虚拟现实技术实验指导书65

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1、虚拟现实技术实验指导书计算机科学与工程学院数字媒体教研室2011年9月前言 虚拟现实技术实验简介虚拟现实(Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。虚拟现实旅游/虚拟城市漫游（观众融合模式）运用三维动画/3Dmax、虚拟现实引擎U3D、大屏幕显示、人机互动等先进技术，观众可以通过操纵杆在城市、厂区、建筑小区等三维模型场景中进行主动自主式漫游，从而了解企业、建筑小区乃至城

2、市未来规划及发展方向。考虑到学时为24学时，让学生做大量涉及到艺术创作的实验显然也不太现实，因此，在实验设计时决定以单一内容，从简单练习到复杂场景过渡的培养方式为主，以培养学生最终能自己独立创作能力为主，力图培养学生举一反三的高素质能力。但至于如何变动更适合教学要求，这有待专家的指导和在实际实验过程中完善。也因此，以下实验内容仅为建议采用。一、实验课程任务与要求1. 实验目的虚拟技术实验教学是为了将学生的计算机操作能力、艺术设计能力与应用实践结合起来，引导学生由浅入深地掌握虚拟现实场景的实现，让学生初步具备实际应用的虚拟现实技术场景制作的基础。2. 实验基本要求（以作品为主要表现形式）(1)

3、上机前应预习实验操作内容；(2) 准备好作品操作步骤，上机调试、运行；(3) 递交实验结果的作品并演示作品；(4) 写出实验报告。二、实验学时安排(1) 3Dmax基本体及扩展基本体的使用（4学时）(2) 3Dmax 二维转三维，布尔运算、修改图形（4学时）(3) 3Dmax 多边形建模场景合并（2学时）(4) 3Dmax 材质与贴图（2学时）(5) U3D 导入模型、基本设置（2学时）(6) U3D 烘焙光影贴图（2学时）(7) U3D 植物、水面特效等（2学时）(8) 连续加载场景漫游（2学时）(9) 虚拟现实系统综合实例（2学时）(10) 考试（2学时）三、实验报告格式实验报告姓名：_学

4、号：_实验日期：_实验题目：实验目的：实验内容：实验结果：四、实验考核(1) 实验签到；(2) 上机实际操作，验收；(3) 实验设计报告。五、实验仪器设备要求(1) 设备数量能适应学生人数；(2) 有3DMAX、U3D等实验环境；六、教材及参考书1. 刘光然，虚拟现实技术，清华大学出版社，2011 2. 网冠科技，3dmax 9.0中文版基础培训百例，机械工业出版社，20073. 3ds max8 立体造型触类旁通百例，机械工业出版社，20074. ，3dmax基础建模网络教程实验一3Dmax基本体及扩展基本体的使用一 实验目的及要求1. 熟悉并练习3dmax各种基本操作2. 熟悉并练习3dm

5、ax标准基本体的使用3. 熟悉并练习3dmax扩展基本体的使用二 实验内容1. 认识3DS MAX 的工作界面。2. 熟悉3DS max现成的三维物体(1) 标准基本体：长方体、球体、圆柱体、圆环、茶壶、圆锥体、几何球体、管状体、四棱锥、平面。(2) 扩展基本体：异面体、切角长方体、油罐，纺锤，油桶、球棱柱、环形波，软管，环形结、切角圆柱体、胶囊、L-Ext , C-Ext、棱柱。 2. 应用工具栏、命令面板、视图控制区。(1) 工具栏选择工具 移动工具 渲染(2) 命令面板：创建面板：用于创建对象。修改面板：对已创建的对象进行修改。(3) 视图控制区缩放单个视图、缩放所有视图、显示全部、所有

6、视图显示全部。 放大框选区域、平移视图、视图旋转、单屏显示。3. 小技巧(1) shift+移动复制(2) 视图的切换1. P 透视图（Perspective)2. F 前视图（Front)3. T 顶视图（Top)4. L 左视图（Left)(3) F9 渲染上一个视图(4) Shift+Q渲染当前视图(5) W移动(6) 单位设置：自定义单位设置三 实验步骤1. 使用标准基本体制作凉亭(1) 在标准基本体中选择Box按钮，在界面上画出长方形立方体：(2) 适当的调整 立方体的高度，并制作凉亭的的四根柱子：(3) 用切角圆柱来制作柱子并利用复制来复制4根同样的柱子：(4) 制作凉亭的屋顶：利

7、用圆锥然后设置圆锥的边数即可：2. 使用扩展基本体制作沙发：(1) 利用切角长方体制作沙发的靠背(2) 利用复制关系复制出其他切角长方体，并适当的调整的他们的长度和宽度的比例，还有切角：3. 使用扩展基本体制作凉亭：(1) 在样条曲线中选中线条并画出碗的边缘图形，注意调整轴心位置(2) 选中需要调整的顶点集，调整位置，右键点击平滑(3) 再选中车削命令：实验二 3Dmax 二维转三维，布尔运算、放样一 实验目的及要求1. 练习二维物体转化为三维物体的文字、轮廓、倒角、可渲染样条线等2. 练习布尔运算3. 练习样条线的修改二 实验内容1. 二维图形线、圆形、弧、多边形、文本、截面、矩形、椭圆形、

8、圆环、星形、螺旋线2. 线的控制(1) 修改面板： 可对线进行“移动”、“删除”等操作。(2) 线条顶点的四种状态：Bezier角点、Bezier、角点、光滑。（如果控制杆不能动，按F8键）(3) 编辑样条线：修改器面片/ 样条线编辑编辑样条线，其作用是对除了“线”以外的其它二维图形进行修改。3. 线的修改面板(1) 步数 ：控制线的分段数，即“圆滑度”。(2) 轮廓：将当前曲线按偏移数值复制出另外一条曲线，形成双线轮廓，如果曲线不是闭合的，则在加轮廓的同时进行封闭。（负数为外偏移，正数为内偏移）。(3) 优化：用于在曲线上加入节点。(4) 附加：将两条曲线结合在一起。(5) 圆角：把线的尖角

9、倒成圆角。4. 二维转三维的命令(1) 挤出：使二维图形产生厚度。 例子：桌子(2) 车削：可使二维图形沿着一轴向旋转生成三维图形。 例子：碗、杯子、(3) 倒角：跟拉伸相似，但能产生倒角效果。 例子：舒服椅(4) 可渲染线条：使线条产生厚度，变成三维线条。 例子：餐桌 (5) 倒角剖面：例子： 马桶5. 布尔运算：定义：先使两个模型重叠一部分，就可以求出这两个模型的差集、交集与并集 这种方式叫做布尔运算。 (1) 三维物体：（创建面板复合对象布尔）并集、交集、差集A-B、例子： 浴缸 (2) 多次布尔运算：同一如果进行多次布尔运算，很容易出错，因此需要把多个物体连接在一起，再进行一次布尔运算

10、。 例子：墙壁6. 放样：定义：先绘出一个物体的横截面图形，再绘绘制这个横截面图形所穿越的路径曲线，就可以计算出这个物体的形状，这种建模方法叫做放样建模。创建面板几何体复合物体放样(1) 放样的一般操作：获取图形、 获取路径 杯子(2) 放样的修改：修改图形修改路径 例子：餐布(3) 放样的变形：缩放扭转倾斜 例子：牙膏、(4) 放样的图形的“居左、居中、居右”。例子：窗帘(5) 多截面放样的操作及修改： 筷子7. 小技巧1、按shift键，可画直线。2、按ctrl键，可多选。4、镜像：将被选择的对象沿着指定的坐标轴镜像到另一个方向。5、角度捕抓按钮：用于控制对象的角度操作。三 实验步骤1、

11、倒角命令制作立体字a) 选择文本，在文本窗口中输入姓名。选择以一种字体，在前视图中点左键，生成文字。b) 在修改器列表中选择倒角命令。在三个级别上分别设置参数，就可以得到了！2、 沙发躺椅i. 在自定义菜单中修改单位比例。在顶视图中创建一个常为1500mm的矩形。ii. 然后画易弯曲的线，转为可编辑样条线，拉出轮廓。在修改面板中调整垫的位置，用圆角命令改轮廓的两端，使之平滑。iii. 下面，选用轮廓，点选倒角命令，设置倒角值。第一步设置级别2，拉伸出中间部分，第二步，才是级别1和级别3。iv. 最后做沙发的脚。选矩形工具。可编辑样条，倒角命令。复制一个，移动到合适位置，用镜像命令。经过调整，得

12、到沙发。3、 轮廓倒角制作马桶i. 在顶视图建一个矩形，调整圆角。在前视图建一个剖面，选中矩形在修改器列表中，将其转为可编辑样条并选中。选倒角剖面命令点击选择剖面，点画好的马桶轮廓。在调整轮廓线上的点，得到马桶形。ii. 马桶盖制作。复制马桶，把上面一个倒角删除，再用挤出命令，得到盖子。iii. 接下来做水箱。在顶视图建一个矩形，并用圆角命令，在复制一个，将其中一个倒角删除，和做马桶盖一样，得到水箱盖。4、 使用布尔运算制作浴缸i. 分别用倒角长方体和胶囊制作浴缸外部和浴缸内部凹陷部分ii. 选取复合对象，操作为差集，再选取需要减去的拾取操作对象B5、 使用样条制作拉手实验三 3DMAX多边形

13、建模一 实验目的及要求使用前述挤出、变形、倒角等多种建模方法，进行复杂多边形建模二 实验内容1、电视机建模2、使用挤出和涡轮平滑制作飞机实验四 3DMAX合并场景、材质与贴图一 实验目的及要求1、 练习3dmax中的复杂场景的对象合并2、 练习复杂墙体的建立3、 练习材质与贴图，UVW贴图4、 赋给建筑材质二 实验内容1、 场景合并2、复杂墙体的建立3、UVW贴图、4、赋给建筑材质 实验五 U3D基本设置、简单漫游一 实验目的及要求1、 练习U3D简单漫游所需的基本设置2、 导入模型3、 烘焙光影设置4、 简单植物设置二 实验注意事项1、 建模中使用的图片、文件、文件夹等以及模型中物体、材质等的名称都不能使用中文或者特殊符号，可以使用英文字母、数字、下划线等2、 调整Max的单位为米 3、 模型的中的植物效果，第一种是单面片植物，需要设置其轴心为其物体的对称中心；第二种是十字交叉的植物效果；第三种则是到Unity3D编辑器中通过地形编辑器系统添加三 实验步骤a) Fbx导出插件下载地址：http:/ 将Max文件中用到的图片都拷贝到Textures目录下