵格的建模方法，它是一種獨(dú)立的建模類型。NURBS建模特別適合于復(fù)雜的，不規(guī)則表面的建模工作。,3.1.2運(yùn)動(dòng)建模,在虛擬環(huán)境中物體的特性還將涉及到位置改變、碰撞、捕獲、縮放、表面變形等等，因此僅僅完成靜態(tài)三維幾何模型的創(chuàng)建對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目來(lái)說還是不夠的。運(yùn)動(dòng)建模將幫助我們解決這一系列問題，具體包括：對(duì)象位置碰撞檢測(cè),3.1.3物理建模,虛擬對(duì)象物理建模包括定義對(duì)象的質(zhì)量、重量、慣性、表面紋理、硬度、形狀改變模式等等，這些特性與幾何建模結(jié)合起來(lái)形成更加真實(shí)的三維模型。,3.1.4對(duì)象特征建模,前面所提到的建模是關(guān)于對(duì)象幾何特征及物理特性的建模。此外，我們還可以建立與用戶輸入無(wú)關(guān)的對(duì)象特征模型。,3.1.5模型的分割與優(yōu)化,現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景經(jīng)過幾何建模與物理建模之后，得到的通常是一個(gè)非常復(fù)雜的模型，大量的多邊形使渲染速度非常緩慢，從而降低系統(tǒng)的交互速度。因此，有必要進(jìn)行模型的分割與優(yōu)化，例如單元分割、變化細(xì)節(jié)和分辨率顯示、離線計(jì)算以及內(nèi)存管理技術(shù)等，這些操作將提高系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)時(shí)性能。,3.2虛擬現(xiàn)實(shí)建模工具3dsMax,目前，用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的三維建模軟件有許多種，比較有代表性的是3dsMax、MultigenCreateor、Maya及SuperscapeVRT等。,3.2.1認(rèn)識(shí)3dsMax,3dsMax是美國(guó)Autodesk公司推出的功能強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)軟件，也是當(dāng)前世界上銷量最大的一種用于三維動(dòng)畫和虛擬現(xiàn)實(shí)建模的工具軟件。它集三維建模、材質(zhì)制作、燈光設(shè)定、攝像機(jī)使用、動(dòng)畫設(shè)置及渲染輸出于一身，提供了三維動(dòng)畫及靜態(tài)效果圖全面完整的解決方案。,3.2.1認(rèn)識(shí)3dsMax,3dsMax的工作流程,3.2.23dsMax的用戶界面和視口導(dǎo)航,3.2.33dsMax中創(chuàng)建對(duì)象,3dsMax自帶了10種標(biāo)準(zhǔn)幾何體的三維模型。標(biāo)準(zhǔn)幾何體建模是三維建模的基礎(chǔ)，無(wú)論是多么復(fù)雜的模型都可以被分解為多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)幾何體，同樣用簡(jiǎn)單的幾何體也能建立出精細(xì)復(fù)雜的模型。,標(biāo)準(zhǔn)基本體,3.2.33dsMax中創(chuàng)建對(duì)象,擴(kuò)展基本體,3dsMax自帶了13種擴(kuò)展基本體的三維模型。擴(kuò)展基本體是由標(biāo)準(zhǔn)基本體衍變而來(lái)的復(fù)雜三維模型。利用它們可以快速創(chuàng)建一些擴(kuò)展三維模型，對(duì)建模工作很有幫助。,3.2.33dsMax中創(chuàng)建對(duì)象,二維樣條線,3dsMax提供了11種二維樣條線。二維樣條線是三維復(fù)雜模型最基礎(chǔ)的組成部分。,3.2.33dsMax中創(chuàng)建對(duì)象,建筑對(duì)象,3dsMax提供了建筑對(duì)象的陣列，可用作構(gòu)建家庭、企業(yè)和類似項(xiàng)目的模型塊。這些模型具有真實(shí)世界的屬性，例如門框的參數(shù)、窗戶的打開方向等，因此能大大提高建模的工作效率。,3.2.43dsMax中編輯對(duì)象,修改器面板,,,3.2.53dsMax中指定材質(zhì),虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中的模型除了具有良好的幾何造型外，還必須使用材質(zhì)與貼圖增強(qiáng)其真實(shí)感。,3.2.53dsMax中指定材質(zhì),3.2.63dsMax中設(shè)置燈光和攝影機(jī),要完成一個(gè)真實(shí)且豐富多彩的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，僅僅靠建模和賦予模型材質(zhì)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要燈光、攝影機(jī)的綜合運(yùn)用。,3.2.73dsMax中的動(dòng)畫,3dsMax具有強(qiáng)大的動(dòng)畫制作功能。它可以制作基本動(dòng)畫、角色動(dòng)畫、粒子動(dòng)畫、動(dòng)力學(xué)動(dòng)畫、環(huán)境動(dòng)畫、材質(zhì)動(dòng)畫等。,3.2.73dsMax中的動(dòng)畫,動(dòng)畫制作流程良好的構(gòu)思收集豐富的素材建立場(chǎng)景模型和各種對(duì)象模型創(chuàng)建骨骼并為其蒙皮，創(chuàng)建各種表情、動(dòng)作創(chuàng)建貼圖材質(zhì)、燈光環(huán)境效果調(diào)節(jié)動(dòng)畫，進(jìn)行細(xì)致的動(dòng)作設(shè)置渲染并輸出動(dòng)畫文件,THEEND,