畢業(yè)論文--3dmax建模及其在虛擬校園設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p><b>　?。?2011屆）</b></p><p>　　題 目 3DMAX建模及其在虛擬校園設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 </p><p><b>　　二○一一年五月</b></p>&

2、lt;p>　　3DMAX建模及其在虛擬校園設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一門新興技術(shù) ,具有舉足輕重的作用。國外經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家一直將其列為國防高科技重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　本文主要研究的是基于3DS MAX 的虛擬校園設(shè)計(jì)，主要運(yùn)用軟件為3DS MAX 9。3DS MAX是一款非常標(biāo)準(zhǔn)的高級(jí)建模和動(dòng)畫制作軟件,是目前世界上使用人數(shù)最多的

3、建模軟件。在虛擬校園的設(shè)計(jì)中主要運(yùn)用復(fù)合物體法即布爾運(yùn)算、樣條線的擠出等建模方法對(duì)校園進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，并依照現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行了貼圖和渲染操作，初步完成了校園主要場(chǎng)景外部狀態(tài)的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí) 校園 建模 </p><p>　　3DSMAX Modeling And Its Application In Virtual Campus</p><

4、;p>　　Abstract：Virtual reality play the vital role in the new field of computer technology. It is considered key development technology in the defense area by the developed country. </p><p>　　The paper stu

5、dy the desigu of virtual campus based on 3DS MAX. 3DS MAX ,used by the world largest number, is a very high standard modeling and animation software. The Boolean operation and sample line of extrusion etc are used mainly

6、 to design virtual campus model. According to the real scene of the campus,take the map and render operation and preliminary complete the virtual reality design of the appearance of the campus main buildings. </p>

7、<p>　　Key words: virtual reality campus modeling </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要：I</b></p><p><b>　　目錄III</b></p><p>&l

8、t;b>　　1緒論1</b></p><p><b>　　1.1 引言1</b></p><p>　　1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)的概念與意義1</p><p>　　1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)特征2</p><p>　　1.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和發(fā)展趨勢(shì)2</p><p>　　1.5

9、 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的種類2</p><p>　　1.6 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成3</p><p>　　1.7 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的在校園中的應(yīng)用3</p><p>　　1.8 視頻制作流程介紹4</p><p>　　2虛擬校園在MAX中的設(shè)計(jì)過程4</p><p>　　2.1 3DS MAX簡(jiǎn)介4</p>

10、<p>　　2.2 建模方法5</p><p>　　2.3 系統(tǒng)設(shè)置5</p><p>　　2.4 虛擬校園在MAX中建立過程6</p><p>　　3虛擬校園中的材質(zhì)和燈光設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.1 材質(zhì)的制作17</p><p>　　3.2 虛擬校園中應(yīng)用到的貼圖技術(shù)21</p

11、><p>　　3.2 燈光和攝影機(jī)的設(shè)定23</p><p>　　4虛擬校園的渲染與紋理25</p><p>　　4.1 VR渲染器設(shè)置25</p><p>　　4.2 視頻后期制作31</p><p><b>　　5 結(jié)論：34</b></p><p>　　參 考

12、文 獻(xiàn)34</p><p><b>　　致 謝36</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一項(xiàng)綜合集成技術(shù)，涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域，它用計(jì)算機(jī)

13、生成逼真的三維視、聽、嗅覺等感覺，使人作為參與者通過適當(dāng)裝置，自然地對(duì)虛擬世界進(jìn)行體驗(yàn)和交互作用。使用者進(jìn)行位置移動(dòng)時(shí)，電腦可以立即進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，將精確的3D世界影像傳回產(chǎn)生臨場(chǎng)感。該技術(shù)集成了計(jì)算機(jī)圖形(CG)技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，是一種由計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。 </p><p>　　概括地說，虛擬現(xiàn)實(shí)是人們通過計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行

14、可視化操作與交互的一種全新方式，與傳統(tǒng)的人機(jī)界面以及流行的視窗操作相比，虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍。</p><p>　　虛擬現(xiàn)實(shí)能給用戶以更逼真的體驗(yàn)，為人們探索宏觀世界和微觀世界，以及由于種種原因不便于直接觀察事物的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，提供了極大的便利，因此它的發(fā)展前景非常誘人。有關(guān)人士認(rèn)為，80年代是個(gè)人計(jì)算機(jī)的年代；90年代是多媒體計(jì)算機(jī)的年代；21世紀(jì)初將是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的時(shí)代。</p>&

15、lt;p>　　1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)的概念與意義</p><p>　　虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR，又譯作靈境、幻真)是近年來出現(xiàn)的高新技術(shù)，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時(shí)、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。它由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成三維信息的人工環(huán)境——虛擬環(huán)

16、境。是可實(shí)現(xiàn)的和不可實(shí)現(xiàn)的物理上的、功能上的事物和環(huán)境。用戶投入到這種環(huán)境中，即可與之交互作用。VR已在娛樂、醫(yī)療、工程與建筑、教育與培訓(xùn)、軍事、科學(xué)和金融可視化等方面獲得了應(yīng)用，它將是21世紀(jì)廣泛應(yīng)用的一種新技術(shù)。</p><p>　　VR技術(shù)是一種綜合計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、并行實(shí)時(shí)計(jì)算技術(shù)、人工智能、仿真技術(shù)等多種學(xué)科而發(fā)展起來的近年來發(fā)展較快且較活躍的最新技術(shù)。VR技術(shù)以模擬方式為使用者創(chuàng)

17、造一個(gè)實(shí)時(shí)反映實(shí)體對(duì)象變化與相互作用的三維圖像世界, 在視聽、觸、嗅等感知行為的逼真體驗(yàn)中,使參與者可以直接參與和探索虛擬對(duì)象在所處環(huán)境中的作用和變化,仿佛置身于一個(gè)虛擬的世界中，產(chǎn)生沉浸感。</p><p>　　VR技術(shù)追求的是將傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)從一種需要人用鍵盤、鼠標(biāo)對(duì)其進(jìn)行操作的設(shè)備變成了人處于計(jì)算機(jī)創(chuàng)造的人工環(huán)境中，通過感官、語言、手勢(shì)等比較“自然”的方式進(jìn)行“交互、對(duì)話”的系統(tǒng)和環(huán)境。它將從根本上改變目前讓

18、人去適應(yīng)計(jì)算機(jī)的不友善的局面，而變成讓計(jì)算機(jī)來適應(yīng)人的一種新體制，從而使人不需要經(jīng)過專門訓(xùn)練就可在不知不覺中使用計(jì)算機(jī)，大大擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使計(jì)算機(jī)滲透到人們工作、學(xué)習(xí)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。正是這個(gè)特點(diǎn)，有人把VR技術(shù)稱為21世紀(jì)的一種技術(shù)。</p><p>　　VR技術(shù)有3個(gè)重要的特征：(1)沉浸感(Immension)：要求計(jì)算機(jī)所創(chuàng)造的虛擬環(huán)境能使操作者有“身臨其境”的感覺，就像現(xiàn)實(shí)世界一樣。使操作人員相信

19、在虛擬境界中人也是確實(shí)存在的，而且在操作過程中他可以自始至終地發(fā)揮作用,就像真正的客觀現(xiàn)實(shí)世界一樣。(2)交互性(Interactivity): 操作者與虛擬環(huán)境中所遇到的各種對(duì)象的相互作用的能力，操作者不再是被動(dòng)接收信息,用戶是交互作用的主體，與虛擬物體可進(jìn)行多行為的交談。(3)構(gòu)想性(Imagination): 可使操作者沉浸于定性和定量的環(huán)境中獲取新的知識(shí)，提高感性和理性認(rèn)識(shí)，從而產(chǎn)生新的構(gòu)思。所以，VR技術(shù)強(qiáng)調(diào)的是一種身臨其境的

20、方式。</p><p>　　1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)特征</p><p>　　(1)多感知性:除PC所具有的視覺感知外,還有聽覺、力覺、觸覺和運(yùn)動(dòng)感知，理想的VR應(yīng)該具有人所具有的感知功能。(2)存在性：操作者感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度，理想的模擬環(huán)境應(yīng)該達(dá)到操作者難以分辨真假的程度。(3)交互性:操作者對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從模擬環(huán)境中得到反饋的自然程度（包括：實(shí)時(shí)性）

21、。(4)自主性：虛擬環(huán)境中物體依據(jù)物理定律動(dòng)作的程度。</p><p>　　1.4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　早在60年代初，隨著CAD技術(shù)的發(fā)展，人們就開始研究立體聲與三維立體顯示相結(jié)合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。80年代，Jaron Lanier提出了"虛擬現(xiàn)實(shí)"VR（Virtual Reality）的觀點(diǎn)，目的在于建立一種新的用戶界面，使用戶可以置身于計(jì)

22、算機(jī)所表示的三維空間資料庫環(huán)境中，并可以通過眼、手、耳或特殊的空間三維裝置在這個(gè)環(huán)境中"環(huán)游"，創(chuàng)造出一種"親臨其境"的感覺。</p><p>　　虛擬現(xiàn)實(shí)是人們通過計(jì)算機(jī)對(duì)復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化、操作以及實(shí)時(shí)交互的環(huán)境。與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)人――機(jī)界面（如鍵盤、鼠標(biāo)器、圖形 用戶界面以及流行的Windows等）相比，虛擬現(xiàn)實(shí)無論在技術(shù)上還是思想上都有質(zhì)的飛躍。傳統(tǒng)的人――機(jī)界面將用

23、戶和計(jì)算機(jī)視為兩個(gè)獨(dú)立的實(shí)體，而將界面視為信息交換的媒介，由用戶把要求或指令輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)信息或受控對(duì)象作出動(dòng)作反饋。虛擬現(xiàn)實(shí)則將用戶和計(jì)算機(jī)視為一個(gè)整體，通過各種直觀的工具將信息進(jìn)行可視化，形成一個(gè)逼真的環(huán)境，用戶直接置身于這種三維信息空間中自由地使用各種信息，并由此控制計(jì)算機(jī)。</p><p>　　本世紀(jì)末，專業(yè)VR技術(shù)硬、軟件技術(shù)競(jìng)相登臺(tái)。從目前總體水平看，VR技術(shù)正走向?qū)嵱?，已有許多成功的經(jīng)驗(yàn)。&l

24、t;/p><p>　　1.5 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的種類</p><p>　　實(shí)際應(yīng)用的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)大體可分為四類：1）桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，也稱窗口中的VR，它成本低，主要用于CAD／CAM、建筑設(shè)計(jì)、教育教學(xué)等領(lǐng)域；本文中所提及的虛擬現(xiàn)實(shí)主要指這種類型。2）沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，使用頭盔顯示器把用戶的視覺、聽覺及其他感覺封閉起來，產(chǎn)生一種身臨其境的錯(cuò)覺；3）分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，它建立在沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和分

25、布式交互仿真（distributed interaction simulation）的基礎(chǔ)上；4）增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。</p><p>　　1.6 虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成</p><p>　　VR系統(tǒng)包括硬件和軟件兩個(gè)部分。</p><p>　　1）虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的硬件</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)身臨其境的交互環(huán)境，要求系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)的三維計(jì)算機(jī)圖形，大視角

26、的立體顯示，頭部跟蹤，手及姿勢(shì)跟蹤，三維聲音，以及觸覺反饋和力反饋等。為了達(dá)到上述技術(shù)要求，目前已經(jīng)開發(fā)出滿足上述要求的VR裝置，在視覺方面有：立體眼鏡、頭盔式立體顯示器等，在聽覺方面有：三維聲音產(chǎn)生器等，在力覺、觸覺等方面有：數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣、頭跟蹤器、手跟蹤器及姿勢(shì)跟蹤器，以及一些語音識(shí)別、眼球運(yùn)動(dòng)檢測(cè)等裝置，在未來還會(huì)開發(fā)出味覺、嗅覺系統(tǒng)，那時(shí)，VR將更加真實(shí)，VR技術(shù)也會(huì)更加先進(jìn)。</p><p>　　2

27、）虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的軟件</p><p>　　在VR系統(tǒng)中，硬件是基礎(chǔ)，軟件是核心。尤其是像VR這種以三維圖形為主的復(fù)雜系統(tǒng)，如果一切都從基礎(chǔ)工作做起，其軟件的工作量大到不可思議，而且也無此必要。利用現(xiàn)有開發(fā)平臺(tái)可以大大提高效率。目前，VR應(yīng)用系統(tǒng)的常用開發(fā)軟件有；(1) WTK(WorldToolKit)：由美國Sense8公司開發(fā)，WTK不依賴硬件環(huán)境，適用包括PC機(jī)在內(nèi)的各類硬件平臺(tái)：WTK-Windows：W

28、indows 3.1或NT； WTK-SGI：IRIX。(2) MultiGen和Vega：由美國MultiGen-Paradigm公司開發(fā)，是非常成熟和出色的三維建模軟件和實(shí)時(shí)仿真軟件,用于三維視覺數(shù)據(jù)的建立和編輯，以及視景仿真。MultiGe系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)可以滿足用戶不同應(yīng)用的要求，它的數(shù)據(jù)庫格式Openflight已成為飛行模擬領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)，也為VR系統(tǒng)廣泛采用。(3) PerFormer：由SGI公司開發(fā)，該軟件有SGI的圖形工

29、作站技術(shù)作堅(jiān)強(qiáng)后盾，對(duì)其SGI的多CPU系統(tǒng)有最充分的利用和支持。故有很好的VR性能，其系統(tǒng)可產(chǎn)生60幀/s的圖像速度，對(duì)于缺幀圖貼有很好的平滑算法。（4）還有OpenGL，VRML，3</p><p>　　1.7 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的在校園中的應(yīng)用</p><p>　　教育部在一系列相關(guān)的文件中，多次涉及到了虛擬校園，闡明了虛擬校園的地位和作用。虛擬校園也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育培訓(xùn)中最早的具體應(yīng)

30、用，它由淺至深有三個(gè)應(yīng)用層面，分別適應(yīng)學(xué)校不同程度的需求：簡(jiǎn)單的虛擬我們的校園環(huán)境供游客瀏覽 基于教學(xué)、教務(wù)、校園生活，功能相對(duì)完整的三維可視化虛擬校園 以學(xué)員為中心，加入一系列人性化的功能，以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為遠(yuǎn)程教育基礎(chǔ)平臺(tái) 虛擬遠(yuǎn)程教育虛擬現(xiàn)實(shí)可為高校擴(kuò)大招生后設(shè)置的分校和遠(yuǎn)程教育教學(xué)點(diǎn)提供可移動(dòng)的電子教學(xué)場(chǎng)所，通過交互式遠(yuǎn)程教學(xué)的課程目錄和網(wǎng)站，由局域網(wǎng)工具作校園網(wǎng)站的鏈接，可對(duì)各個(gè)終端提供開放性的、遠(yuǎn)距離的持續(xù)教育，還可為社會(huì)提

31、供新技術(shù)和高等職業(yè)培訓(xùn)的機(jī)會(huì)，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及硬件設(shè)備價(jià)格的不斷降低，我們相信，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以其自身強(qiáng)大的教學(xué)優(yōu)勢(shì)和潛力，將會(huì)逐漸受到教育工作者的重視和青睞，最終在教育培訓(xùn)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并發(fā)揮其重要作用。</p><p>　　1.8 視頻制作流程介紹</p><p>　　根據(jù)實(shí)際制作流程，一個(gè)完整的影視類三維動(dòng)畫的制作總體上可分為前期制作、

32、動(dòng)畫片段制作與后期合成三個(gè)部分。</p><p>　　1．前期制作，是指在使用計(jì)算機(jī)制作前，對(duì)動(dòng)畫片進(jìn)行的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，主要包括：造型設(shè)計(jì)、場(chǎng)景設(shè)計(jì)。</p><p>　　2．動(dòng)畫片段制作根據(jù)前期設(shè)計(jì)，在計(jì)算機(jī)中通過相關(guān)制作軟件制作出動(dòng)畫片段，制作流程為建模、材質(zhì)、燈光、動(dòng)畫、攝影機(jī)控制、渲染等，這是三維動(dòng)畫的制作特色。</p><p>　　3．后期合成影視類三維動(dòng)畫

33、的后期合成，主要是將之前所做的動(dòng)畫片段、聲音等素材，按照分鏡頭設(shè)計(jì)，通過后期編輯軟件的編輯，最終生成動(dòng)畫影視文件。 </p><p>　　2虛擬校園在MAX中的設(shè)計(jì)過程</p><p>　　2.1 3DS MAX簡(jiǎn)介</p><p>　　3D Studio Max，常簡(jiǎn)稱為3ds Max或MAX，是Autodesk公司開發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維動(dòng)畫渲染和制作軟件。其前

34、身是基于DOS操作系統(tǒng)的3D Studio系列軟件，最新版本是2011。在Windows NT出現(xiàn)以前，工業(yè)級(jí)的CG制作被SGI圖形工作站所壟斷。3D Studio Max + Windows NT組合的出現(xiàn)一下子降低了CG制作的門檻，首選開始運(yùn)用在電腦游戲中的動(dòng)畫制作，后更進(jìn)一步開始參與影視片的特效制作，例如X戰(zhàn)警II，最后的武士等。</p><p>　　在應(yīng)用范圍方面，廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)

35、、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3DS MAX被廣泛地應(yīng)用于電視及娛樂業(yè)中，比如片頭動(dòng)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3DS MAX的杰作。在影視特效方面也有一定的應(yīng)用。而在國內(nèi)發(fā)展的相對(duì)比較成熟的建筑效果圖和建筑動(dòng)畫制作中，3DS MAX的使用率更是占據(jù)了絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)不同行業(yè)的應(yīng)用特點(diǎn)對(duì)3DS MAX的掌握程度也有不同的要求，建筑方面的應(yīng)用相對(duì)來說要局限性大一些，它只要求單幀

36、的渲染效果和環(huán)境效果，只涉及到比較簡(jiǎn)單的動(dòng)畫；片頭動(dòng)畫和視頻游戲應(yīng)用中動(dòng)畫占的比例很大，特別是視頻游戲?qū)巧珓?dòng)畫的要求要高一些；影視特效方面的應(yīng)用則把3DS MAX的功能發(fā)揮到了極至。</p><p><b>　　2.2 建模方法</b></p><p>　　在3D MAX 軟件中可運(yùn)用多種方法來建模，一種是直接運(yùn)用系統(tǒng)提供的簡(jiǎn)單三維模型或平面模型，然后對(duì)其修改而成，

37、即為簡(jiǎn)單建模方法，但這在實(shí)際運(yùn)用中并不滿足建模需求，使用更多的為高級(jí)建模，即復(fù)合對(duì)象建模，網(wǎng)格建模，NURBS建模。在虛擬校園的設(shè)計(jì)過程中主要使用了高級(jí)建模中的復(fù)合對(duì)象建模和網(wǎng)格建模。</p><p>　　復(fù)合對(duì)象由兩個(gè)或兩個(gè)以上的對(duì)象通過一定的組合方式所產(chǎn)生新的幾何模型。復(fù)合對(duì)象在原對(duì)象的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種合成運(yùn)算，如布爾運(yùn)算，放樣運(yùn)算等。 </p>

38、<p>　　1.布爾運(yùn)算——制作門洞和墻洞</p><p>　　布爾運(yùn)算主要用來對(duì)兩個(gè)以上的對(duì)象進(jìn)行交集，并集，差集運(yùn)算從而得到新的對(duì)象形態(tài)。在虛擬校園的設(shè)計(jì)中所有墻面的設(shè)計(jì)都采用布爾運(yùn)算的方式制作完成。</p><p>　　布爾運(yùn)算的靈活性在于構(gòu)成布爾運(yùn)算的對(duì)象仍作為一個(gè)對(duì)象存在。每個(gè)運(yùn)算對(duì)象人保留它自己的修改器堆棧，并且可以在編輯面板中進(jìn)行編輯修改。甚至可以在次對(duì)象層次變換

39、運(yùn)算對(duì)象。</p><p>　　2．放樣運(yùn)算——制作門框，窗框</p><p>　　放樣是讓一個(gè)截面沿著一個(gè)路徑伸展，來構(gòu)建一個(gè)復(fù)雜的三維對(duì)象?？梢匝刂本€或曲線的路徑方式進(jìn)行放樣，也可以在不同的層設(shè)置不同的橫截面形狀。要有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的二維圖形才可以構(gòu)成一個(gè)放樣模型。其中一個(gè)圖形作為放樣模型的“路徑”，其余的圖形作為放樣模型的“截面”。</p><p>　　網(wǎng)

40、格建模是由點(diǎn)，面，元素組成，編輯網(wǎng)格物體修改是通過對(duì)這些物體進(jìn)行精細(xì)加工，從而得到所需形狀的模型。這是一種重要的多邊形建模方法。一般在建模完成之后，都需要一個(gè)平滑網(wǎng)格修改器，進(jìn)行表面平滑，以提高模型精度。</p><p><b>　　2.3 系統(tǒng)設(shè)置</b></p><p><b>　　1．單位問題</b></p><p>

41、;　　默認(rèn)地1 Grid=1 inch，不符合我國以毫米計(jì)的習(xí)慣，在自定義中將單位改為毫米。</p><p><b>　　2．MAX的控制</b></p><p>　　MAX中建立的模型均為參數(shù)化，如建立一個(gè)Box，你可以隨時(shí)改變其長(zhǎng)寬高等參數(shù)，而在CAD中卻較麻煩。對(duì)于移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和放縮，除了能直接對(duì)物體操作外，也可用數(shù)據(jù)輸入精確控制。右擊這三個(gè)按鈕之一就會(huì)彈出該對(duì)話

42、框。對(duì)視圖控制也極其方便，你可以放縮，填滿視窗，搖移鏡頭，以及單視圖與多視圖的切換。</p><p>　　3. 捕捉（Snap）</p><p>　　MAX和VIZ提供了二維、2.5維和三維三種捕捉，可捕捉各類圖形。捕捉在建模過程中是很重要的，如在窗下墻到屋檐之間加一扇窗，打開捕捉端點(diǎn)模式即可正確地定位窗的位置。</p><p>　　2.4 虛擬校園在MAX中建立過

43、程</p><p>　　設(shè)計(jì)之前先對(duì)校園整體比例進(jìn)行估算，畫出校園的縮略圖，利用數(shù)碼相機(jī)將整個(gè)校園主體建筑物進(jìn)行真實(shí)拍攝，將墻面，地面等貼圖素材拍攝備用。</p><p>　　準(zhǔn)備好素材后對(duì)3DSMAX進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，長(zhǎng)度單位設(shè)置為厘米，利于校園的整體比例縮小，照明單位設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)的國際化單位，利于燈光渲染器的后期渲染。操作界面視圖設(shè)置為符合人體最佳觀測(cè)效果的前視圖， 左視圖，頂視圖，透視圖。

44、</p><p>　　在主樓的制作過程中主要運(yùn)用到的建模及修改器技術(shù)方法為：</p><p>　　墻體：運(yùn)用線條畫出樓體的主要輪廓，再運(yùn)用樣條線編輯出線條的輪廓，再運(yùn)用擠出修改器擠出樓體高度。</p><p>　　樓體形狀：整體樓體擠出后是一個(gè)整體的長(zhǎng)形樓體，運(yùn)用布爾運(yùn)算將樓體多余的部位去除，便可得樓體的特殊形狀。</p><p>　　門窗：

45、先在樓體本身畫出所需窗口大小，在運(yùn)用布爾運(yùn)算做出窗口，用樣條線畫出所需門窗的形狀，對(duì)樣條線做放樣運(yùn)算即可得到所需圖形。</p><p>　　樓體外凸出條紋：將長(zhǎng)方體進(jìn)入修改器按比例長(zhǎng)短修改。</p><p>　　其他各樓的制作方法基本相似。</p><p>　　下面是制作完成的四個(gè)主建筑線框圖：</p><p><b>　　圖1 主

46、樓線框圖</b></p><p><b>　　圖2 主樓全景</b></p><p>　　樓梯：運(yùn)用樣條線畫出樓梯形狀，利用擠出修改器做出樓梯。</p><p>　　主樓標(biāo)志性球體：主樓頂上的球體制作較為復(fù)雜，主要可分為內(nèi)部球體和外部正方形的網(wǎng)格制作。在制作網(wǎng)格網(wǎng)格方面，采用了較簡(jiǎn)單的“轉(zhuǎn)換為可編輯網(wǎng)格”，相對(duì)于使用修改器進(jìn)行編輯網(wǎng)

47、格而言，系統(tǒng)更穩(wěn)定，不容易出現(xiàn)故障和錯(cuò)誤。</p><p><b>　　食堂的制作</b></p><p><b>　　東餐廳：</b></p><p>　　墻體：運(yùn)用線條畫出樓體的主要輪廓，再運(yùn)用樣條線編輯出線條的輪廓，再運(yùn)用擠出修改器擠出樓體高度。</p><p>　　樓體形狀：整體樓體擠出后是

48、一個(gè)整體的長(zhǎng)形樓體，運(yùn)用布爾運(yùn)算將樓體多余的部位去除，便可得樓體的特殊形狀。</p><p>　　門窗：先在樓體本身畫出所需窗口大小，在運(yùn)用布爾運(yùn)算做出窗口，用樣條線畫出所需門窗的形狀，對(duì)樣條線做放樣運(yùn)算即可得到所需圖形。</p><p><b>　　圖3 東餐廳</b></p><p>　　東餐廳東面：由于東餐廳東面呈1/4圓，因此，可以在制

49、作的時(shí)候可以在主體部分添加一圓柱，然后擠出。</p><p><b>　　圖4 西餐廳</b></p><p><b>　　西餐廳：</b></p><p>　　西餐廳的制作和東餐廳大致相同。</p><p>　　墻體：運(yùn)用線條畫出樓體的主要輪廓，再運(yùn)用樣條線編輯出線條的輪廓，再運(yùn)用擠出修改器擠出樓

50、體高度。</p><p>　　樓體形狀：整體樓體擠出后是一個(gè)整體的長(zhǎng)形樓體，運(yùn)用布爾運(yùn)算將樓體多余的部位去除，便可得樓體的特殊形狀。</p><p>　　門窗：先在樓體本身畫出所需窗口大小，在運(yùn)用布爾運(yùn)算做出窗口，用樣條線畫出所需門窗的形狀，對(duì)樣條線做放樣運(yùn)算即可得到所需圖形。</p><p>　　樓體右半部分的設(shè)計(jì)于東餐廳略有不同，這里直接采用了樣線條畫出輪廓。&

51、lt;/p><p>　　樓頂上的樓層直接使用堆砌法加上。</p><p><b>　　敏學(xué)樓的制作：</b></p><p><b>　　圖5 敏學(xué)樓</b></p><p>　　敏學(xué)樓的制作較為簡(jiǎn)單。</p><p>　　墻體：運(yùn)用線條畫出樓體的主要輪廓，再運(yùn)用樣條線編輯出線條

52、的輪廓，再運(yùn)用擠出修改器擠出樓體高度。</p><p>　　樓體形狀：整體樓體擠出后是一個(gè)整體的長(zhǎng)形樓體，運(yùn)用布爾運(yùn)算將樓體多余的部位去除，便可得樓體的特殊形狀。</p><p>　　樓體外凸出條紋：將長(zhǎng)方體進(jìn)入修改器按比例長(zhǎng)短修改。</p><p>　　門窗：先在樓體本身畫出所需窗口大小，在運(yùn)用布爾運(yùn)算做出窗口，用樣條線畫出所需門窗的形狀，對(duì)樣條線做放樣運(yùn)算即可得

53、到所需圖形。</p><p>　　樓前的鏤空墻面：樓前鏤空?qǐng)D案為規(guī)則幾何圖形，所以可以先運(yùn)用樣條線畫出鏤空部分的一組圖案，運(yùn)用復(fù)合運(yùn)算中的放樣運(yùn)算可得到其中的一組圖形，剩下的部分通過附加組合就可以得到整體形狀。</p><p><b>　　小模型的制作：</b></p><p>　　在這些小模型的制作過程中，較為復(fù)雜的是路燈的制作，主要體現(xiàn)在路

54、燈燈頭部分的特殊形狀。</p><p>　　小模型在場(chǎng)景最后建好，加入到各場(chǎng)景中就可以將這一個(gè)模型復(fù)制成多個(gè)，擺放到各自相應(yīng)位置即可。</p><p>　　柔光級(jí)別，既要有金屬的色澤，又要考慮到內(nèi)存的使用，即渲染的效果。</p><p>　　在汽車的制作過程中較大的難點(diǎn)就是網(wǎng)格編輯的使用，需要按照汽車的形狀每一塊網(wǎng)格單獨(dú)調(diào)節(jié)，</p><p>

55、;　　車體表面金屬材質(zhì)的設(shè)置是這一模型制作的又一難點(diǎn)，需要調(diào)整材質(zhì)的光澤度，</p><p>　　汽車模型的制作過程中，大量使用了網(wǎng)格編輯，制作出汽車表面凹凸不平的效果，車內(nèi)的座椅采用了標(biāo)準(zhǔn)幾何體打變形效果，一些還使用了特殊幾何體，由于形狀較多，所以采用的修改方法及運(yùn)算方式也較多。</p><p>　　汽車模型的制作過程非常復(fù)雜，主要是汽車表面極為不規(guī)則，所以可先畫出汽車的大概形狀，利用網(wǎng)

56、格編輯，利用網(wǎng)格編輯中的面編輯調(diào)整出汽車形狀。</p><p><b>　　圖6 汽車模型</b></p><p><b>　　圖7 場(chǎng)景中的路燈</b></p><p>　　路燈的制作：主要為物體的變形組合和復(fù)合運(yùn)算，以及標(biāo)準(zhǔn)幾何體的幾何變形得到。</p><p>　　可以先畫出一個(gè)三維圓柱，然后

57、再在兩邊添加兩個(gè)長(zhǎng)方體，設(shè)置好廣告牌的厚度，燈頭部分可以直接畫一個(gè)三維圓柱。</p><p>　　在路燈制作過程中較為復(fù)雜的地方主要是在路燈燈頭部分的特殊形狀。</p><p><b>　　圖 8 板凳</b></p><p>　　廣場(chǎng)凳的制作較為簡(jiǎn)單，可以先畫出一個(gè)二維的長(zhǎng)方體圖形，將這個(gè)長(zhǎng)方體圖形進(jìn)入修改器面板，編輯樣條線，做出一個(gè)輪廓，再

58、次進(jìn)入修改器面板，運(yùn)用擠出修改器將長(zhǎng)方體二維型狀擠出三維立體效果，將這個(gè)立體邊框顏色改為黑色即可得兩邊的支架。</p><p>　　中間條形木板的制作利用長(zhǎng)方體修改即可得到。廣場(chǎng)凳，垃圾桶，路燈等小物體的制作基本都是運(yùn)用上面的幾個(gè)方法，主要為物體的變形組合和復(fù)合運(yùn)算，以及標(biāo)準(zhǔn)幾何體的幾何變形得到。</p><p>　　四個(gè)主建筑制作完成后先將建筑導(dǎo)入一個(gè)場(chǎng)景中進(jìn)行位置的排列。</p&

59、gt;<p>　　圖9 四個(gè)主建筑分布</p><p>　　需要注意的是：將不同模型在一個(gè)場(chǎng)景中顯示，可以用“合并”功能，也可以用使用“導(dǎo)入文件”，如果該模型已經(jīng)貼圖，那么使用合并功能將會(huì)使貼圖丟失，導(dǎo)入文件功能則不會(huì)。</p><p>　　將模型導(dǎo)入同一場(chǎng)景中后，根據(jù)實(shí)物大小，進(jìn)行大小比例調(diào)整。</p><p>　　在場(chǎng)景制作完成之后后，利用MAX的

60、合并功能將建筑模型導(dǎo)入到同一個(gè)場(chǎng)景中。為了使場(chǎng)景看上去比較充實(shí)，在四個(gè)主建筑周圍添加了其他周邊建筑物。</p><p>　　在建筑模型導(dǎo)入場(chǎng)景后，再添加各類小模型。</p><p><b>　　圖10場(chǎng)景全貌</b></p><p>　　圖11 場(chǎng)景中的主樓</p><p>　　小模型在場(chǎng)景最后建好，加入到各場(chǎng)景中就可以

61、將這一個(gè)模型復(fù)制成多個(gè)，擺放到各自相應(yīng)位置即可。</p><p>　　圖12 在場(chǎng)景中添加汽車模型</p><p>　　圖13 場(chǎng)景中樹的添加</p><p>　　圖 14 在場(chǎng)景中路燈模型的添加</p><p>　　3虛擬校園中的材質(zhì)和燈光設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 材質(zhì)的制作</b&g

62、t;</p><p>　　在現(xiàn)實(shí)生活中的任何實(shí)體都是由一定的材料構(gòu)成，不同的質(zhì)地將體現(xiàn)出不同的外在屬性，因而能給人以不同的感受。編輯或生成材質(zhì)就是讓對(duì)象表面展現(xiàn)出所需材質(zhì)的光學(xué)特性。材質(zhì)在三維模型創(chuàng)建過程中是至關(guān)重要的一環(huán)，通常要通過它來增加材質(zhì)的細(xì)節(jié)，體現(xiàn)出模型的質(zhì)感。材質(zhì)對(duì)如何建立對(duì)象模型有著直接的影響。</p><p>　　任何物體都有其自身的質(zhì)感，顏色和屬性，在3DMAX中，材質(zhì)就

63、是指定給對(duì)象表面的一種信息，即對(duì)現(xiàn)象由什么樣的物質(zhì)構(gòu)造而成。這不僅包含表面的紋理，還包含了對(duì)象對(duì)光的屬性，如顏色，反光強(qiáng)度，反光方式，反光區(qū)域，透明度，折射率及表面凹凸情況等。</p><p>　　由于通過數(shù)碼相機(jī)采集的來的實(shí)景圖片會(huì)存在扭曲，所以要將實(shí)體圖通過PHOTO SHOP CS中進(jìn)行鏡頭校正。</p><p><b>　　如下圖所示：</b></p&g

64、t;<p><b>　　圖15 進(jìn)行校正</b></p><p>　　圖 16 利用參考線進(jìn)行校正</p><p>　　為了方便矯正，可以通過右邊工具欄進(jìn)行精確的校正正。</p><p>　　在對(duì)圖片完成校正之后，接下來就是將圖片放入材質(zhì)編輯器中進(jìn)行編輯。</p><p><b>　　如下圖所示：

65、</b></p><p><b>　　圖17 材質(zhì)編輯器</b></p><p>　　在使用材質(zhì)的過程中，為了使對(duì)象表面更加生動(dòng)逼真，除了為對(duì)象賦予材質(zhì)外，還應(yīng)為材質(zhì)賦予某種圖像，這就是貼圖。簡(jiǎn)單的說，貼圖就是給材質(zhì)賦予圖像。對(duì)象被賦予貼圖后，其顏色，透明度，光亮等屬性都會(huì)發(fā)生變化。對(duì)于貼圖材質(zhì)除了要設(shè)定材質(zhì)參數(shù)外還要制定貼圖圖案和貼圖方式。</p&

66、gt;<p><b>　　圖18 貼圖設(shè)置</b></p><p><b>　　圖19 選擇貼圖</b></p><p>　　3.2 虛擬校園中應(yīng)用到的貼圖技術(shù)</p><p><b>　　1．標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)貼圖</b></p><p>　　對(duì)材質(zhì)的基本參數(shù)設(shè)置主要是通

67、過“明暗器基本參數(shù)”卷展欄來實(shí)現(xiàn)。該卷展欄的主要選項(xiàng)含義如下：“各向異性”“Blinn”“金屬”“多層”“Oren-Nayar-Blinn”“Phong”“Strauss” “半透明明暗器”八種類型。</p><p>　　設(shè)計(jì)中主要運(yùn)用到Blinn，以光滑的方式進(jìn)行表面渲染，易表現(xiàn)冷色堅(jiān)硬的物質(zhì)，如墻面的渲染與著色；“金屬”專用于金屬材質(zhì)的制作可以提供金屬的強(qiáng)烈反光效果，如，金屬門窗材質(zhì)的賦予。</p>

68、;<p><b>　　2．貼圖設(shè)置</b></p><p>　　漫反射貼圖：設(shè)計(jì)中的貼圖主要為漫反射貼圖，將一些特殊圖案用數(shù)碼相機(jī)照下位圖通過圖像處理軟件PHOTOSHOP的截圖及修改，直接貼到設(shè)計(jì)圖。</p><p>　　凹凸貼圖：凹凸貼圖主要是通過改變圖像的明亮程度來影響貼圖的，在凹凸貼圖中，圖像的明亮程度會(huì)影響對(duì)象表面的光滑平整度，白色部分凸出，黑

69、色部分凹進(jìn)，在校園的設(shè)計(jì)中，浮雕的制作就為凹凸貼圖。</p><p>　　將模型的面進(jìn)行材質(zhì)的分配，在每個(gè)通道內(nèi)調(diào)入事先編輯好的貼圖，并加入U(xiǎn)VW MAPPING修改器進(jìn)行精細(xì)匹配，最后將得到一個(gè)材質(zhì)樹如圖：</p><p><b>　　圖20 材質(zhì)樹</b></p><p>　　需要注意的是，每次使用UVW MAPPING修改器完成模型一個(gè)面

70、的貼圖后，在修改器堆棧中都應(yīng)將其進(jìn)行塌陷,以保存記錄信息。</p><p>　　在漫反射通道中對(duì)位圖進(jìn)行剪切，以選擇合適的位置。</p><p>　　圖21 在漫反射通道中進(jìn)行剪切</p><p>　　如果整體色調(diào)不匹配，則在漫反射通道的輸出選項(xiàng)下進(jìn)行R G B調(diào)整。如圖所示：</p><p>　　圖22 RGB調(diào)整三色線圖</p>

71、;<p>　　圖23 進(jìn)行RGB調(diào)整后</p><p>　　3.2 燈光和攝影機(jī)的設(shè)定</p><p><b>　　1．.燈光設(shè)置</b></p><p>　　3dsmax里的燈光是模擬實(shí)際燈光（例如家庭或辦公室的燈、舞臺(tái)和電影工作中的照明設(shè)備以及太陽本身）的對(duì)象。不同種類的燈光對(duì)象用不同的方法投射燈光， 模擬真實(shí)世界中不同種類的

72、光源。</p><p>　　在3DS MAX中，燈光的設(shè)置可以說是至關(guān)重要，它直接關(guān)系到最后作品的效果，同時(shí)也是一個(gè)難點(diǎn)。</p><p>　　主燈光可以放置在場(chǎng)景中的任何地方，但實(shí)際應(yīng)用中有幾個(gè)經(jīng)常放置主燈光的位置，而且每個(gè)位置都有其渲染物體的獨(dú)特方式。</p><p>　　2．創(chuàng)建與調(diào)整攝像機(jī)</p><p>　　3ds Max 9中提供

73、了兩種攝像機(jī)，自由攝像機(jī)與目標(biāo)攝像機(jī)。這兩種攝像機(jī)的參數(shù)完全相同，用法也相似，區(qū)別在于自由攝像機(jī)在視圖中只能進(jìn)行整體控制，不能操作單個(gè)投影點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)。</p><p>　　在虛擬校園設(shè)計(jì)中主要采用目標(biāo)攝像機(jī)，即那個(gè)目標(biāo)攝像機(jī)的目標(biāo)點(diǎn)鏈接到運(yùn)動(dòng)的對(duì)象上，用來表現(xiàn)目標(biāo)跟隨的效果。</p><p>　　下面是添加攝影機(jī)和燈光后的效果圖：</p><p>　　圖 24 聚光

74、燈效果</p><p><b>　　圖25 泛光燈效果</b></p><p>　　4虛擬校園的渲染與紋理</p><p>　　4.1 VR渲染器設(shè)置</p><p>　　在渲染之前，先配置好渲染器，設(shè)計(jì)中使用的是VR渲染器。如下圖所示：</p><p><b>　　圖26 渲染器配置&

75、lt;/b></p><p>　　啟動(dòng) 3ds max，在主菜單欄內(nèi)點(diǎn)擊“渲染”，選擇“渲染”，彈出面板，單擊“公用”面板，在“指定渲染器”內(nèi)選擇“V-Ray Adv 1.5 RC5”渲染器，然后單擊“渲染器”面板，展開“V-Ray：：授權(quán)”面板，點(diǎn)擊“編輯并設(shè)置許可服務(wù)器信息”，彈出設(shè)置對(duì)話框，在“通用設(shè)置”內(nèi)的“許可服務(wù)器”欄內(nèi)填寫你的計(jì)算機(jī)名稱，然后“確定”離開。</p><p&g

76、t;　　配置好渲染器后，選擇好輸出環(huán)境，然后開始對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行渲染的配置。</p><p><b>　　全局設(shè)置</b></p><p>　　1．默認(rèn)燈光，這是一個(gè)默認(rèn)的max缺省燈光，通常情況下我們是不需要勾選它的，避免我們?cè)诓紵舻臅r(shí)候場(chǎng)景受到max缺省燈光的干擾。</p><p>　　2．隱藏?zé)艄?，這是控制是否渲染場(chǎng)景中的隱藏?zé)艄獾囊粋€(gè)選項(xiàng)，這

77、里一旦被勾選，場(chǎng)景中的燈光即便是被我們隱藏，也一樣可以渲染的出來。</p><p>　　3．反射/折射，這是一個(gè)反射/折射的開關(guān)，當(dāng)我們勾選這個(gè)選項(xiàng)的時(shí)候在渲染的時(shí)候我們就可以看到反射/折射的效果。在這里我們是測(cè)試，為了更快地能看到燈光的大體效果，所以我們并不勾選這個(gè)選項(xiàng)。</p><p>　　4．原有陽光/天光/攝影機(jī)模型和使用3ds Max光度學(xué)比例，前者是一種老的陽光/天光/攝影機(jī)模

78、型計(jì)算方式，后者是新的3ds Max光度學(xué)比例計(jì)算方式。前者給人的感覺燈光的強(qiáng)度要亮一點(diǎn)，，兩者其實(shí)都是可以調(diào)出理想效果的，這個(gè)可以跟據(jù)個(gè)人習(xí)慣來選。</p><p><b>　　圖27 全局設(shè)置</b></p><p><b>　　彩色貼圖</b></p><p>　　1．線性倍增：這種模式將會(huì)渲染出明暗對(duì)比非常明顯的效

79、果，渲染出來的作品也將會(huì)更有深度。但是這種模式可能會(huì)導(dǎo)致靠近光源的點(diǎn)過分明亮，由其是在窗口處的位置。見議新手可以暫不嘗試。</p><p>　　2．指數(shù)倍增：這種模式與第一種相比他的明暗對(duì)比沒有這么明顯，相對(duì)比較有利于我們的控制。有利于我們防止窗口處過分的曝光。</p><p>　　3．萊因哈德：這是一種混合曝光方式，當(dāng)我們選用它時(shí)加深值越接近1時(shí)效果也就越接近線性倍增方式。</p&

80、gt;<p>　　4．變暗倍增器：它是控制暗部亮度的一個(gè)參數(shù)，它可以提亮在燈光比較弱的地方的一些亮度。大多數(shù)情況下，我們保持默認(rèn)即可。</p><p>　　5．變亮倍增器：它是控制亮部亮度的一個(gè)參數(shù)，它可以提亮在燈光比較強(qiáng)的地方的一些亮度。大多數(shù)情況下，我們保持默認(rèn)即可。</p><p>　　6．伽瑪值：它可以提升整體圖像的亮度。這個(gè)值一般我們?cè)谶x用指數(shù)渲染方式的時(shí)候并不需要

81、用到它。</p><p><b>　　間接照明</b></p><p>　　1．飽和度：這一項(xiàng)可以控制場(chǎng)景中所有物體的色溢程度，當(dāng)它的數(shù)值在0.4以下的時(shí)候場(chǎng)景中的材質(zhì)會(huì)基本上看不出什么色溢來。比較多的人喜歡用它來控制場(chǎng)景中的色溢程度。</p><p>　　2．首次反彈：這個(gè)代表著v-ray的初級(jí)漫反彈，我們一般不太見議更改這一項(xiàng)。也可以把這一

82、項(xiàng)認(rèn)為是v-ray燈光的首次反彈。</p><p>　　3．二次反彈：這個(gè)代表著v-ray的次級(jí)漫反彈，是v-ray燈光的除首次反彈之外的其它的反彈。當(dāng)這一項(xiàng)加大時(shí)會(huì)提亮我們場(chǎng)景中暗部的亮度，一般設(shè)置為0.65-0.95之間。這個(gè)值如果太大時(shí)作品的明暗對(duì)比度會(huì)相對(duì)比較差。當(dāng)然我們也可以視場(chǎng)景情況而定。</p><p>　　4．全局光引擎：在這里我們通常我們做室內(nèi)表現(xiàn)的組合方式為首次反彈對(duì)應(yīng)

83、“發(fā)光貼圖”，二次反弱對(duì)應(yīng)“準(zhǔn)蒙特卡洛算法”或者說是“燈光緩存”。當(dāng)我們場(chǎng)景中細(xì)節(jié)要求并不是很多的情況下，我們通常可以選擇發(fā)光貼圖+準(zhǔn)蒙特卡洛算法。反之我們就選擇發(fā)光貼圖+燈光緩存。</p><p><b>　　發(fā)光貼圖：</b></p><p>　　1．最小比率：這個(gè)參數(shù)確定 GI 首次傳遞的分辨率。0意味著使用與最終渲染圖像相同的分辨率，這將使得發(fā)光貼圖類似于直接

84、計(jì)算 GI 的方法，-1 意味著使用最終渲染圖像一半的分辨率。通常需要設(shè)置它為負(fù)值。它主要控制比較平坦的大面積的面在計(jì)算的時(shí)候的一個(gè)質(zhì)量，理論上來講該參數(shù)越大（越接近0），時(shí)質(zhì)量越好，當(dāng)然我們用來渲染的時(shí)間越長(zhǎng)。一般我們可以調(diào)到-4或者說-3。這個(gè)值盡量不要太大，因?yàn)槿绻?，即使是提高了部分質(zhì)量，我們?cè)谝曈X中也基本上看不大出來，但為此我們付出的時(shí)候卻會(huì)長(zhǎng)很多。</p><p>　　2．最大比率：這個(gè)參數(shù)確定 G

85、I 傳遞的最終分辨率。這個(gè)值主要是用來控制場(chǎng)景中細(xì)節(jié)比較多的部分。在測(cè)試的時(shí)候一般我們可以調(diào)到-3或者說-2,在最終出圖的時(shí)候我們可以提高到-1或者說0。.</p><p>　　3．半球細(xì)分：這個(gè)參數(shù)決定單獨(dú)的 GI 樣本的質(zhì)量的。較小的取值可以獲得較快的速度，但是也可能會(huì)產(chǎn)生黑斑，較高的取值可以得到平滑的圖像。這個(gè)值在測(cè)試的時(shí)候一般我們可能以給到15左右，在最終出圖的時(shí)候我們可以給到30—50,再大基本上就沒什

86、么意義了。</p><p>　　4．顏色閾值、法線閾值、間距閾值：這三者參數(shù)越低它們所對(duì)應(yīng)的敏感程度也就越高。</p><p>　　5．顯示計(jì)算狀態(tài)：勾選的時(shí)候，VR 在計(jì)算發(fā)光貼圖的時(shí)候?qū)@示發(fā)光貼圖的傳遞的一個(gè)過程。勾選這一項(xiàng)雖然有時(shí)時(shí)會(huì)減慢一點(diǎn)渲染速度（并不是很明顯），但有利于我們?cè)谧疃痰臅r(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)作品中的缺點(diǎn)并及時(shí)更正。所以這一項(xiàng)在我們做圖的時(shí)候（尤其是一些新手）通常是打開的。&l

87、t;/p><p>　　6．檢查采樣可見性：在渲染過程中使用。它將促使 VR 僅僅使用發(fā)光貼圖中的樣本，樣本在插補(bǔ)點(diǎn)直接可見?？梢杂行У姆乐篃艄獯┩竷擅娼邮芡耆煌彰鞯谋”谖矬w時(shí)候產(chǎn)生的漏光現(xiàn)象。當(dāng)然，由于 VR 要追蹤附加的光線來確定樣本的可見性，所以它會(huì)減慢渲染速度。</p><p><b>　　燈光緩存：</b></p><p>　　1．細(xì)分

88、：這個(gè)是用全局燈光的一個(gè)細(xì)分參數(shù)，它對(duì)整體的計(jì)算速度以及陰影的質(zhì)量都有一個(gè)很大的影響的，正確設(shè)置這一項(xiàng)對(duì)于我們平時(shí)的出圖起著非常關(guān)鍵的作用。這個(gè)值越大當(dāng)然質(zhì)量就會(huì)越好，同時(shí)我們所需工花費(fèi)的時(shí)候就越長(zhǎng)。通常情況下在我們測(cè)試的時(shí)候會(huì)把這個(gè)值調(diào)為100—150,正式出圖的時(shí)候我們一般把它再改成1000-1500就可以了。</p><p>　　2．顯示計(jì)算狀態(tài)：如果我們想通過一個(gè)過程的觀察，來進(jìn)行經(jīng)常的修改時(shí)我們可以把這

89、一項(xiàng)勾選上。</p><p>　　3．進(jìn)程數(shù)量：這個(gè)是一全我們CPU的核心數(shù)量，你的計(jì)算機(jī)CPU是幾核的你就可以在這里輸入幾，比如我們現(xiàn)在用的是四核心的CPU，我們就輸入4。</p><p><b>　　系統(tǒng)：</b></p><p>　　動(dòng)態(tài)內(nèi)存極限：定義動(dòng)態(tài)光線發(fā)射器使用的全部?jī)?nèi)存的界限。注意這個(gè)極限值會(huì)被渲染線程均分，舉個(gè)例子，你設(shè)定這個(gè)

90、極限值為400MB，如果你使用了兩個(gè)處理器的機(jī)器并啟用了多線程，那么每一個(gè)處理器在渲染中使用動(dòng)態(tài)光線發(fā)射器的內(nèi)存占用極限就只有200MB，此時(shí)如果這個(gè)極限值設(shè)置的太低，會(huì)導(dǎo)致動(dòng)態(tài)幾何學(xué)不停的導(dǎo)入導(dǎo)出，反而會(huì)比使用單線程模式渲染速度更慢。</p><p>　　區(qū)域排序：這一項(xiàng)是設(shè)定v-ray在出圖的時(shí)候是采取哪種方式來進(jìn)行顯示的一個(gè)選項(xiàng)；比如我們正在調(diào)節(jié)整體場(chǎng)景中左面部分的材質(zhì)的時(shí)候我們可以選用“從左至右”，那么我

91、們想讓圖像從右往左顯示的時(shí)候怎么辦呢？注意一下這個(gè)選項(xiàng)的上面有一個(gè)反向排序，我們只需要勾選它就可以了。</p><p>　　v-ray日志：用于控制VR的信息窗口。 </p><p>　　顯示窗口：勾選的時(shí)候在每一次渲染開始的時(shí)候都顯示信息窗口。 級(jí)別：確定在信息窗口中顯示哪一種信息： 1——僅顯示錯(cuò)誤信息； 2——顯示錯(cuò)誤信息和警告信息； 3——顯示錯(cuò)誤、警告和情報(bào)信息； 4——顯示所

92、有 4 種信息。</p><p>　　C:\VRayLog.txt：這個(gè)是vray日志默認(rèn)保存的一個(gè)路徑，左擊后面的小方塊我們就可以任意更改這個(gè)路徑。</p><p>　　在選擇輸出的同時(shí)，選擇渲染時(shí)間長(zhǎng)度，幀數(shù)，分辨率，天氣，效果等。幀數(shù)不能選則過低和過高，太低了渲染的時(shí)候看不出效果；過高，如果電腦配置不高將會(huì)渲染的非常慢，還可能出現(xiàn)一些故障或錯(cuò)誤。</p><p&g

93、t;<b>　　圖28 渲染中</b></p><p>　　圖29 選擇輸出格式</p><p>　　較大場(chǎng)景的渲染會(huì)占用大量時(shí)間，所以在制作過程中，盡量減少場(chǎng)景的大小，過大的場(chǎng)景將會(huì)在渲染的時(shí)候消耗很多時(shí)間。</p><p><b>　　圖30 渲染完成</b></p><p>　　4.2 視頻后

94、期制作</p><p>　　所謂后期合成，就是利用實(shí)際拍攝所得到的素材，通過三維動(dòng)畫和合成手段制作特技鏡頭，然后將鏡頭剪輯到一起形成一個(gè)完整的影片，并制作音效和添加聲音。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)使用的后期制作是Adobe After Effects CS4。Adobe After Effects 適用于從事設(shè)計(jì)和視頻特技的機(jī)構(gòu)，包括電視臺(tái)、動(dòng)畫制作公司、個(gè)人后期制作工作室以及多媒體工

95、作室。而在新興的用戶群，如網(wǎng)頁設(shè)計(jì)師和圖形設(shè)計(jì)師中，也開始有越來越多的人在使用After Effects。新版本的After Effects帶來了前所未有的卓越功能。在影像合成、動(dòng)畫、視覺效果、非線性編輯、設(shè)計(jì)動(dòng)畫樣稿、多媒體和網(wǎng)頁動(dòng)畫方面都有其發(fā)揮余地。屬于層類型后期軟件。</p><p>　　After effects 并不是一個(gè)非線性編輯軟件，它主要是用于影視后期制作?？赡荏@訝于其中的一些特效，片后期制作的

96、在后期合成中就采用After effects。</p><p>　　Adobe After effects CS4參數(shù)設(shè)置</p><p>　　啟動(dòng)Adobe After effects CS4，打開“Edit/Preferences/General”菜單選項(xiàng)，對(duì)軟件的基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 </p><p>　　Levels of Undo后面的數(shù)字表示的是允許還原操

97、作的步驟數(shù)，這個(gè)數(shù)值的大小直接影響內(nèi)存的消耗，數(shù)值越大消耗內(nèi)存越多，數(shù)值越小則消耗的內(nèi)存越少。 </p><p>　　Show Tool Tips選項(xiàng)表示當(dāng)鼠標(biāo)懸停在按鈕上的時(shí)候是否顯示按鈕的提示信息。如果選擇Tabbed Windows選項(xiàng)，同類窗口將會(huì)用Tab標(biāo)簽的方式合并在一個(gè)窗口中，這樣可以方便切換窗口。 </p><p>　　勾選Close Multipe Views Simul

98、taneously選項(xiàng)以后，當(dāng)使用多視圖方式顯示的時(shí)候，如果按住Alt鍵關(guān)閉其中的一個(gè)窗口，則其他的窗口會(huì)同時(shí)被關(guān)閉。 </p><p>　　Switches Affect Neste Comps選項(xiàng)使嵌套層的設(shè)置和調(diào)用嵌套層的Composition設(shè)置同步。 如果選擇Default Spatial Interpolation to Linear選項(xiàng)就會(huì)使用生硬的直線運(yùn)動(dòng)路徑默認(rèn)情況下為較柔和的貝賽爾曲線作為運(yùn)動(dòng)

99、路徑。 如果選擇Preserve Constant Vertex Count when Editing Masks選項(xiàng)，可以確保編輯Mask時(shí)保持頂點(diǎn)數(shù)目。 </p><p>　　Synchronize Time of All Related Items選項(xiàng)可以使嵌套層和它調(diào)用層的時(shí)間線在不同的合成窗口中保持同步。 </p><p>　　Expression Pick Whip Write

100、s Compact English，表達(dá)式的編寫是否使用精確英語表達(dá)。 </p><p>　　Create Split Layers Above Original Layer 是否在原始層上新建分離層。 </p><p>　　Enable JavaScript Debugger是否允許使用Javascript錯(cuò)誤檢查器 </p><p>　　Use System C

101、olor Picker是否使用系統(tǒng)調(diào)色器 </p><p>　　Create New Layer At Best Quality新建層時(shí)是否使用最好的品質(zhì)。 </p><p>　　單擊“Next”按鈕進(jìn)入Previews預(yù)覽設(shè)置。 </p><p>　　Adaptive Resolution Limit表示使用動(dòng)態(tài)分辨率 </p><p>　

102、　Enable OpenGL表示是否使用OpenGl加速 </p><p>　　Audio Preview設(shè)置音頻預(yù)覽時(shí)長(zhǎng)度和采樣率等參數(shù) </p><p>　　單擊“Next”按鈕進(jìn)入Display顯示設(shè)置。 </p><p>　　All Keyframes可以在屏幕上顯示運(yùn)動(dòng)路徑的關(guān)鍵幀狀態(tài)，這樣比較容易在整體上控制運(yùn)動(dòng)形式。 </p><p

103、>　　Disable Thumbnails in Project Window在Project項(xiàng)目窗口中禁止顯示素材的縮略圖。 </p><p>　　Auto－zoom When Resolution Changes如果選中它可以根據(jù)合成窗口的分辨率自動(dòng)改變合成窗口的大小，如果你的計(jì)算機(jī)顯示器分辨率較低的話最好不要選擇它。單擊“Next”按鈕進(jìn)入Import輸入設(shè)置對(duì)話框。 Length of Compos

104、ition，當(dāng)把單幀的圖片素材調(diào)入Composition合成窗口時(shí)，會(huì)使用當(dāng)前合成的時(shí)間長(zhǎng)度作為圖片素材在Composition中的長(zhǎng)度。下面的選項(xiàng)表示可以自定義時(shí)間長(zhǎng)度最為圖片素材的時(shí)間長(zhǎng)度。Sequence Footage中的數(shù)值表示以多少幀每秒的幀速率作為導(dǎo)入圖片序列的幀速率。 </p><p>　　Interpret Unlabeled Alpha As中包含多個(gè)選項(xiàng)，假如素材中的alpha通道不能被Af

105、ter Effects所認(rèn)識(shí)的話，就會(huì)按照這里的設(shè)置情況來處理alpha通道一般情況下選擇Guess選項(xiàng)。 單擊“Next”按鈕進(jìn)入Output輸出設(shè)置對(duì)話框。 Overflow Volumes中有5個(gè)供選擇的菜單，可以在這里5個(gè)硬盤的邏輯分區(qū)作為Overflow的卷。如果沒有設(shè)置這些Overflow卷，在進(jìn)行渲染時(shí)，如果目標(biāo)驅(qū)動(dòng)器的空間用完了，將會(huì)導(dǎo)致渲染失敗。在這里盡量設(shè)置剩余空間比較大的分區(qū)作為Overflow卷，但是需要注意，最

106、好不要指定操作系統(tǒng)所在的分區(qū)或者CDROM作為Overflow卷。 </p><p>　　Use Default File Name and Folder表示輸出時(shí)的缺省文件名使用Composition名字。單擊“Next”按鈕進(jìn)入Grids & Guides網(wǎng)格和參考線設(shè)置。 </p><p>　　Grid和Guides中可以設(shè)置網(wǎng)格和參考線的顏色、大小等等參數(shù)。利用好這些輔助手

107、段可以很方便操作。 </p><p>　　Safe Margins時(shí)安全邊框范圍的設(shè)置。在實(shí)際播放視頻過程中，如果畫面超出了安全線范圍之外，超出的部分會(huì)被刪除。單擊“Next”按鈕，進(jìn)入Label Colors標(biāo)簽的顏色設(shè)置。 這里設(shè)置的時(shí)各種標(biāo)簽的顏色，如果沒有特殊需要，采用默認(rèn)值就可以了。單擊“Next”按鈕進(jìn)入label Defaults標(biāo)簽?zāi)J(rèn)設(shè)置窗口。 這里的設(shè)置是為了方便對(duì)界面元素進(jìn)行區(qū)別和歸類的，使

108、用默認(rèn)值就可以。單擊“Next”按鈕進(jìn)入Memory & Cache內(nèi)存和緩存設(shè)置窗口。 Maximum Memory Usage的默認(rèn)值為120%，指的是允許After Effects使用的最大內(nèi)存數(shù)量，此數(shù)值最大不要超過實(shí)際物理內(nèi)存數(shù)的200%。 Maximum RAM Cache Size是被用作圖像緩存的內(nèi)存大小，默認(rèn)值是內(nèi)存大小的60%，設(shè)置成80%比較合適，最大不要超過90%。單擊Next按鈕進(jìn)入Video Prev

109、iew視頻預(yù)覽設(shè)置。單擊Next按鈕進(jìn)入U(xiǎn)ser Interface Colors用戶顏色設(shè)置。在這里可以設(shè)置用戶使用時(shí)候的界面設(shè)置。 </p><p>　　將渲染完成的AVI文件導(dǎo)入AE中，片頭加上“基于3DS MAX的虛擬校園設(shè)計(jì)”設(shè)置停頓時(shí)間為3秒，結(jié)尾加上大學(xué)、系部、指導(dǎo)老師、學(xué)生姓名和制作時(shí)間，設(shè)置時(shí)間為5秒，重新渲染。最后輸出完成視頻制作。</p><p><b>　

110、　圖31 登陸畫面</b></p><p>　　圖32 在AE中進(jìn)行視頻制作</p><p><b>　　5 結(jié)論：</b></p><p>　　制作本設(shè)計(jì)用到了3DS MAX，AE兩個(gè)平臺(tái)，充分利用了3DS MAX 制作三維場(chǎng)景和AE處理視頻處理的強(qiáng)大功能。在完成這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我學(xué)到了很多新知識(shí)，學(xué)會(huì)了使用3DS MAX等

111、虛擬現(xiàn)實(shí)制作軟件，了解了比較前沿的科學(xué)內(nèi)容，更加加強(qiáng)了自己書本理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，讓我受益匪淺。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李世海等. 3ds max三維動(dòng)畫基礎(chǔ)與實(shí)例教程[M]. 北京： 冶金工業(yè)出版社，2006.</p><p>　　[2] 郭啟全等.三維造型與動(dòng)畫制作[M]. 北京：北