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1、虚拟现实技术的关键技术研究摘要:本文基于殷商妇好形象复原虚拟系统开发为背景,研究在3DSMAX与virtools软件开发平台下的虚拟现实系统开发的关键技术。 关键词:虚拟现实3DSMAX纹理烘培材质贴图交互virtools :TP391.41:A:1007-9416(2011)01-0065-02 基于VR虚拟现实的沉浸性、交互性的特点,以及X络传输速率的制约,如何实时逼真的动态环境是虚拟现实系统能否实现的保证。在利用数字手段对殷商妇好这一形象进行复原的过程中,建模搭建与材质纹理制作中应遵循一个原则:在能够保
2、证视觉对象自然、逼真的前提下,采用正确的单位比例尺设置、逼真的纹理烘焙与映射技术、简便的交互功能设计。这些技术正确实施是虚拟现实系统设计实现的关键技术。 1、单位比例尺的设置 首先是3dsmax与VirtoolsDev4.0的制作单位匹配。当3dsmax搭建生成的三维模型*VMO格式文件导入VirtoolsDev4.0虚拟交互设计软件中会产生不可预知的场景与模型的比列失调的错误。一般在3dsmax搭建三维模型的时候在软件File菜单栏中的Customize—UnitsSetup单位设置一栏点选SystemUni
3、tSetup系统单位按钮进行设置,就可以在3dsmax三维软件中进行模型的搭建。 2、3dsmax中烘焙技术研究 自然界中的物体表面通常具有特有的表面结构几何特性。我们在建模的过程中如果用面片数量的增加来换取微观细致的表面结构是得不偿失的。3dsmax的RenderingtoTextures渲染到纹理的模块功能,即常说的TextureBaking贴图烘焙技术,它通过贴图模拟建模的表面纹理几何结构,是一种有效的、简便的改善三维模型真实性的措施,能够避免在三维模型搭建中每个细节用过多的面数来表示,降低模型的复杂度。
4、其目的是为了加强三维模型的真实感,提高三维模型在虚拟交互系统中画面的实时显示速度。 在环境艺术表现中常见的pleteMap和LightingMap烘焙方式是利用贴图来模拟光照和阴影的效果。由于pleteMap和LightingMap在技术效果层面上更多的是表现光线跟踪、光能传递等高级灯光效果。这两种烘焙方式应用到人物形象模型与服饰铠甲复杂的青铜纹饰上,第一不利于简化建模的细节面数,增加交互系统负担;其次模型显得单薄、不厚重而且不具备自然真实感。为了解决这一问题,使人物形象与铠甲纹饰显得厚重而真实。应采用Normalm
5、ap法线贴图方式。它的原理是对建模表面的像素点法向进行影响变动,从而达到低面数模型上增加结构细节与真实感的作用。它不同于通过灰度贴图来得到细节实际凹凸的信息,BumoMap只是在Z轴方向上产生凹凸效果,而NormalMap是以红、蓝、绿即RGB三种颜色来模拟X、Y、Z三个轴向上的凹凸效果。法线贴图最大的优势在于将具有高面数细节的模型通过映射烘焙出法线贴图,贴在低端模型的法线贴图通道上,使之拥有真实、细致的表面渲染效果。它的应用可以大大降低渲染时长,并且得到最佳的渲染效果。 3、3DSMAX与virtools软件开
6、发平台下纹理映射技术的正确设置 正确的显示生成贴图,首先需要在给所搭建的模型添加正确的UVap修改器,并对其修改设定,这样纹理材质才能正确导入到Virtools中。在虚拟交互开发过程中UVaps、OpacityMaps、BumpMaps、ReflectionMaps等,同时贴图文件格式多采用TGA、PNG、BMP、DDS贴图文件格式,因其都具备透明通道。而且Virtools4.0软件是以2的幂的像素大小载入贴图的,在制作材质贴图时大多采用的尺寸为2的次方,如2、4、8……1024等。正确的贴图尺寸与格式的设置是纹理映
7、射的基础。 虚拟三维形象建模搭建过程中需要大量的相关素材图片作为纹理材质素材,然后在photoshop软件中进行裁减,并对素材的对比度、明暗、透视变形进行调整处理。在Zbrush软件中通过将搭建好的三维模型导入进zbrush中,在Texture中设置所要制作贴图的aster映射功能键,点选dropnoadgplane模块,选择要映射的纹理图片,通过缩放功能以及move调节贴图的纹理节点对应模型结构达到最终效果。对调整的纹理贴图进行Flipuv的坐标调整,然后在photoshop软件中对纹理进行修缮以达到无缺漏瑕疵,完
8、成贴图纹理映射设置。 4、交互功能设计研究 由于在Zbrush与Photoshop对贴图材质制作完的文件格式不能直接导入Virtools中,在进行交互功能制作中首先要借助第三方插件MaxExporter插件把3dsmax中搭建的模型、设置的贴图转化成Virtools的对接文件,通过Export导出功能生成转化为*VMO文件
