漫游动画技术（共8篇）
漫游动画技术 篇1
广场景观设计是城市风景的重要组成部分, 景观设计的重要表现就在建筑实物上。现代虚拟现实技术的发展演变出了建筑漫游动画, 建筑漫游动画技术的合理运用实施, 能给人们全方位、直观地了解到各种真实的城市场景信息。漫游动画技术的合理运用实施, 给了人们仿真空间上的视觉享受, 各种媒体创作工具对动画结构的调整, 让人们更加方便、快捷地了解城市相关信息。了解及分析漫游动画技术在广场景观设计中的运用, 是社会城市化进程发展道路上的一个必要路程, 也是发展景观设计的重要组成部分。
一、漫游动画技术在广场景观设计展示中的发展应用
三维动画是表现漫游动画技术的一种重要手段, 是现代计算机技术下的产物, 是一种运用计算机模拟空间造型和运动的动画形式。三维动画作为建筑漫游动画主要表现形式, 它的发展也是经过了不同阶段的变化。三维动画主要通过计算机的运算和处理建立三维模型, 使物体很好地表现在人们的眼前。城市广场中漫游动画技术的运用, 是表现城市特色的重要特征。一部三维动画画面, 也是要经过几个阶段的处理, 才能呈现在人们的面前。建筑漫游动画的制作方法过程:
1. 构思创作阶段
构思创作是制作三维动画的初级阶段, 是设计人员构思三维动画的思路开发阶段。动画的质量都是通过作者在动画中融入的思路以及作者的制作水平和技巧来表现。动画有一个宏观的制作效果, 就是不仅要保证画面的流畅、高质量、高清晰度, 还要对自然景观的制作进行优化, 使它的参数有利于动画设计创作, 提高创作的效率。此外, 漫游动画要强调细节特征。对于建筑动画设计思路, 设计人员要进行科学抽象的建模工作, 在构思表现方面也要尽力靠近实景拍摄的效果, 例如通过建筑物结构线框表现画面。
2. 绘制草图
这个阶段是表现漫游动画构思的思路。简单的漫游动画可能在设计人员的脑海中就能构建出来, 但对于复杂的动画项目, 绘制不同的草图来互相沟通交流, 从而能制作出更完美的动画制作。
3. 建立模型
一切准备工作做好后, 就可以通过城市三维动画图纸来构建基本建筑模型, 从而形成反应目标实体的三维模型。
4. 材质灯光的设计
材质灯光是表现整个动画效果的关键因素, 动画的真实效果和视觉效果都要通过材质和灯光来制作和调整。材质和灯光不同变化直接影响到了三维动画效果。
5. 动画调节
动画调节有一定的难度, 角色动画的调节也是需要丰富的经验, 而且要经过许多复杂的步骤。三维动画软件系统利用线性变化效果让简单的角色变动画制作变得极为简单。
6. 运用特效
三维动画设计中需要借助一些环境插件来达到事半功倍的效果。这些环境插件的运用, 使三维系统资源不断得到优化, 同时也起到增添效果的作用。
7. 渲染输出
渲染输出就是把场景模式转化为视屏和图像。渲染器是决定输出图像质量的关键性因素。渲染输出使设计人员对渲染器的选择有着严格的要求, 选择不同的渲染器, 对制作动画效果有着重要的影响。
8. 后期制作
后期制作是体现一个设计人员工作能力的最佳表现。一样的素材交给不同的设计人员可能产生不同的效果。后期制作的编辑不是单纯的把一些不用的部分剪辑掉, 也不是单纯的把一些有用的部分连接在一起, 而是透过构成的技术把影像鲜明的呈现出来。后期制作需要动画设计人员感性上的设计, 达到效果提升。
9. 剪辑配音
剪辑配音是为了三维动画更好的呈现在观众的眼帘。音效的产生需要音乐上节奏的配合, 给观众视觉上的良好冲击效果。
二、三维动画技术在广场景观设计展示中加强措施
近年来, 建筑漫游动画三维技术在中国的发展前景日益凸显。现代城市景观设计的发展也走向大众化, 广场景观设计展示中三维动画技术的应用是展示广场建筑的一个重要表现方式。三维动画技术发展及应用现状的好坏直接关系到广场景观设计发展的前途。广场景观设计展示的发展, 需要从三维动画技术方面的提升下手。
1. 计算机数字技术方面的提升
通过计算机数字技术进行真实建筑场景的虚拟漫游, 这种漫游由于采访的漫游对象真实存在, 可以通过虚拟真实的名胜古迹、虚拟现实中趣闻趣事, 让人们足不出户就能感受世界各地名胜古迹和风光;二是虚拟现实中不存在的场景漫游, 主要是通过设计数据来虚拟尚未成形的建筑物, 这种场景漫游也是通过计算机数字技术来实现在建筑行业、城乡规划等方面的数字化规划。
2. 三维动画技术方面的提升
在三维动画技术方面, 有很多因素是提升三维动画技术的关键。例如, 构思创作阶段, 选取适当的制作建筑、选用恰当的设计人员就非常关键, 它们是决定创作构思质量的因素;二是建立模型, 对于场景组织应该采用简单直接的绘制法进行模型的建立;三是材质灯光的选择。一个好的材质灯光选择, 是提升三维动画视觉效果的良好表现;四是三维动画的后期制作, 这需要设计人员付出辛勤劳动, 好的设计人员可以使三维动画塑造的效果表现出来独特、鲜明, 同时需要先进的技术来支持, 才能更好表现出它感性的一面。
广场景观设计强调的逼真度和绘制实时性难免产生矛盾。一方面, 动画漫游强调绘制上的逼真, 构图设计要花费大量时间。另一方面, 高品质的动画漫游模型复杂, 绘制达到的实时效果就很困难, 很难让人接受。虚拟现实技术的发展, 给了人们丰富的想象, 特别是动画漫游艺术形式上的想象。艺术形式离不开生存环境的再现和体验方式, 只有体验了在环境中的享受, 使自己献身于艺术形式的建筑之中, 从而感受到艺术形式的感情色彩。
三、总结
城市广场景观设计作为现代景观设计的重要组成部分, 漫游动画技术融入其中, 也是为城市广场景观设计增彩。在提高城市广场景观设计方面, 应该从提升漫游动画技术方面下手, 只有这样, 城市广场景观设计才能在现代技术的结合下发展壮大。相信在越来越好的漫游动画技术发展下, 城市广场景观设计才能拥有更加广阔的前景。
摘要：社会的高速发展进程, 城市生活圈的快速形成模式是现代生活圈的典型模式。城市广场作为表现城市生活圈重要方式之一, 广场景观设计展示中漫游动画技术的应用, 是扮演表现城市广场的重要组成部分。本文通过城市中一些景观设计实例建筑, 来一起探讨漫游动画技术在广场景观设计展示中的应用分析。
关键词：广场景观设计展示,漫游动画技术,应用分析
参考文献
[1]何忠.新媒体时代的视觉传达艺术设计——论新媒体艺术对视觉传达设计艺术的影响[J].美术大观;2009年07期.
[2]程兴勇.景观动画技术在景观设计表现中的研究与应用[D].北京林业大学;2011年.
[3]张惠芳.动画影像及其设计元素研究[D];湖南师范大学;2010年.
漫游动画技术 篇2
作业
（三）学院：教育科学与技术学院
班级：
姓名：
学号：
日期：2016年1月 8日 《钟亭、鼓亭漫游动画》的制作
一、作品简介
钟亭和鼓亭位于大雄宝殿前，两个小建筑之间是一个小型的牌楼，但为了便于制作漫游，这里删除了牌楼。从整体上看，钟亭和鼓亭在外形上几乎是相同的。因而在制作漫游的时候，只进行了简单的环绕动画来观察两个建筑。在制作该漫游动画的时候，综合的使用了3Dmax中制作动画的工具，由于对这些掌握的并不是很好，所以制作的效果较简单。
二、设计过程
1.新建一个场景，并将之前编辑好的钟亭、鼓亭max源文件，导入到该场景中。将两个建筑拖放到合适的位置，方便接下来漫游动画的制作。
2.选择基本工具栏中的摄像机，在场景中合适的位置添加摄像机，接下来编辑摄像机的运动轨迹。
3.打开自动设置关键帧，通过关键帧控制摄像机的运动。4.在工具栏中编辑摄像机运动的关键点，也就是摄像机运动的位置。分别在第5帧、10帧、15帧、30帧处，分别拖动摄像机到每帧索要到达的位置上。这样就设置好了摄像机运动的关键帧。
5.对摄像机运动进行预览播放，如果摄像机运动不连贯或者不理想，就继续调节关键点的位置，以及轨迹的平滑度等。直到摄像机的运动达到满意为止。
6.接下来设置其他各项参数。首先打开渲染命令栏里的公用面板进行设置相关参数。
7.由于默认的动画时间较短，不适合观看，在这里重新设置动画的持续时间。
8.在渲染输出里选择图像的保存路径，将保存的图片格式设置为PNG即可。
9.接下来设置灯光。在设置的时候，可以将图像的尺寸设置的小一些。在正式渲染的时候再把图像的尺寸修改到需要的大小。
10.设置好后，开始进行渲染。渲染完成后光子文件和图像文件都保存在之前设置的目录下。
11.打开3dmax，在命令栏上选择渲染栏里最下方的RAW播放器。在通道A里倒入渲染完成的图像文件。并设置相关参数。在图像文件列表控制对话框中设置“倍增”为4，因为倍增越大，帧数越多，看起来画面会更加真实，12.设置完成导入文件的参数后，等待文件的导入。待导入完毕后，乐意点击播放按钮，预览效果。
13.预览满意后，即可导出ＡＶＩ文件。这样钟亭鼓亭的简单漫游动画就制作完成了。
三、心得体会
在制作该漫游动画的时候遇到较多的困难，由于学的比较仓促，一些了解的并不很深。在制作的时候，请教了同学怎样制作漫游动画，怎样配置各种参数。同时，我在网络上也查询了大量的资料进行学习。通过该漫游动画的制作，掌握了许多的新知识。虽然做的比较简单，但是在之后的学习中，我会不断的去学习。掌握更多的ｍａｘ的使用与创做方法。
漫游动画技术 篇3
关键词：3dsMax；建筑漫游动画；关键技术；镜头表现
三维动画在建筑物表现运用中的制作流程和关键技术：
1 第一步：分析项目
制作建筑动画前需要大量的准备工作，如客户信息沟通、项目计划、脚本制作、人力资源调度等等。要根据项目的类型、要求制作不同的解决方案。在制作建筑动画前制作者必须制作一个详细的计划，然后根据项目规模、类型、特点、重点来准备资料与素材，其中的资料包括设计思路、设计方案、地质资料以及一些相关影像资料、建设资料等、详细充分的准备是整个项目顺利进行的重要保障。
2 第二步：开始模型制作、构思策划、制作脚本
建筑模型是建筑动画制作的基础。在创建模型的时候，对镜头表现的建筑要精细制作，对配体建筑要根据影片作用而采用不同的建模标准。制作模型时要尽量精简面数和物体数。
脚本制作是指分镜头运动设计、音乐和解说词的设定以及配合。编写创作脚本是计划中的一部分，但反过来也将决定计划中各分项工作的内容。其中用到的有如下关键技术：
2.1 优化场景的主建筑模型
场景整理与优化。为表现建筑的整体面貌，就必须用到鸟瞰镜头，这样的镜头中模型个数较多。场景渲染所需要的时间与场景的面数和物体的数量成正比，所以需要尽量删减场景中看不見的模型的面，塌陷使用相同材质的物体，减少物体面数和物体的个数，从而减轻系统负担，加速场景的渲染。一般来说，如果场景的物体个数超过300个，总面数超过80万个时，就要进行优化精简后再使用Vray渲染器，否则以目前的主流配置机器渲染也是很慢的。
首先，需要拖动摄像机观察镜头能看见的建筑有哪些，在视图中选择这些建筑模型，将看不见的模型删除。需认真仔细地删除模型，要不时地在摄像机视图中拖动时间滑块，观察是否误删。其次，对摄像机中看不见的面或者看不见的细小模型进行处理。背对摄像机的面，细小的窗框装饰，这些小物体在鸟瞰镜头中根本看不见，所以我们直接将这些模型删除。最后，有些模型可以根据摄像机可视范围，删除一些看不见的元素和内表面，只留外表面。
2.2 精简场景的模型数量
一个场景渲染所需要的时间与场景中的面数和物体的数量成正比，所以减少物体的个数也是很重要的一步。如果要减少物体个数，可以在材质编辑器窗口中，用按材质选择工具来选择物体，在工具面板中用塌陷工具将使用该材质的物体塌陷成一个物体。依次将场景内所有的物体进行塌陷，如果遇到材质性质相近时，尽量把它们塌陷成一个物体，以减少物体数量，加速操作和渲染的速度。
2.3 省面的方法
合理地采用省面的方法，可以提高工作效率。（1）减少场景中物体的个数，因为场景中物体的个数的多少直接影响场景的调整速度和渲染计算速度。（2）减少物体面数，如建筑内侧、建筑底部、结构相衔接或重叠部分的面都要删除，该焊接的地方一定要焊接。（3）优化模型的段数，如不符合项目要求，要加以增或减。（4）将场景中多余的线删掉。（5）塌陷相同材质的物体，塌陷同一属性的物体，如配楼、行道树、绿化树木和路灯等。注意使用forest制作的大面积树木不要塌陷，之后的分镜制作中还要拾取相机，如场景过大，可将forest单独保存出来。
2.4 制作材质
材质是指附着在物体表面的纹理和属性，如玻璃、石料、金属等。在模型制作完毕后基本可以看到建筑的结构布局，但效果并不逼真，所以，还要贴上材质。这里有一个重要的关键技术，即max的贴图烘焙技术。贴图烘焙技术也叫Render To Textures，简单地说就是一种把max光照信息渲染成贴图的方式，而后把这个烘焙后的贴图再贴回到场景中去的技术。这样光照信息就变成了贴图，不需要CPU再去费时的计算，只要按普通贴图计算，所以速度极快。
2.5 制作配景
建筑动画制作中比其他项目更大量地用到配景，配景一般不要求精致，但是形状的变化也是必不可少的，如果每一个配景都要单独创建，再将它们调整出不同的形状、大小和高度，是需要耗费很多时间，也成为建筑动画的瓶颈。
3 第三步：与客户沟通、调整思路
在制作模型和构思策划、制作脚本阶段，要及时与客户进行交流，这样可以确保项目制作的进度和准确性。
4 第四步：制作线框预演、配好音乐
在脚本制定的过程中，应该在总平面图的基础上，制作一套简模。简模基本上由立方体块组成，高度、大小与相应建筑物保持一定比例，基本平面充当地面，使用单一色彩或按主次功能等做适当区分即可。然后根据脚本进行镜头动画制作，或者使用创建好的建筑模型进行相框预演。
脚本确定完成时，各分镜头相机动画也就基本设置完成。在后续的工作中，只需在最终场景中根据建筑具体形态或其他如树木、灯杆、雕塑等具体位置做相应调整即可。
5 第五步：确认模型、影片预演
模型和脚本制作好后，请客户确认模型，确认影片预演，确保项目的准确性和及时性。
6 第六步：分镜渲染
Vray渲染大场景，模型和材质的制作要求比较高，要保证渲染正常，需要严格按照操作规范制作场景。动画网络渲染是大量处理渲染任务或作业的方式，其中最高效的方式是使用在网络上连接的多个计算机来执行渲染任务，通常用来渲染具有数百或数千帧的动画。3dmax的网络渲染功能十分强大，Vray这样优秀的渲染器也完全支持网络渲染使其发挥强大的威力。网络渲染的原理就是让所有的计算机一起参加运算，每台机器计算一帧图片，计算好后空闲计算机会自动找到还没有计算的图片进行计算，这样就让原本需要计算多个小时的动画序列的计算量平均分配到了网络的多台计算机中。
7 第七步：后期制作
用专业影视特效软件，将三维软三维动画在建筑设计中的运用——建筑动画中所渲染出来的动画导入，做后期特效。在将后期软件处理后的文件导入剪辑软件中，做最后的视频剪辑，并加入音频，最终合成成品。
参考文献：
[1] 刘通科.建筑动画漫谈[J].南方建筑，2003（4）：21-23.
[2] 王俭.建筑动画设计探讨[J].中外建筑，2006（3）：17-19.
[3] 陈玉飞.建筑动画的艺术表现[J].美术大观，2004（11）：11-12.
[4] 范永明.浅析建筑三维动画技术[J].电脑知识与技术，2008（24）：32-34.
[5] 王智峰.建筑漫游动画制作技术精粹[M].机械工业出版社，2004.
漫游动画技术 篇4
关键词：虚拟校园,三维建模,二三维动态交互,框架架构
随着高校招生宣传和学校软硬件建设发展需要, 三维虚拟校园建设将成为高校社会形象工程的一个典型代表。根据信阳职业技术学院三维虚拟校园建设的实际需要, 在前期论证和分析了三维建模相关技术之后, 本文主要研究三维建立模, 快速加载与漫游、二三维动态交互和集成框架平台开发等关键技术, 最终实现了信阳职业技术学院三维虚拟校园系统开发。
1 三维虚拟校园总体架构
三维虚拟校园建设工作主要包括两方面, 首先是利用计算机三维建模软件按校园实际尺寸构建校园模型。其次是根据校园虚拟系统开发实际需要, 设计系统架构并实现虚拟系统设计与开发。由于三维虚拟校园模型数据量大, 本系统采用C/S模式实现数据集中管理和分布式应用, 服务器端使用ACESS数据库统一存储三维校园数据, 客户端使用数据连接模块访问服务器。整个系统可分为三层, 分别是应用层, 功能模块层和数据层。
应用层是系统架构的顶层, 为用户提供工作应用平台。分别是管理员和用户。管理员可以更改数据, 维护系统, 具有最高级别使用权限。用户只能查询和浏览, 不能修改任何数据。功能模块层是系统各个功能模块的集合, 主要有三维浏览, 二三维交互和系统维护更新等。数据层即数据库层, 包括校园模型库, 属性库, 用户库等三大类。模型库收集校园所有建筑, 人文景观模型;属性库主要是存储对应模型相关参数;系统用户库主要是存放用户信息, 系统设置等重要信息。
2 三维建模数据源分析及实体建模
以信阳职业技术学院新校区为研究对象, 数据源包括校园平面图、校园地形图、建筑物相关参数、实物照片等。三维建模的主要数据源是校园二维平面图, 本例采用新校区规划设计时CAD原图, 减少重新设计的工作量和成本。建筑物相关参数来源于实地测量, 以便用于建筑物三维建模拉升。实物照片用数码相机拍摄, 分类存放并作为建筑物、道路、绿地等三维模型的纹理贴图。
据上文分析, 校园三维建模可分为三大类:一是面状要素的建筑物建模, 二是线状要素的道路、河流等建模, 三是点状要素的路灯、指示牌和树木等建模[1]。校园三维建模的主体是建筑物, 利用3DSMAX软件导入各类校园原始CAD施工设计图进行三维建模, 以实际相关参数为参考对它们进行拉升建模并优化, 最后贴上相应的纹理图片完成校园模型开发。以校园图书馆为例, 如下图1 所示。
3 系统开发关键技术研究
3.1 基于Open GL的校园模型快速加载和实时漫游实现
Open GL是一种通用三维图像开发标准软件包[2]。它集成了图形建模、光照和材质、颜色模式、位图显示、纹理映射和双缓存动画等复杂的图形图像算法, 能够实现高清三维图形绘制、交互功能和三维漫游等三维功能。通过Open GL编程可以实现加载3DMAX创建的三维模型, 并能快速的进行场景渲染, 设计交互动作, 场景输出、视点控制和三维漫游等功能。
基于Open GL加载3DSMAX模型分两步, 第一步将3D模型导入到Open GL工作环境中, 并整理模型数据;第二步生成处理对象列表, 重新绘制模型并显示输出。由于三维模型数据信息量大, 模型绘制渲染输出需要一定时间, 特别是复杂模型耗时更长, 这会产生视觉“延迟”现象, 本例采用Open GL的双缓存机制和多线程技术可以有效的改进这个难题。在三维漫游的动态渲染过程中, 视点内的当前数据需要不断更新, 系统在内存中开辟两个存储区域, 分别是前台缓冲区和后台缓冲区, 前台负责视点数据块的三维显示, 存放当前视场内的有效场景信息, 后台则是在及时补充和预测绘制渲染工作, 根据人边走边看的生活习惯, 通知预判的方式, 扩大三维校园场景实时漫游更新。
3.2 基于联动技术的二三维动态交互[3]
三维虚拟场景虽然视觉效果逼真, 但在漫游时容易迷失方向, 同时三维GIS的应用模型不如二维GIS功能完善。二维GIS虽然三维效果不佳, 但空间分析能力强大, 功能上更加完善。本文结合二维和三维各自优点, 采用在同一架构下将二维和三维进行联动开发的方法展示校园虚拟场景, 这样可以取长补短, 既保证三维的强烈沉浸感, 又保证二维的全局定位功能, 通过二维地图和三维虚拟场景的统一坐标系对应关系和交互访问时坐标点变化来实现二三维联动和二维空间展示三维同视功能。
在二三维漫游交互中, 二维地图主要以鹰眼窗口方式显示。三维虚拟场景则由二维地图提供的某个区域来直接定位当前用户视点所在的焦点框所对应的数据块区域展现。当用户在校园漫游时, 鹰眼图会显示当前的位置和视野, 另外, 用户还可以在鹰眼图中指定一条路径进行自动飞行漫游。
3.3 基于插件技术的集成框架平台开发
插件技术是一种“即插即用”能够快速实现某种功能, 动态插入或移除的高层次代码复用的软件架构技术[4]。三维虚拟校园系统是学院数字校园的三维基础平台, 其可扩展性和可配置性要求很适合插件技术进行开发和升级。
鉴于三维虚拟校园功能模块多和不定因素开发需要, 本系统采用“集成框架+功能插件”的模式进行开发。首先是设计好系统集成框架, 作为插件容器, 负责系统运行时动态加载相关插件, 根据框架设置参数生成动态交互界面。其次是开发具有相互独立功能的插件程序。插件采用“程序集+插件清单”的形式构成, 插件清单是以XML形式记录插件接口界面、插件运行参数等插件的相关描述信息。程序集是以二进制程序集动态的形式提供可执行主程序。
“框架+插件”技术使用灵活, 功能简单明确。当系统应用框架设计好以后, 系统主程序负责管理集成框架。系统的各项功能都以插件的程序方式开发并根据需要配置系统文件且可以动态的引入, 这就让系统的兼容性大大提高。用户如果要增删某些功能, 只需开发插件, 不需更改框架, 从而实现了三维虚拟校园系统的各个功能模块良好的兼容性。
4 三维虚拟校园系统实现
依据上文相关设计方案和技术引用, 以信阳职业技术学院羊山新校区为蓝图, 采用3DSMAX建模软件创建校园三维模型, 并以ACESS为数据库软件建立三维虚拟校园数据库, 基于Open GL和.NET类库, 采用插件技术开发方法, 使用C++语言编程实现虚拟校园系统的各个功能模块, 完成信阳职业技术学院三维虚拟校园原型系统开发。系统运行主界面截图如图2 所示。
5 结论
三维虚拟校园开发是一项集地理信息技术, 计算机技术和虚拟现实技术等多种实用技术于一体的综合应用。本文主要研究了三维校园建模方法、系统平台开发的关键技术, 设计并实现了信阳职业技术学院三维虚拟校园系统。由于时间和技术水平的限制, 有很多问题还有待进一步研究, 如三维模型的室内外精细建模等。
参考文献
[1]单楠, 基于Sketch Up和Arc GIS的三维GIS开发技术研究[D], 西南大学, 2009:20-23
[2]林锐, 基于Open GL的可复用软构件库与三维交互设计[J], 计算机研究与发展, 2000 (11) :130-132
[3]丁宁, Skech UP和Arc Engine二三维联动系统探讨[J], 测绘科学, 2010 (9) :183-184
简述建筑漫游动画创作流程 篇5
建筑漫游动画制作最开始从法国的春天建筑公司制作蓬皮杜艺术中心实验短片开始, 建筑设计师在对建筑漫游动画进行设计过程中, 充分运用虚拟的数码制作技术, 结合建筑设计师的设计图纸和精准的艺术表现手法, 设计出了独具艺术风格的建筑设计项目, 展现出了动画影片的独特性, 是建设设计风格和设计思想的充分展现。著名的建筑漫游动画《大教堂》在2002年获得了奥斯卡最佳动画短片的提名, 使人们注意到了漫游动画这一艺术性, 国内外的相关学者对建筑漫游动画很感兴趣, 加大了对这一艺术形式的研究力度, 深入分析建筑漫游动画是如何吸收电影的创作手法, 并且对数码设计功能进行了深入的研究, 将其作为建筑漫游动画设计的重要组成部分, 提升了建筑漫游动画创作效果, 使该项艺术形式得到了更好的推广和使用, 普及率逐渐提高。中国的建筑漫游动画是在2008年北京奥运场馆建设开始迅速发展的, 很快在全国范围内取得了良好的传播。
二、建筑漫游动画制作流程
1、前期准备
要想确保建筑漫游动画制作流程的合理性, 需要做好前期的准备工作, 合理设计脚本, 严格按照CAD图纸中的要求开展各项制作工作, 需要对建筑施工的现场实景进行考核, 结合图纸上的设计内容, 及时进行修改和重新设计, 确保设计图纸上的内容能够与实际的施工相统一。另外, 还需要在脚本上做好相关的标记工作, 提升整体设计效果。做好镜头节奏的控制、表明整体效果、镜头的运动轨迹、镜头的切换效果, 促进音乐和动画的有机结合, 是前期脚本设计中需要解决的重要问题。
2、模型的创建
在建筑漫游设计中, 要想实现建筑和环境本身的量化数据, 需要以虚拟实现为基础, 在模型创建过程中。需要展现出各立面的场景实景照片, 充分运用3DMAX进行建模工作, 通过利用电脑, 能够实现整个项目的再现。
3、材质和贴图
在进行材质和贴图制作时, 需要充分利用3DMAX的功能进行设计, 能够实现对描述对象表面质感的直观描述, 为人们构建出真实世界中的良好视觉表现, 通过运用不同的材料和贴纸, 给人们营造了不同的视觉感受, 对提升动漫的视觉效果具有重要作用。同时, 通过合理使用材质和贴图, 使客观事物的效果得到了良好的提升, 为客观事物真实效果的营造提供了有效的手段。
材质决定了物体表面的特性和特征, 颜色、透明、不透明或者光泽度情况, 都是物体表面特征的展现。贴图质量的高低直接影响建筑漫游动画制作的整体效果。如果将贴图的整体质量调的较为精细, 会导致电脑出现严重的死机现象。因此, 在进行建筑漫游动画制作时, 需要充分考虑贴图的质量大小, 将贴图控制在200MB以内。
4、细化和灯光
做好细化和灯光处理工作, 能够确保制作出来的虚拟场景能够更加贴近我们的日常生活, 需要增加公共设施和植被, 来起到配景作用。通过这些配景的增加, 能够有效的遮挡建筑场景的次要部分, 使其不会成为表现的重点。另外, 对完善构图也发挥了重要作用, 有助于确保层次的合理性, 对活跃场景气氛具有重要作用。对物品的摆放位置进行细化处理, 需要遵循构图方法来进行摆放, 通常会将主体的建筑物摆放在正中央的位置, 阴影、挂角树和配楼等会分别安放在四周的格子中, 通过安装挂角树, 能够起到压暗边角的作用, 有助于确保画面整体构图的完整性。在进行挂角树选取时, 一般选择的是大树小叶, 要求模型具有精细化特点, 能够对整体场景起到烘托氛围的作用, 给人们营造良好的场景。
5、做好整个场景的精细化处理
要想确保整个场景的精细化, 不仅表现为景观的精细化, 还需要确保灯光的真实性, 需要提高灯光的参数合渲染的质量, 确保渲染出来的场景会比较真实。需要做好全部场景灯光的打开处理, 使建筑和植物更加逼真。在进行动画渲染过程中, 由于周围的配景较多, 需要做好全部光线的打开工作, 为了提高渲染的效率, 在进行场景精细化处理时, 需要做好动画场景的合理开启和关闭, 明确光线跟踪选项的合理性, 提升场景渲染效率, 对场景做好分层处理, 确保渲染技巧的灵活运用, 提高建筑动画的渲染效率。由于渲染工作会浪费大量的时间, 为了确保渲染工作的有效开展, 需要合理安排计算机的使用时间, 在白天进行贴图、细化和灯光处理, 在晚上进行渲染工作。
6、配音、配乐
配音和配乐是建筑漫游动画创作的最后阶段, 其设计结果直接影响着建筑漫游动画的整体效果。对配音、配乐的选择有着严格的要求, 需要展现出配音和配乐磅礴的气势, 展现出震撼的艺术效果, 要求制作人员需要合理选择和甄别音频资源, 并做好集中的管理工作, 结合实际的播放情况, 对不适当的部分进行集中的剪辑处理。
7、动画的后期合成与特效处理
在进行建筑漫游动画制作时, 通过充分利用3DMAX, 能够渲染出TGA或png序列图片, 需要在AFTEREFFECT中对后期校色进行处理和特效处理。在处理工作结束之后, 需要将校色好的视频段通过SONYVEGAS进行导入处理, 需要严格按照脚本上的要求进行编排和设计, 为了突出漫游动画的灵动性, 需要将背景音乐和旁白加入进来, 对镜头的转场进行合理分配, 对漫游动画的尺寸进行合理计量, 以便能够提高馒头动画制作的整体质量。待各项工作完成后, 输出建筑漫游动画的正片。
摘要：建筑漫游动画诞生于20世纪80年代的法国, 到目前为止已经经历了20多年的发展历程, 漫游动画经过不断的发展, 取得了良好的发展效果。漫游动画是建筑设计中的一项重要技术, 在建筑设计中进行使用, 实现了对虚拟数码技术的合理应用, 是对影视艺术手法的良好表达。在建筑设计过程中, 充分借鉴影视艺术的制作手法和表现手法, 制作出了详细的建筑规划蓝图, 使建筑设计风格更具独特性, 与周边的环境交相辉映, 展现出了活灵活现的动画影片和建筑设计师独特的艺术设计风格。
关键词：建筑,漫游,动画,流程
参考文献
[1]建筑漫游动画创作运用新探索——以上海世博会漫游动画为例-张刚-《装饰》-2010
三维漫游校园动画的实现 篇6
1 虚拟校园动画的前期工作
虚拟校园需要预见并合理地确定校园的发展方问、规模和布局, 安排各项建筑, 适合整个学校的建设和发展, 达到设施完善、布局合理、环境优美的综合效果, 为学校学生和教师的居住、学习、交通、休息及其他社会活动创造良好的条件。风格的定位与分镜头脚本描述如下:3号镜头, 表现鸟瞰, 镜头表达内容为鸟瞰校园全景, 展现规划校园的位置、环境, 14秒;6号镜头, 表现西面, 镜头的表达内容为镜头在水面上平移, 表现西面建筑和环境, 10秒。素材收集和分工方面, 首先要确定项目的具体位置, 了解项目的周边环境。下面以湖南科技学院为例, 进行具体的分析。
2 鸟瞰镜头模型的制作
首先拼合规划类场景模型。通常存在地形高低起落的问题, 在合并模型时需要注意z轴高度。在完成自己分到的模型之后, 先按照CAD的位置在顶视图进行模型对位, 再切换到左视图或其他立面视图观察z轴的高度, 并调整好z轴高度。第二, 根据脚本制作镜头预演动画。主要分为2步:根据脚本制作镜头预演, 制作镜头预览动画。第三, 优化鸟瞰的地形。一个场景中渲染所需要的时间与场景中物体的面数和物体的数量是成正比的, 所以需要尽量删减场景中看不见的模型的面, 塌陷使用相同材质的物体, 以减少物体面数和物体的个数, 从而减轻系统负担, 加速场景的渲染。第四, 优化场景的主要建筑模型。第五, 精简场景的模型数量。减少物体的个数也是很重要的一步。第六, 制作远景配楼。这一步要注意的是, 地面并非是水平的, 是有高低起伏的坡地, 在配楼的摆放上要注意移动它的高度。另外, 这种配楼的形状变化也是必不可少的, 如果每一个配楼都要单独创建, 再将它们调整出不同的形状、大小和高度, 是需要花费大量时间的, 而用Greeble插件制作配楼就能节约很多时间。
3 制作鸟瞰镜头材质和灯光
在前期建模时不必太过细致地调整材质, 只要根据客户提供的资料给出材质的正确名称、简单色彩或贴图就行了, 调整材质主要分为几种:水面材质、玻璃材质、铝板材质。而道路材质是建筑动画场景中用的比较多的。在大鸟瞰的场景中, 扫描线渲染还是有很大的速度优势的, 而且这种镜头没有太多的建筑细节可以表现出褪晕和虚实的变化, VRay也难以发挥长处, 所以在这个镜头中将使用标准灯光来完成渲染工作。
第一个光源来自太阳, 它是一个从小的光源发出的白色光, 会产生尖锐边缘的阴影。第二个光源是蓝色的天光, 天光是一个非常大的光源, 所以它产生了非常柔和的阴影, 物体之间的互相反弹光线提供了第三个光源。太阳发出的白色光由不同的颜色连续光谱形成, 白色其实是7种光混合的效果, 当光子在大气中传播时, 会与空气中粒子碰撞而偏离方向, 较短波长的光被散射。而蓝色光子在各个方向反弹, 使大气实际上就是一个发蓝光的光源, 正是由于这些物理作用, 从而使天空成为蓝色。光照射到一个物体表面时不是被反弹就是被吸收, 反弹与吸收由物体表面的颜色决定。白色物体反射所有波长的光, 黑色物体则吸收所有波长的光。主光源的方向对场景是非常重要的, 它直接影响将要表达的效果。在渲染中, 经常会用光效来表达不同的时间效果, 例如, 清晨、黄昏、白天和傍晚。在清晨和黄昏的渲染上往往不好区别, 因为在渲染时都喜欢给灯光加上橙色和白色, 这样使周围环境和物体都反映这种颜色。白天的灯光相对好把握一些, 光更多的是根据环境而变化的, 夜晚的人工光源种类繁多, 光线变化则比较丰富。
鸟瞰镜头的后期校色与输出, 主要在After Effects软件中完成。
4 制作水边校园建筑镜头
在细化场景之前先渲染几帧进行观察, 分析得知这是一个临近爱莲湖的镜头, 着重表现的是镜头和湖堤的环境。首先应该为远景的湖添加一些荷叶。在中景里, 离建筑近的地方添加一些高大的树, 让树来遮挡建筑与地面深硬的交界线, 用树与树之间的遮挡关系来拉开建筑远近的距离;在湖堤的中间有一些柳树, 在湖面附近有一些水草;近景的水面比较空, 准备加一些小鱼, 使静止的环境中有一些动的元素在里面, 这样画面才能更加生动, 还可以在天空中加入飞鸟, 以体现校园良好的生态环境。
5 水边校园建筑镜头的渲染
设置VR低参数渲染。创建VR物理摄影机和VR阳光。在前面的镜头预演中, 所使用的是“目标摄影机”来制作镜头预演的, 由于在最终渲染时, 最终确定使用“VR阳光”来模拟太阳光, 而“VR阳光”与“VR物理摄影机”配合是能够得到最为真实的效果的, 而且“VR物理摄影机”能够很方便地调解画面的明暗和偏色。使用混合贴图制作动画背景。为场景添加远山 (西山) 和云彩, 但是同时也希望保留VR的天光照明。在这里, 考虑使用平面物体来制作背景。使用VR代理物体添加高精度模型树。树木种植完毕以后, 考虑可以在沿湖的地方种一些高精度的模型树, 增加画面的效果, 而模型树的精度是非常高的, 有些甚至是几十万面一棵, 由于模型量巨大, 所以, 模型树很少用于动画渲染中, 而在VR的渲染器中, 如果使用VRay代理物体, 渲染数百棵这种树木的速度也是很快的。制作场景的水面材质和主体建筑玻璃材质。由于“菲涅尔”反射的原因, 近处和远处近似垂直的水面反射很弱, 水面接近透明, 远处的反射则比较强烈, 这一点也在照片中得到了体现。制作草地的材质。画面效果的统一调解与最终渲染。完成上述调解以后, 还可以利用“VRay物理摄影机”对画面的亮度和色彩进行一些修正。实际中应用After Effects等专业的后期软件来完成。
参考文献
[1]吴辉煌.基于UNITY技术实现的三维虚拟校园平台设计[J].科技创新, 2015 (28) :57-59.
[2]史飞飞, 车自力, 雷春苗, 等.基于Arc GIS的三维虚拟校园信息系统的实现[J].咸阳师范学院学报, 2015 (2) :74-79.
漫游动画技术 篇7
“世界这么大,我想去看看”还记得这句史上最具情怀的辞职宣言吗?随着人们生活水平的提高和观念的改变,越来越多的人希望走出家门,来一场说走就走的旅行。旅游已经成为我们生活的一部分,绝大多数人在旅行前都会先上网对旅游目的地景致及交通住宿等作相关了解及规划,旅游网站蓬勃兴起,虚拟旅游概念和技术也应运而生。
虚拟旅游是通过互联网或其他载体,将旅游景观动态地呈现在人们面前,让旅游爱好者根据自己的意愿,来选择游览路线、速度及视点,足不出户就可以遍览遥在万里之外的风光美景。[1]纵观国内外著名的旅游网站,绝大部分网站都是提供订房、购票或团游等商务信息,景观信息往往只是以文字配静态图片的攻略形式呈现。当然街景地图的出现方便了人们的出行,但是很多旅游景点是街拍车覆盖不到的。现阶段虚拟旅游平台主要以三维为主,三维版本的虚拟旅游平台制作难度大,耗时长,成本费用高,本文介绍一种基于静态照片的3600全景漫游动画效果的实现,为众多景点快速打造虚拟旅游平台助力,其用途还可延伸到室内外漫游展示如房地产、酒店等其他行业。
2 实现方法
目前的虚拟旅游系统基本上围绕着如何构建虚拟旅游场景来进行。当前国内外采用的设计与实现方法有四种:基于编程、基于模型导入、基于图像绘制(image-based rendering,IBR)和基于Web Gl S的方法。[2]基于静态全景图像的360°漫游动画采用实景照片,能很好地展示场景的真实环境,实现方法相对简单,制作基于静态图像的漫游动画的过程主要有两大步骤,第一步是拍摄照片素材合成全景图像;第二步是制作拥有交互功能的360°漫游动画。漫游动画效果与全景图像的品质有关,动画制作的难点主要是交互控制“皮肤”的设计与制作。国内有许多优秀的国产软件可以很好地实现全景漫游效果,如上海八倍公司出品的全景漫游者,北京中视典公司的VRP软件等,这里我们采用Garden Gnome Software公司的Pano2VR软件。百度搜索软件名称可轻松获取到多个版本的软件,你也可以到官网(http://ggnome.com/pano2vr)去下载最新的免费试用版进行测试,目前最新版本是5.0.2。软件的安装也非常简单。该款软件只需要导入全景图片,就可以完成Flash、HTML5和Quicktime VR格式的拥有交互功能的全景漫游动画,并且支持网站、移动设备上进行播放。下面我们开始行动吧!
2.1 拍摄素材照片
首先,我们需要拍摄好合成全景图所需的照片素材。一般每个场景拍摄8至12张较为合适,如果你有专业摄影器材当然更能保证全景图质量。拍摄全景照片一般要用到三脚架、云台和相机,云台按照设定的角度间隔水平旋转一周拍摄一组照片。如果没有云台等设备,那么在环形拍摄时要尽量注意相机要平稳及间隔角度要均匀,相邻相片间要有重叠部分。另外现在手机拍摄功能也越来越强劲,多款手机都有全景拍摄功能,能为后期图片合成省不少力。图1所示的是拍摄的照片素材及合成的全景图。
2.2 Photo Shop合成全景图及后期处理
其次是合成全景图,我们使用经典的Photo Shop来实现全景拼接。启动PS软件,执行菜单命令:文件→自动→Pho⁃tomerge命令,在弹出的对话框中单击右侧“浏览”按钮,选择素材路径并全选照片素材,“确定”后PS就会自动将多张部分重叠区域的照片拼接起来。自动拼接效果与前期拍摄的素材照片关系很大,图1所示照片是手持相机拍摄的,自动拼接后还要进行二次处理。在PS中先执行:图层→合并图层,然后再使用仿制图章、修补等工具,另外还要注意最终全景照片的左右两端要求无缝对齐,最后输出时还要执行:图像→图像大小,将图像宽度控制在3000px之内。PS照片处理过程我们简略以图2标识说明:
2.3 利用Pano2VR制作全景漫游动画
接着就可以开始制作3600全景漫游动画。启动Pano2VR4.1.0(其他版本操作方法基本一致),可以直接将准备好的全景图像直接从目录窗口中拖到Pano2VR工作界面左侧“输入”区十字格框中,当然单击“选择输入”按钮功能一样。如图3所示:
单击图3“显示参数”区中的“修改”按钮,在单击的对话框右侧是预览区,用鼠标拖曳就可以看到全景图在随鼠标上下左右移动,我们将预览区中的图案调整到希望初始出现的画面,单击左侧“显示参数/限制”中的“设定”按钮,其余参数应用默认值,如图4所示:
其实至此我们这个景点的全景漫游效果就基本完成了,观察Pano2VR工作界面中部的“输出”区,我们应用默认的Flash格式,单击“增加”按钮激活“Flash输出”对话框。此对话框有5个选项卡,在“设定”选项卡中左侧参数一般选择默认,右侧选中“开启自动旋转”,将平移速度改小到0.1左右,单击“皮肤”列表可以选择一款系统内置的模板,单击下方的“输出”区中的“打开”按钮可以设置输出文件的路径及文件名。“视觉效果”选项卡的“开启穿越过场效果”主要是针对于多个景点跳转切换时的过渡效果,单个景点不需要开启。“高级设置”选项卡中的“控制”区中的“灵敏度”参数值一般设置为1~4,鼠标操控全景动画时更好控制,“运动”可选择“惯性”,增强操控动画体验,“右键菜单”区可选中“全屏”和隐藏程序信息,并输入个人信息及链接,热点文本框默认开启。“多重分辨率渐进浏览”和“HT⁃ML”主要针对网络浏览效果,此处略过,所有参数设定好后单击“确定”生成第一个全景漫游动画。主要输出参数设置及动画效果如图5所示:
2.4 全景漫游动画交互功能的实现
“交互热点”和“皮肤”负责全景漫游动画的交互功能的实现。图5全景动画效果的最下方就是系统提供的“皮肤”按钮,“皮肤”和图3中的“交互热点”二者担负着全景漫游动画的交互工作。假设有多个景点,需要从一个景点的漫游动画跳转到另一个景点的漫游动画,执行菜单命令:漫游→添加全景,可新增另一个景点,在Pano2VR工作界面最右侧的漫游浏览器中可以很直观地看到新增的各个景点,如果最右侧的漫游浏览器不可见,只要执行菜单命令:漫游→显示漫游浏览器即可。另外,“Flash输出”的“视觉效果”选项卡中要选中“开启穿越过场效果”复选框,不勾选“开始时放大画面”和“收尾时缩小画面”其过渡效果与街景地图的切换效果更接近。然后单击Pano2VR工作区中“交互热点”栏中的“修改”按钮,激活“交互热点”对话框,选中“交互热点”按钮然后在预览区中的适当位置双击新增一个热点并在对话框上方的文本框中填写相关参数,另一个景点的漫游动画和交互热点的制作方法基本相同。新增交互热点的操作要点如图6所示:
添加交互热点后输出全景动画就可以在两个景点中自由切换,不过添加的热点显示一个红色的圆圈不太美观,通常我们会将这两个红圈用相关箭头图案替代,这就需要用到“皮肤”。单击图3所示“输出”区中的蓝色扳手“参数”按钮激活“Flash输出”对话框,单击图5所示的“设定”选项卡右侧“皮肤”栏中的“编辑”按钮,打开“皮肤编辑器”,单击“编辑器”中的“热点”工具,在编辑区中单击新增一个热点,同时可以观察到右侧“树”目录中新增一个交互热点名称,然后将事先准备好的箭头图片从目录中拖进编辑区,在弹出的对话框中选择“按钮”将箭头作为按钮导入,将箭头尖指向热点中心,然后在右侧“树”中将箭头按钮拖曳到交互热点上附着到该热点上,然后双击“树”目录中的交互热点激活“交互热点模板属性”对话框,设定交互热点的ID值与图6所示的皮肤ID值相对应,并且勾选3D变形,然后在“动作/修改器”设置交互动作,具本操作要点如图7所示:
“皮肤”和“交互热点”的配合完成漫游操控操控有一定的复杂度,另外Pano2VR还有添加音视频并加以控制的功能,以及输出HTML5格式文档的功能,如果你在制作过程中遇到困难,那么你可以百度到马良中国(http://www.mlabc.com)网站去看小志老师的Pano2VR详细的视频教程。
4 总结
目前虚拟漫游动画主要有两种类型,一种是二维的基于静态全景图像的360°漫游动画,另一种是三维的基于3D模型的虚拟漫游动画。[3]基于3D模型的虚拟漫游动画是模拟真实的三维环境,建模复杂难度系数高,工作量大并且耗时长,制作成本和技术门槛高。而基于静态景观照片的3600全景漫游技术具有快速便捷的优势,技术相对简单,而且因为采用真实的照片来模拟景观现场环境,因而现实感更强,也能使客户获取较好的沉浸感和用户体验,完全可以胜任快速开发景区虚拟旅游平台的工作,适合大面积推广应用,使得众多的地方景观名胜地点也能快速创建虚拟旅游平台,改变目前虚拟旅游平台建设中,仅仅是那几个屈指可数的如故宫等著名景点才能拥有虚拟旅游平台的现状,同时对振兴地方经济,宣传推广地方景观和城市特色有较大的帮助。
摘要：虚拟旅游是建立在现实旅游的景观基础上,利用网络技术和虚拟现实技术,构建一个虚拟环境,使人们可以通过网络在虚拟环境中浏览千里之外的美景风光。虚拟旅游技术实现主要有三维和二维两种,其中三维虚拟旅游平台开发难度大耗时费力,不适合全面普及,而二维模拟实现技术简单,快捷,效果也较好,适合推广到众多地方景点的虚拟旅游开发。本文介绍基于静态图像的3600全景漫游动画的制作技术。
关键词：全景漫游,虚拟旅游,PhotoShop,全景图,Pona2VR
参考文献
[1]徐素宁,韦中亚,杨景春.虚拟现实技术在虚拟旅游中的应用[J].地理学与国土研究,2001(3).
[2]刘思凤,贾金原.基于Web的虚拟旅游环境的开发及其关键技术[J].计算机应用研究,2008(9).
漫游动画技术 篇8
关键词：VRML,三维场景,虚拟社区
一、虚拟社区漫游系统的分析和总体设计
(一) 系统分析。
虚拟社区是一个规模较大的三维场景, 旨在通过网络展示社区风貌, 访问者可以走进社区中, 观赏社区的自然风貌, 领略社区的生活氛围。为了比较真实的反映社区风貌, 可以通过三个方面表现这个虚拟境界:第一, 建模技术是建立VR系统的基础, 因此首先要根据社区实际的自然风貌对社区内各个对象进行建模。这些对象包括道路、楼宇、花草树木及其它一些建筑物, 通过对这些对象的建模构建出虚拟社区的基础框架。第二, 通过声音、文字、图片、视频等多媒体技术手段辅助性地介绍社区的概况, 以反映这样一个特定的环境。
(二) 虚拟社区的设计。
考虑到整个场景中的各个对象是通过空间相对位置关系组织在一起的, 因此应先建立一个对象, 然后以其为参考放置其它对象。经过认真的考虑和分析, 先建立社区的路是最佳的选择。路和其它对象不同, 它不仅仅是社区的一个对象, 还可以起到基线的作用。首先根据社区实貌构建虚拟的道路, 然后以道路为参照, 把制作的各个楼群、花草树木及其它对象放在相应的位置, 最后通过导航人对社区进行导游。
为了方便参观者网上浏览虚拟社区系统, 可考虑制作一个“虚拟空间”的网页。制作这个网页的目的有三个:第一, 提供一个良好的用户界面。本地机上没有安装浏览器的用户, 可以在此下载安装浏览器;己经安装了浏览器的用户通过点击虚拟作品中的某一项, 就可以浏览相应作品了。第二, 为对VRML感兴趣的访问者提供一些有用的资料信息, 并可在论坛中交流经验。第三, 虚拟社区系统是一个较大的三维虚拟场景, 内建的对象很多, 考虑到网速问题及访问者本地机的硬件配置各不相同的情况, 把整个系统分成多个独立的场景, 作为单个虚拟作品放在网页上。这样, 访问者可根据当时的网速及自己机器的配置情况有选择地浏览虚拟系统中的场景, 使得多数访问者至少可以通过访问单个的局部场景而领略社区的风貌, 从而实现虚拟旅游的目的。
二、虚拟社区漫游系统的详细设计与实现
(一) 场景背景及场景平面图。
1. 场景背景的设置。
为了逼真地表现虚拟现实所描述的环境, 可以给虚拟环境设置背景, 加上大地和天空, 建立的三维世界处于大地的中心。就如同自然界的大地和天空一样, 浏览者永远走不到大地的尽头。设置背景是通过设定Background节点的各域的参数来实现的, 可分为两种设定方式:一是通过颜色插值模拟大地和天空;二是构造背景全景图。在虚拟社区系统中采用了第一种方法, 节点参数设定如下:
上述代码描述了这样一个背景:浅绿色的大地、淡蓝色的天空。参数值的设定是通过多次调试得到的。图1为以浅绿色的大地, 淡蓝色的天空为背景的社区漫游系统运行后的界面。
值得说明的是, 大地的颜色设定为浅绿色, 出于以下考虑:一是自然界中大地的颜色是不确定的。二是如果把大地的颜色设置为人们想象中的土地的颜色, 那么路面的颜色就不好确定了。三是由于是虚拟世界, 因此允许溶入一些想象的东西, 以绿地为坪是人们理想中的美好环境, 符合人们的心理, 并且与路面区别分明。
一般说来, 一个较小的场景采用第二种方法设置背景是一个较好的选择, 如要描述一独立的室内系统就可以采用了这种方法。为了表明它是特定环境下的场景, 给它设置了背景全景图。程序代码可如下设置:
全景图是一个无穷大的立方体, 由六幅图片组成, 分别位于立方体的六个面, 虚拟场景位于全景图中心。单独的多媒体系统的背景全景图的六幅图片均取景于社区, 利用数码相机拍摄得到的。
在一个较大的场景中, 背景的设置采用颜色插值的方法出于以下考虑:一是减少网上传输的数据量。如果采用全景图的方法, 那么至少要增加几幅图片的数据量, 尽管可能只有几百K字节, 但对于一个较大的场景来说也是很大的负担。二是大的场景中包含的对象很多, 本身就是一个比较完整的特定环境, 因此只要加上大地和天空就很自然了。
2. 制作场景平面图。
从系统的分析和总体设计可以看出, 对场景进行合理的布局是至关重要的。为此, 根据社区平面结构图在坐标纸上认真绘制了场景布局的平面图, 道路、楼群和其他建筑物按照坐标方位都找到了相应的位置。该图在整个系统的实现过程中起了重要的作用, 是场景合理布局的基础。可以说, 制作任何三维场景首先设计出一幅准确合理的场景平面图是十分重要的。
(二) 楼的建模。
1. 建模。
对楼群的建模主要是利用VRML的几何节点和外观节点来完成的。几何节点包括Box (方盒) 、Cylinder (圆柱) 、Sphere (球面) 、Indexed Face Set (索引面集) 、IndexedLine Set (索引线集) 、Pointset (点集) 、Text (文本) 等, 用来确定几何体的形状及大小。外观节点包括Material (材质) 、ImageTexture (图象纹理) 、Pixel Texture (象素纹理) 、、Texture Trasnsform (纹理变化) 等, 用来确定几何体的颜色、质材等。
2. 设计原则。
楼群是社区中比较重要的对象, 而且数量很多, 为了较好地完成对楼群的建模任务, 作者根据实际情况确定了几条设计原则: (1) 由于本系统虚拟的是一个现实存在的环境, 为了取得较真实的效果, 现实存在的楼在虚拟环境中都应该予以建模。 (2) 尽可能利用重用及原型机制简化程序代码, 减轻浏览器的负担, 提高场景的浏览速度。
照楼的外观和结构对楼群进行分类, 确定构造模型, 对外观和结构相同的楼群采用同一个构造模型。
3. 楼群的具体实现。
构建图书馆的部分代码如下:
图2为社区漫游系统显示图书馆部分运行后的界面。
(四) 树、花草的建模。
树和类似对象如花草等对象建模的一般方法是利用VRML的Billboard节点和Photoshop处理的背景透明图像结合的方法。用该方法创建的对象非常逼真, 视觉效果好, 且实现起来较为简单, 极大地减少了场景制作的工作量。
节点参数设定如下:
图3为以浅绿色的大地, 淡蓝色的天空为背景暂时只有树、冬青的社区漫游系统运行后的界面。
(三) 结论。
经过一段时间多来的学习和创作, 利用VRML建造社区漫游系统完成了。从总体上讲, 该课题在网上大型三维虚拟场景的浏览制作方面取得了成功, 在利用软件实现虚拟现实方面作了进一步探索。
三、基于VRML技术的社区漫游系统取得的效果
本课题的研究取得了如下成果:第一, 利用VRML技术、多媒体技术和一些辅助性制作工具实现了可供浏览的、比较完整的虚拟社区场景, 其中包括办公楼、生活区及社区文化等, 实现了场景的导航和整个场景的网上浏览, 具有真正意义的分布性、三维性、交互性、多媒体集成性和境界逼真性。第二, 解决了虚拟世界中树的建模的问题, 总结出了树和类似对象如花草等对象建模的一般方法, 即利用VRML的Billboard节点和Photoshop处理的背景透明图像结合的方法。第三, 解决了浏览器不支持汉字造型情况下的汉字显示问题, 该问题的解决方法类似于树建模的方法, 即利用Photoshop制作出汉字的背景图, 然后作为纹理贴于较薄方体上。第四, 解决了大型场景的浏览速度问题, 总结出了提高速度的一些方法。即:利用重用和原型机制简化代码及减轻浏览器的负担:通过可视距离的设定, 减少浏览器一次渲染的对象的数目, 提高渲染速度;去除场景中视觉冗余, 对场景中视觉上不存在或很不重要的对象进行简化。第五, 初步了解了JAVA编程技术与VRML三维场景的通讯。
该课题的研究还存在着一些不足。例如, 本系统由于时间紧, 未能实现在VRML实现运动实体仿真方面作尝试, 若增加运动实体仿真, 将是本系统更逼真。
四、结语
JAVA是一种功能强大的网络编程语言, 它对VRML的支持无疑为三维虚拟世界的创造提供了强大的技术后盾。如何利用JAVA实现三维场景的复杂控制, 如何利用Java实现虚拟世界与数据库的连接与数据交换, 都是非常有价值、有意义的研究方向, 必定在探索未来的虚拟世界中得到广泛的应用。
VRML是一项崭新的技术, 随着网络技术的发展和廉价高性能图形硬件的产生, 它势必会成为未来Web的主要力量, 从而溶入社会、溶入人们的生活, 给人们带来更加美好、更加丰富的生活空间。