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1、学 海 无 涯 基于 3D MAX 实现虚拟仿真场景建模,摘要：随着现代科技的不断进步和发展，二维信息的展示方式已经不能满足人们信息 的获取需要，三维方式已经成为将来信息的展示主流，而虚拟仿真技术作为一门新兴 技术，越来越受到人们的关注，并应用于军事、航空、科技、建筑、艺术、商业等领 域，它的发展应用日益广泛、普及。本文主要论述虚拟仿真在南水北调穿黄工程中模 型制作流程。,1,关键词：3D MAX、虚拟仿真、建模,虚拟仿真概述 虚拟仿真是近几年十分活跃的技术研究领域，是集传感与测量、仿真技术等一体的人 机交互技术，因此它一直是对全新可视化技术需求最为迫切的领域之一，它可以将建 筑中的概念及想法
2、通过计算机构造的三维的、逼真的“虚拟环境”真实的表现出来， 以全方位的获取环境所蕴含的各种空间信息，以及向使用者提供视觉、听觉、触觉等 感官的模拟，让使用者如同身临其近，并可在虚拟环境中随意走动，感受带来的体验 和撞击，使用户有强烈的沉浸感。 3D max 简介 3DMAX 是AUTODESK 公司推出的一种优秀三维动画造型软件，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。产品的使用范围有电视图 像特效、色彩变化、修改动画制作、创作休闲游戏产品、网上交互式产品以及图像形 象化。,3. 3Dmax 建模实施 虚拟仿真的建模和做室内外效果图、动画的建模方法有很大的
3、区别，主要体现在模型 的精简程度上。如果前期不对模型进行很好的优化，到了制作后期需要在对模型进行 优化时就需要重新回到 3DMAX 里修改模型。模型量很大，可能会导致场景运行速度变 慢或无法运行。,2,学 海 无 涯 3.1 3DMAX 模型制作流程 （1）首先将CAD 的DWG 工程图纸绘制的二维图形，导入进 3DMAX 中，然后通过挤 出，焊接，倒角等命令，实现二维到三维的转变。 下面就通过具体实例，来详细说明模型制作流程。, 第一步：将CAD 的DWG 工程图纸绘制的二维图形，分别储存为北立面，南立面，东 立面，西立面以及平面图，同时对CAD 图纸进行简化处理，只保留建筑的主样条线即 可
4、，删掉一些尺寸标注，轴线，这样可以减少系统内存的占用量，从而提高操作的速 度，同时还可以使我们更加清楚的了解建筑的结构。最后保存为DWG 格式 第二步：导入CAD 文件之前先设置单位为毫米，选择菜单命令文件导入，导入CAD 后不要选确定，勾选焊接，焊接值为 10mm（表示 10mm 以内的点都自动焊接）然后 点击确认。导入完成 第三步：3DMAX 系统默认显示的是 4 个试图，为了使操作区域更大，可以最大化试图， 导入的CAD 图先不要移动它，依次对其进行全选，成组，坐标归零和冻结操作。选择 菜单命令编辑全选，选择场景中所有的物体，在选择菜单命令组成组，将组命 令为“平面” 。右键单击工具拦的
5、选择并移动按钮，在弹出的 移动变换输入对话框 中，在坐标微调器上单击鼠标右键，可以看到坐标值全部归零。 第四步：为了防止操作失误，我们将导入的CAD 文件冻结。接下来开始在 3DMAX 中 通过基础，焊接，倒角等命令制作建筑模型，制作顺序是从整体要局部。虽然 3D MAX 存在能实现模型非常精细，但整个工程的数据量是非常惊人的，由于我们模型是要导 入进虚拟仿真平台中，所以模型的面数不应过多，模型在不影响整个工程质量效果的 前提下尽可能简单，因为在虚拟仿真平台中的运行画面每一帧都是靠显卡和 CPU 实时 计算出来的，如果面数太多，会导致运行速度急剧降低。 所以在制作模型的时候注意以下几个方面：
6、模型面尽量使等边三角形。 保持模型面与面之间的距离，不要贴合太近，以免出现闪面的现象 地面和互相遮挡看不见的面一定要删掉。 制作过程中，要时刻开启点捕捉，注意二维捕捉和三维捕捉之间的变换，以确保线 与线、点与点的无缝衔接；另外尽量用现有的线条来生成制作，避免重描线时捕捉偏 差。防止漏缝现象的出现。 模型制作完成时群组，XYZ 坐标归零，如果有真实坐标，可以偏移至真实位置。,3,学 海 无 涯,（2）在穿黄工程中的管道模型中，采取使用激光扫描的方式，获取现场采集的高精度 管道三维点云数据，具有速度快、精度高等特点。输出格式直接与CAD 等工具软件接 口，导入 3DMAX 生成隧洞截面图，并进行挤
7、出，生成管道模型。,3.2 模型贴图技巧 贴图是表现物体材质表面纹理，对于虚拟仿真展示尤为关键，利用贴图可以不用增加 模型的复杂程度就可突出表现对象细节，并且可以创建反射，折射，凹凸，镂空等多 种效果。比基本材质更精细更真实。通过贴图可以增加模型的质感，完善模型的造型， 使虚拟仿真场景更接近现实。同时在不影响模型外观的前提下，尽可能小。 通常纹理要到现场，用相机进行拍摄采集，对照片进行 PS 处理，纠正为正射影像。而 有的模型的面比较复杂，所以要求控制很少面但要做出逼真的效果，这就要在贴图材 质上下工夫。 在制作一个建筑物局部时，这就要考虑到所用的材质在一张贴图上，并进行分配。比 如在处理房顶材质时，切换到 3DMAX 的顶视图把房顶的平面抓下来，在PHOTPSHOP 中进行裁剪，把要处理好的照片或者材质，填充到每个视角。把材质赋予上物体后， 使用 UV 贴图及 UV 展开的功能，需要面进行勾选。,总结与展望 随着虚拟仿真技术的继续发展，它和社会各领域的结合将会越来越密切，文中主要总 结了 3DMAX 制作三维仿真模型流程，将 CAD 与 3DMAX 结合起来快速建模，并进行相 片采集处理。方法避免了繁琐的操作，并且精度都满足了要求，能满足实际需要。怎 么在今后的工作中使得虚拟仿真场景更加真实，使客户更有沉浸感，还需继续研究。,参考文献,
