【正文】 對建筑物等景觀真實(shí)再現(xiàn)，達(dá)到逼真的視覺效果，在設(shè)計(jì)中使用3Ds max軟件進(jìn)行模型的搭建，在采集數(shù)據(jù)的時候盡量使用高精度的全站儀、數(shù)碼相機(jī)。有的研究室甚至已經(jīng)具備獨(dú)立承接大型虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目的實(shí)力。s life day by day, The 3D model technique has already appeared in all aspects in the social activities: 3D map, 3D movie etc. these 3D products have already got into people39。本次課程設(shè)計(jì)對信息學(xué)院及周邊道路廣場進(jìn)行三維建模，課題組使用了全站儀、高分辨率數(shù)碼相機(jī)在建模區(qū)域采集數(shù)據(jù)；在對數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)處理時使用Auto CAD、Photoshop等軟件。虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個飛躍。同時，虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸性和交互性，使學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個角色，全身心地投入到學(xué)習(xí)環(huán)境中去，這非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。對導(dǎo)線的平面觀測和高程觀測均使用全站儀進(jìn)行，具體過程不再詳細(xì)敘述。首先把全站儀安置于適當(dāng)位置，并選定懸高測量模式后，把反射棱鏡設(shè)立在欲測高度的目標(biāo)點(diǎn)C 的天底B（即過目標(biāo)點(diǎn)C的鉛垂線與地面的交點(diǎn)）處，輸入反射棱鏡高V ；然后照準(zhǔn)反射棱鏡進(jìn)行測量；再轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)C，便能實(shí)時顯示出目標(biāo)點(diǎn)C至地面的高度H。、墻體分別采集。應(yīng)該注意的是在對樓梯進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時還應(yīng)把各種窗戶的寬度，樓梯外側(cè)柱體的寬度進(jìn)行測量。一般的，模型貼圖的文件格式均采用JPEG或JPG.。用戶也可以配置欄來顯示和編輯任何物體屬性—此功能可以使用 MAXScript 進(jìn)行擴(kuò)展。 Ⅲ.紋理指定/編輯 (2)關(guān)鍵幀動畫可以使用沿時間線的曲線逐軌進(jìn)行編輯，因此動畫師可以更輕松地形象化顯示插值的分量。(1)bone：角色可以使用 3ds Max 骨骼、IK 解算器和骨骼搭建工具搭建自定義骨架?？梢源鎯幼鲙煲员闩c混合器配合使用，而且動作可應(yīng)用和重定向到單一物體、整個角色或角色內(nèi)的特定物體和軌道組。(2)繪圖輔助工具。能輕易在圖形的任何位置、沿任何方向書寫文字，可設(shè)定文字字體、傾斜角度及寬度縮放比例等屬性。AutoCAD提供了多種圖形圖像數(shù)據(jù)交換格式及相應(yīng)命令。多邊形建模的優(yōu)勢和不足：無疑多邊形建模的優(yōu)勢非常明顯，首先是它的操作感非常好，3D max中為我們提供了許多高效的工具，良好的操作感使初學(xué)者極易上手，因?yàn)榭梢砸贿呑?，一邊修改；其次可以對模型的網(wǎng)格密度進(jìn)行較好的控制，對細(xì)節(jié)少的地方少細(xì)分一些，對細(xì)節(jié)多的地方多細(xì)分一些，使最終模型的網(wǎng)格分布稀疏得當(dāng)，后期我們還能比較及時的對不太合適的網(wǎng)格分布進(jìn)行糾正。我們可通過在視窗中交互地調(diào)整構(gòu)成曲面的點(diǎn)來完成復(fù)雜曲面造型的構(gòu)建。在對曲線或曲面進(jìn)行編輯時你可發(fā)現(xiàn)由points vertex構(gòu)成的曲線或曲面，這些點(diǎn)是在曲線或曲面上的；而cv點(diǎn)則是分布在曲線或曲面之外的，點(diǎn)與點(diǎn)之間不是曲線，而是控制曲線的控制線?？梢杂酶鞣N方法來創(chuàng)建樣條線構(gòu)架，例如手工繪制樣條線，或者使用標(biāo)準(zhǔn)的二維圖形和Cross Section編輯修改器。為了使Cross Section編輯修改器更有效地工作，最好使每個樣條線有相同的節(jié)點(diǎn)數(shù)。 表面法線（Surface Normals）指定表面的外側(cè)，對視口顯示和最后渲染的結(jié)果影響很大。但是由于其建模思路是一中由局部到整體的逆向思維方式，對制作者的空間感要求比較高，制作略顯繁瑣，建模效率較低，而且到3Ds max一直沒有進(jìn)步，所以現(xiàn)在不如多邊形建模那樣受人歡迎。（2）Surfacetools繼承了“面片”中對節(jié)點(diǎn)運(yùn)用“貝塞爾”調(diào)節(jié)桿進(jìn)行修改的調(diào)整方式，運(yùn)用這種方式可以制作任何形狀的線框構(gòu)架，對構(gòu)建復(fù)雜的曲面模型提供了極大的便利。（3）雖然通過Surfacetools建立的模型擁有光滑的表面，但通過“曲面”命令建立的模型和面片建模一樣只支持三角形和四邊形，這就限制了建立模型時的自由度?！?塊/樣式父級”或“鏈接的幾何體”對象出現(xiàn)在“修改”面板上的修改器堆棧中。數(shù)值越小，曲面越精確，面數(shù)也越多。從而可以取消選擇所有已選中的層。布爾運(yùn)算可以分為并集運(yùn)算、交集運(yùn)算、差集運(yùn)算、切割運(yùn)算等。如果每一層的窗戶是相同等距的便可以進(jìn)行等分，否則就要調(diào)整連接參數(shù)：收縮、滑塊。墻體添加了窗戶的效果如圖48所示：圖48 有窗圖。除此之外還有多種貼圖形式。它定義了圖片上每個點(diǎn)的位置的信息。通用的漫游框架圖如圖51所示：文理材質(zhì)其他模型轉(zhuǎn)換建筑圖紙三維場景建模場景渲染用戶接口輸出設(shè)備圖51 漫游框架圖　　 　　這種虛擬漫游的最大特點(diǎn)是：被漫游的對象是已客觀真實(shí)存在著的，只不過漫游形式是異地虛擬的而已，同時，漫游對象制作是基于對象的真實(shí)數(shù)據(jù)。這種視景的制作是真實(shí)地景、地物的再現(xiàn)。 　?。?）電腦游戲 　　高尚的電腦游戲活動，不僅可達(dá)到勞逸交替、消除疲勞的目的，還有陶冶情操和啟發(fā)想象的益智作用。 　　 整個漫游系統(tǒng)如前所述是以建筑場景的建立為基礎(chǔ)的，其設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法可歸納為三種：基于多邊形的直接繪制法（簡稱直接建模法）、場景模型導(dǎo)入法和基于圖像的繪制方法。它采用實(shí)時圖像圖形處理來生成三維觀察效果，用方向不受約束的圖像（包括360度漫游所需的信息）代替了電影片段，用實(shí)時圖像代替了電影播放。由于這種漫游所看到的景象離觀察者近，就要求繪制非常逼真。本次設(shè)計(jì)是在3ds max軟件環(huán)境下實(shí)現(xiàn)漫游的，主要是通過創(chuàng)建自由攝像機(jī)并為攝像機(jī)設(shè)定約束路徑來實(shí)現(xiàn)的，再調(diào)整攝像機(jī)的時間配置就可以獲得較為理想的視覺效果，最后可以將獲得漫游效果以視頻的形式導(dǎo)出。實(shí)現(xiàn)漫游的框架圖如圖52所示：創(chuàng)建攝像機(jī)設(shè)定路徑模型漫游視頻輸出三維模型圖52 漫游框架圖具體的操作過程如下：。參數(shù)的設(shè)置主要涉及到“跟隨“和”軸“。把以往所學(xué)的專業(yè)知識應(yīng)用到了實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，比較順利地解決了畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的一些問題。由于我的水平和時間的限制，文中難免有不足、疏漏甚至錯誤之處，懇請各位老師給予批評指正，以便我在今后的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步改正和完善。同時也增強(qiáng)了運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。在設(shè)置完成以上操作后便可以將漫游效果以視頻的的形式導(dǎo)出。攝像機(jī)是用鏡頭拍攝的，因此有一個拍攝范圍，超出部分自動被切掉，在視圖中用一個錐形表示，錐形之內(nèi)都是可以拍攝到的，也就是可見的。 （1）選擇工具。攝像機(jī)就跟現(xiàn)實(shí)生活中的攝像機(jī)一樣，但是比現(xiàn)實(shí)生活中的攝像機(jī)更為靈活和方便。同樣，由于計(jì)算機(jī)性能的制約，構(gòu)造出來的模型越復(fù)雜，在繪制時要達(dá)到實(shí)時效果就越困難，實(shí)時性太差就會使觀察者無法接受。 　　基于圖像的虛擬場景漫游技術(shù)，利用在某一固定位置所抓取的一個環(huán)境的360度全景圖像，通過展現(xiàn)全景圖像的相應(yīng)部分來實(shí)現(xiàn)相互的調(diào)整。這種方法需要耗費(fèi)大量的時間建立模型，工作量很大，一般涉及到測量現(xiàn)場、定位和數(shù)字化結(jié)構(gòu)平面或者轉(zhuǎn)換現(xiàn)存CAD數(shù)據(jù)；其次很難校驗(yàn)其結(jié)果是否精確。因此虛擬建筑場景漫游技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用和影響舉足輕重。如果場面很大，場景還要進(jìn)行無縫拼接。異地漫游的對象，除久負(fù)盛名的名勝和宏偉建筑群等景物景點(diǎn)以外，還包括被進(jìn)行虛擬漫游式檢查的管道縱橫的復(fù)雜車間和廠房。UV就是將圖像上每一個點(diǎn)精確對應(yīng)到模型物體的表面。對模型進(jìn)行貼圖后的效果如圖414141415所示： 圖412 正面圖 圖413北面圖圖圖414 南面圖圖415 東面圖本次設(shè)計(jì)要求對信息學(xué)院樓周圍的道路廣場進(jìn)行建模，在實(shí)際的建模過程中如果把花草樹木三維化，系統(tǒng)的運(yùn)行將十分不流暢。這些附加物應(yīng)分別制作，最后添加到相應(yīng)的位置。每個面的位置可以使用擠出、插入命令進(jìn)行調(diào)整，各個參數(shù)的調(diào)整應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。在創(chuàng)建模型的過程中應(yīng)充分理解各種命令的功能，靈活的使用各種命令。單擊此按鈕可反轉(zhuǎn)選擇集：將取消選擇當(dāng)前選定的層，并選中未選定的層。 “層”面板 如圖43圖43 層面板跳過所有凍結(jié)層—在凍結(jié)層上進(jìn)行 AutoCAD 對象的導(dǎo)入。 (2).在“文件類型”列表中選擇 AutoCAD（*.DWG *.DXF）。（4）通常建立初步模型之后都要對模型進(jìn)行細(xì)化，使模型更加細(xì)膩。（3）Surfacetools運(yùn)用線框生成面片的建模方式，為模型之間的焊接提供了很大的方便。不過，客觀地講，面片建模的造型能力還是很強(qiáng)大的，早期的許多精美模型都是運(yùn)用這種方法制作的，有一些思路和方法還是值得我們學(xué)習(xí)的。由于內(nèi)部表面完全被外部表面包容，因此可以安全地將它刪除?！　≡趹?yīng)用Cross Section編輯修改器之前，必須將樣條線結(jié)合到一起，形成一個二維圖形。Surface編輯修改器用來分析樣條線構(gòu)架，并在滿足樣條線構(gòu)架要求的所有區(qū)域創(chuàng)建面片表面。這時可在object type物體類型卷展欄中看到point surf與cv surf的命令按鈕。在過去的版本中只能用增加面數(shù)、段數(shù)的方法使構(gòu)建對象的表面看起來盡量平滑。再有一點(diǎn)就是當(dāng)創(chuàng)建的模型非常復(fù)雜時，物體上的調(diào)節(jié)點(diǎn)會非常多，這就要求我們要有比較好的把握能力，合理的劃分網(wǎng)格，否則作出的模型既不到位，又產(chǎn)生了許多多余的面，其實(shí)這點(diǎn)也不能算是什么不足，只不過是對我們的空間構(gòu)造能力提出了更高的要求而已。Adobe Photoshop是當(dāng)今世界上最為流行的圖像處理軟件，是集圖像制作、掃描輸入、修改合成、特效處理以及高品質(zhì)分色輸出等功能于一體的圖像處理軟件。圖形對象都位于某一圖層上，可設(shè)定圖層顏色、線型、線寬等特性。正交功能使用戶可以很方便地繪制水平、豎直直線，對象捕捉可 幫助拾取幾何對象上的特殊點(diǎn)，而追蹤功能使畫斜線及沿不同方向定位點(diǎn)變得更加容易。 2. AutoCAD簡介AutoCAD是Autodesk公司的主導(dǎo)產(chǎn)品。(2) Biped：以自動創(chuàng)建兩足角色骨骼，因而使用戶能夠在確定兩足骨骼結(jié)構(gòu)之前制作動畫并重新定向到不同結(jié)構(gòu)的兩足動物。 (4)由于所有修改器參數(shù)都可以進(jìn)行關(guān)鍵幀操作，因此修改器堆棧為動畫師提供了另一種程序性動畫方法。(2)Unwrap uv 里的Pelt工具讓ＵＶ展開的工作達(dá)到一鍵完成的高效率 。 (2)2D 形狀可以用作創(chuàng)建可編輯樣條和樣條架構(gòu) (spline cage) 的起點(diǎn)，以轉(zhuǎn)換為任何 3D 幾何體類型。具體操作過程為：用Photoshop打開照片，選擇Photoshop左側(cè)工具欄中的裁剪工具，把不希望的部分剪裁到合適尺寸即可。繪制的平面圖如圖32所示：圖32信息學(xué)院及周邊道路廣場平面圖在AutoCAD中保存以上平面圖時應(yīng)選擇AutoCAD 2000作為保存類型，否則在將平面圖導(dǎo)入到3Ds max時將出現(xiàn)錯誤。、高度變化處的照片。如圖23所示，此處為三層、四層、四層突出部分的結(jié)合部位，這部分的樓體高度應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)測量。2. 全站儀碎步測量在某一控制點(diǎn)安置全站儀并進(jìn)行對中，整平后便可以進(jìn)行碎步測量。 校園三維建模的內(nèi)容本次設(shè)計(jì)選擇信息學(xué)院樓及周邊道路、廣場進(jìn)行三維建模?！　‘?dāng)前許多高校都在積極研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用，并相繼建起了虛擬現(xiàn)實(shí)與系統(tǒng)仿真的研究室，將科研成果迅速轉(zhuǎn)化實(shí)用技術(shù)，如北京航天航空大學(xué)在分布式飛行模擬方面的應(yīng)用；浙江大學(xué)在建筑方面進(jìn)行虛擬規(guī)劃、虛擬設(shè)計(jì)的應(yīng)用；哈爾濱工業(yè)大學(xué)在人機(jī)交互方面的應(yīng)用；清華大學(xué)對臨場感的研究等都頗具特色。關(guān)鍵詞：三維建模、3Ds max、漫游、AutoCAD、Photoshop