【文章內(nèi)容簡介】 別是瀏覽比較復雜，而且色彩渲染較高場景時，這一技術瓶頸相當突出。對計算機的性能配置基本要求是 CPU 配置最好能在 1G 以上和 256M顯存，在這個配置下可以流暢的瀏覽虛擬場。而且顯示器最好選擇 CRT，顯示器分辨率在 1024*768 以上，顏色為 32位以上。如果選擇 LCD 顯示器，在瀏覽較大場景時將會有比 較明顯的延遲現(xiàn)象，如果分辨率較低令很多三維設計器產(chǎn)生影響，而且在瀏覽器場景中的物體時，視角也比較小。如果 CUP 性能很低，則會影響文件執(zhí)行速度，而且會導致畫面停滯，沒有流暢的漫游感 【 6】 。 環(huán)境需求 編程語言： VRML 使用輔助工具： VRMLPAD、 3DMAX、 PHOTOSHOP 操作系統(tǒng)： Windows XP 基于 VRML的虛擬圖書館系統(tǒng)設計 8 4 概要設計 系統(tǒng)設計是進行詳細設計和實現(xiàn)的前提，沒有正確的系統(tǒng)設計就沒有正確的系統(tǒng)，鑒于本次設計并不像制作系統(tǒng)軟件那么復雜繁瑣，此次設計并不需要很多的過程，需要的主要是設計和建模過程 ，因此系統(tǒng)設計也較為簡單。 虛擬圖書館的功能 本場景是實現(xiàn)一個地面上的一個虛擬圖書館。它將采取有效的方式將二維、三維、圖形、影像、背景、燈光、視角等結(jié)合在一起。瀏覽者可以在虛擬圖書館內(nèi)進行漫游，向四周觀察，行動也不受約束，非常自由。為實現(xiàn)虛擬圖書館的建模就必須使用到3dmax 這一強大的建模軟件。下面將簡單介紹建模。 建立對象集 有了一個大致的想法后可以把場景進行細化，該虛擬場景可以細化為多個對象集。大致可以分成椅子、書柜、電燈和壁畫四個對象集。其中椅子場景又包括若干個自己和若干個長方 形桌子；書柜場景包含若干個單個書柜和連體書柜；電燈場景包括若干個吊燈；壁畫場景包括 2個壁畫 。 物體的基本造型 對對象進行了細化后就要研究每一個物體，由于每一個物體都有物理特性，所以就要研究物體的基本造型，包括形狀、顏色、材質(zhì)、發(fā)光、空間位置、圖片、光源、視點等等。由于基本造型眾多，需要在 3DMAX 里詳細描述，在這里就不一一舉例了 。 虛擬圖書館的設計要求 首先瀏覽者可以與場景內(nèi)的物體和對象進行近距離的接觸，計算機不能呆板的設定用戶，用戶可以在整個場景中隨意瀏覽，有相當大的自由度。第二， 運行環(huán)境要盡可能低，減少不必要的計算，避免冗余節(jié)點。虛擬圖書館系統(tǒng)的總體設計應盡量滿足大批量、多用戶的需求。還應盡可能考慮到用戶的瀏覽、欣賞的方便 。 平頂山學院本科畢業(yè)設計 9 5 詳細設計與實現(xiàn) 詳細設計的目標是確定應該怎樣具體實現(xiàn)所要求的系統(tǒng)，也是就是說，經(jīng)過這個階段的設計工作，應該得出對目標系統(tǒng)的精確描述，詳細設計結(jié)果基本上決定了最終的程序代碼的質(zhì)量。為了實現(xiàn)整個虛擬圖書館系統(tǒng)，需要比較全面的掌握 VRML 語言，能夠熟練的掌握其中大部分節(jié)點的特性。而且整個設計過程都需要對三維立體空間有一定的空間想象能力，空間定點也就成為設計過程 中重要的一環(huán)。當然，有了 3DMAX的輔助，為設計過程提供了很大的方便。在如下的詳細設計中著重對整個設計過程中的重要技術細節(jié)進行描述 。 3D 建模過程 首先選擇工具面板，然后在創(chuàng)建幾何體中選擇長方體。 進入修改面板下面會有相關的參數(shù)，首先要確定的是你要創(chuàng)建的墻體長寬高都會分成幾段，在下面的參數(shù)中先確定好，在這里分成長 12 高 16 寬 1的矩形 確定好后，添加可編輯多邊形進入點級別進行編輯，按照需要的畫面移動點位置使出現(xiàn)墻縫隙這樣的面以及玻璃的面，定好位置后再進入多邊形級別，選中需要的面在石墨建 模工具中選擇多邊形，擠出需要的墻體厚度，這時只是出現(xiàn)了第一步還需要再次擠出，出現(xiàn)天臺上的厚度，然后在進入線級別選中需要的線同樣的進入石墨建模工具選擇線，進行切角，進行切角后會有兩條線，選擇靠近里面的一條，選擇石墨建模工具下的邊，在選擇擠出命令，這時會有一面被擠出來，調(diào)整線的位置，這時就會看到一個打開的窗戶就制作完成 。 首先選擇工具面板，然后在創(chuàng)建的集合體中選擇長方體。 進入修改面板，在下面的相關參數(shù)中有關于長寬高的參數(shù)，這時要事先判斷好要分成多少段，以及長寬高的數(shù)值。 此處，我們設置的分段數(shù)為長 寬高分別為 3,1,3，分段數(shù)的設置就是為了后期的編輯做準備，這樣設置后下面的編輯工作也就變得比較容易并且方便的進行從而不會耽誤工作。 上面工作完成后，添加可編輯多邊形編輯器，進入點級別模式，移動點到合適的位置，然后進入面級別模式，選擇要進行掏空的面，選擇石墨建模工具中的多邊形橋接命令，這時就完成了圍欄的制作。 下圖為這兩部分的完成圖 51： 基于 VRML的虛擬圖書館系統(tǒng)設計 10 圖 51 墻體的建立 方法同墻體的制作，當完全建好墻體后，進入面級別選擇要建立門的位置，選中面級別選中所需的前后兩面，再石墨建模工具中選擇面 然后選擇橋命令，這時會很快在你所需的位置挖出門所在洞，當然你可以在后期再創(chuàng)建門，放置于所需的位置。 接下來就是圖書館三個字的制作，這里會用到倒角的命令，詳細說一下 創(chuàng)建圖形樣條線文本工具在參數(shù)卷展欄的文本框中輸入圖書館，由于是要樹形顯現(xiàn)，所以要換行，將字體設置為宋體，大小設為 30，切換到修改命令面板，在修改器列表下拉列表框中選擇倒角修改器，在倒角值卷展欄中將起始輪廓設置為 1，將級別 1 下的高度和輪廓分別設置為 1選擇級別 2下復選框，將高度設置為 5 輪廓設置為 0，選擇級別 3下的復選框，高度設置為 輪廓 設置為 1 至此完成圖書館正面的制作 。 首先在頂視圖中按 ALT+B 快捷鍵，會出現(xiàn)適口背景對話框，選中圖書館的平面圖，下面的制作將會依靠這個平面圖來完成，在創(chuàng)建中選擇樣條線工具，選中工具欄中的捕捉工具，捕捉工具會使你準備劃線的點都準確的定于網(wǎng)格上，按照平面圖畫出輪廓，選中樣條線級別，點擊下面屬性欄上的優(yōu)化按鈕，依次在上面進行點擊，點擊出你所需要的更加細致的樣條線，在畫出輪廓線的時候會出現(xiàn)整個視圖窗口不能自動的往右或者往左走這是一旦你點擊了鼠標右鍵就會結(jié)束這一條線的制作，這時還需要選中第平頂山學院本科畢業(yè)設計 11 一 條樣條線點擊下面的附加命令，從字面上局可以知道附加命令就是讓其他的兩條線附加到第一條選中的樣條線上，這時這三條因為屏幕的原因而不得不分離的線才會變成一條線，這是還只是初步完成了，接著要選中這條線，進入樣條線級別，選擇屬性欄的輪廓在后面的值輸入 10cm，這是會看到有了一定的厚度，在進入修改器選擇擠出修改器，就會擠出你想要的墻壁。至此墻壁的外圍就制作完畢。 首先創(chuàng)建幾何體標準基本體長方體工具，在前視圖中創(chuàng)建一個長方體，設置長寬高分別為 270、 17 3，并將其命名為“背板” 選擇創(chuàng)建幾何體標準基 本體長方體工具，在左視圖中創(chuàng)建一個長方體，并將其長寬高分別設置為 270、 60、和 3，將其命名為“側(cè)板左”，并利用頂點捕捉工具將其與“背板”對象對其。 確定“側(cè)板左”對象處于選中狀態(tài)按 CTRL+V 進行復制，在彈出的克隆選項對話框中選擇對象選項組中的復制單選按鈕，并將其命名，確定新復制的“側(cè)板右”對象處于選擇狀態(tài)，利用捕捉工具將其與“背板”對象對其。 選擇創(chuàng)建幾何體標準基本體長方體工具，在頂視圖中創(chuàng)建一個長方體，將其長寬高分別設置為 6 180、 3并將其命名為“頂板”。 確定“頂板”處于選中狀態(tài)，復制為“底板” ，將其調(diào)整到地板的位置并對其再復制 4個進行移動，這時書柜的層數(shù)就制作出來了，接下來就是對圖書進行制作。 在對書柜的層數(shù)進行復制時，要特別注意前期的設置數(shù)值的工作，不然的話，在進行一次性的復制多個時就會很容易的出現(xiàn)超出所建立的書柜高度的情況。只有美一步都做到精益求精，并且經(jīng)過嚴密的計算得出的數(shù)值才是值得利用的 【 7】 。 在進行完書柜的框架的制作后，接下來就是圖書的制作。 圖書的制作比較簡單，可以先創(chuàng)建一長方體，然后在書的周圍用線畫出書皮的輪廓，同上面創(chuàng)建的方法，進行下一步輪廓，然后再進行下一步擠出輪廓， 擠出比長方體高 1cm 的高度命名為書皮，復制多個就完成了書的制作。 接下來就是對書柜進行貼圖的制作，按照貼圖的基本步驟，打開材質(zhì)編輯器這時使材質(zhì)處于標準材質(zhì)，在下面的漫反射后面的貼圖上，打開素材庫，選擇木紋的圖片，這時再選擇將材質(zhì)賦予選擇的物體，在選擇的物體上就會出現(xiàn)木紋的材質(zhì)。 在進行書本的貼圖，書本的貼圖就比較麻煩，因為要使對應的圖出現(xiàn)在對應的位置，除了要進行材質(zhì)編輯器中的貼圖外，還要再添加編輯器，這樣的貼圖就比較麻煩，要首先添加 UVW 貼圖展開，在選擇面級別模式，選擇下面的編輯按鈕，在打開的窗口中選擇貼圖 展開，再拾取貼圖，在下面的貼圖中就可以利用工具無論是旋轉(zhuǎn)、縮放、還是移動，都可以一邊調(diào)，一邊看結(jié)果，進行可視化的操作。 至此，書柜制作完成。如圖 52。 基于 VRML的虛擬圖書館系統(tǒng)設計 12 圖 52 書柜模型 、電腦的制作 首先建立一長方體進入修改面板，在下面的屬性面板上修改長寬高為40cm15cm2cm 長分段數(shù)改為 3，寬的分段數(shù)也改為 3，進入點級別模式，修改點的的位置，再進入面級別模式選中位于位于前面的一面，在石墨建模工具中選中多邊形選擇下面的擠出命令，擠出 1cm。下面進入臺式機底座的建模，選擇圓柱體，在圓柱體上面加 F4*4*4 的修改器修改圓柱體為“底座 ” 至此電腦的制作完成。 建立長方體命名為“桌面”再進入修改面板在屬性面板中修改參數(shù)為長寬高分別為 150*120*5cm，再在修改器上添加修改器 F16*16*16，調(diào)整控制點的位置使桌子的邊緣往下移動 2cm，使用切角工具，在桌子的角處進行切角，使桌子的邊角不至于太鋒利變得較為圓滑。再進行桌腿的建模，在此建立的是鋼材的桌腿，同樣的建立一圓柱體然后添加修改器分別在頂前和左視圖修改控制點，使最后呈現(xiàn)出桌腿的形狀，至此桌腿的制作完畢，當然后期的材質(zhì)會統(tǒng)一的進行，在此就先放置不管，后面再一 一進行詳細的說明。當然桌子制作到這里已經(jīng)可以收工了，下面要進行的是椅子的制作，由于制作的是一辦公桌，所以制作要分為下面幾個步驟，首先是椅子的靠背和面的制平頂山學院本科畢業(yè)設計 13 作，再然后是扶手的制作，靠背和椅子面的制作先選擇創(chuàng)建樣條線，利用捕捉工具把點捕捉到網(wǎng)格上，在進入到點級別選擇移動工具移動點點的位置使點的位置在需要的位置上，選中樣條線輪廓屬性上輸入 3cm 在進行擠出在擠出的數(shù)值中輸入 30cm，扶手可以在上面靠背和面的制作中的過程汲取到制作的精華，因為整個制作過程和上一步使用的手法是相同的。同樣的后期材質(zhì)的制作在此不一一贅述。 書柜制作完成。如圖 53。 圖 53 書柜模型 選擇創(chuàng)建幾何體長方體命令在頂視圖中創(chuàng)建長方體模型，在參數(shù)卷展欄中將長度，寬度和高度長寬高的分段數(shù)分別設置為 180、 10 14 5 并將其命名為“馬桶”，切換到修改面板，在修改器堆棧中選擇可編輯的網(wǎng)格命令，進入點級別模式，移動點的位置，調(diào)整各個視圖，定義當前選擇集為邊，在編輯幾何體卷展欄中單擊切角平面按鈕可以添加一個面，關閉切角平面按鈕，進入多邊形模式，選擇多邊形，基于 VRML的虛擬圖書館系統(tǒng)設計 14 設置擠出為 80。至此馬桶的制作已經(jīng)初見成效，下面是細節(jié)的制作，例如 馬桶的蓋子，邊角等，蓋子的制作很簡單只要選中需要的面，擠出即可，在移動點把邊角弄好，最后是網(wǎng)格平滑，顧名思義，網(wǎng)格平滑可以是制作的馬桶更加的光滑而不會出現(xiàn)硬邊角的地方。 首先要總的說一下就是在盆景的制作過程中用到的一種技術，那就是遮罩技術， 其實就是在一張明顯不是盆景的形狀綠色圖片和黑白色的盆景圖片疊加在一起，以形成綠色的盆景的效果，在貼圖中完成 【 8】 。 首先，需要賦予窗戶玻璃材質(zhì)。這時設計實現(xiàn)的是多維材質(zhì)，首先選中要選擇物體的面級別模式，選中要賦予玻璃材質(zhì)的面，在屬 性卷展欄中輸入 ID 號為 2，反選其他的面，在屬性卷展欄中同樣的設置面的 ID 號為 1，這時按快捷鍵 M 打開材質(zhì)編輯器，在材質(zhì)名稱中中輸入 dw 點選后面的標準在菜單中選中多維子材質(zhì)，在顯示的號上面設置為 2，分別編輯兩個材質(zhì)，編輯編號為 ID=1 的材質(zhì)，賦予漫反射顏色為黃色，編輯編號為 ID=2 的材質(zhì)在不透明度中設置為 50，也就是玻璃的材質(zhì)。 接著按 H打開按名字選擇菜單，選中墻體，然后 M打開材質(zhì)編輯器，先點擊鼠標右鍵將材質(zhì)球轉(zhuǎn)換為 6*4 顯示，選擇一個材質(zhì)球，將標準材質(zhì)轉(zhuǎn)換為建筑材質(zhì)，然后點擊漫反射顏色，對顏色進行調(diào)節(jié)，分別輸 入?yún)?shù) R233， G233， B233，此時將材質(zhì)賦予給墻體，賦予完畢后看墻體的顏色是否合適，不合適用同樣的方法進行微調(diào)。 接著，為地面賦予瓷磚的材質(zhì)，同樣的方法，選中地板，打開材質(zhì)編輯器，選擇建筑材質(zhì)，然后在圖片庫內(nèi)選擇一張瓷磚的圖片拖拉至漫反射貼圖右方的空白處，然后點擊在視窗里顯示貼圖，從視窗里可以看出，由于貼圖較大，需要在對貼圖進行調(diào)整，點擊漫反射貼圖，將平鋪數(shù)據(jù)改為 4*4，由于地板是不規(guī)則圖形，貼圖此時無法顯示，所以需要進入修改器下拉菜單，進入 UV 坐標，然后選擇 UVW 貼圖即可完成對地板的貼圖。 用同樣的 方法，對墻體賦予建筑材質(zhì)，輸入?yún)?shù) R203， G203， B203，然后將材質(zhì)賦予墻體，最后分別將天花板和墻角線也賦予相應的材質(zhì)。 接下來就是書架的材質(zhì)，可以