馮春（東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163000）

3ds Max在虛擬仿真長(zhǎng)輸管道實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用

馮春（東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163000）

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的高速發(fā)展，該在很多行業(yè)中都得到廣泛應(yīng)用以及認(rèn)可，利用虛擬技術(shù)構(gòu)建仿真的虛擬場(chǎng)景，將現(xiàn)實(shí)中的物體360度呈現(xiàn)在人們面前，從而解決復(fù)雜的設(shè)計(jì)提供簡(jiǎn)化、可操作性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。本文主要針對(duì)3ds Max在虛擬仿真長(zhǎng)輸管道實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

虛擬仿真技術(shù)；虛擬場(chǎng)景；3ds Max

長(zhǎng)輸管道實(shí)驗(yàn)虛擬仿真設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)為虛擬空間來(lái)進(jìn)行操作，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)生數(shù)字化技術(shù)對(duì)長(zhǎng)輸管道進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)，虛擬長(zhǎng)輸管道建設(shè)Unity3D為建設(shè)的平臺(tái)上完成的，運(yùn)用Unity3D來(lái)進(jìn)行監(jiān)理模型庫(kù)，結(jié)合C++語(yǔ)言現(xiàn)實(shí)互動(dòng)化最終完成長(zhǎng)輸管道虛擬實(shí)驗(yàn)室三維虛擬設(shè)計(jì)的建設(shè)。

1 3ds Max的優(yōu)勢(shì)

（1）易于操作。3ds Max初學(xué)者容易上手，面板清晰易懂，其存在的命令簡(jiǎn)易，并不會(huì)使操作變得復(fù)雜化，只要操作思路清晰，容易理解。

（2）應(yīng)用普遍。3ds Max具有良好的性?xún)r(jià)比，在具體應(yīng)用中所提供的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)自身的價(jià)格，在制作作品的過(guò)程中，能夠降低成本，另外其對(duì)電腦的要求也很低，常規(guī)硬件配置就能滿(mǎn)足操作要求，因而被各行各業(yè)廣泛應(yīng)用。

（3）交流方便。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展及普及，針對(duì)于3ds Max的探討變得更加火爆，方便國(guó)內(nèi)外的很多使用者進(jìn)行研討和交流，這使得其在應(yīng)用中所遇到的問(wèn)題可以得到更好的解決，促進(jìn)其快速發(fā)展。

2 建立建筑模型

2.1 建模介紹

首先分析現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在此基礎(chǔ)上明確實(shí)驗(yàn)室的各個(gè)分區(qū)的基本功能，并明確各個(gè)裝置的尺寸大小，然后使用3ds Max的相關(guān)技術(shù)分析其實(shí)現(xiàn)的可行性，最后應(yīng)用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行建模。利用3ds Max創(chuàng)建3D實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景、裝置等模型虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的構(gòu)建首先是模型的構(gòu)建，包括實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景、實(shí)驗(yàn)裝置和其他輔助工具等模型。

2.2 燈光介紹

在3ds Max操作中燈光的熟練應(yīng)用是非常重要,一方面能夠?yàn)閳?chǎng)景進(jìn)行照明,另一方面能夠通過(guò)燈光使得場(chǎng)景起到在現(xiàn)實(shí)中較難實(shí)現(xiàn)或無(wú)法實(shí)現(xiàn)地部分得以觀(guān)察和再現(xiàn)。3ds Max2012中主要提供了三種燈光模式光度學(xué)燈一光、標(biāo)準(zhǔn)燈光和第三方渲染軟件的燈光。

2.3 攝像機(jī)介紹

攝影機(jī)對(duì)于制作效果和動(dòng)畫(huà)至關(guān)重要。3ds Max中的攝影機(jī)可以通過(guò)景深、運(yùn)動(dòng)模糊、散景等特殊效果可以表現(xiàn)出操作對(duì)象(主體),還可以通過(guò)對(duì)攝影機(jī)進(jìn)行切換和動(dòng)畫(huà)設(shè)置可以從不同角度觀(guān)察操作對(duì)象(主體)或跟蹤拍攝操作對(duì)象主體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。例如,制作《地球公轉(zhuǎn)示意》時(shí)如果不對(duì)地球的公轉(zhuǎn)進(jìn)行攝影機(jī)追蹤拍攝的話(huà),無(wú)法形象直觀(guān)的表示出地球公轉(zhuǎn)時(shí)太陽(yáng)直射點(diǎn)南北移動(dòng)的地理空間過(guò)程。

2.4 渲染介紹

渲染指的是將制作好的場(chǎng)景通過(guò)渲染器進(jìn)行實(shí)時(shí)觀(guān)察或最終輸出成圖片或動(dòng)畫(huà)格式文件的過(guò)程。渲染器是3D引擎的核心部分，它完成將3D物體繪制到屏幕上的任務(wù)。在3ds Max中，渲染器可以說(shuō)是最重要的一部分，當(dāng)我們畫(huà)出我們所需要的圖形時(shí)，只有通過(guò)渲染才能得到我們想要的類(lèi)似于實(shí)體的圖形，因此對(duì)于渲染器的了解以及選擇至關(guān)重要。隨著3ds Max的發(fā)展與更新，人們對(duì)于渲染器的要求各有不同，因此逐漸推出3款渲染器：第一，Mental Ray(簡(jiǎn)稱(chēng)MR）是早期出現(xiàn)的重量級(jí)的渲染器之一,為德國(guó)Mental Images公司的產(chǎn)品。。第二，Renderman作為另外一種高質(zhì)量的渲染器，與Mental Ray的渲染效果幾乎不相上下，而且操作簡(jiǎn)便，效率高。第三，VRay（簡(jiǎn)稱(chēng)VR），是由Chaosgroup又發(fā)布推出最新渲染器VRay。VRay相對(duì)其他渲染器來(lái)說(shuō)是“業(yè)余級(jí)”的，另外VRay也是目前使用最多的渲染器。

3 3ds Max存在的不足之處

首先，由于3ds Max軟件自身的原因使得音頻這方面做的不夠智能，音質(zhì)也比較雜，需要配合其他軟件才能完善這個(gè)問(wèn)題，比如與pro tools、cool edit pro等軟件進(jìn)行配合使用。其次，即使使用了骨骼鏈接法制作的動(dòng)畫(huà)畢竟也是有限的，不是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)者與老師之前的肢體動(dòng)作以及面部情況。另外，對(duì)真實(shí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的仿真、對(duì)實(shí)驗(yàn)器材的仿真還是不夠的，僅僅考慮了幾個(gè)比較關(guān)鍵的因素。最后，缺乏網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，因此用戶(hù)只能使用單機(jī)平臺(tái)，而不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著虛擬仿真在各個(gè)領(lǐng)域的逐漸應(yīng)用，虛擬實(shí)驗(yàn)室將是一個(gè)不斷發(fā)展的課題，將會(huì)有很多原理和問(wèn)題等待著我們?nèi)ヌ剿餮芯俊?/p>

[1]王凡，虛擬現(xiàn)實(shí)在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用研究[D]，哈爾濱工程大學(xué)，2001.

[2]嚴(yán)子翔，VRML虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)頁(yè)語(yǔ)言[M]，清華大學(xué)出版社，2001年，第1版.