max與VR相關(guān)建模要求

#目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要2ABSTRACT3第一章虛擬現(xiàn)實(shí)簡(jiǎn)介41.1、概述41.2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)計(jì)目標(biāo)41.3、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)5第二章3DSTUDIOMAX簡(jiǎn)介6第三章3DMAX在VR系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中的應(yīng)用73DMAX建模的具體實(shí)施7數(shù)據(jù)收集7獲取布局圖7貼圖資料。83DMAX構(gòu)建模型主要工作8劃分場(chǎng)景單元8主要建筑物建模9次要建筑物建模9注意事項(xiàng)93DMAX模型的構(gòu)造方法93DMAX的幾何建模方法10基于圖像的繪制方法11建模過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題和解決辦法123DMAX在虛擬現(xiàn)實(shí)建模中的關(guān)鍵問(wèn)題12建模過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的解決辦法123DMAX建模的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各領(lǐng)域的發(fā)展13總結(jié)與展望15參考文獻(xiàn)16致謝17摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,二維的信息展示方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們對(duì)信息獲取的需要,三維的信息顯示方式已經(jīng)成為今后信息展示的主流發(fā)展方向。3DMAX是Autodesk公司的子公司Kinetix推出的一種優(yōu)秀的三維動(dòng)畫(huà)造型軟件，它廣泛用于游戲、廣告、建筑等領(lǐng)域，是目前PC上最流行的三維動(dòng)畫(huà)造型軟件。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，它使計(jì)算機(jī)適應(yīng)人而不是人適應(yīng)計(jì)算機(jī)，它的發(fā)展應(yīng)用日益廣泛、普及。本文擬就3DMAX在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)建模過(guò)程中的應(yīng)用做一介紹。關(guān)鍵詞：3DMAX、虛擬現(xiàn)實(shí)、建模AbstractWiththecontinuousprogressofscienceandtechnologyandthedevelopmentoftwo—dimensionalinformationdisplaymodeiscannotmeettheneedsofpeopleaccesstoinformation,three—dimensionalinformationdisplayinformationdisplayhasbeenthemainstreamforfuturedevelopment.Autodesk3DMAXisasubsidiaryofKinetixintroducedanexcellent3Darchitectureandotherfields,isthePC'smostpopularanimationmodelingsoftware.Virtualrealitytechnologyisthedevelopmentofcomputertechnologytoacertainstage,anditallowsthecomputertoadapttopeopleratherthantoadapttothecomputer,itsdevelopmenthasbeenusedwidely,popular.ThispaperonVirtualReality3DMAXmodelingintheapplicationprocesstodoanintroduction.Keywords:3DMAX、virtualreality、modeling第一章虛擬現(xiàn)實(shí)簡(jiǎn)介1.1、概述虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)是近年來(lái)十分活躍的技術(shù)研究領(lǐng)域。它是一系列高新技術(shù)的匯集，包括計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理與模式識(shí)別、智能接口技術(shù)、人工智能、多傳感器技術(shù)以及高度并行的實(shí)時(shí)計(jì)算技術(shù)。目前，其應(yīng)用已廣泛涉及軍事、教育培訓(xùn)、工程設(shè)計(jì)、商業(yè)、醫(yī)學(xué)、影視、藝術(shù)、娛樂(lè)等眾多領(lǐng)域，并帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的建模是整個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)建立的基礎(chǔ)。為了給用戶(hù)創(chuàng)建一個(gè)能使他感受到身臨其境、逼真的環(huán)境，就需要?jiǎng)?chuàng)建盡可能逼真的模型和虛擬場(chǎng)景。但是，如果模型和場(chǎng)景過(guò)于精細(xì)，數(shù)據(jù)量過(guò)于龐大，將給虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)帶來(lái)災(zāi)難，尤其是比較復(fù)雜的場(chǎng)景比如古村落建筑。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的建模，應(yīng)該在保證必須的模型質(zhì)量情況下做到數(shù)據(jù)量盡量小，以保證虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行效率設(shè)計(jì)一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)除了硬件條件一般個(gè)人無(wú)法定制外，能夠充分發(fā)揮個(gè)人能動(dòng)性的就只能是在系統(tǒng)軟的方面下功夫了。設(shè)計(jì)一個(gè)VR系統(tǒng)，首要的問(wèn)題是創(chuàng)造一個(gè)虛擬環(huán)境，這個(gè)虛擬環(huán)境包括三維模型、三維聲音等，在這些要素中，因?yàn)樵谌说母杏X(jué)中，視覺(jué)攝取的信息量最大，反應(yīng)亦最為靈敏，所以創(chuàng)造一個(gè)逼真而又合理的模型，并且能夠?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)地顯示是最重要的。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)構(gòu)建的很大一部分工作也是建造逼真合適的三維模型。1.2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)計(jì)目標(biāo)要使參與者有"真實(shí)"的體驗(yàn)。這種體驗(yàn)就是"沉浸"或"投入"，即全心地進(jìn)入，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是產(chǎn)生在虛擬世界中的幻覺(jué)。理想的虛擬環(huán)境應(yīng)達(dá)到用戶(hù)難以分辯真假的程度，甚至比真的還"真"。這種沉浸感的意義在于可以使用戶(hù)集中注意力。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，就必須具有多感知的能力，理想的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)應(yīng)具備人類(lèi)所具有的一切感知能力，包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)，甚至味覺(jué)和嗅覺(jué)。系統(tǒng)要能提供方便的、豐富的、主要是基于自然技能的人機(jī)交互手段。這些手段使得參與者能夠?qū)μ摂M環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的操縱，能從虛擬環(huán)境中得到反饋信息，也能便系統(tǒng)了解參與者的關(guān)鍵部位的位置、狀態(tài)、變形等各種系統(tǒng)需要知道的數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)性是非縱，能從虛擬環(huán)境中得到反饋信息，也能便系統(tǒng)了解參與者的關(guān)鍵部位的位置、狀態(tài)、變形等各種系統(tǒng)需要知道的數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)性是非常重要的，如果在交互時(shí)存在較大的延遲，與人的心理經(jīng)驗(yàn)不一致，就談不上以自然技能的交互，也很難獲得沉浸感。為達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，高速計(jì)算和處理就必不可少。1.3、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)分為分布式虛擬現(xiàn)實(shí)和非分布式虛擬現(xiàn)實(shí)兩種體系結(jié)構(gòu)。非分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)--真實(shí)用戶(hù)環(huán)境VUE(VeridicalUserEnvironment),它是一個(gè)事件驅(qū)動(dòng)、按照一組規(guī)則來(lái)處理并發(fā)事件的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),它將單個(gè)的虛擬世界分解成多個(gè)Client/Server進(jìn)程，這些進(jìn)程可以在不同的處理器上執(zhí)行，并通過(guò)消息傳遞相互通信。系統(tǒng)包含3個(gè)VR部件：設(shè)備服務(wù)器(deviceservers)、應(yīng)用進(jìn)程(alicationprocees作為一種服務(wù)器進(jìn)程來(lái)管理)和會(huì)話(huà)管理DM(DialogueManager)。設(shè)備管理器管理輸入輸出設(shè)備；會(huì)話(huà)管理是設(shè)備服務(wù)器的客戶(hù)程序，同時(shí)又是應(yīng)用進(jìn)程的服務(wù)器，它定義了虛擬世界的交互規(guī)則，并協(xié)調(diào)和傳遞輸入設(shè)備服務(wù)器產(chǎn)生的事件到應(yīng)用進(jìn)程，然后將響應(yīng)事件傳遞到輸出設(shè)備服務(wù)器，會(huì)話(huà)管理通過(guò)異步消息傳遞來(lái)與其他服務(wù)器通信并按照規(guī)則傳遞事件。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)是一個(gè)支持多人實(shí)時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，每個(gè)用戶(hù)在一個(gè)VR環(huán)境(真實(shí)感3D立體圖形，立體聲)中通過(guò)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)與其他用戶(hù)進(jìn)行交互。DVR的研究開(kāi)發(fā)工作早在20世紀(jì)80年代處就開(kāi)始了，近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展更進(jìn)一步推進(jìn)了DVR的研究和開(kāi)發(fā)。第二章3DStudioMAX簡(jiǎn)介3DMAX是Autodesk公司下的一款3維動(dòng)畫(huà)軟件，已經(jīng)有十多年的歷史了，在3維動(dòng)畫(huà)軟件中這是一款非常成功的產(chǎn)品系列，也是具有跨時(shí)代的意義，在3維的高級(jí)建模中主要有4中，多變形建模、面片建模、網(wǎng)格建模、NURBS建模，先畫(huà)一個(gè)3維模型，選擇高級(jí)建模4個(gè)中的一個(gè)，多邊形建模主要通過(guò)點(diǎn)、邊、面多邊形，改變3維物體的形狀，網(wǎng)格建模，面片建模都基本類(lèi)似，在次級(jí)層中編輯改變的3維物體的形狀大小曲面等來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的效果。3DMAX技術(shù)廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、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3DMAX被廣泛地應(yīng)用于電視及娛樂(lè)業(yè)中，比如片頭動(dòng)畫(huà)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3DMAX的杰作。在影視特效方面也有一定的應(yīng)用。而在國(guó)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(huà)制作中，3DMAX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)3DMAX的掌握程度也有不同的要求，建筑方面的應(yīng)用相對(duì)來(lái)說(shuō)要局限性大一些，它只要求單幀的渲染效果和環(huán)境效果只涉及到比較簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)；片頭動(dòng)畫(huà)和視頻游戲應(yīng)用中動(dòng)畫(huà)占的比例很大，特別是視頻游戲?qū)巧珓?dòng)畫(huà)的要求要高一些；影視特效方面的應(yīng)用則把3DMAX的功能發(fā)揮到了極至。3DMAX因其隨時(shí)可以使用的基于模板的角色搭建系統(tǒng)、強(qiáng)大的建模和紋理制作工具包以及通過(guò)集成的mentalray軟件提供的無(wú)限自由網(wǎng)絡(luò)渲染而享譽(yù)世界。第三章3DMAX在VR系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中的應(yīng)用3DMAX建模的具體實(shí)施數(shù)據(jù)收集在這里我們主要是以古鎮(zhèn)虛擬環(huán)境建立為例。在數(shù)據(jù)收集過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)建設(shè)過(guò)程中對(duì)于建筑、環(huán)境等場(chǎng)景的要求不同,選擇不同分辨率和精確度的數(shù)據(jù)和圖片。獲取布局圖向有關(guān)部門(mén)提取的圖紙資料包括大比例尺航攝相片、地形圖文件、建筑單體及規(guī)劃的工程圖紙文件。原始資料獲得后，利用AutoCad進(jìn)行校正,將單個(gè)建筑物的輪廓線(xiàn)從攝取照片中提取，作為古鎮(zhèn)模型的底圖資料并且按照一定的比例把圖片做成地形貼圖,方便后面模型的建立。整理單個(gè)集合體的各種建筑尺寸備用。如下圖：JjJj貼圖資料。在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中為了增加模型的逼真效果，通常把取自實(shí)際環(huán)境的數(shù)碼照片做為紋理,另外部分圖片要進(jìn)行處理，讓常用的圖像處理軟件比如Photoshop能夠處理RGB或RGBA格式的文件，設(shè)定紋理圖片的大小，要做為紋理的圖片長(zhǎng)度和寬度像素值均要設(shè)為2的整數(shù)次冪，如256*128，否則模型在實(shí)時(shí)漫游中紋理可能發(fā)生扭曲變形。透明貼圖用圖像處理軟件處理透明貼圖后得到。也可從其它資源獲取現(xiàn)場(chǎng)拍攝不到的建筑或景觀(guān)的紋理貼圖內(nèi)容包括建筑物、道路、水面、樹(shù)木、草地、小品設(shè)施等。如下古鎮(zhèn)貼圖材質(zhì)的獲?。?DMAX構(gòu)建模型主要工作3DMAX建模軟件的使用非常廣泛，具有可操作性強(qiáng)、功能強(qiáng)大、模型精細(xì)逼真、質(zhì)感強(qiáng)等特點(diǎn)，缺點(diǎn)就是數(shù)據(jù)量大。利用3DMAX構(gòu)建模型主要工作有：3.2.1劃分場(chǎng)景單元在古鎮(zhèn)模型構(gòu)建中，通常需要對(duì)真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行劃分，分成相對(duì)獨(dú)立的幾個(gè)單元。根據(jù)本文所涉及的古鎮(zhèn)的實(shí)景場(chǎng)景，劃分出了劃分出了紀(jì)念館、書(shū)院、酒樓、寺廟等主要建筑物和其他次要建筑物，另外樹(shù)木等小品也可以單獨(dú)做考慮。主要建筑物建模四個(gè)主要建筑物作為場(chǎng)景的核心景點(diǎn)，模型質(zhì)量要求較高，要有一定的逼真度。因此往往需要使用3DSMAX軟件的Extrude、Mirror、Bevel、Loft、EditSpline等等命令。比如在大宗祠的建模中，宗祠的橫梁、柱基等等就較多的使用了Extrude、EditSpline命令。另外，為了減少模型的面片和數(shù)據(jù)量，在保證模型一定精細(xì)度的情況下要盡量減少這些命令的Segment、Sides或Steps值，同時(shí)，盡可能的使用紋理映射提高模型逼真度。3.2.3次要建筑物建模次要建筑物模型質(zhì)量要求不高，可以使用簡(jiǎn)單幾何體和紋理映射來(lái)完成。注意事項(xiàng)要想在3DMAX中建立模型，并將3DMAX模型轉(zhuǎn)換為仿真驅(qū)動(dòng)的OpenFlight模型并且能夠使用，在Max中建模時(shí)我們必須注意以下幾點(diǎn)：（1）避免不兼容的情況。在本方法中，需要先使用3DSMAX建立模型再導(dǎo)入到MultiGenCreator中進(jìn)行處理，但是3DMAX做為一個(gè)功能強(qiáng)大的建模軟件，有些指令在MultiGenCreator是無(wú)法得到識(shí)別和支持的，比如復(fù)雜的紋理合成、reference參數(shù)等等。為了保證前面建立模型在后面得到較好讀取，應(yīng)該避免使用這些指令，或者在模型導(dǎo)入到MultiGenCreator后使用類(lèi)似的指令。（2）盡量使用簡(jiǎn)單方式。建立的模型要盡量采用比較簡(jiǎn)易的Box、Shape等來(lái)表現(xiàn)，不要使用NURBS、polygon、patch建模方式建模。建議在3dmax中多采用Shape加其它命令的方式來(lái)建立模型。（3）在保證模型質(zhì)量的情況下盡量減少精細(xì)度。比如在使用Shape中的Line建立模型時(shí)要盡量將Interpolation選項(xiàng)中的Steps值設(shè)置到最小的程度，一般設(shè)到1?3即可滿(mǎn)足要求，Steps值過(guò)高會(huì)極大的增加轉(zhuǎn)換后的模型面片數(shù)。3.33DMAX模型的構(gòu)造方法VR系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)逼真地模擬環(huán)境,考慮到硬件的限制和虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性的要求，VR系統(tǒng)的建模與以造型為主的動(dòng)畫(huà)建模方法有著顯著的不同,VR的建模大都采用模型分割、紋理映射等技術(shù)。3DSMAX建模軟件的使用非常廣泛，具有可操作性強(qiáng)、功能強(qiáng)大、模型精細(xì)逼真、質(zhì)感強(qiáng)等特點(diǎn)，目前VR中的虛擬場(chǎng)景的構(gòu)造主要有以下途徑：基于模型的方法和IBR（基于圖像的繪制）方法兩種。這兩種方法都可以在3DSMAX中加以實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證，下面具體展開(kāi)加以說(shuō)明。3.3.13DMAX的幾何建模方法（1）多邊形建模。多邊形建模技術(shù)是最早采用的一種建模技術(shù)，它的思想很簡(jiǎn)單，就是用小平面來(lái)模擬曲面，從而制作出各種形狀的三維物體，小平面可以是三角形、矩形或其他多邊形但實(shí)際中多是三角形或矩形。使用多邊形建?？梢酝ㄟ^(guò)直接創(chuàng)建基本的幾何體，再根據(jù)要求采用修改器調(diào)整物體形狀或通過(guò)使用放樣、曲面片造型、組合物體來(lái)制作虛擬現(xiàn)實(shí)作品。多邊形建模的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、方便和快速但它難于生成光滑的曲面，故而多邊形建模技術(shù)適合于構(gòu)造具有規(guī)則形狀的物體，如大部分的人造物體，同時(shí)可根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求，僅僅通過(guò)調(diào)整所建立模型的參數(shù)就可以獲得不同分辨率的模型，以適應(yīng)虛擬場(chǎng)景實(shí)時(shí)顯示的需要。（2）NURBS建模。NURBS是Non-UniformRationalB-Splines（非均勻有理B樣條曲線(xiàn)）的縮寫(xiě)，它純粹是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)數(shù)學(xué)概念。NURBS建模技術(shù)是最近4年來(lái)三維動(dòng)畫(huà)最主要的建模方法之一，特別適合于創(chuàng)建光滑的、復(fù)雜的模型,而且在應(yīng)用的廣泛性和模型的細(xì)節(jié)逼真性方面具有其他技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。但由于NURBS建模必須使用曲面片作為其基本的建模單元，所以它也有以下局限性：NURBS曲面只有有限的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致它很難制作拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)很復(fù)雜的物體（例如帶空洞的物體）；NURBS曲面片的基本結(jié)構(gòu)是網(wǎng)格狀的，若模型比較復(fù)雜,會(huì)導(dǎo)致控制點(diǎn)急劇增加而難于控制;構(gòu)造復(fù)雜模型時(shí)經(jīng)常需要裁剪曲面,但大量裁剪容易導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤;NURBS技術(shù)很難構(gòu)造“帶有分枝的”物體。（3）細(xì)分曲面技術(shù)。細(xì)分曲面技術(shù)是1998年才引入的三維建模方法，它解決了NURBS技術(shù)在建立曲面時(shí)面臨的困難，它使用任意多面體作為控制網(wǎng)格，然后自動(dòng)根據(jù)控制網(wǎng)格來(lái)生成平滑的曲面。細(xì)分曲面技術(shù)的網(wǎng)格可以是任意形狀，因而可以很容易地構(gòu)造出各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并始終保持整個(gè)曲面的光滑性。細(xì)分曲面技術(shù)的另一個(gè)重要特點(diǎn)是“細(xì)分”，就是只在物體的局部增加細(xì)節(jié)，而不必增加整個(gè)物體的復(fù)雜程度，同時(shí)還能維持增加了細(xì)節(jié)的物體的光滑性。但由于細(xì)分曲面技術(shù)是一種剛出現(xiàn)不久的技術(shù)，3DStudioMAXR3對(duì)它的支持還顯得稚嫩，還不能完成一些十分復(fù)雜的模型創(chuàng)作。有了以上3DMAX幾種建模方法的認(rèn)識(shí)，就可以在為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)制作相應(yīng)模型前,根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的要求選取合適的建模途徑,多快好省地完成虛擬現(xiàn)實(shí)的作品的制作。在虛擬現(xiàn)實(shí)作品制作的時(shí)候應(yīng)當(dāng)遵循一個(gè)原則:在能夠保證視覺(jué)效果的前提下，盡量采用比較簡(jiǎn)單的模型，而且若能夠用參數(shù)化方法構(gòu)建的對(duì)象盡量用參數(shù)化方法構(gòu)建，同時(shí)，在模型創(chuàng)作過(guò)程中，對(duì)模型進(jìn)行分割，分別建模，以利于在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中進(jìn)行操作和考察。對(duì)于復(fù)雜對(duì)象的運(yùn)動(dòng)或原理演示,我們可以預(yù)先將對(duì)象的運(yùn)動(dòng)和說(shuō)明做成動(dòng)畫(huà)存為avi文件，然后等待VR系統(tǒng)合適的觸發(fā)事件，播放該avi文件即可。3.3.2基于圖像的繪制方法傳統(tǒng)圖形繪制技術(shù)均是面向景物幾何而設(shè)計(jì)的，因而繪制過(guò)程涉及到復(fù)雜的建模、消隱和光亮度計(jì)算。盡管通過(guò)可見(jiàn)性預(yù)計(jì)算技術(shù)及場(chǎng)景幾何簡(jiǎn)化技術(shù)可大大減少需處理景物的面片數(shù)目，但對(duì)高度復(fù)雜的場(chǎng)景，現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)硬件仍無(wú)法實(shí)時(shí)繪制簡(jiǎn)化后的場(chǎng)景幾何。因而我們面臨的一個(gè)重要問(wèn)題是如何在具有普通計(jì)算能力的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)真實(shí)感圖形的實(shí)時(shí)繪制。IBR技術(shù)就是為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)而設(shè)計(jì)的一種全新的圖形繪制方式。該技術(shù)基于一些預(yù)先生成的圖像（或環(huán)境映照）來(lái)生成不同視點(diǎn)的場(chǎng)景畫(huà)面，與傳統(tǒng)繪制技術(shù)相比，它有著鮮明的特點(diǎn)：（1）圖形繪制獨(dú)立于場(chǎng)景復(fù)雜性，僅與所要生成畫(huà)面的分辨率有關(guān)。（2）預(yù)先存儲(chǔ)的圖像（或環(huán)境映照）既可以是計(jì)算機(jī)合成的，亦可以是實(shí)際拍攝的畫(huà)面，而且兩者可以混合使用。（3）該繪制技術(shù)對(duì)計(jì)算資源的要求不高，因而可以在普通工作站和個(gè)人計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜場(chǎng)景的實(shí)時(shí)顯示。由于每一幀場(chǎng)景畫(huà)面都只描述了給定視點(diǎn)沿某一特定視線(xiàn)方向觀(guān)察場(chǎng)景的結(jié)果，并不是從圖像中恢復(fù)幾何或光學(xué)景象模型，為了擺脫單幀畫(huà)面視域的局限性，我們可在一給定視點(diǎn)處拍攝或通過(guò)計(jì)算得到其沿所有方向的圖像，并將它們拼接成一張全景圖像。為使用戶(hù)能在場(chǎng)景中漫游，我們需要建立場(chǎng)景在不同位置處的全景圖，繼而通過(guò)視圖插值或變形來(lái)獲得臨近視點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的視圖。IBR技術(shù)是新興的研究領(lǐng)域，它將改變?nèi)藗儗?duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，從而使計(jì)算機(jī)圖形學(xué)獲得更加廣泛的應(yīng)用。建模過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題和解決辦法3.4.13DMAX在虛擬現(xiàn)實(shí)建模中的關(guān)鍵問(wèn)題（1）基本建模方面。雖然通過(guò)3DMAX能實(shí)現(xiàn)模型精細(xì)，效果美好的模型，但整個(gè)工程的數(shù)據(jù)量是驚人的，另外3DMAX存在于其他軟件結(jié)合的問(wèn)題，有鑒于此，為了解決兩者兼容問(wèn)題，3DMAX建模中應(yīng)盡量使用簡(jiǎn)單命令。為了解決數(shù)據(jù)量問(wèn)題，模型在不影響整個(gè)虛擬城市質(zhì)量的前提下應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單。（2）紋理貼圖方面。在模型中，紋理是影響數(shù)據(jù)量的重要因素。紋理的大小直接關(guān)系到文件的渲染速度和整個(gè)數(shù)據(jù)量大小。因此，在處理貼圖時(shí)，應(yīng)將紋理尺寸（在不影響模型外觀(guān)的前提下）調(diào)整到盡可能小。在特定情況下，可在3DMAX中調(diào)整。建模過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的解決辦法（1）數(shù)據(jù)的讀取。模型導(dǎo)出數(shù)據(jù)文件時(shí)需要考慮幾點(diǎn):精度各類(lèi)信息不丟失;便于導(dǎo)入模塊的處理。在這里,數(shù)據(jù)的讀取的做法是先在3DMAX中將模型用Export工具導(dǎo)出為3DS文件格式，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。這里存在的問(wèn)題是書(shū)格式轉(zhuǎn)換后模型出現(xiàn)多余面的處理,在這里我們采用面合并和頂點(diǎn)合并的方法合并在同一個(gè)面上的小面和距離較小的頂點(diǎn)。（2）運(yùn)用實(shí)時(shí)生成一定詳細(xì)程度的三維場(chǎng)景的L0D（LevelofDetail）技術(shù)，即細(xì)節(jié)層次模型小型的場(chǎng)景容易實(shí)現(xiàn)流暢的實(shí)時(shí)漫游，但對(duì)于過(guò)于復(fù)雜的大型甚至巨大型的場(chǎng)景，如果對(duì)所有模型在任何時(shí)候（近景、遠(yuǎn)景或被阻擋）都進(jìn)行同樣的計(jì)算量,那顯然是會(huì)極大地影響實(shí)時(shí)漫游的流暢性，此時(shí)運(yùn)用LOD技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在不同層次、不同視覺(jué)條件下，采用不同精細(xì)程度的模型來(lái)表示同一物體，以提高場(chǎng)景的顯示速度,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、交互。也就是說(shuō),為每個(gè)物體都手工建立繁簡(jiǎn)不同的模型,當(dāng)物體離視點(diǎn)遠(yuǎn)時(shí)就調(diào)用相對(duì)簡(jiǎn)單的模型,而近距離觀(guān)察時(shí)調(diào)用相對(duì)復(fù)雜的模型（這樣可以在逼真性和速度之間達(dá)到均衡）因此需設(shè)定若干個(gè)（3?5）層次（每個(gè)層次的適用范圍是動(dòng)態(tài)分配且有交集的）。（3）對(duì)部分模型采用DOF（DegreeofFreedom）技術(shù),即自由度。虛擬世界既需要?jiǎng)討B(tài)的也需要靜態(tài)的模型,例如人物和車(chē)輛應(yīng)當(dāng)具有運(yùn)動(dòng)的能力,這些屬性的定義和構(gòu)建必須借助DOF來(lái)實(shí)現(xiàn)。自由度（DOF）是一種節(jié)點(diǎn)，可以把這種節(jié)點(diǎn)插入數(shù)據(jù)庫(kù)以使這個(gè)節(jié)點(diǎn)以下的幾何體運(yùn)動(dòng),然后定義本地坐標(biāo)系,使它所控制的幾何體圍繞坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)。DOF其實(shí)代表了一個(gè)獨(dú)立的定位緩沖系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)它的對(duì)話(huà)框和窗口屬性的設(shè)置，能夠定義調(diào)整在旋轉(zhuǎn)、縮放、平移等運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在每一個(gè)坐標(biāo)軸上的自由度。從而在