廣東 鄧新農(nóng)

關(guān)于3dsmax中的VRML運(yùn)用的探討

廣東 鄧新農(nóng)

VRML是一種標(biāo)記語言,任何文字編輯程序都可以編輯VRML的場(chǎng)景模型文件 (其擴(kuò)展名是.wrl)。手工書寫.wrl文件是非常常繁瑣而復(fù)雜的工作，對(duì)于大型場(chǎng)景模型幾乎是不可能的。為了制作Wed3D圖形的場(chǎng)景模型文件必需使用傳統(tǒng)的三維建模軟件。

近幾年，許多軟件廠商都把3dsmax作為三維建模與場(chǎng)景的制作工具。使用3dsmax建立場(chǎng)景模型，安裝相應(yīng)的輸出插件，即可以直接建立場(chǎng)景模型文件。現(xiàn)在最有名的WED3D圖形軟件公司。如cult3D和viwepoint都可以在3dsmax中直接輸出它們的專用文件格式的場(chǎng)景模型文件。

Wed3D圖形的制作工具及實(shí)用程序五花八門難以詳述，但是它們的功能一般都包括：建立或編輯三維場(chǎng)景模型；增加或改進(jìn)wde3D圖形的圖像質(zhì)量；增加wed3D圖形交互性；壓縮或優(yōu)化場(chǎng)景模型文件的大?。晃募用?。

三維建模是wed3d圖形制作的關(guān)鍵，而所用的成本是比較高的，例如：如果要制作一個(gè)較高質(zhì)量的3D手表模型，專業(yè)人員要花費(fèi)40小時(shí)建模，價(jià)值幾萬元。大型建筑場(chǎng)景則需要更多的工作量，為解決這個(gè)問題，近幾年國處出現(xiàn)一種新的建模技術(shù)：照片建模技術(shù)。對(duì)建模對(duì)象實(shí)地拍攝兩張以上的照片，根據(jù)透視學(xué)和攝影測(cè)量學(xué)原理，標(biāo)志和定位對(duì)象上的關(guān)鍵控制點(diǎn)，建立三維網(wǎng)格模型。近年已有商品化軟件推出，如Canoma、photo3D、photoModel、ImageModeler等。

3dsmax對(duì)VRML語言提供了良好的支持，在3dsmax中可以方便、直觀地插入VRML節(jié)點(diǎn)。它包含了幾乎全部的VRML特有造型，極大地方便了VRML世界的建立。在3dsmax的Create命令面板中，有一個(gè)次級(jí)面板Helpers，在其下拉式組合框中有VRML97選項(xiàng)。這種特有的造型功能使得3dsmax可以像創(chuàng)建實(shí)體那樣在場(chǎng)景中直接創(chuàng)建這些節(jié)點(diǎn)，當(dāng)場(chǎng)景文件向VRML文件轉(zhuǎn)換時(shí)，這些節(jié)點(diǎn)會(huì)一同輸出。Billboard節(jié)點(diǎn)的作用是生成一個(gè)隨觀察者視點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的不可見對(duì)象，與這個(gè)對(duì)象關(guān)聯(lián)的物體都將隨著觀察者視角的變化而變化。

用3dsmax為VRML建立三維虛擬空間以后，就可以將其以VRML97文件格式輸出，生成VRML文件了。單擊菜單中File選項(xiàng)，在下拉式菜單中單擊Export，這時(shí)出現(xiàn)選擇輸出文件類型的對(duì)話杠，在“保存類型”的下拉式組合框中VRML97文件類型并輸入文件名，單擊保存，就會(huì)彈出一個(gè)VRML 97 Exporter對(duì)話框,它使Exporter根據(jù)設(shè)計(jì)者的選擇來輸出VRML文件。

在VRML97 Exporter對(duì)話框的這些選項(xiàng)中特別要注意的是Bitmap URL Prefix選項(xiàng),如果在創(chuàng)建三維場(chǎng)景時(shí)使用了貼圖,最好將這些圖片文件放在該VRML文件所在的目錄中,否則必須在這里指明這些圖處文件所在的URL(Uniform Resource Locator)。但是，對(duì)于指明圖片文件所在的URL的方式，一旦文件夾的相對(duì)位置變動(dòng)后，可能會(huì)出現(xiàn)找不到貼圖文件的情況。當(dāng)確變這些選項(xiàng)后，單擊OK，就會(huì)自動(dòng)生成VRML97文件，這時(shí)瀏覽者就可以用VRML瀏覽器觀察它了。

在3dsmax中可以方便地生成燈光、視點(diǎn)、模型等節(jié)點(diǎn)，由3dsmax生成的VRML文件的格式為Wrl形式,可以直接在安裝了VRML插件的的器中瀏覽。但是這種直接生成的文件還有許多缺陷，例如視點(diǎn)位置不理想，燈光效果雜亂等，這些都需要對(duì)VRML文件進(jìn)行代碼調(diào)整。所以對(duì)于瀏覽者參數(shù)、環(huán)境參數(shù)的設(shè)定等，最好在VRML語言編輯器中進(jìn)行代碼調(diào)整時(shí)設(shè)定，并隨時(shí)觀察設(shè)定效果。VRML語言編輯器為VRMIPAD，它可以一邊更改一邊觀察更改效果，有效的對(duì)VRML節(jié)點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。

我們不難發(fā)現(xiàn)3dsmax是一種直觀快捷的三維建模工具，它可以較好地把三維模型和動(dòng)畫輸出成VRML格式文件，但是3dsmax的主要方向畢竟不是VRML，因而在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些缺陷：

如3dsmax與VRML的制作單位不匹配；對(duì)于VRML來說，3dsmax中對(duì)物體的描述有些過于精細(xì)了，太高的精度會(huì)使文件無形中增大了很多；VRML中許多行為、事件在3dsmax中無法實(shí)現(xiàn)；以及3dsmax中豐富的材質(zhì)不能完全導(dǎo)出到VRML文件中等。

為了更好的利用3dsmax工具創(chuàng)建虛擬世界，應(yīng)該注意以下一些要點(diǎn)：

1.控制場(chǎng)景的復(fù)雜度

由于場(chǎng)景的復(fù)雜度會(huì)增大VRML文件，當(dāng)VRML文件在網(wǎng)絡(luò)上瀏覽的時(shí)候，太大的文件會(huì)使得瀏覽速度很慢，也就失去了網(wǎng)絡(luò)瀏覽的意義，所以要控制好文件的大小。

2.材質(zhì)和貼圖的設(shè)置

對(duì)于在3dsmax場(chǎng)景中使用到的材質(zhì)和貼圖文件，把它們創(chuàng)建到一個(gè)單獨(dú)的文件目錄中，這將方便在VRML導(dǎo)出時(shí)正確的尋找到它們。

3.添加適當(dāng)?shù)臄z像機(jī)（VRML視點(diǎn)）

在一個(gè)成功的VRML環(huán)境中，攝像機(jī)是非常有用的。如果把沒有攝像機(jī)的3dsmax場(chǎng)景文件直接導(dǎo)出到VRML，往往無法獲得正確的視點(diǎn)。為此，特別需要在3dsmax場(chǎng)景中設(shè)置觀察角度、位置適當(dāng)?shù)囊粋€(gè)或者多個(gè)攝像機(jī)。每臺(tái)攝像機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)視點(diǎn)，它們將在VRML瀏覽器的視點(diǎn)列表中列出。瀏覽者可以通過選擇攝像機(jī)在場(chǎng)景中導(dǎo)航，即使在瀏覽器中導(dǎo)航非常緩慢的環(huán)境，也可以通過一系列的攝像機(jī)視圖非常流暢地觀看。

4.調(diào)整動(dòng)畫類型

在相對(duì)靜止的VRML環(huán)境中，把動(dòng)畫當(dāng)作移動(dòng)的特征看待非常有用。對(duì)于從3dsmax輸出的VRML環(huán)境來說，VRML提供了對(duì)多種動(dòng)畫方法的支持。

但是特別要注意的是，當(dāng)需要輸出3dsmax場(chǎng)景中非空間位置變化動(dòng)畫時(shí)候，VRML Exporter導(dǎo)出對(duì)話框中的Coordinate Interpolators復(fù)選框必須被選中，否則該動(dòng)畫效果將不能被正確輸出到VRML文件中去。

5.將3dsmax和VRML結(jié)合使用

3dsmax的優(yōu)勢(shì)是能以可視化的方法快速搭建復(fù)雜的三維模型，并且為它們添加效果精良的材質(zhì)貼圖、環(huán)境效果和動(dòng)畫制作。但是，它缺乏操作者對(duì)虛擬物體的控制能力。這與我們提出的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互性特征是相偏離的，而VRML語言正好解決了這一問題。

將3dsmax與VRML結(jié)合使用的方法可以是：首先，利用3dsmax特作三維場(chǎng)景的造型、材質(zhì)貼圖的動(dòng)畫；接著，將3dsmax場(chǎng)景利用Export功能導(dǎo)出到VRML中；最后，在文本編輯器中打開生成的wrl源程序文件，對(duì)源代碼做進(jìn)一步的修改，并添加場(chǎng)景所需的各種交互性事件以及行為和時(shí)間的操作。

在瀏覽VRML文件時(shí)，瀏覽者不可避免的要與系統(tǒng)之間進(jìn)行交互。VRML97標(biāo)準(zhǔn)提供了這個(gè)可能。它提供了20種事件類型，瀏覽者可以通過它們很方便的與系統(tǒng)交流。但是如果需要處理邏輯判斷和一引起復(fù)雜操作，VRML97提供了url，它可以嵌入Javascript程序或者Java的程序，使其負(fù)責(zé)的工作得以實(shí)現(xiàn)。

從人機(jī)交互程度來看，虛擬現(xiàn)實(shí)可以分為交互式、被動(dòng)式和查詢式。在交互式虛擬現(xiàn)實(shí)中，瀏覽者除了可按照自己的意愿選擇路徑外，還可以與三維場(chǎng)景中的物體進(jìn)行交互活動(dòng)。在被動(dòng)式虛擬現(xiàn)實(shí)中，路徑由軟件嚴(yán)格控制，瀏覽者沒有自由控制權(quán)。在查詢式虛擬現(xiàn)實(shí)中，瀏覽者可選擇路徑，但不能與三維場(chǎng)景進(jìn)行其他的交互活動(dòng)。從上述分類出發(fā)，在系統(tǒng)中可以相應(yīng)地設(shè)置了兩種漫游方式：其一是自由漫游，即漫游路徑由瀏覽者通過鼠標(biāo)或鍵盤實(shí)時(shí)控制；其二是自動(dòng)漫游，即按事先規(guī)劃的瀏覽路徑與視角，對(duì)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行漫游。

近年來，3dsmax軟件的制作廠家Discreet推出了一款直接面向Wed3D的制作軟件——Plasma，Discreet看到了Wed3D市場(chǎng)的巨大商機(jī)，憑借3dsmax的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)一定會(huì)大有發(fā)展前景。當(dāng)然，3dsmax不是萬能的，用文本編輯器編寫VRML文件也不是一無是處，當(dāng)將這兩者相結(jié)合，就會(huì)發(fā)現(xiàn)創(chuàng)建VRML世界輕松多了。

廣東城市建設(shè)高級(jí)技工學(xué)校）