年高考理科数学试题及参考答案(湖南卷)

襄樊职业技术学院（毕业）论文3DMAX建模虚拟现实专业班级：计算机应用技术0901学生：刘军学号：092040135指导教师：罗进教学单位：电子信息工程学院毕业届：2012届襄樊职业技术学院（毕业）论文-1-毕业设计（论文）课题任务书电子信息工程学院系（院）计算机应用专业计应0901班学生刘军毕业设计(论文)课题3DMAX建模虚拟现实二、毕业设计(论文)工作自2011年11月20日起至2012年6月1日止三、毕业设计(论文)进行地点＿襄樊职业技术学院学院四、毕业设计(论文)的内容要求为了给用户创建一个能使他感受到身临其境、逼真的环境，就需要创建尽可能逼真的模型和虚拟场景。但是，如果模型和场景过于精细，数据量过于庞大，将给虚拟现实应用系统带来灾难，尤其是比较复杂的场景比如古村落建筑。在虚拟现实系统中的建模，应该在保证必须的模型质量情况下做到数据量尽量小，以保证虚拟现实应用系统的运行效率设计一个虚拟现实系统除了硬件条件一般个人无法定制外，能够充分发挥个人能动性的就只能是在系统软的方面下功夫了。五、教师指定的主要参考文献（期刊、书籍、网页）1.曾芬芳.虚拟现实技术〔M〕.上海交通大学出版社,2007年第八版:97-98。2.张昀、徐自亮.3DStudioMAXR3(上册)〔M〕.清华大学出版社,2009年第八版:1-2。指导教师_罗进__学生___刘军___襄樊职业技术学院（毕业）论文-2-目录目录..............................................................2摘要...............................................................3关键词.............................................................31.虚拟现实简介....................................................31.1概述.......................................................31.2虚拟现实技术的设计目标.....................................41.3虚拟现实系统的体系结构.....................................42.3DStudioMAX简介..............................................43.3DMAX在VR系统构建过程中的应用................................53.13DMAX建模的具体实施......................................53.1.1数据收集..............................................53.1.2获取布局图............................................53.1.3贴图资料..............................................63.23DMAX构建模型主要工作....................................73.2.1划分场景单元..........................................73.2.2主要建筑物建模........................................73.2.3次要建筑物建模........................................73.2.4注意事项..............................................83.33DMAX模型的构造方法......................................83.3.13DMAX的几何建模方法..................................83.3.2基于图像的绘制方法....................................93.4建模过程中的几个关键问题和解决办法..........................93.4.13DMAX在虚拟现实建模中的关键问题......................93.4.2建模过程中的几个关键技术的解决办法..................103.53DMAX建模的虚拟现实技术在各领域的发展...................104.结束语.........................................................11参考文献..........................................................12襄樊职业技术学院（毕业）论文-3-3DMAX建模虚拟现实学生：刘军指导教师：罗进摘要随着科学技术的不断进步和发展,二维的信息展示方式已经不能满足人们对信息获取的需要,三维的信息显示方式已经成为今后信息展示的主流发展方向。3DMAX是Autodesk公司的子公司Kinetix推出的一种优秀的三维动画造型软件,它广泛用于游戏、广告、建筑等领域，是目前PC上最流行的三维动画造型软件。虚拟现实技术是计算机技术发展到一定阶段的产物，它使计算机适应人而不是人适应计算机，它的发展应用日益广泛、普及。本文拟就3DMAX在虚拟现实系统建模过程中的应用做一介绍。关键词3DMAX、虚拟现实、建模1虚拟现实简介1.1概述虚拟现实（VirtualReality）是近年来十分活跃的技术研究领域。它是一系列高新技术的汇集，包括计算机图形学、图像处理与模式识别、智能接口技术、人工智能、多传感器技术以及高度并行的实时计算技术。目前，其应用已广泛涉及军事、教育培训、工程设计、商业、医学、影视、艺术、娱乐等众多领域，并带来了巨大的经济效益。虚拟现实系统中的建模是整个虚拟现实系统建立的基础。为了给用户创建一个能使他感受到身临其境、逼真的环境，就需要创建尽可能逼真的模型和虚拟场景。但是，如果模型和场景过于精细，数据量过于庞大，将给虚拟现实应用系统带来灾难，尤其是比较复杂的场景比如古村落建筑。在虚拟现实系统中的建模，应该在保证必须的模型质量情况下做到数据量尽量小，以保证虚拟现实应用系统的运行效率设计一个虚拟现实系统除了硬件条件一般个人无法定制外，能够充分发挥个人能动性的就只能是在系统软的方面下功夫了。设计一个VR系统，首要的问题是创造一个虚拟环境，这个虚拟环境包括三维模型、三维声音等，在这些要素中，因为在人的感觉中，视觉摄取的信息量最大，反应亦最为灵敏，所以创造一个逼真而又合理的模型，并且能够实时动态地显示是最重要的。虚拟现实系统构建的很大一部分工作也是建造逼真合适的三维模型。[1]1.2虚拟现实技术的设计目标襄樊职业技术学院（毕业）论文-4-(1)要使参与者有真实的体验。这种体验就是沉浸或投入，即全心地进入，简单地说就是产生在虚拟世界中的幻觉。理想的虚拟环境应达到用户难以分辩真假的程度，甚至比真的还真。这种沉浸感的意义在于可以使用户集中注意力。为了达到这个目标，就必须具有多感知的能力，理想的虚拟现实系统应具备人类所具有的一切感知能力，包括视觉、听觉、触觉，甚至味觉和嗅觉。(2)系统要能提供方便的、丰富的、主要是基于自然技能的人机交互手段。这些手段使得参与者能够对虚拟环境进行实时的操纵，能从虚拟环境中得到反馈信息，也能便系统了解参与者的关键部位的位置、状态、变形等各种系统需要知道的数据。实时性是非纵，能从虚拟环境中得到反馈信息，也能便系统了解参与者的关键部位的位置、状态、变形等各种系统需要知道的数据。实时性是非常重要的，如果在交互时存在较大的延迟，与人的心理经验不一致，就谈不上以自然技能的交互，也很难获得沉浸感。为达到这个目标，高速计算和处理就必不可少。1.3虚拟现实系统的体系结构虚拟现实技术的体系结构分为分布式虚拟现实和非分布式虚拟现实两种体系结构。非分布式虚拟现实系统结构--真实用户环境VUE(VeridicalUserEnvironment),它是一个事件驱动、按照一组规则来处理并发事件的虚拟现实系统，它将单个的虚拟世界分解成多个Client/Server进程，这些进程可以在不同的处理器上执行，并通过消息传递相互通信。系统包含3个VR部件：设备服务器(deviceservers)、应用进程(alicationprocees--也作为一种服务器进程来管理)和会话管理DM(DialogueManager)。设备管理器管理输入输出设备；会话管理是设备服务器的客户程序，同时又是应用进程的服务器，它定义了虚拟世界的交互规则，并协调和传递输入设备服务器产生的事件到应用进程，然后将响应事件传递到输出设备服务器，会话管理通过异步消息传递来与其他服务器通信，并按照规则传递事件。分布式虚拟现实系统是一个支持多人实时通过网络进行交互的虚拟现实系统，每个用户在一个VR环境(真实感3D立体图形，立体声)中通过联网的计算机与其他用户进行交互。DVR的研究开发工作早在20世纪80年代处就开始了，近年来网络技术的飞速发展更进一步推进了DVR的研究和开发。[2]23DStudioMAX简介3DMAX是Autodesk公司下的一款3维动画软件，已经有十多年的历史了，在3维动画软件中这是一款非常成功的产品系列，也是具有跨时代的意义，在3维的高级建模中主要有4中，多变形建模、面片建模、网格建模、NURBS建模，先画一个3维模型，选择高级建模4个中的一个，襄樊职业技术学院（毕业）论文-5-多边形建模主要通过点、边、面多边形，改变3维物体的形状，网格建模，面片建模都基本类似，在次级层中编辑改变的3维物体的形状大小曲面等来实现特定的效果。3DMAX技术广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。拥有强大功能的3DMAX被广泛地应用于电视及娱乐业中，比如片头动画和视频游戏的制作，深深扎根于玩家心中的劳拉角色形象就是3DMAX的杰作。在影视特效方面也有一定的应用。而在国内发展的相对比较成熟的建筑效果图和建筑动画制作中，3DMAX的使用率更是占据了绝对的优势。根据不同行业的应用特点对3DMAX的掌握程度也有不同的要求，建筑方面的应用相对来说要局限性大一些，它只要求单帧的渲染效果和环境效果，只涉及到比较简单的动画；片头动画和视频游戏应用中动画占的比例很大，特别是视频游戏对角色动画的要求要高一些；影视特效方面的应用则把3DMAX的功能发挥到了极至。3DMAX因其随时可以使用的基于模板的角色搭建系统、强大的建模和纹理制作工具包以及通过集成的mentalray软件提供的无限自由网络渲染而享誉世界。[3]33DMAX在VR系统构建过程中的应用3.13DMAX建模的具体实施3.1.1数据收集在这里我们主要是以古镇虚拟环境建立为例。在数据收集过程中,应根据建设过程中对于建筑、环境等场景的要求不同,选择不同分辨率和精确度的数据和图片。3.1.2获取布局图向有关部门提取的图纸资料包括大比例尺航摄相片、地形图文件、建筑单体及规划的工程图纸文件。原始资料获得后,利用AutoCad进行校正,将单个建筑物的轮廓线从摄取照片中提取，作为古镇模型的底图资料并且按照一定的比例把图片做成地形贴图,方便后面模型的建立。整理单个集合体的各种建筑尺寸备用。如图3.1：襄樊职业技术学院（毕业）论文-6-图3.1整体布局图3.1.3贴图资料在虚拟现实系统中为了增加模型的逼真效果，通常把取自实际环境的数码照片做为纹理,另外部分图片要进行处理，让常用的图像处理软件比如Photoshop能够处理RGB或RGBA格式的文件,设定纹理图片的大小，要做为纹理的图片长度和宽度像素值均要设为2的整数次