馮春（東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163000）

3ds Max在虛擬仿真長輸管道實驗室中的應(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)建仿真的虛擬場景，將現(xiàn)實中的物體360度呈現(xiàn)在人們面前，從而解決復(fù)雜的設(shè)計提供簡化、可操作性強的優(yōu)點。本文主要針對3ds Max在虛擬仿真長輸管道實驗室中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

虛擬仿真技術(shù)；虛擬場景；3ds Max

長輸管道實驗虛擬仿真設(shè)計的實現(xiàn)為虛擬空間來進(jìn)行操作，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的產(chǎn)生數(shù)字化技術(shù)對長輸管道進(jìn)行虛擬設(shè)計，虛擬長輸管道建設(shè)Unity3D為建設(shè)的平臺上完成的，運用Unity3D來進(jìn)行監(jiān)理模型庫，結(jié)合C++語言現(xiàn)實互動化最終完成長輸管道虛擬實驗室三維虛擬設(shè)計的建設(shè)。

1 3ds Max的優(yōu)勢

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

（2）應(yīng)用普遍。3ds Max具有良好的性價比，在具體應(yīng)用中所提供的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過自身的價格，在制作作品的過程中，能夠降低成本，另外其對電腦的要求也很低，常規(guī)硬件配置就能滿足操作要求，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，針對于3ds Max的探討變得更加火爆，方便國內(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)實實驗的實驗過程，在此基礎(chǔ)上明確實驗室的各個分區(qū)的基本功能，并明確各個裝置的尺寸大小，然后使用3ds Max的相關(guān)技術(shù)分析其實現(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實驗場景、裝置等模型虛擬實驗環(huán)境的構(gòu)建首先是模型的構(gòu)建，包括實驗場景、實驗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,一方面能夠為場景進(jìn)行照明,另一方面能夠通過燈光使得場景起到在現(xiàn)實中較難實現(xiàn)或無法實現(xiàn)地部分得以觀察和再現(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)對于制作效果和動畫至關(guān)重要。3ds Max中的攝影機(jī)可以通過景深、運動模糊、散景等特殊效果可以表現(xiàn)出操作對象(主體),還可以通過對攝影機(jī)進(jìn)行切換和動畫設(shè)置可以從不同角度觀察操作對象(主體)或跟蹤拍攝操作對象主體的運動過程。例如,制作《地球公轉(zhuǎn)示意》時如果不對地球的公轉(zhuǎn)進(jìn)行攝影機(jī)追蹤拍攝的話,無法形象直觀的表示出地球公轉(zhuǎn)時太陽直射點南北移動的地理空間過程。

2.4 渲染介紹

渲染指的是將制作好的場景通過渲染器進(jìn)行實時觀察或最終輸出成圖片或動畫格式文件的過程。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，渲染器可以說是最重要的一部分，當(dāng)我們畫出我們所需要的圖形時，只有通過渲染才能得到我們想要的類似于實體的圖形，因此對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(簡稱MR）是早期出現(xiàn)的重量級的渲染器之一,為德國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，而且操作簡便，效率高。第三，VRay（簡稱VR），是由Chaosgroup又發(fā)布推出最新渲染器VRay。VRay相對其他渲染器來說是“業(yè)余級”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問題，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畫畢竟也是有限的，不是實現(xiàn)實驗者與老師之前的肢體動作以及面部情況。另外，對真實實驗過程的仿真、對實驗器材的仿真還是不夠的，僅僅考慮了幾個比較關(guān)鍵的因素。最后，缺乏網(wǎng)絡(luò)平臺，因此用戶只能使用單機(jī)平臺，而不能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享。

4 結(jié)語

隨著虛擬仿真在各個領(lǐng)域的逐漸應(yīng)用，虛擬實驗室將是一個不斷發(fā)展的課題，將會有很多原理和問題等待著我們?nèi)ヌ剿餮芯俊?/p>

[1]王凡，虛擬現(xiàn)實在計算機(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)實網(wǎng)頁語言[M]，清華大學(xué)出版社，2001年，第1版.