基于3dsMax的虚拟校园的三维模型设计与制作

刘瑾

摘要：当今三维技术与虚拟现实技术飞速发展，虚拟现实技术已经逐步融入到我们的日常生活中，如教育、科技表现、医院治疗、娱乐媒体等领域，而且这项技术的发展与运用也会越来越趋于成熟与全面，本文主要围绕淄博职业学院虚拟校园漫游系统的3ds Max建模流程和具体技术要求展开论述。

关键词：虚拟现实；3ds Max建模；校园漫游

1. 引言

1.1 虚拟现实技术

虚拟现实技术的发展，照片、视频等二维信息的呈现方式已不能完全满足人们的需 求，随着高校招生规模的扩大和生源来源的地域性的多样性，人们需要更加直观、简洁、现实的方式了解校园，这就迫切需要一个新的校园展示平台和方式。三维校园虚拟作为虚拟现实技术在教育领域的一个应用，突破了空间的局限性，能直观地展现交互性的三维校园场景。它通过计算机，利用虚拟现实技术对真实校园内部的场景进行虚拟重现。具体而言，就是利用虚拟现实技术，结合地理信息技术、计算机网络技术等，将真实的校园地形、建筑、道路以及其他校园物体等信息进行数字化和虚拟化，构建一个具有一定真实感的虚拟校园环境。虚拟校园重现了一个逼真的三维校园，用户可以在虚拟校园中通过交互方式漫游，为用户带来沉浸感的体验。

在3ds max虚拟校园漫游技术中不仅应用到了软件部分也同时应用到了硬件部分，硬件主要包括三位投影仪和可携带式三位成像头盔，还有光阀眼镜。软件部分主要应用有3ds Max、V-Ray、Photoshop等三维模型材质制作软件和Unity虚拟现实实现软件。

1.2 虚拟校园漫游技术

虚拟校园漫游技术在高校中的应用是在近几年才的到广泛普及的，在20世纪末大多主要应用在房地产开发和军事领域，它是一门将计算机技术与多媒体技术、影视动画技术等相融合的综合技术虚拟校园的实现是用计算机通过真实场景的勘察，在电脑中制作合成一个与真实校园场景一致的三维虚拟空间。使用者可以在其中进行漫游行走，通过数据库的链接，也可以在虚拟场景中增添文字和声音的数据，使得用户可以有一种身临其境的感觉。

虚拟校园漫游实现拥有以下两个重要特点：

（1）沉浸感。在虚拟校园系统内，用户可以对校园的每一个视角进行查看及全方位的漫游，搭配解说、音乐、环境等变化，使得场景更具有氛围，如同身临其境。

（2）交互性。虚拟校园系统可以根据画面内容，配合硬件系统，如传感器、头盔等，可以设计用户与场景内容之间的配合反映，如开门、移动物体等，使得系统可以和用户产生互动。

2. 3ds Max校园场景模型设计与制作

2.1 模型制作前期分析

通过对淄博职业学院校园场景的分析，大致可以分为CAD图纸和实景照片建模两种方式。

CAD图纸主要是可以在制作过程中快速的确定校园内部建筑模型之间的位置和主体框架，尤其是地面沙盘模型的确定，在模型制作环节中可以精准的确定各建筑场景之间的比例关系。

照片建模便于确定建筑物的外形和样式，以及后期的材质和光照效果等。在实际建模过程中，只有通过照片参考，才能够制作出与真实校园一致的三维模型，因此，前期拍摄过程中，需要对建筑楼体进行多角度、多环境的拍摄，以方便后期三维制作中的模拟还原。

CAD图纸和照片是要配合应用的，二者缺一不可，这样在后期的建模过程中才不会丢失细节或者出现比例错误。

2.2 3ds Max模型制作基本流程

2.2.1 CAD图纸的整理与应用

将CAD图纸进行修改整理，删除与后期建模无关的内容，如注释、标尺等，将只留有框架结构的调整图导入到3ds Max中，通过二维图形的编辑和修改器应用命令，将其转换为三维模型，这样得到基本场景模型形体。

2.2.2 建筑及道路模型制作

首先，需要先对场景模型进行分类，以合理分配制作环节的工作量。在校园模型制作中大致分了以下几类：楼体建筑、地面沙盘和植被及辅助道具三类。

其中，制作重点是楼体建筑的表现，这是整个校园漫游制作中的关键。需要将之前通过CAD转换来的简模进行细致编辑。主要是结合实景照片，通过多边形编辑，对建模的边、面进行细节添加，以尽可能还原实景的形体效果。在模型制作中，还要考虑的后期材质的表现和应用，因此，要对模型的元素、面的切割和挤出等操作进行合理设计，尽可能做到模型表面布线整齐，而且在制作中，要尽量减少甚至是不用布尔运算，以免后期进行材质贴图过程中遇到不必要的麻烦。

其次是地面沙盘的模型制作，漫游过程是以校园地形为引导，因此，地形沙盘是属于除建筑楼体外的另一个次重点。地形模型通过CAD导出图生成的模型基本可用，只需要对其进行简单的模块切割和添加路边基石模型，切割是为了方便后期对不同的地表材质进行制作。

为了减少漫游程序过大，植被及其他辅助道具模型，如路灯、展牌等，都可以利用片面和贴图来实现。因此，这一部分的内容在模型制作上不做重点处理，只需要確定好大致需要的片面，进行合理的组合即可，后期需要借助大量贴图来实现其中的细节。

3. 总结

在实际的制作中，模型部分主要应用了3ds Max 2016和Auto CAD 2016，并结合材质贴图技术，很好的展现了淄博职业学院的实景全貌。

虚拟校园漫游中的模型制作与传统效果图表现和三维动画制作中有相似又有不同，因为需要用户产生浸入感，必要时还需要有交互环节，同时还要考虑到后期使用平台的硬件运行情况，所以需要在制作中对模型的细节进行把控，确保用户直接观察的地方有充分的模型细节，而视角过远或者内容不是重点的部分进行模型简化。只有合理的控制好模型的每一个问题，才能在最终的虚拟校园漫游系统中得到完美的效果。

参考文献：

[1]刘艺，张坤. 3DS Max在虚拟校园立体图制作中的应用[J].大众科技. 2011（07）

[2]何晓田. 基于3DS MAX实现虚拟校园场景建模[J].电脑知识与技术. 2011（08）endprint