青島農(nóng)業(yè)大學(xué)局部校園漫游系統(tǒng)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-20 14:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 分段數(shù)多，且漫游時(shí)可能被植物遮擋，這樣的細(xì)節(jié)可以忽略，或者用紋理貼圖代替，以提高渲染速度。3. 及時(shí)使用成組命令。對(duì)一個(gè)物體不同部位的編輯完成后，或者不同模型之間的位置擺放就位后，注意使用成組命令將其組合，以防在以后的工作過程中不小心將其移動(dòng)錯(cuò)位。將模型從3DMAX導(dǎo)入到Unity3D集成開發(fā)環(huán)境的過程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)問題：1. ，目的是為了方便Unity3D的識(shí)別。2. 導(dǎo)入單位設(shè)置。Unity中的1個(gè)單位是fbx文件中的1個(gè)單位的100倍，Unity以米為基本單位，所以，3DMAX中模型的單位要設(shè)為厘米。這樣導(dǎo)入后，才能保證物體尺寸不變。3. 3DMAX中Z軸為向上軸，而在Unity3D中，Y軸為向上軸，因此在到處設(shè)置中，注意設(shè)置Y軸為向上軸。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程首先是理論知識(shí)準(zhǔn)備。通過閱讀大量虛擬校園和虛擬現(xiàn)實(shí)方面的文章，對(duì)于虛擬校園的發(fā)展背景、研究現(xiàn)狀及主要應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行初步了解。其次是需求分析，確定系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能、實(shí)現(xiàn)虛擬化的區(qū)域以及采用的編程語言和開發(fā)工具。然后進(jìn)行地理信息數(shù)據(jù)的采集。地面道路及樓體的長(zhǎng)寬可以通過校園規(guī)劃平面圖獲得，但是由于缺乏青島農(nóng)業(yè)大學(xué)建筑物的建造圖紙，只能通過拍照，采集照片，然后選取參照物，通過軟件測(cè)算出其三維尺寸。對(duì)于地面的植被樹木，趁春夏季節(jié)生長(zhǎng)茂盛時(shí)采景，為了后期處理圖片方便，圖片應(yīng)盡量少重合、無雜質(zhì)、背景簡(jiǎn)單。第四，開始主要建筑物的建模，本系統(tǒng)主要是主樓、化學(xué)樓和信息樓。采用開發(fā)工具主要為3DMAX和Photoshop，模型的建立嚴(yán)格參照測(cè)得的數(shù)據(jù)，部分材質(zhì)參數(shù)的設(shè)置參照?qǐng)D22標(biāo)準(zhǔn)。圖22 3DMAX物體材質(zhì)參數(shù)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)第五，系統(tǒng)中其它物體的建模。本系統(tǒng)中的所有道路奠定了場(chǎng)景搭建的基礎(chǔ)，是整體場(chǎng)景的骨架。橋梁的建設(shè)忽略了細(xì)節(jié)，主要通過圓柱體和正方體拼接而成。樹木部分采用了3DMAX自帶的模型，部分十字交叉建模。第六，模型的導(dǎo)入與場(chǎng)景的搭建。Unity3D自帶Terrain地形編輯，可以方便地創(chuàng)建不同的地形。第七，碰撞檢測(cè)的添加和漫游的制作。手動(dòng)漫游通過第一人稱控制器實(shí)現(xiàn)，指定路線漫游則借助了時(shí)下比較流行的itween插件實(shí)現(xiàn)。最后，發(fā)布為網(wǎng)頁版，使用戶通過瀏覽器就可以訪問本系統(tǒng)。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境和開發(fā)工具的選擇目前，比較流行的建模軟件有Sketch Up、AutoCAD、MAYA、3DMax等。Sketch Up的長(zhǎng)處是在設(shè)計(jì)的時(shí)候提供最快的立體效果，它的建模精度不如3DMAX高，只是輔助設(shè)計(jì)的軟件，而MAYA只有在材質(zhì)表現(xiàn)和角色動(dòng)畫上，效果優(yōu)于3DMax，在影視特效上也略高于3DMax[4]。AutoCAD是一款被廣泛應(yīng)用于平面繪制的軟件，也有人看重它在平面基礎(chǔ)上建模的優(yōu)勢(shì)，從而把它作為建模軟件，但它的缺點(diǎn)是可視性較差，這也是它沒有在建模領(lǐng)域占領(lǐng)主流地位的原因之一。3DMAX支持大量插件，在動(dòng)畫的處理方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，建模功能強(qiáng)大，支持多種導(dǎo)出格式，此外3DMAX因操作簡(jiǎn)單，與其他相關(guān)軟件的配合度也很高[5]。在界面設(shè)計(jì)方面，3DMAX采用三視圖與透視圖相結(jié)合的方式，不但直觀，還達(dá)到精確建模的目的，收好了用戶的廣泛認(rèn)可。目前，3DMAX的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在輔助教學(xué)、廣告、影視等多個(gè)領(lǐng)域得到認(rèn)可，是一種功能強(qiáng)大的三維建模工具[6]。綜上所述，3DMAX以其界面友好、功能強(qiáng)大、拓展性好、操作簡(jiǎn)單、容易上手等優(yōu)點(diǎn)贏得了廣大用戶的青睞，本系統(tǒng)也采用3DMAX為建模工具。 集成環(huán)境的分析與選擇目前，實(shí)現(xiàn)虛擬漫游的主要集成環(huán)境有OpenGL、VRML、Unity3D等，其中，OpenGL集成了大量的紋理影像、渲染、特殊效果和可視化函數(shù)，能夠生成逼真的三維場(chǎng)景[7]，但是，它的包裝性比較差，代碼的編寫非常繁瑣，不容易掌握。VRML獨(dú)立于計(jì)算機(jī)平臺(tái)的建模語言，由于其低寬帶運(yùn)行的特點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)多用戶交互等方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)[8]。但是VRML的語言功能目前還不是很強(qiáng)，特別是在碰撞檢測(cè)的代碼編寫方面需花大量時(shí)間處理。Unity3D的主要應(yīng)用領(lǐng)域是游戲開發(fā)制作，兼容性各種操作系統(tǒng)，支持C、JavaScript、Python等多種腳本語言[9]，開發(fā)環(huán)境比較直觀，其自帶豐富的資源包和腳本也給用戶提供了方便，由于其簡(jiǎn)單易學(xué)，容易上手，已受到很多用戶的青睞，具有良好的發(fā)展前景。 3 三維場(chǎng)景的構(gòu)建與優(yōu)化 資料的收集與整理本系統(tǒng)以青島農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)景為藍(lán)本，虛擬系統(tǒng)最主要的任務(wù)就是給人身臨其境的感受，而資料的采集直接影響到場(chǎng)景的搭建和展現(xiàn)給用戶的視覺效果，是不可忽略的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。資料又分為兩類，一類是數(shù)據(jù)資料，主要包括道路、樹木和樓體的三維數(shù)據(jù)；另一類是圖像資料，主要是物體的貼圖，這類資料的收集主要有兩個(gè)途徑，一是相機(jī)拍攝，然后圖片處理；二是網(wǎng)絡(luò)下載，隨著建模技術(shù)的成熟，網(wǎng)絡(luò)上的貼圖庫也越來越豐富，很多建筑材質(zhì)貼圖在網(wǎng)上就能下載，省時(shí)又省力。本系統(tǒng)的資料收集過程如下：1. 收集校園整體的俯視圖，選擇將要用到的部分，用圖像軟件放大，然后打印。2. 實(shí)地測(cè)量。因平面圖中沒有任何數(shù)據(jù)提供，所以需要使用測(cè)量工具手動(dòng)測(cè)量，并將測(cè)量數(shù)據(jù)記錄到打印的平面圖上。3. 采集照片。通過數(shù)碼相機(jī)實(shí)地取景，經(jīng)Photoshop處理，作為紋理貼圖使用。 模型的建立模型的建立是虛擬校園建設(shè)中最繁瑣、工作最重的環(huán)節(jié)，建模效果不僅關(guān)系到系統(tǒng)表現(xiàn)的真實(shí)性、能否給用戶帶來沉浸感，也將影響場(chǎng)景的渲染速度。 建筑物模型的建立建筑物主要是指樓梯，這里以化學(xué)樓為例，介紹模型建立過程。3DMAX主要有3種建模方式，多邊形建模、面片建模和NURBS建模，多邊形建模簡(jiǎn)單易學(xué)，容易上手，且在表現(xiàn)細(xì)節(jié)方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)[10]。因此，本系統(tǒng)選用多邊形建模為主要建模方式。主要建模思想為：1. 劃分單元。將樓體看作一個(gè)個(gè)相同的單元組成，只需描繪一個(gè)單元，然后通過復(fù)制或者陣列命令即可構(gòu)造樓梯的概貌。化學(xué)樓的某樓體單元如圖31所示。圖31 化學(xué)樓單元2. 陣列命令構(gòu)造樓層。通過工具菜單中的陣列命令，調(diào)整變換增量，可以快速準(zhǔn)確地復(fù)制多個(gè)單元，從而構(gòu)造整個(gè)樓層?；瘜W(xué)樓樓層如圖32。圖32 化學(xué)樓樓
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