VT＋MAX开发中的解决方案

张 鹤，徐承志

（湖北工业大学计算机学院，湖北 武汉430068）

由于Virtools不是三维模型制作软件，模型从3ds Max导入到Virtools时可能会出现不被识别的特征属性等问题［1］。当模型中部分信息不被Virtools支持，那么在输出时，编译器将根据自己的编译办法，对相应的信息进行转化，其中格式和特征的本质发生了变化，但是保留了模型在视觉等方面的感觉特征。

本文作者参与国家级大学生创新创业项目——“基于虚拟校园的软件生态系统研究”。由于项目需要，作者根据所在学校实际校园环境，在3ds Max中创建虚拟校园模型作为Virtools场景模型。在建模和使用Virtools软件过程中，通过不断地学习与实践，总结出一些3ds Max静态模型导入Virtools后出现的常见问题及解决办法。

1 插件使用问题

插件是一种十分常见的技术，插件结构有利于编写有良好的扩充和定制功能的应用程序［2］。3ds Max默认的安装程序没有导出Virtools支持格式文件的插件，因此需安装第三方导出插件。

1.1 导出插件版本

3ds Max中的场景模型导出成Virtools支持的格式即.nmo文件，需要下载 Max To Virtools插件。其中.nmo文件是Virtools默认的用于存储角色和场景以及物体等信息的文件格式，其中包含了一个或者多个单元信息［3］。自2012版本后，达索公司不再发布导出插件，目前网上下载到的最新版本是 Max To Virtools 5.0.0.134，最高版本只支持2012的Max版本。

由于2013或2014版本Max制作的静态模型可以在低版本Max中打开，制作的动画则不能在低版本中打开。因此，高版本制作的静态模型可以通过2012及以下版本导出成nmo格式。

1.2 插件参数设置

3ds Max模型在导出成nmo格式时，会显示一个输出参数表，在此主要介绍导出静态模型的参数设置（表1）。

表1 导出插件参数

2 模型问题

根据产品对模型的要求，在建模时要采用相应的建模标准，这样不仅能减少模型导出时出现的错误，模型的质量也能得到很好的控制。

2.1 模型比例尺寸变化

3ds Max模型在导入Virtools后，通常比例与要求不符，会在Virtools中自动进行缩放操作，运行时经常遇到异常现象，即场景中模型的各个部分有时并不按照规定的尺寸进行缩放。

在三维软件中制作一个较大或较为复杂的场景时，如果在一个3ds Max文件中直接导出，会出现“应用程序错误”。更为复杂的大场面则需要多人协同完成。然而一些人建模时没有在意模型的尺寸，因此在整合场景的时候，还需要调整每个物体的尺寸比例。

建议建模前先测量好物体的尺寸，由于Virtools中模型单位为m，将3ds Max的系统单位统一设置为m，场景合并时就不需要进行放缩操作了，自然不会出现相关的问题。

2.2 模型顶点数及大小

一般模型的顶点数太多，常常出现的问题一个是在导出时出现“应用程序错误”，另一个是导入到Virtools后造成程序运行慢，下面用一个实例来说明:

新建一个由多个立方体组成的模型，改变立方体的数量和分段数，观察导出效果（表2）。实验电脑配置:操作系统，Windows7；CPU，AMD A4-3300MAPU with Radeon （tm）HD Graphics；内存，4GB。表2中的数据是模型文件大小，单位是MB。其中，带括号的数据表示模型导出报错，“－”表示模型保存报错。当模型中立方体分段数不变，立方体数量增加时，文件大小增加，当达到一定大小时，出现保存出错情况；当立方体的数量不变，立方体的分段数增加时，文件大小增加，当达到一定大小时，导出报错。通过综合比较得出:3ds Max模型在导出时出现"应用程序错误"与模型的大小及顶点数有关。

表2 应用程序错误实例数据

制作3ds Max模型时，在确保形体准确且达到要求的前提下，顶点数越少越好。尽量用最少的线来确保模型的基本形态和特征［4］。在建模时需要养成一个好的习惯，同时参考一些优秀的模型。具体模型优化，可以从简化模型和提高渲染速度［5］进行优化。利用3ds Max新功能建模，用算法简化模型，简化纹理处理。3ds Max场景模型太大，导出时会出现错误，可以采用场景分块技术，把一个复杂的场景划分成多个子场景分别导出，最后在Virtools中加载。

3 灯光问题

灯光是舞台的生命［6］，同样每一个3D场景都少不了灯光，灯光在场景中不仅起到了照明的作用，而且决定了场景的基调和气氛。相比于Virtools中只有三种灯光类型，3ds Max中灯光种类和参数更多，灯光搭配也更复杂。

3.1 灯光种类导出变化

Virtools中有三种光源:点光源是理想化为质点的向四面八方发出光线的光源，为最常使用的光源种类；聚光灯有注视的放射光，适合突出局部部位的照明；平行光为全场景照明的方向性光源，无法设置衰减效果。

3ds Max中创建的灯光在导入Virtools后灯光类型会发生相应的转变（表3）。

表3 灯光类型变化表

3.2 灯光照射范围变化

3ds Max中模型受光与灯光照射方向有关，在Virtools中除了平行光（Directional）与方向有关，点光源（Point）和聚光灯（Spot）都有照射距离限制，最大照射距离为200m。

如图1，在3ds Max中，沿着建筑物四周打上12盏聚光灯，调整灯光到物体的距离以及角度，距离主要取值150m，198m，200m，202m，250m，角度取值－45°，0°，45°，90°，以.nmo文件的形式输出，导入Virtools，观察单个灯光照射时模型效果。根据效果最后得出:当距离超过200m时，物体变黑，模型没有受光。通过同样的方式，得出点光源（Point）效果也是如此，而平行光（Directional）在方向确定后，模型在灯光方向上的受光面都能被照亮。

因此，在3ds Max中非平行光源到模型之间距离超过200m，导入到Virtools后，会出现物体变黑，不受光现象。此时灯光参数调节失去作用。建议遇到这种情况，一种方法是把灯光类型改成平行光（Directional），第二种方法是调整模型或灯光的实际坐标，使灯光与模型之间的距离控制在200m以内。

图1 灯光照射范围实验

4 材质贴图问题

3ds Max中已经赋好材质的模型在导入Virtools后常常出现变黑、材质显示不完全等现象。由于两个软件系统之间的差异性，造成一些模型效果不一样。那么在制作模型之前，则需要了解产生的原因。

4.1 模型导入Virtools后材质呈黑色

模型在3ds Max中，材质显示正常，在导入到Virtools后，材质呈黑色。

解决办法:在virtools中首先检查灯光，灯光与模型的距离不能超过200m，点击show light，灯光便会显示，黑色的圈表示灯光的范围（图2），要保证模型在灯光的照明范围内。第二检查模型材质（图3），漫反射（Diffuse）颜色以及所使用贴图为黑色，模型也会呈黑色。第三检查插件参数设置，详述在1.2节。最后检查模型，详述在本文4.2节。

图2 Virtools灯光显示设置

图3 Virtools材质属性面板

4.2 模型材质丢失

对于材质和纹理，输出后，Virtools并不支持双重材质的导入。并且，Virtools只支持3ds Max中的标准材质，在导入Virtools后就会出现材质只显示部分或完全呈黑色。

3ds Max模型材质赋贴图需要模型具有贴图坐标，一般模型贴图有自己的贴图坐标。贴图坐标也可以使用UVW展开编辑，同时利用展开的UV贴图，能绘制和制作更多需要的贴图。有时根据项目需要，不能利用UV制作贴图，而模型又需要赋多种材质，此时在模型输出之前需要对材质进行烘焙。所谓烘焙，就是一种把Max光照信息渲染成贴图的方式，而后把这个烘焙后的贴图再贴回到场景中去的技术。

如图4所示，在3ds Max创建一个简易飞机模型。烘焙之前，先展开模型UV贴图（图5），把飞机机身，机翼等不同部位展开，再绘制贴图，绘制好后赋给飞机，调整材质参数，在场景中打上灯光，进行烘焙，这样就得到了模型的最终贴图。

图4 飞机模型俯视图

图5 飞机UV展开图

4.3 在Virtools中加载贴图

Max模型导入到Virtools后，材质纹理丢失，可以在Virtools中把贴图加载进来。图6中，模型wuding的贴图“瓦”如果没有导入进来，则需在Textures把贴图“瓦”直接拖进来。之后右键材质wuding，即图7，在下拉列表中选中贴图“瓦”，则材质上赋好贴图了。最后右键网格wuding＿Mesh中“Setup”，即图8，在 Channels中右键“Add Channel”，下拉列表选择材质wuding。模型wuding纹理便加载完成了。

图6 纹理组件面板

图7 材质设置面板

图8 材质通道添加面板

5 结论

综上，在制作Virtools场景模型时，3ds Max版本尽量选择2012版本。模型尽量优化。由于Virtools中灯光距离限制，在3ds Max布局灯光时可以根据场景大小来选择灯光类型，一般的灯光打法可以使用常见的三点光源法［7］。材质使用标准材质，贴图尽量烘焙。

通过在3ds Max中制作模型过程中遇到的问题得出的经验，用具体的数据分析了模型导入到Virtools中出现的问题及解决办法。有些方法还需要改进，一些具体的细节可以查阅相关资料。总之，在制作Virtools场景模型过程中，要不断地学习和实践来总结经验。在模型的优化上还需要进一步探究，建出更加符合要求的模型。

［1］ 孙 倩.基于3DS MAX的三维建模及其在Virtools环境中的应用［J］.中国科技信息，2008（06）:241-243.

［2］ 李延春.软件插件技术的原理与实现［J］.计算机系统应用，2003（07）:41-44.

［3］ 王 方，王 峥.3ds Max模型及动画输出为 Virtools格式的方法［J］.现代电影技术，2007（10）:94-95.

［4］ 刘婧婧.3ds Max模型与动画导入Virtools时遇到的问题以及解决方法［J］.现代电影技术，2010（07）:49-54.

［5］ 赵 玲.基于3DMAX的模型优化的研究［J］.科学技术与工程，2010（09）:6 565-6 568.

［6］ 王士军.浅谈灯光艺术的作用［J］.文化时空，2002（08）:90.

［7］ 雷兆云.照明语言与技法［M］.北京:中国传媒大学出版社，2009.