摘要：三維模型經(jīng)常用三維建模工具這種專門的軟件生成，但是也可以用其它方法生成。作為點(diǎn)和其它信息集合的數(shù)據(jù)，三維模型可以手工生成，也可以按照一定的算法生成。盡管通常按照虛擬的方式存在于計(jì)算機(jī)或者計(jì)算機(jī)文件中，但是在紙上描述的類似模型也可以認(rèn)為是三維模型。三維模型廣泛用任何使用三維圖形的地方。實(shí)際上，它們的應(yīng)用早于個(gè)人電腦上三維圖形的流行。許多計(jì)算機(jī)游戲使用預(yù)先渲染的三維模型圖像作為sprite用于實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)渲染。

　　關(guān)鍵詞：三維建模,計(jì)算機(jī)仿真,論文發(fā)表

　　現(xiàn)在，三維模型已經(jīng)用于各種不同的領(lǐng)域。在醫(yī)療行業(yè)使用它們制作器官的精確模型;電影行業(yè)將它們用于活動(dòng)的人物、物體以及現(xiàn)實(shí)電影;視頻游戲產(chǎn)業(yè)將它們作為計(jì)算機(jī)與視頻游戲中的資源;在科學(xué)領(lǐng)域?qū)⑺鼈冏鳛榛衔锏木_模型;建筑業(yè)將它們用來展示提議的建筑物或者風(fēng)景表現(xiàn);工程界將它們用于設(shè)計(jì)新設(shè)備、交通工具、結(jié)構(gòu)以及其它應(yīng)用領(lǐng)域;在最近幾十年，地球科學(xué)領(lǐng)域開始構(gòu)建三維地質(zhì)模型。

　　三維模型本身是不可見的，可以根據(jù)簡(jiǎn)單的線框在不同細(xì)節(jié)層次渲染的或者用不同方法進(jìn)行明暗描繪(shaded)。但是，許多三維模型使用紋理進(jìn)行覆蓋，將紋理排列放到三維模型上的過程稱作紋理映射。紋理就是一個(gè)圖像，但是它可以讓模型更加細(xì)致并且看起來更加真實(shí)。例如，一個(gè)人的三維模型如果帶有皮膚與服裝的紋理那么看起來就比簡(jiǎn)單的單色模型或者是線框模型更加真實(shí)。

　　1生物建模技術(shù)的數(shù)

　　據(jù)源

　　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)平臺(tái)系統(tǒng)從各個(gè)角度,不同路徑設(shè)置,形象地展示集聲音、粒子動(dòng)畫方案的設(shè)計(jì)效果展示。使客戶可以身臨其境的在三維虛擬空間感受到方案完成后的動(dòng)態(tài)效果,有利于更加清晰的規(guī)劃方案,確定方案的合理性與可行性。

　　針對(duì)幾何對(duì)象的設(shè)置方案和無縫編輯的生物建模技術(shù)的分類研究。

　　創(chuàng)建對(duì)象的幾何模型分為 stand primitie與 extended primitie兩種創(chuàng)建方式為幾何模型對(duì)象內(nèi)部所固有的有著幾何性質(zhì)的可編輯的抽象模型,它們也可以作為基礎(chǔ)模型輔助高級(jí)模型的創(chuàng)建,其精度線段細(xì)分都可以通過修改面板進(jìn)行調(diào)節(jié)。幾何模型所表現(xiàn)的屬性性質(zhì)可分為子層級(jí),子層級(jí)內(nèi)部可以分層編輯修改,最終完成基礎(chǔ)模型的創(chuàng)建工作,修改包括三維幾何體對(duì)象的基本點(diǎn)、線、面、多邊形形態(tài)的子層級(jí),反映幾何體對(duì)象的面層級(jí)的特點(diǎn);在三維仿真平臺(tái)系統(tǒng)應(yīng)用中體現(xiàn)要求的說明信息等。

　　2 三維建模的技術(shù)分類

　　我們通過不同的設(shè)計(jì)方案完成初步草圖的設(shè)定,以及建筑模型的平面、立面設(shè)計(jì),或是應(yīng)用圖形圖像資源庫中的標(biāo)準(zhǔn)幾何體來完成初始模型的創(chuàng)建工作。細(xì)致模型的創(chuàng)建需要通過無縫編輯的生物模型來完成,或是根據(jù)不同的造型結(jié)構(gòu),通過物體合成命令來完成建筑模型的最終創(chuàng)建工作。建筑的不同環(huán)境效果和不同材質(zhì)的劃分以模型的不同面的表現(xiàn)來區(qū)分,并根據(jù)不同的分隔面來設(shè)置不同的ID號(hào)碼,通過不同的ID號(hào)碼由系統(tǒng)來區(qū)分不同的材質(zhì)連接屬性。

　　目前,根據(jù)模型的分類差異,三維建模在計(jì)算機(jī)仿真領(lǐng)域中技術(shù)上分為幾何建模類型和動(dòng)態(tài)建模類型。

　　3 靜態(tài)三維模型庫數(shù)據(jù)的獲取

　　模型庫建立的難度主要在三維模型建模的精模與低模的轉(zhuǎn)化過程,在三維模型創(chuàng)建之前,首先需要數(shù)字資源的收集整理,主要包括 DWG地圖和地形的測(cè)量數(shù)據(jù)、航拍、設(shè)計(jì)圖紙、以及常用模型的數(shù)據(jù)資源等數(shù)據(jù)資料。三維仿真系統(tǒng)中建立模型資源庫,針對(duì)靜態(tài)三維模型而創(chuàng)建的,為了方便靜態(tài)模型資源的重復(fù)利用,以及方便靜態(tài)模型的資源管理和模型信息升級(jí),因此設(shè)置模型信息分類存儲(chǔ)。

　　靜態(tài)模型資源庫大致分為以下幾類:建筑三維模型以及公共設(shè)施附屬模型:地標(biāo)性建筑模型;交通設(shè)施模型;公共模型設(shè)施;綠化植被模型;水體模型;景觀及游樂設(shè)施;模型庫資源的建立主要是由AutoCAD和3DSMAX來完成的。

　　在 AutoCAD中完成三維場(chǎng)景的平面圖創(chuàng)建后,將其導(dǎo)入3 DSMAX中,進(jìn)行地面模型的創(chuàng)建,并且分割地形、地勢(shì),以便之后三維模型的面數(shù)與貼圖的賦予不產(chǎn)生面的軸向 UV問題。應(yīng)用3DSMAX進(jìn)行初使模型的創(chuàng)建,由于造型能力強(qiáng),并且可以很好的與仿真軟件進(jìn)行模型的應(yīng)用導(dǎo)入,因此常用于虛擬仿真的三維建模部分,模型有很強(qiáng)的仿真立體效果。植物模型的創(chuàng)建,一般植物建模通常面數(shù)很高,也就產(chǎn)生了數(shù)據(jù)量的問題,因此現(xiàn)今植物建模的各種效果展示中真正的植物模型應(yīng)用比較少,通常是應(yīng)用大量的以面為單位的植物貼圖以達(dá)到場(chǎng)景中需要的視覺效果,尤其是應(yīng)用通道透明貼圖。三維模型創(chuàng)建完成后,通過三維仿真資源數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理和操作的。

　　三維模型資源庫將模型分為:高精度模型、中精度模型、低精度模型,方便三維仿真場(chǎng)景中對(duì)于近景、中景、遠(yuǎn)景的不同需求,當(dāng)攝影機(jī)跟隨路徑約束到視圖遠(yuǎn)景時(shí),所顯示的模型為低精度模型,如此可以大量的節(jié)省場(chǎng)景中模型的計(jì)算量,以達(dá)到實(shí)時(shí)交互的刷新頻率要求; 當(dāng)攝影機(jī)跟隨路徑約束到視圖近景時(shí),所顯示的模型為高精度模型, 保證了實(shí)時(shí)交互,對(duì)三維場(chǎng)景中的近景模型的高精度的視覺要求。三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫的模型資源表現(xiàn)了真實(shí)環(huán)境中的建筑模型合并到虛擬三維場(chǎng)景中的細(xì)節(jié)效果反應(yīng),包括三維場(chǎng)景中的天空作為一個(gè)球天模型的環(huán)境貼圖對(duì)建筑模型群體的色彩影響。

　　4 粒子動(dòng)態(tài)現(xiàn)象的建模

　　計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在虛擬環(huán)境中,創(chuàng)建靜態(tài)的三維幾何體模型的交互效果顯示,對(duì)于實(shí)時(shí)仿真來說是無法滿足用戶的視覺顯示效果要求的,三維物體的性質(zhì)還涉及動(dòng)態(tài)模型的應(yīng)用,從三維物體運(yùn)動(dòng)的位置改變、以及物體之間的相互碰撞、三維模型的角度捕獲、物體的縮放變形、以及三維模型的子層集表面變形等等。我們以視圖坐標(biāo)為中心,以運(yùn)動(dòng)的物體自身坐標(biāo)進(jìn)行軸向的運(yùn)動(dòng)變化。三維場(chǎng)景中的每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)自身坐標(biāo),物體可以以自身為軸向進(jìn)行運(yùn)動(dòng),這樣的坐標(biāo)稱為自身坐標(biāo)系統(tǒng)。這個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)的位置隨物體的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、縮放而改變。通過關(guān)鍵幀的設(shè)置,完成需要的動(dòng)態(tài)模型創(chuàng)建。

　　針對(duì)三維場(chǎng)景還有一個(gè)世界坐標(biāo),場(chǎng)景中的所有建筑模型都遵從于這個(gè)世界坐標(biāo)。通常動(dòng)態(tài)現(xiàn)象建模應(yīng)用粒子系統(tǒng),以及動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),表現(xiàn)水景、云霧、風(fēng)、火焰等,水體模型建造在地形變化中起著重要的作用,同時(shí)是建筑表現(xiàn)效果的重要內(nèi)容,場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染的要求,通常應(yīng)用粒子系統(tǒng)完成水景動(dòng)態(tài)特效后輸出動(dòng)態(tài)文件,再將其以貼圖紋理的方式附予場(chǎng)景中的建立好的面片中。虛擬對(duì)象 reactor的空間綁定,這是配合粒子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),屬于物理建模方式,通過對(duì)于虛擬物體的空間綁定,確定 reactor的質(zhì)量、重量、摩擦力、慣性,以及物體的反彈參數(shù)值等等,這些特性與三維建模及其虛擬仿真平臺(tái)結(jié)合起來,形成一個(gè)虛擬模型空間。

　　5 結(jié)論

　　三維場(chǎng)景中的物理建模涉及到動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中比較高層次的模型創(chuàng)建,因?yàn)樗枰锢韺W(xué)中動(dòng)力學(xué)和重力系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相結(jié)合,涉及到動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)中力的作用問題,主要是三維模型的重力、摩擦力、反彈值。

　　除了人機(jī)交互中相互作用的系統(tǒng)程序應(yīng)用外,還有在計(jì)算機(jī)模擬三維仿真系統(tǒng)平臺(tái)中所呈現(xiàn)的粒子系統(tǒng)和動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),創(chuàng)建粒子系統(tǒng)的動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)行為模型。使得虛擬仿真系統(tǒng)平臺(tái)可以自主性控制,也就是設(shè)定場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)信息后,用戶不與之交互,指三維物體的活動(dòng)變化以及周圍環(huán)境和其它運(yùn)動(dòng)實(shí)體模型之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系,比如風(fēng)效、雨景特效等,它們不受用戶的輸入控制(也就是說用戶不與之交互)。