3Dmax建模在虛擬校園建設(shè)中的應(yīng)用,大學(xué)論文

3Dmax建模在虛擬校園建設(shè)中的應(yīng)用,大學(xué)論文內(nèi)容摘要：虛擬校園的建設(shè)是將來(lái)校園數(shù)字信息化的一個(gè)重要發(fā)展方向。華而不實(shí)，三維模型的構(gòu)建是虛擬校園建設(shè)中重要的組成部分，該文以學(xué)校歷史博物館為建模原型研究了3Dmax軟件在模型構(gòu)建、貼圖以及渲染等方面的應(yīng)用，3Dmax多視角觀察、快速鍵的快速使用以及諸多功能的集成均能夠使得建模經(jīng)過(guò)愈加流暢，同時(shí)V-Ray渲染器插件的安裝也使得貼圖愈加便捷，最終得到制作完善的虛擬模型。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：3Dmax;三維建模；模型貼圖；三維數(shù)字校園系統(tǒng)是指數(shù)字信息化的三維校園，包括校園信息的獲取，校內(nèi)環(huán)境的三維展示等[1],該系統(tǒng)通過(guò)虛擬模型能夠全方位地展示校園的實(shí)際地理環(huán)境，真實(shí)再現(xiàn)校園情境，因而三維模型的開(kāi)創(chuàng)建立至關(guān)重要。當(dāng)前三維建模軟件數(shù)量諸多，常用的如3Dmax、Maya、GoogleSketchup、Blender、Solidworks、CA-TIA等。本文選用了操作較為便捷的3Dmax軟件，完成了學(xué)校歷史博物館虛擬模型的開(kāi)創(chuàng)建立、模型貼圖以及渲染部分。主要應(yīng)用了標(biāo)準(zhǔn)基本體、樣線條、復(fù)合對(duì)象、修改器等操作簡(jiǎn)單且強(qiáng)大的功能，同時(shí)，愈加注意模型細(xì)節(jié)的處理，最終得到了制作完善的三維模型。1操作軟件簡(jiǎn)介3Dmax全名為3DStudioMax,是一款基于PC系統(tǒng)的三維動(dòng)畫渲染和制作軟件，廣泛應(yīng)用于廣告、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、游戲、以及輔助教學(xué)等領(lǐng)域。3Dmax功能強(qiáng)大且操作簡(jiǎn)單上手難度很低，很合適初學(xué)者進(jìn)行使用。同時(shí)，它具有強(qiáng)大的動(dòng)畫制作能力以及可堆疊的建模步驟，在國(guó)內(nèi)外都擁有大量的使用者，3Dmax也成為人們進(jìn)行三維模型開(kāi)創(chuàng)建立的首要選擇。本文采用的軟件是3dsMax2020.2建模方式方法以及準(zhǔn)備工作本文中的模型開(kāi)創(chuàng)建立使用了兩種建模方式方法，一種是直接在3DMax利用它本身所帶的開(kāi)創(chuàng)建立標(biāo)準(zhǔn)幾何體、樣線條、復(fù)合對(duì)象等功能建模；另一種是到相關(guān)網(wǎng)站下載需要的模型，將所下載的模型從外部導(dǎo)入，重新加以修改利用即可。需要注意的是在3DMax中構(gòu)建模型所設(shè)置尺寸的大小能否與實(shí)際物體呈比例。利用布爾、擠出、貝塞爾曲線、樣線條取樣、多邊形編輯等基礎(chǔ)功能，進(jìn)行物體模型的搭建。為保證物體模型的真實(shí)感，需挑選適宜的材質(zhì)與貼圖，燈光的設(shè)置也至關(guān)重要。到相關(guān)網(wǎng)站下載需要的模型可能與整體場(chǎng)景不協(xié)調(diào)，需要稍加調(diào)整，以消除與自個(gè)搭建的場(chǎng)景模型的違和感。3三維模型的設(shè)計(jì)與制作3.1整體輪廓建模初次打開(kāi)3Dmax需要將單位設(shè)置為毫米，在對(duì)博物館整體布局做好規(guī)劃的前提下，開(kāi)場(chǎng)進(jìn)行建模。首先構(gòu)建博物館整體外圍構(gòu)造，估算出各展廳邊長(zhǎng)。設(shè)置博物館外墻厚度為225mm,內(nèi)墻厚度為125mm,高度為5400mm,方形墻面直接在標(biāo)準(zhǔn)基本體中使用長(zhǎng)方體構(gòu)建，而圓形展示廳利用管狀體修改成。首先建立內(nèi)半徑為4600mm,外半徑為4800,高為5000mm的管狀體，將邊數(shù)設(shè)置為100,增加其圓滑度。然后在修改器參數(shù)列表中勾選啟用切片，使切片起始位置為36,結(jié)束位置為-226.5.博物館整體輪廓較為簡(jiǎn)單，由于在建模經(jīng)過(guò)中模型搭建的精到準(zhǔn)確程度會(huì)影響到后期貼圖和制作交互的效果，所以既要避免模型過(guò)于簡(jiǎn)單無(wú)法完好展示細(xì)節(jié)，又要防止過(guò)于煩瑣，影響后期貼圖、交互經(jīng)過(guò)，因而，本系統(tǒng)盡量在不影響細(xì)節(jié)效果的基礎(chǔ)上釆用數(shù)量較少的面來(lái)模擬博物館三維模型[2].博物館整體外圍輪廓如此圖1所示：圖1博物館外圍輪廓模型3.2內(nèi)部裝飾建模以石拱門建模經(jīng)過(guò)為例，首先通過(guò)圖形-樣線條在前視圖中制作一個(gè)寬4000mm的矩形，然后打開(kāi)捕捉工具，捕捉矩形的寬，畫出一條長(zhǎng)度為4000mm的線，然后制作一個(gè)650mm*850mm的矩形，使用復(fù)合圖形工具點(diǎn)擊線條，分別在途徑的百分之零、百分之一百、百分之四十處，進(jìn)行放樣操作-獲取圖形-選擇650*850mm矩形，構(gòu)成高為4000mm,長(zhǎng)寬分別為650mm、850mm的長(zhǎng)方體。最后在修改器處，對(duì)照新建的長(zhǎng)方體，插入腳點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)、縮放控制點(diǎn)的操作，調(diào)整柱體的形狀，完成石柱門的制作，石拱門模型如此圖2所示。其余的模型如展示柜〔圖3〕、燈具、墻壁掛畫等，能夠通過(guò)復(fù)合對(duì)象面板的取樣、布爾、超級(jí)布爾，編輯器中擠出、FFP4*4*4以及轉(zhuǎn)化為可編輯多邊形進(jìn)行操作完成。將博物館模型全部構(gòu)建完成之后，為保證節(jié)省內(nèi)存，需要對(duì)這些模型進(jìn)行優(yōu)化處理：使用塌陷功能對(duì)多模型重復(fù)的地方進(jìn)行處理，焊接模型中一些需要合并的點(diǎn)或線，刪除相鄰兩個(gè)平面的公共邊，盡量使得每個(gè)面都構(gòu)成凸多邊形。另外，對(duì)已完成的三維模型的位置、大小、角度進(jìn)行調(diào)整并優(yōu)化，確保模型的構(gòu)建簡(jiǎn)單、美觀且無(wú)錯(cuò)誤。圖2石拱門模型圖3展示柜模型4模型貼圖在校史館三維模型構(gòu)建完成后，為保證模擬三維建筑物的真實(shí)效果，需要對(duì)校史館內(nèi)外模型進(jìn)行貼圖、賦予材質(zhì)操作，使用3Dmax給模型賦予材質(zhì)與貼圖的經(jīng)過(guò)中，共采用了三種不同的方式分別為：4.1利用基本材質(zhì)在3Dmax中，通過(guò)對(duì)三種Blinn基本參數(shù)的調(diào)整能夠構(gòu)成基本材質(zhì)，進(jìn)而開(kāi)創(chuàng)建立建模對(duì)象外表。這三種參數(shù)分別為：AmbientColor〔環(huán)境光顏色〕，DiffuseColor〔漫反射顏色〕，SpecularColor〔高光反射顏色〕[3],通過(guò)對(duì)這三種參數(shù)的調(diào)整能夠生成有效的渲染效果，同時(shí)基本材質(zhì)可以以通過(guò)調(diào)整自發(fā)光顏色參數(shù)以及不透明度來(lái)模擬發(fā)光對(duì)象、構(gòu)成透明或半透明對(duì)象等。本次博物館三維模型中的墻面、柱子、天花板等的材質(zhì)制作均采用了這種方式方法。4.2利用位圖位圖是一種二維貼圖形式，通過(guò)將構(gòu)建模型本體利用數(shù)碼相機(jī)拍攝，或者收集其本來(lái)的材質(zhì)構(gòu)造，進(jìn)行貼圖，能夠增加與實(shí)體的吻合程度[4].貼圖經(jīng)過(guò)比擬簡(jiǎn)單：在安裝好與所使用的3Dmax相適配的V-ray渲染器的基礎(chǔ)上，只需要將下載好的圖片拖拽至材質(zhì)球上，再將該貼圖從材質(zhì)球上直接拖到相應(yīng)位置即可。本次博物館三維模型中展示墻中人物圖片貼圖、地板等都使用了這種方式方法來(lái)完成。圖4展示了部分博物館中墻面的貼圖。4.3復(fù)合材質(zhì)復(fù)合材質(zhì)就是將基本材質(zhì)、程序貼圖以及位圖等方式方法綜合運(yùn)用來(lái)制作比擬復(fù)雜的材質(zhì)[3],本次博物館三維模型中玻璃材質(zhì)制作就是用這種方式方法完成的。在未找到適宜玻璃材質(zhì)的基礎(chǔ)上，先下載了磨砂玻璃的材質(zhì)，拖拽入材質(zhì)球后，調(diào)整不透明度為40%,效果如此圖5所示：圖5玻璃材質(zhì)5結(jié)束語(yǔ)在三維模型構(gòu)建經(jīng)過(guò)中，固然能夠在形體尺寸上進(jìn)行復(fù)原，但是不管是建模還是貼圖、材質(zhì)的選擇，均偏向技術(shù)性，模型真實(shí)感欠缺，真實(shí)復(fù)原場(chǎng)景方面的技術(shù)還需要不斷的加工。不可否認(rèn)的是，在技術(shù)有望得到解決的基礎(chǔ)上，將來(lái)3Dmax在建模方面所具有的優(yōu)勢(shì)會(huì)更廣泛地發(fā)揮出來(lái)，本文通過(guò)3Dmax對(duì)校園歷史博物館展開(kāi)模型開(kāi)創(chuàng)建立，所制作的三維模型場(chǎng)景非常細(xì)膩，另外將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在校園文化建設(shè)中，也是學(xué)校邁向數(shù)字化管理的重要一步。以下為參考文獻(xiàn)[1]伊力哈木江巴圖爾，崔龍，張紅忠，等。基于Unity3D的三維數(shù)字校園遨游系統(tǒng)[J].當(dāng)代計(jì)算機(jī)：專業(yè)版，2020〔36〕：90-94.[2]馬振，董改香。關(guān)