基于3D MAX实现虚拟仿真场景建模1211

基于3D MAX实现虚拟仿真场景建模

摘要：随着现代科技的不断进步和发展，二维信息的展示方式已经不能满足人们信息的获取需要，三维方式已经成为将来信息的展示主流，而虚拟仿真技术作为一门新兴技术，越来越受到人们的关注，并应用于军事、航空、科技、建筑、艺术、商业等领域，它的发展应用日益广泛、普及。本文主要论述虚拟仿真在南水北调穿黄工程中模型制作流程。

关键词：3D MAX、虚拟仿真、建模

1. 虚拟仿真概述

虚拟仿真是近几年十分活跃的技术研究领域，是集传感与测量、仿真技术等一体的人机交互技术，因此它一直是对全新可视化技术需求最为迫切的领域之一，它可以将建筑中的概念及想法通过计算机构造的三维的、逼真的“虚拟环境”真实的表现出来，以全方位的获取环境所蕴含的各种空间信息，以及向使用者提供视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其近，并可在虚拟环境中随意走动，感受带来的体验和撞击，使用户有强烈的沉浸感。 2. 3D max简介

3DMAX是AUTODESK公司推出的一种优秀三维动画造型软件，它广泛用于游戏、广告、建筑等领域，是目前PC上最流行的三维动画造型软件。产品的使用范围有电视图像特效、色彩变化、修改动画制作、创作休闲游戏产品、网上交互式产品以及图像形象化。

3. 3Dmax建模实施

虚拟仿真的建模和做室内外效果图、动画的建模方法有很大的区别，主要体现在模型的精简程度上。如果前期不对模型进行很好的优化，到了制作后期需要在对模型进行优化时就需要重新回到3DMAX里修改模型。模型量很大，可能会导致场景运行速度变慢或无法运行。

3.1 3DMAX模型制作流程

（1）首先将CAD的DWG工程图纸绘制的二维图形，导入进3DMAX中，然后通过挤出，焊接，倒角等命令，实现二维到三维的转变。 下面就通过具体实例，来详细说明模型制作流程。,

第一步：将CAD的DWG工程图纸绘制的二维图形，分别储存为北立面，南立面，东立面，西立面以及平面图，同时对CAD图纸进行简化处理，只保留建筑的主样条线即可，删掉一些尺寸标注，轴线，这样可以减少系统内存的占用量，从而提高操作的速度，同时还可以使我们更加清楚的了解建筑的结构。最后保存为DWG格式

第二步：导入CAD文件之前先设置单位为毫米，选择菜单命令文件—导入，导入CAD后不要选确定，勾选焊接，焊接值为10mm（表示10mm以内的点都自动焊接）然后点击确认。导入完成

第三步：3DMAX系统默认显示的是4个试图，为了使操作区域更大，可以最大化试图，导入的CAD图先不要移动它，依次对其进行全选，成组，坐标归零和冻结操作。选择菜单命令[编辑→全选]，选择场景中所有的物体，在选择菜单命令[组→成组]，将组命令为“平面” 。右键单击工具拦的选择并移动按钮，在弹出的 [移动变换输入]对话框中，在坐标微调器上单击鼠标右键，可以看到坐标值全部归零。

第四步：为了防止操作失误，我们将导入的CAD文件冻结。接下来开始在3DMAX中通过基础，焊接，倒角等命令制作建筑模型，制作顺序是从整体要局部。虽然3D MAX存在能实现模型非常精细，但整个工程的数据量是非常惊人的，由于我们模型是要导入进虚拟仿真平台中，所以模型的面数不应过多，模型在不影响整个工程质量效果的前提下尽可能简单，因为在虚拟仿真平台中的运行画面每一帧都是靠显卡和CPU实时计算出来的，如果面数太多，会导致运行速度急剧降低。 所以在制作模型的时候注意以下几个方面： 1.模型面尽量使等边三角形。

2.保持模型面与面之间的距离，不要贴合太近，以免出现闪面的现象 3.地面和互相遮挡看不见的面一定要删掉。

4.制作过程中，要时刻开启点捕捉，注意二维捕捉和三维捕捉之间的变换，以确保线与线、点与点的无缝衔接；另外尽量用现有的线条来生成制作，避免重描线时捕捉偏差。防止漏缝现象的出现。

5.模型制作完成时群组，XYZ坐标归零，如果有真实坐标，可以偏移至真实位置。

（2）在穿黄工程中的管道模型中，采取使用激光扫描的方式，获取现场采集的高精度管道三维点云数据，具有速度快、精度高等特点。输出格式直接与CAD等工具软件接口，导入3DMAX生成隧洞截面图，并进行挤出，生成管道模型。

3.2 模型贴图技巧

贴图是表现物体材质表面纹理，对于虚拟仿真展示尤为关键，利用贴图可以不用增加模型的复杂程度就可突出表现对象细节，并且可以创建反射，折射，凹凸，镂空等多种效果。比基本材质更精细更真实。通过贴图可以增加模型的质感，完善模型的造型，使虚拟仿真场景更接近现实。同时在不影响模型外观的前提下，尽可能小。

通常纹理要到现场，用相机进行拍摄采集，对照片进行PS处理，纠正为正射影像。而有的模型的面比较复杂，所以要求控制很少面但要做出逼真的效果，这就要在贴图材质上下工夫。

在制作一个建筑物局部时，这就要考虑到所用的材质在一张贴图上，并进行分配。比如在处理房顶材质时，切换到3DMAX的顶视图把房顶的平面抓下来，在PHOTPSHOP中进行裁剪，把要处理好的照片或者材质，填充到每个视角。把材质赋予上物体后，使用UV贴图及UV展开的功能，需要面进行勾选。

总结与展望

随着虚拟仿真技术的继续发展，它和社会各领域的结合将会越来越密切，文中主要总结了3DMAX制作三维仿真模型流程，将CAD与3DMAX结合起来快速建模，并进行相片采集处理。方法避免了繁琐的操作，并且精度都满足了要求，能满足实际需要。怎么在今后的工作中使得虚拟仿真场景更加真实，使客户更有沉浸感，还需继续研究。 参考文献

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/u3no.html