關于3DMAX軟件的虛擬現實技術的應用研究

李谷雨

摘 要：3DMAX是目前我國信息呈現較先進的一種軟件，在醫療、建筑、電影環境藝術以及重型機械的設計過程中，都在逐步使用3DMAX技術。而虛擬現實技術則是利用3DMAX軟件建立三維立體空間環境的計算機仿真系統，通過廣角可以全方位地觀察環境的具體情況，該技術目前已經廣泛應用于各行各業。本文主要針對3DMAX軟件在建立虛擬現實環境中的應用進行分析，希望通過對該技術的分析，進一步開發適合3DMAX軟件的虛擬現實技術的應用和方法領域。

關鍵詞：3DMAX軟件；虛擬現實技術；概述；分析；應用

0 引言

目前，我國利用3DMAX軟件實現了虛擬現實技術在各行業的運用，為我國各行業的發展提供了助力。因為3DMAX軟件是一種三維呈現信息的方式，所以基于3DMAX軟件所建立的虛擬現實環境，能夠通過廣角全方位地呈現環境的信息和特點，這有利于行業相關人士對某一技術發展情況的了解和應用。因此，本文主要針對3DMAX軟件的虛擬現實技術的應用進行詳細的分析和研究，以期為我國的虛擬現實技術的應用提供更為廣闊的思路，使其在不同領域起到更多的作用。

1 3DMAX軟件概述

3DMAX軟件是基于PC系統的三維動畫渲染和制作軟件，最初主要應用于游戲創作，后期逐步運用于電影創作。3DMAX軟件的特點是上手容易、性價比高，同時因其具有可堆疊的建模步驟，所以進一步得到了廣泛使用和發展。尤其是3DMAX軟件在虛擬現實技術和環境的模擬建立中的特點和作用，進一步推廣了3DMAX軟件的虛擬現實技術在不同領域的應用。本文正是基于3DMAX軟件，探討虛擬現實技術在不同領域的應用。

2 虛擬現實技術以及相關技術的概述和分析

虛擬現實技術主要是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合的交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真，能夠使用戶沉浸于該環境中。目前，我國各行業都使用了虛擬現實技術，有效地推進了行業經濟的快速發展。主要是通過對模擬環境、感知、自然技能和傳感設備等的建立，完成自身對周圍環境的認知和了解。目前主要有力覺、聽覺、視覺，未來的發展方向還會有嗅覺和觸覺，同時可以依據使用者的數據進行分析，完成使用者下達的命令。3DMAX軟件的虛擬現實技術，即通過三維展現信息的方式，讓虛擬世界的物體按照現實世界的物理規律運動。

3 3DMAX軟件的虛擬現實技術的應用研究

3.1 3DMAX軟件制作虛擬現實場景的方法和技術

（1）基于實景的虛擬現實技術的運用。利用3DMAX軟件基于實景實現虛擬現實場景，主要是通過對現實的數據以及實地的景物的獲取，利用3DMAX軟件進行建模，同時在場景的材質選擇以及建設真實感的過程中，可以選擇貼圖模式。并且，可以在虛擬現實系統初始化的過程中導入模型對象化，實時呈現，從而全方位地展現虛擬現實的技術和環境，為后期的三維場景的完善和建立奠定基礎，進而有助于3DMAX軟件制作虛擬現實場景。因此，基于實景的虛擬現實技術的形成過程是離不開3DMAX軟件的支持和幫助的。

（2）基于虛擬環境的虛擬現實技術的運用。虛擬現實技術中，利用3DMAX軟件除了可以使用基于實景的虛擬現實技術以外，還可以使用基于虛擬環境的運用。而目前基于虛擬環境的顯示技術主要可以從兩方面進行分析：第一種是基于圖像的方法進行技術運用和分析，第二種是基于模型的方法進行技術運用和分析。我國目前使用3DMAX軟件的虛擬現實技術，主要就是以基于模型建立為主的技術運用方式。因為基于模型的技術運用是以幾何實體為基礎的，可以利用計算機通過統一的數據輸出和幾何圖形繪制技術，構建一個實體的立體幾何圖形，然后使用3DMAX軟件進行建模，這樣能夠快速地建立現實虛擬場景。在加入虛擬現實模型后，通過實現交互式虛擬環境，可以完成使用者對場景的移動、推動，以及旋轉等動作的實現和感觸，從而呈現一個三維立體的現實虛擬環境，達到具有真實觸感的要求。而且，基于虛擬環境的虛擬現實技術，主要涉及的相關技術有三維實體幾何模型建立的技術、實時渲染技術以及碰撞檢測技術，需要具有物理屬性。

（3）3DMAX的虛擬現實技術的工具使用。使用3DMAX軟件實現虛擬現實環境，需要選擇不同的技術工具作為支持。經過多年的經驗和技術的總結，主要需要四種工具，分別是VR軟件技術、3DMAX軟件、圖像處理軟件和GIS軟件。這四種工具的選擇，能夠全方位地呈現3DMAX軟件的虛擬現實技術，符合虛擬環境中物體所需遵循的現實世界的物理規律，并且能夠根據科學的比例，建立1︰1的數據模型。VR軟件主要是對虛擬現實技術中的場景進行仿真還原，對視景仿真、聲音仿真，同時因為VR軟件能夠支持多種數據模式，兼容性較高，所以應用范圍極廣，減少了時間的浪費。此外，Multigen Creator軟件主要是因為實時三維建模軟件能夠利用數據的特點，對場景進行真實的還原，通過地理信息系統得到的數據構造相關地形的特點，從而達到城市仿真、環境仿真以及模擬仿真的技術和要求。最重要的是，其具有的交互式感應技術和可視化技術，是目前虛擬現實技術中最為先進的技術，能夠達到目前對虛擬現實技術的全部要求。

3.2 3DMAX軟件制作虛擬現實場景的具體實施辦法

（1）首先，3DMAX軟件制作虛擬現實場景需要收集數據。因為利用3DMAX軟件建立虛擬現實環境，需要對模擬的場景進行數據收集，所以應該通過相關部門獲取需要模擬的數據。比如模擬長安古城，首先需要通過有關部門獲取長安古城的原始資料，通過了解圖紙資料、GPS和GIS獲取最新的資料和數據比例，并且在獲得原始數據以及最新數據的過程中進行對比以及校正，同時依照相關的比例，對長安古城進行等比例縮小，然后把照片做成地形貼圖，這樣能夠為以后的建模提供方便。其次，需要準備好貼圖資料，與地形貼圖做好對比。貼圖資料主要有兩種模式：第一種是透明的紋理，主要是通過相關的圖像處理軟件處理后得到的，是非常簡單的一種貼圖資料處理方式。同時也可以對現場場景進行拍攝。第二種則是不透明的紋理，主要是通過數字化相機得到的數字化圖片，可以使用PS軟件進行修圖，建立一個模型紋理庫。

（2）需要三維實體建模。利用3DMAX軟件建立虛擬現實技術，其中較為基礎和重要的環節就是建立三維實體建模的過程，因為這一過程關系到虛擬現實技術的仿真以及呈現的關系。同時，需要根據不同的物體建立不同的模型，主要可以通過三個方面進行三維實體建模的構建：第一，合理減少模型的面數。因為在虛擬現實技術中，建筑模型的面數是可以塑造的，在一定程度上會影響虛擬現實場景的效果，所以應該在保證建筑數據和模型真實性以及有效性的基礎上，合理地調整和減少面數，只有在必要的情況下，才可以選擇使用或者細致化面數。第二，紋理的形成對圖形的質量和畫質會產生一定的影響，易造成畫面失真。因此，應該盡量減少和壓縮紋理的存在空間，但是一定要保證模型紋理的像素是2的n次冪，這樣才可以保證顯現的模型紋理是正確和準確的，才不會對虛擬現實模型造成一定的影響。

4 3DMAX虛擬現實技術建模過程中技術問題的解決辦法

4.1 選擇科學的方式讀取數據

利用3DMAX軟件建立虛擬現實環境，其中最重要的環節就是對數據信息的讀取和存儲。并且，在讀取的過程中不能丟失數據信息，要確保在導入模塊的時候不會受到阻礙。因此，在這一過程中，首先需要使用的工具就是3DSMAX軟件，同時通過使用Export軟件，導出模型的有關數據和模塊，將其轉變為3DS格式的文件。然后在讀取信息的時候，需要處理信息轉化過程中多余的信息面，一般采用的是面合并以及點合并的形式和方法。這樣不僅可以讓圖像更加清晰、立體感覺更強，還符合虛擬現實技術的要求和標準，達到了3DMAX軟件對虛擬現實三維成像的要求。

4.2 使用細節層次模型建立技術

虛擬現實技術在3DMAX軟件中的實現不僅僅是由小建筑構成的，而是由大量的大型建筑和環境構建的。因為小建筑更容易是畫質流暢的實時漫游的特點，所以在實現3DMAX上更容易。但是大建筑因為需要構建的模型較大，數據較多，不能確保建筑的每一個面都是畫質流暢的，并且是否能夠實現全面實時漫游的狀態也不能確定，在不同角度和背景下選擇的工具和使用的數據不同，也會產生不一樣的效果。因此，需要使用LOD技術，這樣可以實現在不同層次之下，同一物體具有不同的視角、不同的精細度，呈現出物體的立體狀況，最終實現實時交互的目標。同時，手工建模可以實現以及焦距拉遠的時候就可以選擇簡單的模型，這樣便于拍攝（下轉第頁）（上接第頁）和管理，能夠減少虛擬現實技術對場景和建筑還原的時間。

4.3 使用自由度技術

虛擬現實技術在3DMAX環境中的呈現，不僅僅需要動態的視覺環境，還需要靜態的建筑。因此，應該使用自由度技術，這樣可以有效地掌握虛擬現實環境中動靜結合的關系。比如人和建筑之間的動態關系、人和車之間相對靜態的關系等，這些都需要使用自由度技術。先設定一個坐標，然后虛擬現實技術中的所有場景都圍繞這個坐標運動，從而達到動靜結合的目的。

5 結語

我國對3DMAX軟件的虛擬現實技術的應用起源于20世紀，經過20多年的發展和運用，目前3DMAX軟件的虛擬現實技術已經廣泛應用于我國的各行各業。我國的3DMAX軟件的虛擬現實技術逐漸成熟，無論是在建筑、醫療、電影，還是環境模擬等方面都起到了重要作用。因此，筆者簡單地對3DMAX軟件以及虛擬現實技術的運用進行了分析，論述了3DMAX軟件在虛擬現實環境建立中的技術和方法，進一步加深了對3DMAX軟件和虛擬現實技術內容的理解。

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