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基于3DMAX三维虚拟景观的设计技术探讨

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- 40 - 基于3DMAX三维虚拟景观的设计技术探讨 李积元 （青海大学，青海 西宁 810016）

【摘 要】文章主要论述了利用3DMAX三维多媒体软件对于某大学校园部分景观进行了三维建模和虚拟设计的方法和过程，并且对于建模过程中的一些关键技术进行了描述。 【关键词】三维建模；实体造型；网格模型 【中图分类号】TP391.41 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2010)07-0040-02

（一）引言 随着计算机技术和测绘技术的不断发展和进一步的结合，虚拟现实技术得到了很大的发展，三维虚拟现实技术以及三维景观建模技术得到了广泛关注和应用，并且成功应用到了城市规划、广告设计、项目展示和多媒体教学等领域。 3DMAX是由美国的AutoDesk公司开法的一种基于矢量的三维造型和动画设计软件，它可以制作出非常逼真的广播级三维实体及动画。它主要是运用计算机图形生成和图形处理功能技术模仿真实现象，建立具体的模型，产生形象逼真的图像或动画。利用3DMAX进行虚拟景观制作过程中，制作的步骤如图1所示。

图1 虚拟景观制作过程 （二）三维模型的制作与技巧 1.规则模型的制作及技巧 规则模型主要是指具有一定简单轮廓，比如楼房等建筑物，这些模型的断面轮廓比较简单，可以采用一些抽壳、拉伸、剪切和镜像等手段进行三维建模，但是在制作过程中由于重复操作的过程比较多，占用内存的量比较大，可能会出现运算速度慢，甚至在剪切和抽壳过程中会出现空壳的现象，所以，在部分模型已经制作完成后必须采用合成工具进行合成，不能完全用创建组的方式进行建模，另一方面对于材质的添加和贴图过程最好在完成模型制作后进行，这样也同样减少内存的消耗。下面结合学校部分景观的特点，对于制作方法和技巧进行一定的说明。如图2所示综合教学楼的结构属于规则平面立体模型，但是它的细小部分比较多，如果按照常规的制作方式，挖切、叠加和组合部分比较多，所以本

次建模过程中，对于楼的主体采用线条勾画轮廓截断面，然后通过【】给出墙的厚度，再进行拉伸

的方式把墙的高度拉出来创建得到。这样就减少了一些叠加和组合的过程，减少了内存的消耗。

图2 综合楼的三维模型 2.复杂模型的制作 复杂模型主要是指具有很多特殊的不规则曲面或曲线，3DMAX虽然提供了样条曲线和曲面的成型算法，但是在制作过程中，由于存在着各种各样的不确定因素，所以要具体问题具体分析，如图3 所示，学校大门在建模过程中，由于上方钢网结构，立柱及值班室的断面均为不规则曲线，所以在建模过程中对于钢网模型采用样条曲线放样，然后调整曲线的曲率，以接近实际形状，然后对于每一条曲线杆状实体化，其它模型首先利用晶格技术建立网格模型，然后转化为实体模型，对于相同的模型可以通过镜像复制得到。

图3 大门的三维模型 3.其它附件模型的制作 园区内除了一些建筑之外，还有假山、花草、路灯等，这些模型在建模过程中，完全利用3DMAX的高级建模工具Mesh建模、Patch建模和NURBS建模等方法得到。图4所示为制作完成的树木，花草和假山的合成图像。

2010年第7期 大 众 科 技 No.7，2010（总第131期） DA ZHONG KE JI (Cumulatively No.131)

【收稿日期】2010-03-29 【作者简介】李积元（1969－），男，青海大学机械系副教授，硕士，研究方向为CAD/机器人技术。 - 41 -

图4 树木、花草和假山的合成图像 （三）材质与灯光的设置 材质与贴图的添加与设置，直接决定了模型的真实感和立体效果，在现实生活中，最能体现出一个物体的特点和本质的就是它的材质，3DMAX在此方面提供了材质编辑器，通过材质编辑器可以给模型赋予一定的实体属性，对于一些图案、文字等表面模型，主要通过贴图方式将Photoshop处理得到的位图图片贴于立体表面，这样就提高了模型的真实效果。 1.材质的添加与处理技巧 图2所示的教学楼模型，由于模型表面贴附着瓷砖，楼顶有不锈钢栏杆，正面是透明有色玻璃，所以在添加材质过

程中，楼体的瓷砖是用【】来进行编辑，楼顶的不锈钢栏杆用建筑材质中的【】来完成，正面的大玻璃用建筑中的磨砂玻璃【】完成的，如图5

所示赋了材质的综合楼渲染图：

图5 添加材质后的三维模型 2.灯光的配置 在3DMAX中，灯光在模拟显示中有着极为重要的作用，场景中的物体在设置了材质和贴图之后，只有合理地设置灯光效果，才能营造和烘托出环境氛围，充分展示场景中物体的多种多样的质感。通常，在照明中使用自然光、人造光和环境光三种类型光源。在3DMAX中使用直射灯来创建自然光，使用泛光灯创建室内照明，环境灯用于提供整个场景的照明。 在本次自然景观设计过程中，大部分使用泛光灯，采用3

个泛光灯成对角分布，通过调整光的衰减度来融合光照，达到自然的光照效果。如图6所示

图6 泛光灯照射下模型效果 （四）模型的合成 各种三维模型制作完成后，需要对于整个场景进行合成，由于前期制作的模型都是单个独立的模型单元，现在需要合成为一个整体，那么在布局、比例的调整等方面需要做许多工作，不然就会出现整体布局不协调和失真现象。在本次三维制作过程中，我们采用与真实大小100∶1 的尺寸进行了设计，所以模型合成过程中，根据实际的平面布置图对于场景整体按照统一的比例进行了规划，图7所示为合成后部分场景的渲染图。

图7 合成模型 （五）总结 利用3DMAX多媒体制作软件，对于校园内部分景观进行了三维模型制作，基本利用了该软件的各种特效处理手段，呈现了三维建模软件已经成为了现代设计的主要工具和方法。该软件可以用于多媒体教学、广告设计和特效场景的制作等场合，可以给人以身临此景的感觉，熟练掌握该软件的各种处理技巧和操作方法，具有广泛的使用价值。

【参考文献】 [1] 李苏阳.三维动画设计与制作[M].北京:中央广播电视大学出版社,2004. [2] 张竞.雷达造型及场景设计中的3DMAX运用[J].电子机械工程,2006,22(5):49-52.

（上接第101页）厂进行处理，但是要在分析运营期污水处理效果的基础上，针对封场后的垃圾填埋场的渗沥液水质pH有所上升、BOD5及CODcr浓度下降、且BOD5/CODcr的比值较

低、氨氮浓度相对较高的变化特点，适当改进垃圾填埋场的渗沥液的处理工艺，采用以生化处理为主，生化法、物化法与土地处理相结合的工艺，能做到达标排放。

【参考文献】 [1] 国家环保总局环评工程师登记管理办公室.环境影响评价

工程师职业资格登记培训系列教材（社会区域）[K].2006. [2] 建设部、国家环境保护总局、科学技术部.城市生活垃圾处理及污染防治技术政策[S].2000.5. [3] 张瑞红.城市垃圾渗滤液处理新技术进展[R].中国资源综合利用,2006.6. [4] 汪立飞,韩清.填埋场垃圾渗滤液处理工艺及应用[J].西南给排水,2005.1. [5] GB16889-1997,生活垃圾填埋污染控制标准[S]. 基于3DMAX三维虚拟景观的设计技术探讨作者：李积元作者单位：青海大学,青海,西宁,810016刊名：大众科技

英文刊名：DAZHONG KEJI年，卷(期)：2010，(7)被引用次数：0次

1.张竞 雷达造型及场景设计中的3DMAX运用[期刊论文]-电子机械工程 2006(05)2.李苏阳 三维动画设计与制作 2004

1.会议论文 张士纲.吴炜煜 基于视频图象的建筑实体三维建模技术 1997 该文介绍了近年来受到广泛关注的基于视频（图片、录象等）的三维重建算法的基本理论。结合建筑领域实体造型自身的结构特点，详细介绍了采用块模型、基于投影图的纹理绘制等改进算法，该算法只用少量图片就可以重建出结果逼真的三维造型。

2.学位论文 张小松 铁塔工程造型--辅角钢定位、放样及三维建模 1999 该课题主要是关于AutoCADR12.0的二次开发,利用AutoCAD开发系统(ADS)进行铁塔辅角钢的实体造型.根据鞍山铁塔设计院的铁塔手工设计资料,按照铁塔构造特点,将铁塔实体造型划分成几个模块,建立各模块的数学模型,然后进行实体造型.按照工程要求把它们组装成完整的铁塔.该课题的最终结果可以提供以下几种功能:一、按照用户要求进行单个实体造型和整个铁塔造型;二、提供单个角钢的实体造型;三、提供角钢和板材的开孔、切角、开角、合角;四、实体造型的修改和着色渲染;五、从任何角度对铁塔或单个实体进行观察,获取用户所须的零部件参数.与传统手工计算方式相比,该方式减少了传统加工工艺中的放样、手工计算、预装配过程.铁塔造型软件采用用户交互式界面,除保持了原AutoCAD的界面、菜单外,还提供了命令行输入方式和丰富的对话框.

3.期刊论文 冀洪举.陈静 Pro/Engineer软件在齿轮泵结构设计中的应用 -河南机电高等专科学校学报2009,17(4) 研究了在Por/Engineer平台上进行齿轮泵结构设计的方法,利用Pro/Engineer对齿轮泵实现三维建模,完成虚拟装配、机构干涉检查与仿真分析、针对主要零件进行有限元分析、生成工程绘图.

4.期刊论文 任奕林.文友先.李旭荣.RENG Yi-lin.WEN You-xian.LI Xu-Rong 计算机三维实体造型在工程设计中的应用 -农机化研究2005(4) 计算机绘图技术的发展和计算机性能的不断提高,引发了工程设计的新理念,三维实体造型设计也应运而生,并以其无可比拟的优越性显示出强大的生命力.AutoCAD、Pro/E和3DMAX等绘图软件不仅可以较方便地绘制二维视图,还可以形象逼真地绘制三维视图.利用这些软件的强大功能,对图形进行适时修改、动画控制和模拟生产过程,使计算机三维实体绘图成为越来越方便的方法.为此,论述了三维实体建模的优点,介绍了三维实体建模的思路和特点,以及采用三维实体建模对传统设计方法的影响.

5.学位论文 刘磊 NHR-200安全壳与压力壳间管道的计算机辅助设计与分析 1997 该论文利用计算机辅助设计与分析(CAD/CAE)技术,完成对中国首座200MW低温供热堆压力壳与安全壳之间管道的设计.文章首先介绍了管道布置的一般原则,提出了两壳间管道布置的方案,然后详细介绍了利用三维设计软件Pro/ENGINEER对两壳间管道进行三维建模和装配的方法,并对装配结果进行干涉检查.通过利用有限元的计算方法,论文对两壳间管道进行了不同工况下的应力强度计算,讨论了不同管道布置方案对管道应力的影响.最后根据核管道设计准则及ASME规范所规定的应力强度使用限值对两壳间管道进行应力强度评价.

6.期刊论文 朱春耕.金才富.Zhu Chungen.Jin Caifu 基于二维图样的三维建模的方法和实例 -铁道机车车辆工人2006(1) 研究了在三维系统中以人机交互方式如何最大限度利用原有二维图形数据,高效地进行三维CAD建模的方法.

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基于3DSMax和Unity3D的虚拟校园漫游系统的实现

基于3DSMax和Unity3D的虚拟校园漫游系统的实现

基于3DS Max和Unity 3D的虚拟校园漫游系统的实现摘要：基于3DS Max软件和Unity 3D开发工具，并通过场景模型的构建以及利用虚拟现实技术和网络技术，本文主要研究具有交互功能的虚拟校园漫游系统的实现。

该系统包含场景环境的模型展示和虚拟漫游功能。

使用该系统可以使浏览者对目标场景更加熟悉,增加用户对目标场景的兴趣,具有一定的趣味性和实用性。

引言近几年随着计算机技术的发展，校园信息化建设也快速发展，而虚拟校园是其中的重要组成部分。

虚拟校园漫游系统基于虚拟现实技术和网络技术，相比与传统的虚拟校园更加直观形象，具有良好的交互性，并能够给使用者一种逼真、身临其境的感觉。

本项目通过实地调研，查取校园相关卫星地图来获取校园及其周边场景图像，再通过CAD、3Ds Max人工建模，完成虚拟场景的建造，从视觉上直观地、详细地展示学校面貌,并进一步Unity 3D实现虚拟漫游。

浏览者通过电脑就能身临其境感受到优美的校园风光、良好的教学环境，而使用虚拟漫游功能，标示出每个建筑物的功能、办事流程以及联系人等，方便了解更多的校园教学资源。

1.虚拟校园漫游系统的总体设计1.1设计工具选择本项目实现目标为构建具备交互功能的虚拟校园漫游系统，将采用AutoCAD绘图软件。

AutoCAD软件是由美国欧特克有限公司（Autodesk）出品的一款自动计算机辅助设计软件，可以用于绘制二维制图和基本三维设计，通过它无需懂得编程，即可自动制图，因此它在全球广泛使用，可以用于土木建筑，装饰装潢，工业制图，工程制图等多方面领域。

同时，选用3DS Max软件作为建模工具，该软件是目前世界上应用最广泛的三维动画渲染和制作软件，它具有丰富的建模功能和灵活的插件架构，经常被视频游戏开发者，电视电影工作室和建筑可视化工作室使用。

此外，利用开发工具——Unity 3D软件来完成人机交互，从而实现网络环境下虚拟校园的漫游。

1.2设计思路与制作流程本虚拟校园漫游系统的整体设计框架主要包括以下几个方面：（1）建立校园地理相关场景信息数据库：做好前期数据采集工作，为后期工作顺利推进做好准备。

基于VR技术的三维数字规划展览馆的设计与实现

基于VR技术的三维数字规划展览馆的设计与实现

基于 VR技术的三维数字规划展览馆的设计与实现摘要：随着科学技术的发展和应用，传统的规划展示手段发生了变化，展厅的数字化规划（虚拟现实VR）得到了快速发展。

本文介绍了一种新的基于虚拟现实的城市规划展示手段，以提高规划展览馆的空间利用率，并增强城市规划数据的交互性。

同时，基于VR体验的数字展厅改变了传统的展览形式，利用VR技术为视觉、听觉等感官创造虚拟空间，提供更高层次的沉浸感。

关键词：VR技术，三维数字规划，展览馆1、前言与传统的设计方法相比，基于虚拟现实技术的数字展厅不仅有效，而且在舞台设计上更加直观。

从数字规划展览馆的总体规划结果可以看出，整个数字规划展览馆采用不对称结构，不同的建筑结构相似，但具体细节差别很大。

利用虚拟现实技术再现传统规划模型的不同结构构件，控制光影效果，使整个数字展厅更加逼真。

规划设计的模型结构和布局都是1:1的复制品，以便于更深入地了解相关信息。

2、三维数字规划展览馆虚拟现实(VR)部分的系统结构2.1 系统功能设置该系统通过设置相应的键来控制虚拟图像的移动，并从第一人称相机和第三人称相机的两个视点自由切换。

同时，为了在小地图位置和3D脚本之间建立连接，用户可以从任何角度快速查看虚拟脚本。

此外，充电子程序可以显示3D场景中特定对象的信息，丰富系统信息。

当存在大量信息时，可以通过数据库访问所需对象的文本和图形信息。

2.2. 系统布局根据系统的实际功能需求，按照流程构建系统。

首先，使用3DS MAX软件模拟3D虚拟曝光。

为了导入螺杆台以产生真实效果，当干燥器表面有纹理时，应使用高分辨率图像。

因此，应详细处理纹理，并使用光子图像来提高烘焙效率并达到预期效果。

其次，在创建三维模型后，对场景进行了优化，并使用“减少和删除人员”的方法来简化三维文件并明智地控制人员数量。

Virtols通过将最终脚本提交到CMO文件，并使用HTML上传CMO文件来加载项目子程序设置，以实现在线发布的效果2.3总体设计内容（1）交互式照相机。

基于3Dmax的三维动画角色建模探析

基于3Dmax的三维动画角色建模探析

基于3Dmax的三维动画角色建模探析摘要角色建模是三维动画设计制作的核心和基础。

没有一个好的模型，其它附加效果难以体现。

本文结合三维动画中物体的分类，探讨了当前三维动画中角色建模技术的具体应用思路，并基于3dmax探讨了规则物体，不规则物体的具体建模流程。

关键词三维动画；建模；流程；堆砌建模；细分建模中图分类号tp391 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）37-0236-020 引言角色建模是三维动画设计制作的第一步，是三维世界的核心和基础。

它是材质的载体，也是灯光和渲染的对象，一切效果都必须依附模型而存在[1]。

一部三维动画作品中往往有大量形态各异、形象鲜明的角色，如何科学地运用3d的建模工具，高效、准确、合理地完成三维动画角色建模成为三维动画角色设计者所苦恼的重要问题。

目前流行的三维动画建模方式主要有两种，一种是以maya为代表的非均匀有理b样条曲线建模（nurbs）方式[2]，它是一种以数学方程式来定义曲线的方式，由曲线组成曲面，再由曲面组成立体模型，曲线上有控制点可以控制曲线曲率、方向、长短。

另一种是以3dmax为代表的多边形建模方式，它是将三维空间中的点（称为顶点）由线段连接在一起形成多边形网格。

目前三维动画角色模型绝大多数是以纹理多边形模型建立的，主要是因为它们更加灵活，而且计算机的渲染速度更快。

因此，本文主要探讨在3dmax中快速创建三维动画角色模型的有效模式。

1 角色建模的思路1.1 分析结构特征要建立物体的三维模型，首先需要分析物体的结构特征。

三维动画中的物体可以笼统分为两种：规则物体和不规则物体。

在三维动画软件中在外观上有明显特征并能够精确再现的物体属于规则物体。

如房屋、汽车、轮船等等。

这些物体在规格上有明确的指标，因此可以批量生产，在三维动画中称之为克隆复制。

规则的物体可以按照标准制作。

不规则物体则比较麻烦，它们在细节上甚至大形上都具有任意性，例如山峦地貌、植物动物以及天象的变化，千变万化，规律难以捉摸，在作为三维对象制作的时候，通过人为的修改使其有如自然天成的话，难度极高。

基于3DMAX三维虚拟舞台场景建模和虚拟设计

基于3DMAX三维虚拟舞台场景建模和虚拟设计

基于3DMAX三维虚拟舞台场景建模和虚拟设计林昱【期刊名称】《《现代电子技术》》【年(卷),期】2019(042)019【总页数】4页(P103-106)【关键词】虚拟设计; 三维模型; 舞台场景; 场景建模; 舞台环境渲染; 3DMAX 【作者】林昱【作者单位】武汉设计工程学院湖北武汉 430205【正文语种】中文【中图分类】TN919.8-34; TP391.410 引言近几年，计算机图形技术不断进步，促使虚拟现实技术的发展突飞猛进，在科学技术飞速前进的大环境下，三维虚拟现实技术和三维景观建模技术具有广阔的发展前景，此类技术已经涉及城市规划、广告设计、舞台设计、多媒体教学等领域[1]。

美国AutoDesk公司于1990年开发出了3DMAX 软件，该软件是一种基于矢量的三维造型和动画设计软件，通过计算机图形技术实现图形处理功能，构建相应的三维模型。

本文提出基于3DMAX三维虚拟舞台场景建模和虚拟设计方法，结合VRP 虚拟平台的优势，实现舞台场景建模的真实感，为三维舞台场景设计提供生动、逼真、可视化的舞台虚拟效果。

1 三维虚拟舞台场景建模和虚拟设计针对舞台场景进行三维建模和虚拟设计，图1 为采用3DMAX 软件进行舞台虚拟场景建模与设计的步骤。

1）对主舞台进行场景建模；2）以舞台设备、布幕、音响、演出道具、悬吊与更换支架系统等附件舞台为对象构建子模型；3）将构建好的主舞台模型和附件舞台模型按照真实比例合成，并对合成后的舞台模型进行适当调整；4）添加灯光对舞台效果进行渲染；5）采用VRP 编辑器导出合成模型，并在计算机内进行舞台虚拟设计；6）采用天空盒对舞台背景进行渲染，再通过角色模块和动作模块对舞台虚拟设计图添加角色和动作，获取完整的舞台虚拟设计图。

图1 虚拟舞台制作过程Fig.1 Virtual stage production process1.1 3DMAX 三维虚拟舞台场景建模1.1.1 复杂三维模型制作基于3DMAX 进行三维建模与虚拟设计，具有大量特殊无规律性的不规则曲面及曲线的三维模型称为复杂模型。