【正文】 以達(dá)到完全逼真；c) 場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染繪制對(duì)計(jì)算機(jī)軟硬件要求較高。（1） 基于幾何模型的虛擬建模法 基于幾何模型的虛擬建模技術(shù)（GeometryBased Modeling and Rendering——GBMR 簡(jiǎn)稱建模法），又稱為基于圖形的建模和繪制(GraphicBased Modeling and Rendering——GBMR)，是以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為基礎(chǔ)，首先對(duì)真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行抽象，用多邊形構(gòu)造虛擬景觀(包括地形、建筑、樹木等)的三維幾何模型，并建立虛擬環(huán)境中的光照和材質(zhì)模型。沒有時(shí)間限制，可真實(shí)詳盡地展示預(yù)先假定觀察路徑，無(wú)法改變，能如電影一樣單向演示，場(chǎng)景變化，畫面需要事先制作生成受動(dòng)畫制作時(shí)間限制（渲染），無(wú)法詳盡展示，應(yīng)用主要用于仿真，需要對(duì)用戶輸入做出反應(yīng)，如飛行訓(xùn)練、影視游戲和交互式建筑演示主要用于電影、印刷圖畫以及預(yù)先設(shè)計(jì)好的演示虛擬現(xiàn)實(shí)建模，考慮交互性和實(shí)現(xiàn)意圖，與動(dòng)畫模型相比，通常細(xì)節(jié)比較少，以提高“實(shí)時(shí)性”的效果。這就使VR 系統(tǒng)建模與傳統(tǒng)CAD 和動(dòng)畫建模有著本質(zhì)上的不同：①VR 建模中要說明的內(nèi)容要比傳統(tǒng)系統(tǒng)建模要多，除說明造型外還要說明許多系統(tǒng)連接，如自由度（DOF，Degree of Freedom），層次細(xì)節(jié)（LOD）等；②由于要實(shí)時(shí)運(yùn)行三維模型，其建模方法與以造型為主的建模有很大的不同，大多用其他技術(shù)（如紋理）而不是增加幾何造型復(fù)雜度來(lái)提高逼真度。2 虛擬現(xiàn)實(shí)建模技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí)建模技術(shù)特點(diǎn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)沉浸感，逼真性，即要求有高的“真實(shí)感”；強(qiáng)調(diào)自然的交互方式，又要滿足“實(shí)時(shí)”的“交互”要求。以雨打芭蕉場(chǎng)景為實(shí)例，介紹虛擬現(xiàn)實(shí)建模技術(shù)和動(dòng)畫技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。最后利用Vega的LynX圖形化工具箱進(jìn)行漫游設(shè)定，建成虛擬漫游場(chǎng)景。本文的研究目的是通過分析對(duì)比虛擬場(chǎng)景建模技術(shù)的研究狀況，結(jié)合實(shí)際情況和現(xiàn)有條件，研究一種簡(jiǎn)單易行的虛擬場(chǎng)景建模和動(dòng)畫的實(shí)現(xiàn)方法。虛擬場(chǎng)景是虛擬現(xiàn)實(shí)中的可視化部分，最關(guān)鍵的部分。概括而言，虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展方向有以下幾個(gè)方面吼更快、更高質(zhì)量的圖形；更便宜、設(shè)計(jì)得更完善的頭盔式顯示器和其他輸入、輸出設(shè)備；更快的計(jì)算機(jī)處理能力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)獲得非常理想的實(shí)現(xiàn)，目前還存在一些重大的障礙。漢諾威世界博覽會(huì)德國(guó)館的建筑，就是用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)的。德國(guó)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)行業(yè)最早的國(guó)家。該仿真系統(tǒng)可作為城市規(guī)劃和建設(shè)的重要手段，城市規(guī)劃與設(shè)計(jì)人員通過建立仿真模型和地理信息數(shù)據(jù)，對(duì)城區(qū)進(jìn)行重新規(guī)劃和設(shè)計(jì)，以輔助決策?！?guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，國(guó)內(nèi)外在虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀可以做如下概括：美國(guó)是VR 技術(shù)的發(fā)源地，因此大多研究機(jī)構(gòu)也在美國(guó)，美國(guó)虛擬視景仿真研究技術(shù)的水平基本上就代表國(guó)際發(fā)展的水平。為了達(dá)到這一目的，必須研究虛擬現(xiàn)實(shí)的開發(fā)工具。（1） 立體顯示和傳感器技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)的交互能力依賴于立體顯示和傳感器技術(shù)的發(fā)展。三維數(shù)據(jù)的獲取可以采用CAD技術(shù)(有規(guī)則的環(huán)境)，而更多的環(huán)境則需要采用非接觸式的視覺建模技術(shù)，兩者的有機(jī)結(jié)合可以有效地提高數(shù)據(jù)獲取的效率。這種技術(shù)的應(yīng)用，改進(jìn)了人們利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行多工程數(shù)據(jù)處理的方式，尤其在需要對(duì)大量抽象數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)。關(guān)鍵詞：虛擬場(chǎng)景，建模，動(dòng)畫，烘培，優(yōu)化AbstractIn recent years, Virtual Reality (VR) technology has been paid extensive attention in puter field. Virtual reality technology is designing a lifelike virtual environment based on the puter technology, which can access interaction between the user and the environment by use of the essential device.It is an essential condition to design a lifelike model for user feeling the lifelikevirtual environment. 3D modeling technology is the foundation of the VR system andthe key step and technology of the application. it is an important part in virtual realitysystem when developing a virtual reality system. With object of plantain on raining，this paper contains study and research on virtual scenes modeling and marking animation. Realized the concept and methods of virtual scene modeling and marking animation technology.1st, Analyzed and pacted three kinds of virtual scenes modeling methods —modeling method based On graphics rendering，image，and both graphics and image；decided to adopt modeling method based On both graphics and image．2nd,Proposed a flow of creating virtual scene models based on 3ds max and MultiGen Creator。提出了基于3ds max和MultiGen Creator相結(jié)合虛擬場(chǎng)景模型的創(chuàng)建流程，對(duì)雨打芭蕉虛擬場(chǎng)景進(jìn)行具體的構(gòu)建。為了給用戶創(chuàng)建一個(gè)能使其感受到身臨其境、逼真的環(huán)境，必要條件之一就是創(chuàng)建一個(gè)逼真的虛擬場(chǎng)景。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是采用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，生成逼真的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的設(shè)備以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生“沉浸”于真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)的技術(shù)。分析和比較了虛擬場(chǎng)景的三種建模方法的優(yōu)缺點(diǎn)——基于圖形渲染的建模方法、基于圖像的建模方法、基于圖形和圖像的混合建模方法，確定了本文采用基于圖形和圖像的混合建模方法來(lái)創(chuàng)建場(chǎng)景模型。在Vega Lynx環(huán)境中對(duì)優(yōu)化后的雨打芭蕉虛擬場(chǎng)景進(jìn)行了漫游參數(shù)設(shè)定，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)漫游。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一種人為虛擬的環(huán)境，這種虛擬的環(huán)境是通過計(jì)算機(jī)圖形構(gòu)成的三度空間，或是把其它現(xiàn)實(shí)環(huán)境編制到計(jì)算機(jī)中去產(chǎn)生逼真的“虛擬環(huán)境”，從而使得用戶在視覺上產(chǎn)生一種沉浸于虛擬環(huán)境的感覺。虛擬環(huán)境建模技術(shù)的目的是獲取實(shí)際環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，并根據(jù)應(yīng)用的需要，利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。在不降低圖形的質(zhì)量和復(fù)雜度的前提下，如何提高刷新頻率將是該技術(shù)的研究?jī)?nèi)容。選擇適當(dāng)?shù)膽?yīng)用對(duì)象可以大幅度地提高生產(chǎn)效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量。集成技術(shù)包括信息的同步技術(shù)、模型的標(biāo)定技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)據(jù)管理模型、識(shí)別和合成技術(shù)等等。1994年，由洛杉磯大學(xué)建筑與城市設(shè)計(jì)系統(tǒng)試驗(yàn)室研發(fā)的虛擬洛杉磯是目前城市仿真系統(tǒng)中較復(fù)雜較成功的系統(tǒng)。在歐洲，英國(guó)在分布并行處理、輔助設(shè)備(包括觸覺反饋)設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究方面是領(lǐng)先的，到1991年底，英國(guó)已有從事VR的六個(gè)主要中心，它W1．nduslxies(工業(yè)集團(tuán)公司)，British Aerospace(英國(guó)航空公司)，Dimension International，Division Ltd,Advanced Robotics Research Center和Virtual Presence Ltd(主要從事VR產(chǎn)品銷售)。它不僅可以讓建筑師看到甚至“摸”到自己的設(shè)計(jì)成果，還能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，而且方便隨時(shí)修改。在緊跟國(guó)際新技術(shù)的同時(shí)，國(guó)內(nèi)一些重點(diǎn)院校，已積極投入到這一領(lǐng)域的研究工作中：清華、北航、杭州大學(xué)、浙大、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)等許多大學(xué)都己在開展虛擬場(chǎng)景漫游技術(shù)的研究，在視景技術(shù)、三維圖形算法、建模方法等方面都取得了重要成果，并在城市規(guī)劃與建筑領(lǐng)域得到了初步的實(shí)際應(yīng)用。另外，人們對(duì)大腦和人類行為的認(rèn)識(shí)還需要進(jìn)一步提高。虛擬現(xiàn)實(shí)建模技術(shù)是整個(gè)VR 系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)，是所有應(yīng)用中的一個(gè)關(guān)鍵的步驟和技術(shù)，是整個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的靈魂。因此創(chuàng)建一個(gè)逼真合理的場(chǎng)景模型，并能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示，對(duì)于虛擬環(huán)境的構(gòu)建至關(guān)重要，是虛擬現(xiàn)實(shí)最重要的研究領(lǐng)域之一。然后，利用Creator 軟件進(jìn)行模型優(yōu)化和動(dòng)畫設(shè)置。第二章 研究了虛擬現(xiàn)實(shí)建模技術(shù)，本文采用了3DS MAX以及Creator建模軟件，利用綜合建模法建立虛擬場(chǎng)景建筑物及植物等模型。第五章 結(jié)論，對(duì)本文的研究作了進(jìn)一步的概述和總結(jié)，提出需要改進(jìn)的地方和進(jìn)一步研究的內(nèi)容。在VR 建模的過程中將“真實(shí)感”、“實(shí)時(shí)性”、“可交互性”作為指導(dǎo)原則，是面向虛擬現(xiàn)實(shí)建模的顯著的特點(diǎn)。非交互的美學(xué)和視覺效果模型 細(xì)節(jié)比較少，以提高“實(shí)時(shí)性”的效果很多細(xì)節(jié)，繪制效果能預(yù)先決定用戶親身體驗(yàn)虛擬三維空間，身臨其境，有雙向互動(dòng)的功能。 虛擬現(xiàn)實(shí)建模實(shí)現(xiàn)方式目前國(guó)內(nèi)外研究的VR 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法上有三種建模方法，主要按照虛擬場(chǎng)景的構(gòu)造方法來(lái)區(qū)分：基于模型的繪制方法（MBR）、基于圖像的繪制方法(IBR)及基于圖形與圖像混合建模方法，下面分別進(jìn)行介紹。建模法應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)，技術(shù)路線比較成熟，國(guó)內(nèi)外都研發(fā)了許多建模工具及控制集成軟件，這些都使得建模法目前實(shí)際應(yīng)用比較廣泛。以應(yīng)用于旅游景點(diǎn)、虛擬場(chǎng)館介紹以及遠(yuǎn)地空間再現(xiàn)等許多方面，是目前國(guó)際上的研究熱點(diǎn)之一主要優(yōu)點(diǎn)有：1）不需復(fù)雜建模；2）漫游效果及處理時(shí)間與場(chǎng)景內(nèi)容的復(fù)雜度無(wú)關(guān)；3）不需要專業(yè)的圖形加速設(shè)備，對(duì)硬件的要求不及幾何建模那么高?；旌辖＜夹g(shù)的基本思想是先利用IBMR 構(gòu)造虛擬場(chǎng)景的環(huán)境來(lái)獲得逼真的視覺效果，同時(shí)對(duì)虛擬環(huán)境中用戶要與之交互的對(duì)象利用GBMR 來(lái)進(jìn)行實(shí)體構(gòu)建，這樣既增加了場(chǎng)景真實(shí)感，又能保證實(shí)時(shí)性與交互性，提高用戶的沉浸感