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基于三维虚拟漫游技术的场景制作应用实践

  摘 要:随着三维虚拟漫游技术的不断发展,其应用领域也渗透到各行各业,其中三维场景制作是其不可缺失的部分。三维场景地产漫游就是采用三维虚拟技术结合电影的表现手法,根据房地产规划方案、设计图纸等,将工业园区、商业地产以及居民住宅等地产项目的整体规划蓝图、建筑外观、室内的设计、功能、配套设施以及未来建成的场景进行提前演绎和展示,让人们轻松、清晰、直观地提前了解未来地产品质
  关键词:虚拟漫游;三维城市漫游
  0 前言
  虚拟现实技术在现代社会已经不仅仅是一个名词了,已经成为现代城市规划一个标志。虚拟现实技术具有超越现实的虚拟性,它是伴随多媒体技术发展起来的计算机新技术,它利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨率显示技术,生成三维逼真的虚拟环境,用户需要通过特殊的交互设备才能进入虚拟环境中。这是一门崭新的综合性信息技术,它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支,从而大大推进了计算机技术的发展。
  随着近年来房地产行业的高速发展,房地产开发企业进行着规模的扩张。向人们宣传地产的方式也多种多样,房地产商之间的竞争也越来越激烈。开发商为更好的宣传的自己开发的住宅区,商业区等等,就会需要一个更好宣传方式。慢慢的有了新型的营销模式―三维地产虚拟漫游。三维地产虚拟漫游这种新型的营销方式快速被人们所熟知,也就意味着越来越多的行业需要它这种营销方式。地产漫游是集影视广告、动画、多媒体、网络科技于一身的最新型的房地产营销方式 。地产漫游,也可以是地产动画或建筑动画。地产动画是根据建筑设计图纸在专业的计算机上制作出虚拟的建筑环境,有地理位置、建筑物外观、建筑物内部装修、园林景观、配套设施、人物、动物、自然现象如风、雨、雷鸣、日出日落、阴晴月缺等等都是动态地存在于建筑环境中,可以以任意角度浏览。
  1 三维场景制作与地产漫游的结合
  1.1 三维场景制作表达的准确性
  三维场景虚拟出来的效果更能准确的表达出客户想要的效果。三维场景表达的准确性是指虚拟环境与现实世界一致性,系统需要对实际生活中其种类繁多、结构复杂的信息做出准确的描述,比如道路,花草,树木,小河,建筑,甚至天空的变化。为了达到一定的准确性,需要使用高效的建模方法。
  在建模前首先要理解设计师做图的意图,了解项目建筑的性质。办公,住宅,商业等建筑在表现处理手法各不同。着手建模之前我们会完全体会项目的要求。既然是为了表现出虚拟的真实性,我们就会科学合理的建模。建模是三维场景制作的基础,因为它直接影响后面的一系列工作。建模方法在3DSMAX工具中各有不同,并且它随着个人的观察能力和操作习惯而发生改变,其实并没有统一的建模标准。这里的建模方法主要采用多边形建模,二维形建模和放样建模三种。多边形是一种用基本几何形体来构造复杂实体的造型方法。而放样法建模是通过截面图形(SHAPES)在一段路径(PATH)上所形成的轨迹来构造实体的,截面图形和路径的相对方向取决于两者的法线方向。场景中的模型主要包括墙壁、门窗、窗帘、桌椅、橱柜、沙发、床、壁画和家用电器等等。其中,桌椅和门等可以用简单的几何形体如长方体来表示,窗帘可以采用曲线和矩形面进行放样来达到窗帘起伏褶皱的真实效果。3DSMAX软件支持以上两种方法,具有很强的仿真立体效果。
  1.2 三维场景漫游中的真实性
  虚拟漫游并不能直接为人们的视觉所直接感知,这就需要研究虚拟环境的视觉、听觉、力觉以及触觉等感知信息的合成方法,重点解决合成信息的高保真性和实时性问题,以提高沉浸感。为了增强虚拟场景的真实性,我们会在模型完成的基础上对其贴图。贴图有好多种,为了场景的真实性我们会采取照片贴图的方法:在现实生活中拍摄,加以处理,然后贴到模型上。可以采用纹理映射和烘焙贴图技术,进行纹理贴图来实现场景的真实性。烘焙贴图技术也叫Render To Textures,其过程是先把max光照信息渲染成贴图,再把这个烘焙的图贴贴到场景中去。这样光信息就变成了贴图,不需要CPU再费时间计算了,所以速度极快。由于烘焙前需要对场景进行渲染,所以烘焙贴图技术对静态渲染意义不大,这种技术主要应用与建筑漫游和游戏中。这样就强加场景的真实性。
  1.3 三维虚拟漫游的实时显示
  虚拟漫游注重的是高度逼真和实时漫游,其最引人入胜的根本原因是因为引入了用户交互,需要动态计算和动态生成新的图形。为了实现比较流畅的用户交互,在场景制作中不得不降低图形的逼真度以减少处理时间,系统对模型进行优化来降低场景的复杂度,同时可以提高系统实时交互速度。
  (1)场景的面数。场景的面数以反映场景复杂的程度,面片数目越多,场景就越复杂。当模型建好之后难免有些多余的面产生,有些面处于物体内部或者在其他面的后面,应该删除这些任何视点都不可见的面片。有些情况也可以对面片进行合并,从而有效地减少模型面数。
  (2)实例化复制。实例化技术的使用也可以降低场景复杂度。当构造多个相同形状相同属性的物体时,如桌的四个脚(用长方体表示,即有6个面片),如果采用正常的拷贝手段,每增加一个桌脚,面片的数目就增加6个面片,所以共增加了18个面片。采用实例化技术,面片数仍为6个,所以可以在增加同类物体数量时不增加面数来降低复杂度。
  (3)可见性计算。对于大型的场景,可以使用可见性计算和场景分割技术。可见性计算与用户的视点关系密切,系统仅显示用户当前能“看见”的场景。当用户仅能看到场景的很少一部分时,由于系统仅显示相应场景,从而大大减少了需显示的面片数目。场景分割技术是将虚拟场景分割成几个部分,由于人所见到的物体只是整个虚拟环境中的小部分,因此只需把当前视野范围内的物体模型进行显示。这样极大地减少了模型处理的复杂度,提高了系统的速度。
  2 结语
  随着三维技术的不断发展,三维场景制作技术也会更为成熟,为三维虚拟地产漫游的发展起到关键性的作用。同时,它也会运用到更多领域中,带给人们不一样视觉震撼。从以上不难看出,三维技术在其中起到了很大的作用。地产行业人也意识到三维技术的重要性。三维场景制作技术的不断发展和完善,它的优势也得以体现。三维虚拟漫游技术的优势在于可以在房产开发前进行全方位宣传,很好地表达了开发商的诉求。在虚拟漫游中利用电脑制作中随意可调的镜头,进行鸟瞰,俯视,穿梭,长距离等任意游览,提升建筑物的气势,虚构各种美景气氛。作为一门新兴的、发展中的技术,三维虚拟漫游的发展潜力是巨大的、前景是广阔的,随着虚拟现实技术的不断发展,地产漫游也会日趋完善与进步,必将迈向一个新的台阶。
  参考文献:
  [1] 程罡.3dsmax材质与贴图的设计和制作[M].机械工业出版社.
  [2] 覃海川,等.三维动画项目设计与制作[M].科学出版社.
  [3] 张凡,等.Photoshop+3ds max游戏场景设计[M].机械工业出版社.
  [4] 罗建勤,等.交互式漫游动画――Virtools+3ds Max虚拟技术整合[M].中国科学技术出版社.


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