max與VR相關(guān)建模要求

1、目錄摘 要 2ABSTRACT 3第一章 虛擬現(xiàn)實(shí)簡介 41.1 、概述 41.2 、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)計(jì)目標(biāo) 41.3 、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 5第二章 3D STUDIO MAX 簡介 6第三章 3D MAX 在 VR 系統(tǒng)構(gòu)建過程中的應(yīng)用 73.1 3D MAX 建模的具體實(shí)施 73.1.1 數(shù)據(jù)收集 73.1.2 獲取布局圖 73.1.3 貼圖資料。 83.2 3D MAX 構(gòu)建模型主要工作 83.2.1 劃分場景單元 83.2.2 主要建筑物建模 93.2.3 次要建筑物建模 93.2.4 注意事項(xiàng) 93.3 3D MAX 模型的構(gòu)造方法 93.3.1 3D MAX 的幾何建模方法

2、103.3.2 基于圖像的繪制方法 113.4 建模過程中的幾個(gè)關(guān)鍵問題和解決辦法 123.4.1 3D MAX 在虛擬現(xiàn)實(shí)建模中的關(guān)鍵問題 123.4.2 建模過程中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的解決辦法 123.5 3D MAX 建模的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各領(lǐng)域的發(fā)展 13總結(jié)與展望 15參考文獻(xiàn) 16致 謝 171摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展 , 二維的信息展示方式已經(jīng)不能 滿足人們對信息獲取的需要 , 三維的信息顯示方式已經(jīng)成為今后信息 展示的主流發(fā)展方向。3D MAX是Autodesk公司的子公司 Kinetix 推出的一種優(yōu)秀的三 維動畫造型軟件，它廣泛用于游戲、廣告、建筑等領(lǐng)域，是目前PC上 最

3、流行的三維動畫造型軟件。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是 計(jì)算機(jī) 技術(shù)發(fā)展到一定 階段的產(chǎn)物， 它使計(jì)算機(jī)適應(yīng)人而不是人適應(yīng)計(jì)算機(jī)， 它的發(fā)展應(yīng)用 日益廣泛、普及。本文擬就3D MAX在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)建模過程中的應(yīng) 用做一介紹。關(guān)鍵詞：3D MAX虛擬現(xiàn)實(shí)、建模2AbstractWith the con ti nu ous progress of scie nee and tech no logy and the development of two-dimensional information display modeis can not meet the n eeds of people access t

4、o in formati on,three-dimensionalinformationdisplay information display hasbee n the mai nstream for future developme nt.Autodesk 3D MAX is a subsidiary of Kin etix in troduced an excellent 3D architecture and other fields, is the PC's most popular ani mati on modeli ng software. Virtual reality

5、 tech no logy is the developme nt of computer tech no logy to a certa in stage, and it allows the computer to adapt to people rather than to adapt to the computer, its development has been used widely, popular. This paper on Virtual Reality 3D MAX modeli ng in the applicati on process to do an in tr

6、oducti on.Keywords: 3D MAX virtual reality 、modeling3第一章 虛擬現(xiàn)實(shí)簡介1.1 、概述虛擬現(xiàn)實(shí)( Virtual Reality )是近年來十分活躍的技術(shù)研究領(lǐng)域。它是一 系列高新技術(shù)的匯集，包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理與模式識別、 智能接口技術(shù)、 人工智能、 多傳感器技術(shù)以及高度并行的實(shí)時(shí)計(jì)算技術(shù)。 目前，其應(yīng)用已廣泛涉 及軍事、教育培訓(xùn)、工程設(shè)計(jì)、商業(yè)、醫(yī)學(xué)、影視、藝術(shù)、娛樂等眾多領(lǐng)域，并 帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的建模是整個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)。 為了給用戶創(chuàng)建一 個(gè)能使他感受到身臨其境、 逼真的環(huán)境， 就需要?jiǎng)?chuàng)建盡可能逼

7、真的模型和虛擬場 景。但是，如果模型和場景過于精細(xì)，數(shù)據(jù)量過于龐大，將給虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng) 帶來災(zāi)難，尤其是比較復(fù)雜的場景比如古村落建筑。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的建模， 應(yīng)該在保證必須的模型質(zhì)量情況下做到數(shù)據(jù)量盡量小， 以保證虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng) 的運(yùn)行效率設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)除了硬件條件一般個(gè)人無法定制外， 能夠充分 發(fā)揮個(gè)人能動性的就只能是在系統(tǒng)軟的方面下功夫了。設(shè)計(jì)一個(gè) VR系統(tǒng)，首要 的問題是創(chuàng)造一個(gè)虛擬環(huán)境， 這個(gè)虛擬環(huán)境包括三維模型、 三維聲音等， 在這些 要素中，因?yàn)樵谌说母杏X中，視覺攝取的信息量最大，反應(yīng)亦最為靈敏，所以創(chuàng) 造一個(gè)逼真而又合理的模型， 并且能夠?qū)崟r(shí)動態(tài)地顯示是最重要的。 虛

8、擬現(xiàn)實(shí)系 統(tǒng)構(gòu)建的很大一部分工作也是建造逼真合適的三維模型。1.2 、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)計(jì)目標(biāo)(1) 要使參與者有 "真實(shí)" 的體驗(yàn)。這種體驗(yàn)就是 "沉浸" 或" 投入" ，即全心地 進(jìn)入，簡單地說就是產(chǎn)生在虛擬世界中的幻覺。 理想的虛擬環(huán)境應(yīng)達(dá)到用戶難以 分辯真假的程度， 甚至比真的還 "真" 。這種沉浸感的意義在于可以使用戶集中注 意力。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)， 就必須具有多感知的能力， 理想的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)應(yīng)具 備人類所具有的一切感知能力，包括視覺、聽覺、觸覺，甚至味覺和嗅覺。(2) 系統(tǒng)要能提供方便的、豐富的、主要是

9、基于自然技能的人機(jī)交互手段。 這些手段使得參與者能夠?qū)μ摂M環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的操縱， 能從虛擬環(huán)境中得到反饋 信息，也能便系統(tǒng)了解參與者的關(guān)鍵部位的位置、 狀態(tài)、變形等各種系統(tǒng)需要知 道的數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)性是非縱， 能從虛擬環(huán)境中得到反饋信息， 也能便系統(tǒng)了解參與 者的關(guān)鍵部位的位置、 狀態(tài)、變形等各種系統(tǒng)需要知道的數(shù)據(jù)。 實(shí)時(shí)性是非常重 要的，如果在交互時(shí)存在較大的延遲， 與人的心理經(jīng)驗(yàn)不一致， 就談不上以自然 技能的交互，也很難獲得沉浸感。為達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，高速計(jì)算和處理就必不可少。1.3 、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)分為分布式虛擬現(xiàn)實(shí)和非分布式虛擬現(xiàn)實(shí)兩種體 系結(jié)構(gòu)。非分 布 式虛

10、 擬現(xiàn)實(shí) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) - 真實(shí) 用戶環(huán)境 VUE(Veridical User Environment), 它是一個(gè)事件驅(qū)動、按照一組規(guī)則來處理并發(fā)事件的虛擬現(xiàn)實(shí)系 統(tǒng)，它將單個(gè)的虛擬世界分解成多個(gè) Client/Server 進(jìn)程，這些進(jìn)程可以在不同 的處理器上執(zhí)行，并通過消息傳遞相互通信。系統(tǒng)包含3個(gè)VR部件：設(shè)備服務(wù)器 (device servers) 、應(yīng)用進(jìn)程 (a lication proce es-也作為一種服務(wù)器進(jìn)程來管理)和會話管理DM(DialogueManager)。設(shè)備管理器管理輸入輸出設(shè)備；會 話管理是設(shè)備服務(wù)器的客戶程序， 同時(shí)又是應(yīng)用進(jìn)程的服務(wù)器， 它定義了虛擬世

11、界的交互規(guī)則， 并協(xié)調(diào)和傳遞輸入設(shè)備服務(wù)器產(chǎn)生的事件到應(yīng)用進(jìn)程， 然后將響 應(yīng)事件傳遞到輸出設(shè)備服務(wù)器， 會話管理通過異步消息傳遞來與其他服務(wù)器通信， 并按照規(guī)則傳遞事件。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是一個(gè)支持多人實(shí)時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互的虛擬現(xiàn)實(shí)系 統(tǒng)，每個(gè)用戶在一個(gè)VR環(huán)境(真實(shí)感3D立體圖形，立體聲)中通過聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī) 與其他用戶進(jìn)行交互。DVR的研究開發(fā)工作早在20世紀(jì)80年代處就開始了，近 年來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展更進(jìn)一步推進(jìn)了DVR的研究和開發(fā)。第二章 3D Studio MAX 簡介3D MAX是Autodesk公司下的一款3維動畫軟件，已經(jīng)有十多年的歷史了， 在3維動畫軟件中這是一款非常成功的

12、產(chǎn)品系列，也是具有跨時(shí)代的意義，在 3 維的高級建模中主要有4中，多變形建模、面片建模、網(wǎng)格建模、NURB建模，先畫一個(gè) 3維模型，選擇高級建模 4個(gè)中的一個(gè)，多邊形建模主要通過點(diǎn) 、邊 、 面多邊形，改變 3 維物體的形狀，網(wǎng)格建模，面片建模都基本類似，在次級層中 編輯改變的 3 維物體的形狀大小曲面等來實(shí)現(xiàn)特定的效果。3D MAX技術(shù)廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、多媒體制作、游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)域。擁有強(qiáng)大功能的3DMAX 被廣泛地應(yīng)用于電視及娛樂業(yè)中， 比如片頭動畫和視頻游戲的制作， 深深扎根于玩家心中的勞 拉角色形象就是3DMAX的杰作。在影視特效方面也有一定的

13、應(yīng)用。而在國內(nèi)發(fā) 展的相對比較成熟的建筑效果圖和建筑動畫制作中，3DMAX的使用率更是占據(jù)了絕對的優(yōu)勢。根據(jù)不同行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)對3DMAX的掌握程度也有不同的要求， 建筑方面的應(yīng)用相對來說要局限性大一些， 它只要求單幀的渲染效果和環(huán)境效果， 只涉及到比較簡單的動畫； 片頭動畫和視頻游戲應(yīng)用中動畫占的比例很大， 特別 是視頻游戲?qū)巧珓赢嫷囊笠咭恍?；影視特效方面的?yīng)用則把3DMAX的功能發(fā)揮到了極至。3D MAX因其隨時(shí)可以使用的基于模板的角色搭建系統(tǒng)、強(qiáng)大 的建模和紋理制作工具包以及通過集成的 mental ray 軟件提供的無限自由網(wǎng) 絡(luò)渲染而享譽(yù)世界。67第三章3D MAX在VR系統(tǒng)構(gòu)

14、建過程中的應(yīng)用3.1 3D MAX建模的具體實(shí)施3.1.1數(shù)據(jù)收集在這里我們主要是以古鎮(zhèn)虛擬環(huán)境建立為例。在數(shù)據(jù)收集過程中，應(yīng)根據(jù)建設(shè)過程中對于建筑、環(huán)境等場景的要求不同，選擇不同分辨率和精確度的數(shù)據(jù)和 圖片。3.1.2獲取布局圖向有關(guān)部門提取的圖紙資料包括大比例尺航攝相片、地形圖文件、建筑單體及規(guī)劃的工程圖紙文件。原始資料獲得后,利用AutoCad進(jìn)行校正,將單個(gè)建筑物 的輪廓線從攝取照片中提取，作為古鎮(zhèn)模型的底圖資料并且按照一定的比例把圖 片做成地形貼圖，方便后面模型的建立。整理單個(gè)集合體的各種建筑尺寸備用。 如下圖：亠- 3.1.3貼圖資料在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中為了增加模型的逼真效果， 通常把

15、取自實(shí)際環(huán)境的數(shù)碼照片做為紋理，另外部分圖片要進(jìn)行處理，讓常用的圖像處理軟件比如Photoshop能夠處理RG或RGB格式的文件，設(shè)定紋理圖片的大小，要做為紋理的圖片長度 和寬度像素值均要設(shè)為2的整數(shù)次幕，如256*128，否則模型在實(shí)時(shí)漫游中紋理可 能發(fā)生扭曲變形。透明貼圖用圖像處理軟件處理透明貼圖后得到。也可從其它資源獲取現(xiàn)場拍攝不到的建筑或景觀的紋理貼圖內(nèi)容包括建筑物、道路、水面、樹木、草地、小品設(shè)施等。如下古鎮(zhèn)貼圖材質(zhì)的獲?。涸颊掌?.2 3D MAX構(gòu)建模型主要工作3D MAX建模軟件的使用非常廣泛，具有可操作性強(qiáng)、功能強(qiáng)大、模型精細(xì)逼真、質(zhì)感強(qiáng)等特點(diǎn)，缺點(diǎn)就是數(shù)據(jù)量大。利用3D

16、MAX勾建模型主要工作有:3.2.1劃分場景單元在古鎮(zhèn)模型構(gòu)建中，通常需要對真實(shí)場景進(jìn)行劃分，分成相對獨(dú)立的幾個(gè) 單元。根據(jù)本文所涉及的古鎮(zhèn)的實(shí)景場景，劃分出了劃分出了紀(jì)念館、書院、酒 樓、寺廟等主要建筑物和其他次要建筑物，另外樹木等小品也可以單獨(dú)做考慮。3.2.2 主要建筑物建模四個(gè)主要建筑物作為場景的核心景點(diǎn)，模型質(zhì)量要求較高，要有一定的逼真度。因此往往需要使用 3DS MA軟件的Extrude、Mirror、Bevel、Loft、EditSpline 等等命令。 比如在大宗祠的建模中， 宗祠的橫梁、 柱基等等就較多的使用 了 Extrude、Edit Spline命令。另外，為了減少模型

17、的面片和數(shù)據(jù)量，在保證模 型一定精細(xì)度的情況下要盡量減少這些命令的Segment Sides或Steps值，同時(shí)，盡可能的使用紋理映射提高模型逼真度。3.2.3 次要建筑物建模次要建筑物模型質(zhì)量要求不高，可以使用簡單幾何體和紋理映射來完成。3.2.4 注意事項(xiàng)要想在3D MA)中建立模型，并將3D MA)模型轉(zhuǎn)換為仿真驅(qū)動的Ope nF light 模型并且能夠使用，在Ma中建模時(shí)我們必須注意以下幾點(diǎn)：(1) 避免不兼容的情況。在本方法中，需要先使用 3DSMA建立模型再導(dǎo)入到MultiGenCreator中進(jìn)行處理，但是3D MA)做為一個(gè)功能強(qiáng)大的建模軟件，有些 指令在 MultiGenC

18、reator 是無法得到識別和支持的，比如復(fù)雜的紋理合成、 reference 參數(shù)等等。為了保證前面建立模型在后面得到較好讀取，應(yīng)該避免使 用這些指令，或者在模型導(dǎo)入到 MultiGenCreator 后使用類似的指令。(2) 盡量使用簡單方式。建立的模型要盡量采用比較簡易的Box、Shape等來 表現(xiàn)，不要使用NURB、D0lygon、patch建模方式建模。建議在3dma中多采用Shape 加其它命令的方式來建立模型。(3) 在保證模型質(zhì)量的情況下盡量減少精細(xì)度。比如在使用 Shape中的Line 建立模型時(shí)要盡量將Interpolation 選項(xiàng)中的Steps值設(shè)置到最小的程度，一般設(shè)

19、 到13即可滿足要求，Steps值過高會極大的增加轉(zhuǎn)換后的模型面片數(shù)。3.3 3D MAX 模型的構(gòu)造方法VR系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)動態(tài)逼真地模擬環(huán)境，考慮到硬件的限制和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性的要求 ,VR 系統(tǒng)的建模與以造型為主的動畫建模方法有著顯著的不 同,VR的建模大都采用模型分割、紋理映射等技術(shù)。3DSMA建模軟件的使用非常 廣泛，具有可操作性強(qiáng)、功能強(qiáng)大、模型精細(xì)逼真、質(zhì)感強(qiáng)等特點(diǎn)，目前VR中的虛擬場景的構(gòu)造主要有以下途徑：基于模型的方法和IBR （基于圖像的繪制）方法兩種。這兩種方法都可以在 3DSMAX中加以實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證，下面具體展開加以 說明。3.3.1 3D MAX的幾何建模方法（ 1）多

20、邊形建模。 多邊形建模技術(shù)是最早采用的一種建模技術(shù)， 它的思想很 簡單，就是用小平面來模擬曲面， 從而制作出各種形狀的三維物體， 小平面可以 是三角形、 矩形或其他多邊形但實(shí)際中多是三角形或矩形。 使用多邊形建?？梢?通過直接創(chuàng)建基本的幾何體， 再根據(jù)要求采用修改器調(diào)整物體形狀或通過使用放 樣、曲面片造型、組合物體來制作虛擬現(xiàn)實(shí)作品。 多邊形建模的主要優(yōu)點(diǎn)是簡單、 方便和快速但它難于生成光滑的曲面， 故而多邊形建模技術(shù)適合于構(gòu)造具有規(guī)則 形狀的物體， 如大部分的人造物體， 同時(shí)可根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求， 僅僅通過 調(diào)整所建立模型的參數(shù)就可以獲得不同分辨率的模型， 以適應(yīng)虛擬場景實(shí)時(shí)顯示 的需要

21、。（2） NURB建模。NURBS! Non-Uniform Rational B-Splines （非均勻有理 B樣條曲線）的縮寫，它純粹是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)數(shù)學(xué)概念。 NURB建模技術(shù) 是最近 4 年來三維動畫最主要的建模方法之一， 特別適合于創(chuàng)建光滑的、 復(fù)雜的 模型, 而且在應(yīng)用的廣泛性和模型的細(xì)節(jié)逼真性方面具有其他技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢。但由于NURB建模必須使用曲面片作為其基本的建模單元， 所以它也有以下 局限性：NURB曲面只有有限的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致它很難制作拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)很復(fù)雜 的物體（例如帶空洞的物體）；NURBS曲面片的基本結(jié)構(gòu)是網(wǎng)格狀的,若模型比較 復(fù)雜,會導(dǎo)致控制點(diǎn)急劇增加而難

22、于控制 ;構(gòu)造復(fù)雜模型時(shí)經(jīng)常需要裁剪曲面 ,但 大量裁剪容易導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤；NURBS技術(shù)很難構(gòu)造“帶有分枝的”物體。（3）細(xì)分曲面技術(shù)。細(xì)分曲面技術(shù)是 1998年才引入的三維建模方法，它解 決了 NURB技術(shù)在建立曲面時(shí)面臨的困難，它使用任意多面體作為控制網(wǎng)格，然 后自動根據(jù)控制網(wǎng)格來生成平滑的曲面。細(xì)分曲面技術(shù)的網(wǎng)格可以是任意形狀， 因而可以很容易地構(gòu)造出各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 并始終保持整個(gè)曲面的光滑性。 細(xì)分曲 面技術(shù)的另一個(gè)重要特點(diǎn)是“細(xì)分” ，就是只在物體的局部增加細(xì)節(jié)，而不必增 加整個(gè)物體的復(fù)雜程度， 同時(shí)還能維持增加了細(xì)節(jié)的物體的光滑性。 但由于細(xì)分 曲面技術(shù)是一種剛出現(xiàn)不久的技術(shù)，3D

23、 Studio MAXR3對它的支持還顯得稚嫩， 還不能完成一些十分復(fù)雜的模型創(chuàng)作。有了以上3D MAX幾種建模方法的認(rèn)識，就可以在為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)制作相應(yīng) 模型前 , 根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求選取合適的建模途徑 ,多快好省地完成虛擬現(xiàn) 實(shí)的作品的制作。在虛擬現(xiàn)實(shí)作品制作的時(shí)候應(yīng)當(dāng)遵循一個(gè)原則 : 在能夠保證視覺效果的前提 下，盡量采用比較簡單的模型， 而且若能夠用參數(shù)化方法構(gòu)建的對象盡量用參數(shù) 化方法構(gòu)建，同時(shí)，在模型創(chuàng)作過程中，對模型進(jìn)行分割，分別建模，以利于在 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中進(jìn)行操作和考察。對于復(fù)雜對象的運(yùn)動或原理演示 , 我們可以預(yù)先將對象的運(yùn)動和說明做成動 畫存為avi文件,然后等待VR

24、系統(tǒng)合適的觸發(fā)事件,播放該avi文件即可。3.3.2 基于圖像的繪制方法傳統(tǒng)圖形繪制技術(shù)均是面向景物幾何而設(shè)計(jì)的， 因而繪制過程涉及到復(fù)雜的 建模、消隱和光亮度計(jì)算。 盡管通過可見性預(yù)計(jì)算技術(shù)及場景幾何簡化技術(shù)可大 大減少需處理景物的面片數(shù)目， 但對高度復(fù)雜的場景， 現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)硬件仍無法 實(shí)時(shí)繪制簡化后的場景幾何。 因而我們面臨的一個(gè)重要問題是如何在具有普通計(jì) 算能力的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)真實(shí)感圖形的實(shí)時(shí)繪制。IBR技術(shù)就是為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)而 設(shè)計(jì)的一種全新的圖形繪制方式。 該技術(shù)基于一些預(yù)先生成的圖像 （或環(huán)境映照 ） 來生成不同視點(diǎn)的場景畫面，與傳統(tǒng)繪制技術(shù)相比，它有著鮮明的特點(diǎn)：（1）圖形繪制獨(dú)

25、立于場景復(fù)雜性，僅與所要生成畫面的分辨率有關(guān)。（2）預(yù)先存儲的圖像 （或環(huán)境映照 ）既可以是計(jì)算機(jī)合成的， 亦可以是實(shí)際拍 攝的畫面，而且兩者可以混合使用。（3）該繪制技術(shù)對計(jì)算資源的要求不高， 因而可以在普通工作站和個(gè)人計(jì)算 機(jī)上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜場景的實(shí)時(shí)顯示。 由于每一幀場景畫面都只描述了給定視點(diǎn)沿某一 特定視線方向觀察場景的結(jié)果， 并不是從圖像中恢復(fù)幾何或光學(xué)景象模型， 為了 擺脫單幀畫面視域的局限性， 我們可在一給定視點(diǎn)處拍攝或通過計(jì)算得到其沿所 有方向的圖像， 并將它們拼接成一張全景圖像。 為使用戶能在場景中漫游， 我們 需要建立場景在不同位置處的全景圖， 繼而通過視圖插值或變形來獲得臨近視

26、點(diǎn) 的對應(yīng)的視圖。 IBR 技術(shù)是新興的研究領(lǐng)域，它將改變?nèi)藗儗τ?jì)算機(jī)圖形學(xué)的傳 統(tǒng)認(rèn)識，從而使計(jì)算機(jī)圖形學(xué)獲得更加廣泛的應(yīng)用。3.4 建模過程中的幾個(gè)關(guān)鍵問題和解決辦法3.4.1 3D MAX 在虛擬現(xiàn)實(shí)建模中的關(guān)鍵問題(1) 基本建模方面。雖然通過 3D MAX能實(shí)現(xiàn)模型精細(xì)，效果美好的模型，但整個(gè)工程的數(shù)據(jù)量是驚人的，另外 3D MAX存在于其他軟件結(jié)合的問題，有鑒 于此，為了解決兩者兼容問題，3D MAX建模中應(yīng)盡量使用簡單命令。為了解決 數(shù)據(jù)量問題，模型在不影響整個(gè)虛擬城市質(zhì)量的前提下應(yīng)盡可能簡單。(2) 紋理貼圖方面。在模型中，紋理是影響數(shù)據(jù)量的重要因素。紋理的大小 直接關(guān)系到文件

27、的渲染速度和整個(gè)數(shù)據(jù)量大小。 因此，在處理貼圖時(shí)， 應(yīng)將紋理 尺寸(在不影響模型外觀的前提下) 調(diào)整到盡可能小。 在特定情況下， 可在 3DMAX 中調(diào)整。3.4.2 建模過程中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的解決辦法( 1)數(shù)據(jù)的讀取。 模型導(dǎo)出數(shù)據(jù)文件時(shí)需要考慮幾點(diǎn) : 精度各類信息不丟失 ;便于導(dǎo)入模塊的處理。在這里 ,數(shù)據(jù)的讀取的做法是先在 3D MAX 中將模型用Export 工具導(dǎo)出為 3DS 文件格式, 然后進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。這里存在的問題是書格 式轉(zhuǎn)換后模型出現(xiàn)多余面的處理 , 在這里我們采用面合并和頂點(diǎn)合并的方法合并 在同一個(gè)面上的小面和距離較小的頂點(diǎn)。(2)運(yùn)用實(shí)時(shí)生成一定詳細(xì)程度的三維場景的

28、 LOD(Level of Detail) 技術(shù), 即細(xì)節(jié)層次模型小型的場景容易實(shí)現(xiàn)流暢的實(shí)時(shí)漫游 , 但對于過于復(fù)雜的大型甚 至巨大型的場景 ,如果對所有模型在任何時(shí)候 ( 近景、遠(yuǎn)景或被阻擋 ) 都進(jìn)行同樣 的計(jì)算量,那顯然是會極大地影響實(shí)時(shí)漫游的流暢性，此時(shí)運(yùn)用LOD技術(shù)可實(shí)現(xiàn) 在不同層次、不同視覺條件下 , 采用不同精細(xì)程度的模型來表示同一物體 , 以提高 場景的顯示速度 ,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、交互。也就是說, 為每個(gè)物體都手工建立繁簡不同的 模型, 當(dāng)物體離視點(diǎn)遠(yuǎn)時(shí)就調(diào)用相對簡單的模型 ,而近距離觀察時(shí)調(diào)用相對復(fù)雜 的模型（這樣可以在逼真性和速度之間達(dá)到均衡 ）因此需設(shè)定若干個(gè)（35）層 次（每個(gè)層次的適用范圍是動態(tài)分配且有交集的 ） 。（ 3）對部分模型采用 DOF（ Degree of Freedom） 技術(shù), 即自由度。虛擬世 界既需要?jiǎng)討B(tài)的也需要靜態(tài)的模型 , 例如人物和車輛應(yīng)當(dāng)具有運(yùn)動的能力 , 這些 屬性的定義和構(gòu)建必須借助 DOF來實(shí)現(xiàn)。自由度（DOF）是一種節(jié)點(diǎn)，可以把這 種節(jié)點(diǎn)插入數(shù)據(jù)庫以使這個(gè)節(jié)點(diǎn)以下的幾何體運(yùn)動 , 然后定義本地坐標(biāo)系 , 使它 所控制的幾何體圍繞坐標(biāo)軸運(yùn)動。DOF其實(shí)代表了一個(gè)獨(dú)立的定位緩沖系統(tǒng)，通 過對它的對話框和窗口屬性的設(shè)置 , 能夠定義調(diào)整在旋轉(zhuǎn)、縮放、平移等運(yùn)動過 程中在每一個(gè)坐標(biāo)軸上的自由度。 從而在一定的