录音系统的设计及3D建模

杨燕

摘要：尽管现在的科学技术已经上升到一定层次，绝大多数教育机构已经对学校的硬件设备做了一定的完善，可是还有许多先进的科学技术苦于资金或种种条件的限制不能真实的展现在大众眼前，从而使人们对伟大的应用技术的认知水平停留在最基本的抽象认知阶段，例如录制电影、歌曲、音乐等的录音场所——录影棚。为提高人们对录音棚的认知，我应用虚拟现实技术向人们真实展现一个完整的录音棚，人们可以以化身主人公通过鼠标、键盘控制视角全方位多角度了解录音棚的构造，从而提高认知水平。这里主要介绍如何使用3dmax三维建模软件和VRP虚拟现实软件共同完成虚拟录音棚现实场景的制作。

关键词：录音棚;3Dmax建模;VRP虚拟现实;交互

1.引言

随着近些年来科技技术的快速发展，3D技术的研发和VRP“虚拟现实技术”与应用已经走过了几十年的前期摸索阶段，技术的经济性、成熟性、发展度、便捷性、人性化等，都已经取得了巨大的突破，对此我运用现在技术水平已经相当成熟的3Dmax建模工具和VRP“虚拟现实技术”来制作一个录音棚模型，来弥补由于资金、环境或者其他条件限制下不能配备录影棚的遗憾，将一个完整的录音棚展现在大众眼前，通过3D建模细致精确的对录音棚的各个设备及内部构造进行了三维重建，并对模型进行渲染、贴图、烘焙，使每一个模型都像现实世界里的一样逼真更具触感。依据相关的科学理论的场景布置和科学的配置将只有在专业场所才能看到的录音棚展示在你眼前，不论男女老少只要打开电脑就能马上穿越到录影棚里实现了对整个录音棚自由自在的虚拟漫游。应用“虚拟现实”技术人们可以瞬间化身里面的主人公通过鼠标、键盘控制切换视角在录音棚里随意走动观察，体验前沿的科技时代。

2.制作分析

2.1前期调查：

在做该设计前经过走访多所学校和随机采访初高中学生得知目前绝大多数的学校里没有配备完整的录音设备，一方面原因是资金不到位，另一方面是因为专业的录音棚在学校里的实用性不大，没有投入资金的必要。而经采访学生得知仅一成的学生知道什么是录音棚，而他们对录音棚的了解仅仅来自于现在流行的“YY语音”这样简单的录音环境，在详细的问下去他们也就不知道何为录音棚了。

2.2可行性分析

硬件方面：

该系统的制作对硬件的配置没有特别要求。

软件方面：

3DMax建模工具，VRP虚拟现实交互工具及Photoshop图像处理软件经过几十年的摸索已经相当成熟。

技术方面：

经过前期的训练已经能熟练使用PS图像处理软件，根据需要拍所需集贴图素材，掌握3Dmax建模工具和VRP虚拟现实交互工具的使用方法加之指导老师有指导科研项目的丰富经验，并且具有相当成熟的技术，是我技术方面的最大的支持。

3.关键技术

3.13D建模技术

3D建模技术是利用3D建模软件及相关插件制作出效果逼真的实物模型的一种技术。本作品中所用到的三维建模软件是3DStudioMax，它是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件，简称3DMax。其广泛应用于影视、室内设计、广告、工业器械设计、多媒体制作、游戏开发、教学辅助以及可视化工程等领域。

3.2VRay渲染技术

目前业界最受欢迎的渲染引擎是VRay，是由Chaosgroup和Asgvis公司联合出品的一款高质量渲染软件。VRay渲染器为模型的渲染提供了多种特殊的材质，在场景中可根据不同的需要选择不同的材质，使得模型在灯光的照射下质感逼真。

3.3虚拟现实交互控制技术

我们可以将常用的二维图形，声音或者三维的模型进行整合构建虚拟现实场景，实现虚拟现实的交互控制技术。本作品是使用VR-Platform简称VRP实现额，它是一款具有完全知识产权的三维虚拟现实平台的软件，可广泛的应用于道路橋梁规划、网络游戏开发、网际网络、多媒体教学、工业设计、教学训练、模型展示、仿真制造、古迹遗址复原、城市园林规划、军事预演、教育教学等行业。该软件界面简洁大方、操作简便、性能强大、高度可视化、适用面广，它的出现为正在发展中的VR产业注入新鲜的血液使朝气蓬勃。

4.虚拟现实技术在生活学习中的发展前景

4.1虚拟现实技术的应用

虚拟现实（VirtualReality，VR）技术是近几年来计算机界摸索发展出来的又一多学科综合性高新技术，其发展速度之快是其他软件所不能比拟的，VR是利用计算机模拟生成一个虚拟的三维世界，用户能瞬间化身里面的主人翁，能有真实世界的视觉，听觉，触觉的感受，坐在电脑面前就如同身临其境一般。有了虚拟现实技术，使复杂场景的虚拟漫游成为可能，足不出户也能游览世界各地、设计建筑效果图、复原遗址原貌、漫游虚拟博物馆和各国宏伟建筑、欣赏毁灭的古建筑、虚拟解剖学、虚拟组装计算机等等。

4.2学生学习动机及学习注意力的特点

通过分析学生学习的特点，可得知学生在学习过程中注意力集中时间短、知活泼好动、学习具有随意性和容易受情绪的影响以及学习持久度不高等特点是他们的一大共性。他们学习的动力，除了老师和家长的鼓舞以外在很大程度上，依赖于教学方式的趣味性和教学内容的形象性。因此，提高学生的学习兴趣也就显得尤为重要，培养兴趣成为教学能顺利展开的关键所在，是最好的“调味剂”。它在我们的生活，学习和学生智力开发、研究方面具有重要意义。学习兴趣是顺利地进行课堂教学，发展学生智力，形成学生个性的有利条件[1]。“少年强，则国强”所以开发一个有助于培养学生学习兴趣，动手能力和认知水平的作品很有价值。

5.录音系统的设计及3D建模制作过程

5.1制作背景。在传统的教学中，由于受到资金、环境等教学条件的限制，在介绍现代科技发展水平时教师只能以反复的口述方式和简单的教具进行教学，或者课后让学生看枯燥的课本知识或者布置学生去网上搜集相关图片资料来巩固知识。

5.2设计开发流程。现实世界的模型是3D模型的“前身”，没有它们作为依据所建之模就失去了现实意义。所以在着手建模前必备的前期准备是少不了的，包括收集相关的贴图和实物尺寸等等，下面我以制作电脑为例详细介绍作品的设计开发流程。

5.21虚拟模型的建立

一般说来，三维虚拟现实的制作大概可以概括为以下几个步骤：前期准备——建模型——赋材质——布灯光——烘焙——导入VRP——后期制作——发布。

从上面的流程不难看出，虚拟现实的制作主要可分为虚拟场景的建立和在VRP中实现漫游。虚拟场景建模主要在3dmax中完成，目前只要3dmax5.0以上的版本都是轻易地导入VRP中，3dmax内有强大的建模和材质贴图功能，外与VRP的兼容性使得三维虚拟现实制作变得简单轻松。以下以制作电脑模型为例讲解其制作流程。

致谢：在整个毕业设计的制作过程中得到了王晓艳老师耐心的指导和严格的监督，从选题、开题到课件的制作和开发，每一个环节王晓艳老师都办演着着严师的角色，为的是让我们的作品能如期完成并且更加完美，她用敏捷的思维帮助我们走出设计作品时迷茫。在撰写设计报告的过程中也得到了王晓艳老师的悉心指导和大力支持。王晓艳老师定期询问作品的进展程度和不定期的作品检查，并为我指点迷津，帮助我开拓思路，精心点拨，提出了许多宝贵的修改意见。王晓艳思维敏捷，认真务实的态度，追求完美的作风，使我受益匪浅，在此我要衷心的感谢王老师对我的理解指导与帮助，还要感谢课件制作过程中给予我帮助的各位同学。

参考文献：

[1]何克抗。教学系统设计[M]，京师范大学出版社，2009年，全书

[2]杨芳。3D虚拟摄像机设计与制作[D]软件导刊，2014年。

[3]陈绿春。最三维3dsMax模型设计完全攻略[M]。清华大学出版社：2010年。