3DSMAX在虚拟场景建模中的应用分析

倪 烨

（江西信息应用职业技术学院，江西 南昌 330043）

3DSMAX在虚拟场景建模中的应用分析

倪 烨

（江西信息应用职业技术学院，江西 南昌 330043）

在虚拟场景建模中，采用3DSMAX技术能够将现实中存在的真实事物真实地表现出来，且借助3DSMAX技术优秀的动画表现技术，能够将现实和理想中的动画完美呈现。这使3DSMAX技术被广泛地应用到产品设计、建筑效果图绘制、广告影视制作等领域。文章主要分析了3DSMAX建模技术、3DSMAX建模工具，并以学校实验楼为例对3DSMAX的实际应用进行了详细分析。

3DSMAX；虚拟场景建模；建模工具；应用分析

3DSMAX技术是以现代计算机技术发展为基础的，通过3DSMAX技术进行虚拟场景建模，可以提高虚拟场景的设计效果，使得设计效果图转变为三维立体图像，相比于传统的二维图像更具有形象性。

1 3DSMAX技术理论概述

1.1 虚拟现实技术

交互性、沉浸性以及构想性构成了虚拟现实技术最基本的特征。其中交互性指的是体验者在构建的虚拟环境中对物体进行具体操作并且从虚拟环境当中得到反馈的自然程度。沉浸性具体指的是体验者在基于虚拟现实技术构建的场景中具有十分真实的感受。构想性具体指是在基于虚拟现实技术构建的虚拟空间中有广阔的可想象空间，能够有效拓展人类认知范围。借助于虚拟现实技术进行环境构建不仅可以真实还原现实世界中存在的环境，同时也能够借助该技术搭建现实中不存在的场景。在现代科学技术的推动下，计算软件技术发展不断成熟，虚拟现实技术在社会生产中的应用也日益广泛，3DSMAX技术也在室内设计展示、博物馆展示、实验室展示以及教育培训等诸多领域得到应用。当前，主要的虚拟现实技术可以分为3类分别是图形渲染的建模技术；基于图像的建模技术；基于图形与图像的混合建模技术。其中3DSMAX技术属于图形渲染的建模技术，并且得到了广泛应用。

2 3DSMAX技术概述

3DSMAX是一种以三维动画技术作为基础的图像渲染和制作软件。在3DSMAX技术问世之前，在进行CG设计的过程中，使用最广泛的是SGI图形工作站，SGI工作站是以DOS技术作为操作系统的，并且其对技术人员的要求十分高。自从3DSMAX系统和Windows系统出现之后，在进行CG设计时，设计的难度得到了大幅度的降低。当前，虚拟场景建模中3DSMAX的使用范围最为广泛，例如其在游戏制作、动漫制作、建筑设计等广泛的领域内得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。由于这一技术主要是在Windows系统下运行，使其在进行设计时，图表设计更加合理，操作更加简便，这让3DSMAX成为当前PC当中的主要三维建模软件。

2 3DSMAX在虚拟场景建模中的应用—以学校场景建模为例

2.1 基于3DSNMAX的三维模型创建

在利用3DSMAX技术对虚拟学校场景进行设计时，设计的难点是学校的树木。要将学校真实存在的树木具体在虚拟现实环境中显示出来，需要进行十分细致的建模，或者是在进行学校虚拟场景设计时，通过采用其他插件实现树木模型的建立，虽然采用其他插件技术能取得了很好的效果，但是由于其所占的空间大，最终会影响虚拟现实环境的运行效果。因此，在进行学校虚拟空间设计时，为了提高树木设计效果，保证运行速度，在进行树木建模是采用纹理贴图的办法。采用这一方法的关键是树木图片纹理处理。这就要求在进行具体设计时需要将图片进行镂空处理，并且处理的好坏直接关系到在虚拟空间中的设计效果。

在利用3DSMAX进行校园虚拟现实环境设计时，学校道路等封闭区域的制作，可以直接通过3DSMAX线条完成，之后使用修改器列表中的挤出命令将挤出数量设置为零，为了对模型的大小进行有效控制，需要对样条曲线的“边”以及“步数”进行优化设置。在模型设计时，个体模型在设计时相对简单，首先在3DSMAX中根据实际尺寸进行模型设计，之后利用照片进行贴图和渲染，这样能够达到比较好的设计效果。在校园实体模型设计时大多采用“样条曲线”加“挤出”命令进行实现，对于一些比较复杂的模型需要使用“放样”、“车削”的方法进行创建。

2.2 3DSMAX校园虚拟场景设计关键技术

对学校虚拟现实环境进行设计中，学校单位模型的面数、个数、贴图数量以及大小，对学校虚拟场景的运行速度有很大影响。因此，设计的学校虚拟场景进行优化，较少贴图及其大小，是学校虚拟现实三维模型建立的关键技术之一。此外，对虚拟场景中模型贴图照片的拍摄以及其处理对三维模型渲染十分重要。 在利用3DSMAX进行三维模型构建时，需要注意模型的定点数、变数、步数以及个数的优化。在进行学校虚拟现实场景设计时，选取学校的实验楼为例，学校实验楼模型文件大小是1.4 M，图像以及对象的设计一共是364个并且包含42 136个面，还有21 576个定点。学校实验楼模型构建主要采用的是样条曲线的“挤出”和“放样”的命令，对样条曲线的变数、步数以及其挤出段数进行优化处理。对放样模型图形步数和路径步数进行优化处理，删除模型中看不到的面，这样可以大大减少模型面数和图形个数。优化处理以后，对该模型的文件大小为1.4 M，图形和对象共计351个，面数共计15 902 个，顶点数8 632 个，这样可以大大节省计算机的运算次数。

在对设计的虚拟场景中的贴图进行处理时，要尽可能保证模型的清晰度，在此基础上才能减少贴图的分辨率。通过对学校的实验楼进行虚拟场景设计如图1所示，其具体的设计效果的材质库文件大小为8 M，修改材质库图片大小，确保每一张图片最长边的分辨率是256像素，最终材质库文件大小为587 KB，其渲染效果如图2所示。从两幅图的实际效果来看，渲染效果基本相同，但是在细节有所损失，为了提高虚拟现实系统的速度，在注重效果的同时，通过降低分辨率是很好的选择。

图1 高分辨率材质的实验楼模型渲染图

图2 低分辨率材质的实验楼模型渲染图

3 校园虚拟现实场景烘焙

烘焙的主要目的是将3DSMAX中的物体表面的光影关系通过贴图的方式带到虚拟现实场景中去，以确保物体的真实性；如果对物体表面的贴图不进行烘焙处理，而是将其直接导入到虚拟现实场景当中去，会带给人一种虚假、不真实的感受。

在利用3DSMAX进行学校虚拟现实场景建模采用的是3DSMAX烘焙工具“Rendering | Render ToTexture”命令。

对虚拟场景进行烘焙是对场景完成渲染之后进行，其具体的操作步骤如下：

首先，是在3DSMAX中选择需要进行的烘焙模型。

其次，单击[endering][|Render To Texture]，随后便会弹出Render To Textures对话框。

最后，根据依次按照图3所示的参数进行设置，图中提示部分是必须设置的，其他为默认参数，设置完毕后点击Render开始烘焙。

图3 3DSMAX烘焙步骤

在利用3DSMAX完成虚拟现实场景制作后，需要将学校虚拟场景模型导出。

4 结语

文中以3DSMAX技术为基础，以学校实验楼为例，设计了虚拟场景模型。在进行场景设计时，受客观条件限制，并不是一味求真，必须结合设计要求和设计经费等因素进行综合考虑，选择合理设计方案。

[1]赵青，李欣亮. 基于3DSMAX的虚拟现实建模技术研究[J].电子技术与软件工程，2016（2）：84-85.

[2]邹红，王健，马英瑞，等. DSMAX在虚拟场景建模中的应用[J].智能计算机与应用，2012（4）：75-77.

[3]郭涌，王学孔. 虚拟现实建模技术中的DSMAX技术分析[J].数字技术与应用，2012（9）：218-219，221.

[4]邓石兰. 3DSMAX建模技术在陶瓷茶具造型中的应用分析[J].陶瓷科学与艺术，2013（1）：14-17.

[5]黄静，张红忠. 3DSMAX在虚拟现实中的应用[J].测绘与空间地理信息，2013（2）：124-126.

Analysis of application of 3DSMAX in modeling of virtual scene

Ni Ye
（Jiangxi Vocational and Technical College of Information Application, Nanchang 330043, China）

In the virtual scene modeling, using 3DSMAX technology can be able to manifest the real thing in reality, and with the help of outstanding animation performance technology of 3DSMAX technology, the the animation in ideal and the reality can be expressed perfectly. This makes 3DSMAX technology widely used in product design, architectural rendering, advertising, film and television production and other fields. This paper mainly analyzes the 3DSMAX modeling technology, 3DSMAX modeling tools, and makes a detailed analysis of the practical application of 3DSMAX by taking the school laboratory building as an example.

3DSMAX; virtual scene modeling; modeling tool; application analysis

倪烨（1982— ），女，江西南昌，本科，讲师；研究方向：计算机技术，数字媒体设计，环境艺术设计，建筑景观表现。