基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 ——网络展示及花卉3D建模研究-毕业论文

本科毕业论文本科毕业论文 题题 目：目：基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 网络展示及花卉网络展示及花卉 3D 建模研究建模研究 姓 名： 学 院：软件学院 系：软件工程 专 业：软件工程 年 级： 学 号： 指导教师： 职称： 年 月 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 I 摘摘 要要 花朵是大自然给予世间的最美丽的事物之一，人们不仅能在自然环境中见到鲜花， 并且通过数字世界也能观赏到惟妙惟肖的 3D 花朵。 本文从现实角度对各类花卉进行了分析，包括菊科的向日葵、蔷薇科的月季、芍药 科的牡丹、旋花科的牵牛花、百合科的百合、石蒜科的君子兰和朱顶红，鸢尾科的唐菖 蒲，还有紫茉莉科的三角梅等。详细分析了它们的习性特征、主要品种和象征意义等有 利于创建模型的各方面信息。 阐述了在自然花卉基础上利用 3DS MAX，Photoshop，Wirefusion 等一系列建模工 具对花卉进行建模的方法，对现有的建模方法进行了详细分析和分类总结，形成了对花 朵进行 3D 建模的新的体系方法，如花瓣和叶子的建模可利用曲线或者标准几何体进行 建模，花心和茎可用过放样建模和材质可用内部和外部贴图来完成等。 本文还给出了花朵展示中不给或缺的场景的建模过程方法，如各种形状的花盆和花 瓶，用于展示藤蔓类植物的庭院栅栏等，以及将模型导入 Wirefusion 中进行 WEB 模式 展示的方法。 关键词关键词 花卉建模 3DS MAX Wirefusion 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 II Abstract Flowers are among the most beautiful things in nature. The development of electronic technology has expanded our vision: nowadays we can not only see flowers in the real world, but also appreciate such beautiful things in 3D model in the digital world. This article makes practical analyses on various kinds of flowers, including sunflower, Chinese rose, peony, morning glory, lily, clivia and barbadoslily. The analyses and researches about such detailed information as the natures, characteristics, primary species and meanings of flowers that helps to build a model, are highlighted. This article discusses the way of building the model of flowers with tools such as 3DS MAX and Wirefusion on the basis of the real flowers, analyzes and summarizes the already exsited ways of building the model. Finally it forms a fresh new system of building 3D model of flowers, e.g. the utilization of standard primitives or curves to build the model for leaves and flowers, and internal and external pictures to build the model for stem, pistil and stamen. In addition, the necessary method of building the model in the process of flower display, such as various shaped vases and flowerpots, wooden swings and fences for the display of vine plant, and the way to make websites by stuffing the model into Wirefusion. Key words flowers modeling 3DS MAX Wirefusion 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 III 目录目录 第一章第一章 绪绪论论7 7 1.1 系统目标 .7 1.2 3DS MAX 和 WIREFUSION技术简介.8 1.3 花卉模拟简介 .8 1.4 虚拟场景漫游技术的前景 .9 第二章第二章 3DS3DS MAXMAX 建模方法研究建模方法研究 1010 2.1 标准基本体的建模研究 10 2.2 二维线形的建模研究 12 2.3 3DS MAX 的修改方法研究.13 第三章第三章 不同花科的特征不同花科的特征1616 3.1 花科简介 16 3.2 紫茉莉科 三角梅 .16 3.2.1 三角梅的形态特征 16 3.2.2 三角梅的象征意义 16 3.3 菊科 向日葵 .17 3.3.1 向日葵的形态特征 17 3.3.2 向日葵的品种 17 3.3.3 向日葵的象征意义 17 3.4 蔷薇科 月季 .18 3.4.1 月季的形态特征 18 3.4.2 月季的品种 18 3.4.3 月季的象征意义 19 3.5 芍药科 牡丹 .19 3.5.1 牡丹的形态特征 19 3.5.2 牡丹的品种 20 3.5.3 牡丹的象征意义 20 3.6 旋花科 牵牛花 .20 3.6.1 牵牛花的形态特征 20 3.6.2 牵牛花的品种 21 3.6.3 牵牛花的象征意义 21 3.7 百合科 百合21 3.7.1 百合的形态特征 21 3.7.2 百合的品种 22 3.7.3 百合的象征意义 22 3.8 石蒜科 君子兰 朱顶红.22 3.8.1 君子兰、朱顶红的形态特征 22 3.8.2 君子兰的品种 23 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 IV 3.8.3 君子兰、朱顶红的象征意义 23 3.9 鸢尾科 唐菖蒲24 3.9.1 唐菖蒲的形态特征 24 3.9.2 唐菖蒲的象征意义 24 第四章第四章 花卉场景的花卉场景的 3D3D 建模研究建模研究2626 4.1 花卉建模 26 4.1.1 曲线建模 26 4.1.2 标准体建模 28 4.1.3 放样建模 32 4.2 材质与贴图 34 4.2.1 材质特效 34 4.3 花卉效果图 37 第五章第五章 利用利用 Wirefusion 技术实现技术实现 web 展示研究展示研究4242 第六章第六章 总结与展望总结与展望4343 致谢致谢4444 参考文献参考文献4545 附录附录4949 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 5 Contents Chapter 1 Introduction7 1.1 Aim of programme7 1.2 3DS MAX and Wirfusion instruction.8 1.3 Flower simulation instruction.8 1.4 Hypothesized scene roaming technology project .9 Chapter 2 Modeling and modifying in 3DS MAX.10 2.1 Modeling standard primitives studying 10 2.1 Modeling line studying.12 2.3 3DS MAX modifier studying .13 Chapter 3 Charicteristics of different flowers.16 3.1 Introduction.16 3.2 Bougainvilliea spectabilis wind16 3.2.1 Bougainvilliea spectabilis winds shape.16 3.2.2 Bougainvilliea spectabilis winds symbol significans16 3.3 Compositae sunflower 17 3.3.1 sunflowers shape.17 3.3.2 Varieties of sunflower17 3.3.3 Sunflowers symbol significans .17 3.4 Rosales Chinese rose 18 3.4.1 Chinese roses shape 18 3.4.2 Varieties of Chinese rose18 3.4.3 Chinese roses symbol significans .19 3.5 Paeoniaceae peony19 3.5.1 Peonys shape.19 3.5.2 Varieties of peony 20 3.5.3 Peonys symbol significans20 3.6 Convolvulaceae morning glory.20 3.6.1 Morning glorys shape20 3.6.2 Varieties of morning glory.21 3.6.3 Morning glorys symbol significans.21 3.7 Liliaceae lily21 3.7.1 Lilys shape 21 3.7.2 Varieties of lily.22 3.7.3 Lilys symbol significans .22 3.8 Amaryllidaceae clivia barbadoslily.22 3.8.1 Clivia and barbadoslilys shape22 3.8.2 Varieties of clivia .23 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 6 3.8.3 Clivia and barbadoslilys symbol significans.23 3.9 Iridaceae gladiolus 24 3.9.1 Gladioluss shape .24 3.9.2 Gladioluss symbol significans 24 Chapter 4 Flower scenes modeling studying in 3D .26 4.1 Flower modeling.26 4.1.1 Curve modeling26 4.1.2 Standard primitives modeling 28 4.1.3 Lofting32 4.2 Material and maps.34 4.2.1 Matieral effect 34 4.3 Flower pictures .37 Chapter 5 Realizes the web demonstration research with Wirefusion .42 Chapter 6 Conclusion and forecast.43 Acknowledgements.44 References .45 Appendix .49 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 7 绪论绪论 福建省的花卉品种多样，水仙、三角梅、凤凰木等都广为人称道。福建省在 2006 年 5 月举办了第一届中国福建“花王”评选暨花卉精品展，在外界引起了强烈反响，大大推动 了福建花卉产业发展。为了进一步树立“闽花”形象，扩大“闽花”影响，打造“闽花” 品牌，促进福建花卉产业发展，根据闽林花2006函 16 号福建省林业厅、福建省花 卉协会关于定期举办中国福建“花王”评选暨花卉精品展的通知的主要精神，决定于 2008 年 10 月 1 日至 10 月 5 日在福建省经贸会展中心举办第二届中国福建“花王”评选 暨花卉精品展，同时，将举办 2008 年福建省年销花卉订货会。为了推进“闽花”在社会 上的影响力，网络展示是很好的途径。 基于互联网的花卉水滴展示系统是一种虚拟建筑场景漫游技术，它是虚拟漫游的代表 方面，是虚拟建筑场景建立技术和虚拟漫游技术的结合。前者是基础，后者是系统运行方法。 按照漫游对象，即建筑物或建筑环境的真实存在与否来分，可以分为真实建筑场景的虚拟漫 游、虚拟建筑场景的虚拟漫游、.虚拟建筑场景漫游系统的设计与实现。而整个漫游系统是 以建筑场景的建立为基础的，其设计与实现方法可归纳为三种：基于多边形的直接绘制法、 场景模型导入法和基于图像的绘制方法。 花卉水滴运动模拟系统的实现方法为场景模型导入法：利用利用建模软件 Autodesk 公 司的 3DS MAX 创建三维模型，建立场景，是一种虚拟建筑场景的虚拟漫游。 1.1 系统目标系统目标 花卉水滴运动模拟系统是一个基于 Internet 的展示平台。它需要达到的目标包括： 花卉逼真模拟：不同花科的花卉要有明显的细节特征及绿叶衬托； 光照的逼真模拟：不同光照下的效果显示； 网页整体效果的展示。 所要建立的花卉模型包括：紫茉莉科：三角梅；菊科：向日葵；百合科：百合；芍药 科：牡丹；蔷薇科：月季；旋花科：牵牛花；石蒜科：君子兰、朱顶红；鸢尾科：唐菖蒲。 1.2 3DS MAX 和和 Wirefusion 技术简介技术简介 3D Studio Max，常简称为 3ds Max 或 MAX，是 Discreet 公司开发的（后被 Autodesk 公 司合并）基于 PC 系统的三维动画渲染和制作软件。其前身是基于 DOS 操作系统的 3D 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 8 Studio 系列软件，最新版本是 9.0。在应用范围方面，广泛应用于广告、影视、工业设计、 建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。在影视特效方面也有一定 的应用。而在国内发展的相对比较成熟的建筑效果图和建筑动画制作中，3DS MAX 的使用 率更是占据了绝对的优势 1。 Wirefusion 是一个拖放式的可视化编程工具，它不需要你编写任何代码，就可以设计出 先进的交互式动态 web3d 网页。Wirefusion 是一个多媒体平台，集成了几种不同的媒体类型， 成为一个单一的播放器。它支持三维,二维、 macromedia 的 flash、视频和 mp3 音频，也能 够创造 360 度的全景图，幻灯片及缩放图像。 Wirefusion 使你创作的作品更有效率，不但可帮你创造先进,体积小,高效的快速互动的 web3D 网页，而且所创作的网页在客户端不需要安装插件就可观看你的作品，这样就大大方 便了访问者，可达到一个非常大的互联网观众。 1.3 花卉模拟简介花卉模拟简介 利用三维软件创建自然风景类作品是最具挑战性的 3D 创作主题之一。这不仅仅因为大 自然本身的复杂性，更重要的是其复杂特性的内在本质。自然风景完全是由有机体构成的， 在自然界没有笔直的直线，也没有平坦的边缘至少并不常见。这一切使得为自然物体建 模和制作表面要比工业物体复杂困难得多。 自然世界有其有机体的无序方式。在那里充满了各种植物生命，这使得用三维软件重建 它极富挑战性。在自然界似乎没有什么东西是特别有计划的，否则最终的图像将会变得不真 实。因此在创建自然风景类作品的过程中，我们必须可以追求一种混乱无序，以保证其不着 任何人工雕凿的痕迹。这就意味着我们在场景布置安排和表面处理的过程中要以细节为重。 当然，我们仍旧需要添加一些自然界的有序规律以使其更为真实。虽然自然界是无序的，但 是仍然是有规律可循的。3D 创建自然植物的理论似乎深奥复杂，其实最重要的还是细致的 观察2。 1.4 虚拟场景漫游技术的前景虚拟场景漫游技术的前景 有权威人士称虚拟现实技术是继多媒体技术之后的 21 世纪代表性技术，它又是多媒 体技术的终极技术。既然虚拟建筑场景漫游系统也是一种虚拟现实和虚拟漫游系统，它也同 样可以充分体现出 VR 系统特有的让人多感觉器官感知和令人神往的 3I 优越性。这不仅要 在设备上具有头盔显示器等条件，而且要在制作上（比如立体成像、头盔跟踪）采用相适应 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 9 的技术和方法。这样，虚拟建筑场景漫游作品也将使观察者像体验美国犹他州大型 VR 娱乐 场一样，令人陶醉其中，留连忘返。 由于虚拟现实技术的出现和进一步发展，有专家预料将来会诞生人类的第九艺术形式。 到底第九艺术是什么样子，不同艺术门类的人有不同想象。不过，任何艺术门类和形式都离 不开生存环境的再现和体验。只要有对环境的体验和介入，环境中就必然包括建筑环境。尽 管今天人们还无法具体想象在未来艺术形式中的建筑场景如何与人交互，如何有充分的感情 色彩，但是未来艺术和社会文明对虚拟建筑漫游技术发展的巨大期望是可想而知的。 虚拟漫游的一个表现形式就是建筑漫游,它综合了虚拟漫游的多维性,以及三维动画等技 术,通过自动把建筑的内外结构,以及居住文化的各个方面通过音、光、声、美等方式展现出 来,是建筑开发商和销售商的得力工具。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 10 第二章第二章 3DS MAX 建模方法研究建模方法研究 2.1 标准基本体的建模研究标准基本体的建模研究 单击命令面板中（创建）标签，然后单击（几何体）按钮，在“几何体类型”下拉 列表框中选择“标准基本体”选项，在出现的命令面板中可创建长方体、锥体、球体、集合 球体、圆柱体、圆管、圆环、四棱锥、茶壶以及平面，如图 2-1 所示。 图图 2-1 标准基本体命令面板标准基本体命令面板 首先介绍长方体。 在标准基本体命令面板中（见图 2-1）单击按钮，在顶视图中的适当位置按 下鼠标左键并拖动，托拉出一个矩形框，这样就确定了长方体的底面（或顶面）的大小。然 后松开鼠标左键再向上或向下移动鼠标，在适当的位置单击鼠标左键，就确定了长方体的高， 如图 2-2。 图图 2-2 创建的长方体创建的长方体 仅通过鼠标拖动来控制长方体的体积不够精确，我们可以通过如图 2-3 所示的“参数” 卷展栏来修改已经创建的长方体模式。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 11 图图 2-3 长方体的长方体的“参数参数”卷展栏卷展栏 在长方体“参数”卷展栏中，长度、宽度、高度决定了长方体的大小，而长度分度数、 宽度分段数以及高度分段数控制了生成长方体的长、宽、高的段数。 下面介绍圆柱体。 方法大致同长方体。这里仅大致介绍一下。同样是鼠标拖动得到，如图 2-4。 图图 2-4 创建的圆柱体创建的圆柱体 圆柱体的“参数”卷展栏如图 2-5。 图图 2-5 圆柱体的圆柱体的“参数参数”卷展栏卷展栏 在圆柱体“参数”卷展栏中，半径、高度决定了圆柱体的大小，高度分段、端面分段 控制了圆柱体的高、端面的段数，边数则决定了圆柱体的圆滑度。 2.2 二维线形的建模研究二维线形的建模研究 3DS MAX 提供了强大的二维线形生成功能。利用 3DS MAX 可以创建一些简单的二维 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 12 图形，如线、圆、圆弧和圆环等。单击（创建）标签，再单击（图形）按钮，进入 二维线形的命令面板，如图 2-6 所示。 图图 2-6 二维线形命令面板二维线形命令面板 首先介绍样条线的绘制。 在创建二维线形命令面板中单击按钮，在“初始类型”下选择“光滑” ，在 “拖动类型”下选择“Bezier” ，这样就可以绘制曲线，如图 2-7 所示。 图图 2-7 创建的曲线创建的曲线 现在介绍星形的绘制。 在创建线形命令面板上单击按钮，在顶视图中按住鼠标左键不放，拖拽鼠 标至合适的位置松开，继续拖拽鼠标至合适的位置单击即生成星形，如图 2-8 所示。 图图 2-8 创建的星形创建的星形 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 13 在“参数”卷展栏中的“半径 1”和“半径 2”分别表示星形外接圆及内接圆的半径； “点”决定星形角的数目。 下面介绍螺旋线的绘制。 在创建线形命令面板上单击按钮，在顶视图中第一次按住鼠标不放，拖拽 鼠标至合适的位置松手，决定底圆的半径；第二次向上移动鼠标决定它的高度；第三次移 动鼠标并单击，决定顶圆半径的大小，如图 2-9。 图图 2-9 创建的螺旋线创建的螺旋线 在“参数”卷展栏中的“半径 1”决定底圆的半径大小， “半径 2”决定了顶圆的半径大 小；“高度”决定螺旋线的总高度；“圈数”决定创建螺旋的总圈数；当“偏移”值为 0 时，显示每圈之间的距离均匀分布，大于 0 时向上偏移，小于 0 时向下偏移，调整的范围 在 1-1 之间。 2.3 3DS MAX 的修改方法研究的修改方法研究 在 3DS MAX 中模型的修改是利用修改器来进行的。创建完一个物体后，在修改面板 中修改其参数，并添加修改命令。所添加的修改命令（如横截面、弯曲、挤出等）被称为 修改器。 首先介绍横截面修改器。 在整个项目中横截面修改器最主要是用来连接所选取的样条线上的点，也可以人为的 为样条线连接，不过那样太复杂。在添加横截面修改器的时候要在其“样条线选项”上选 择“Bezier 角点” ，这样可以改变线的弧度。如图 2-10。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 14 图图 2-10 添加横截面修改器后的模型添加横截面修改器后的模型 图 2-10 中，横截面转换为可编辑样条线，修改后出现的线段的起伏是为了突出曲面 的变化，但目前还只是一些二维线条，只有为其添加了曲面修改器才能成为一个三维曲面， 如图 2-11 所示。 图图 2-11 添加曲面修改器后的模型添加曲面修改器后的模型 下面介绍 bend 弯曲修改器。 弯曲修改器可以使一个对象的几何形体产生均匀的弯曲。通过它可以控制在 X、Y、Z 轴之中的任何一个轴向上弯曲角度。如图 2-12 图图 2-12 添加了弯曲修改器的圆柱体添加了弯曲修改器的圆柱体 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 15 图 2-12 中圆柱体高度短数为 4，添加完弯曲修改器后呈现出一节一节的形态，这时就 要为其添加网格平滑修改器。网格平滑顾名思义就是另物体不再棱角分明，呈现平滑状态， 修改后效果如图 2-13。 图图 2-13 添加了网格平滑修改器的圆柱体添加了网格平滑修改器的圆柱体 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 16 第三章第三章 不同花科的特征不同花科的特征 3.1 花科简介花科简介 本章所要探讨的花科主要有紫茉莉科的三角梅，菊科的向日葵、蔷薇科的月季、芍药科 的牡丹、旋花科的牵牛花、百合科的百合、石蒜科的君子兰和朱顶红，还有鸢尾科的唐菖蒲。 3.2 紫茉莉科紫茉莉科 三角梅三角梅 3.2.1 三角梅的形态特征三角梅的形态特征 三角梅，Bougainvillea spectabilis wind，为常绿攀援状灌木。枝具刺、拱形下垂。单 叶互生，卵形全缘或卵状披针形，被厚绒毛，顶端圆钝。花顶生，花很细，小，黄绿色， 常三朵簇生于三枚较大的苞片内，花梗与药片中脉合生，苞片卵圆形，为主要观赏部位。 苞片时状，有鲜红色、橙黄色、紫红色、乳白色等；从叶子又可分花叶和普通 2 类；苞片 则有单瓣、重瓣之分；约有 40 余个不同的品种。苞片形似艳丽的花瓣，故名叶子花、三 角花。冬春之际，姹紫嫣红的苞片展现，给人以奔放、热烈的感受，因此又得名贺春红。 3.2.2 三角梅的象征意义三角梅的象征意义 赞比亚的国花，同时是海南的三亚市和海口市；广西的北海市和梧州市； 福建的三明 市和厦门市；广东的深圳市、珠海市、惠州市和江门市；以及台湾的屏东等国内外十多个 城市的市花。 花语: 在查普洛语中,意为“没有真爱是一种悲伤“3。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 17 图图 3-1 三角梅三角梅 3.3 菊科菊科 向日葵向日葵 3.3.1 向日葵的形态特征向日葵的形态特征 向日葵 sunflower，高 13 米。茎直立，粗壮，圆形多棱角，被白色粗硬毛。叶通常 互生，心状卵形或卵圆形，先端锐突或渐尖，边缘具粗锯齿，两面粗糙，被毛，有长柄。 头状花序，极大，直径 1030 厘米，单生于茎顶或枝端，常下倾。总苞片多层，叶质， 覆瓦状排列，被长硬毛，花序边缘生黄色的舌状花。花序中部为两性的管状花，棕色或紫 色。 3.3.2 向日葵的品种向日葵的品种 向日葵有着独特的美国风情，其最广泛种植的无花粉品种是“阳光明亮”，另外还有 “月光明亮”柠檬黄的花瓣和黑褐色的芯；“阳光光束”金黄色的花，绿色的芯；“充满阳光的 柠檬”亮黄色的花，黑色的芯；“充满阳光的橙子”金黄色的花，黑色的芯。本文第四章将 会提到有关“阳光光束”的建模方法。 3.3.3 向日葵的象征意义向日葵的象征意义 向日葵又叫朝阳花，因其花常朝着太阳而得名。英语称之为 sunflower 是因为它的黄 花开似太阳的缘故。 “更无柳絮因风起，惟有葵花向日倾”的向日葵是俄罗斯的国花。这向 往光明之花，给人带来美好的希望4。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 18 图图 3-2 向日葵向日葵 3.4 蔷薇科蔷薇科 月季月季 3.4.1 月季的形态特征月季的形态特征 月季，英文名为 Chinese rose 或 monthly rose，为常绿或落叶灌木，小枝绿色，散生皮 刺，或无刺。多数羽状复叶，小叶一般 3-5 片，椭圆或卵圆形，长 2-6cm，叶缘有锯齿， 两面无毛，光滑，托叶与叶柄合生。花生于枝顶，花朵常簇生，花色甚多。萼片尾状长尖， 边缘有羽状裂片；花柱分离，伸出萼筒口外，与雄蕊等长。 3.4.2 月季的品种月季的品种 月季按园艺分类可分为九类：中国月季、微型月季、十姊妹型月季、多花型月季、特 大多花型月季、单花大型月季、藤本月季、树型月季、野生型月季。 月季花变种主要有小月季、月月红、变色月季。小月季：植株矮小多分枝，叶小而窄， 花也较小，直径约 3cm，玫瑰红色，重瓣或单瓣。本文第四章将会提到有关“小月季”的建 模方法。 3.4.3 月季的象征意义月季的象征意义 月季有着“只道花无十日红，此花无日不春风” 的美誉。月季代表着和平、美好、爱情 等，是北京、天津、开封等多市的市花5。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 19 图图 3-3 月季月季 3.5 芍药科芍药科 牡丹牡丹 3.5.1 牡丹的形态特征牡丹的形态特征 牡丹 peony，为多年生落叶小灌木，株型小，株高多在 0.52 米之间；根肉质，粗而 长，中心木质化，长度一般在 0.50.8 米；枝干直立而脆，圆形，为从根茎处丛生数枝而 成灌木状，当年生枝光滑、草木，黄褐色，常开裂而剥落；叶互生，叶片通常为三回三出 复叶，枝上部常为单叶，小叶片有披针、卵圆、椭圆等形状，顶生小叶常为 23 裂，叶 上面深绿色或黄绿色，下为灰绿色，光滑或有毛；总叶柄长 820 厘米，表面有凹槽；花 单生于当年枝顶，两性，花大色艳，形美多姿，花径 1030 厘米；花的颜色有白、黄、 粉、红、紫红、紫、墨紫（黑） 、雪青（粉蓝） 、绿、复色十大色 3.5.2 牡丹的品种牡丹的品种 牡丹花型分为单瓣型、荷花型、菊花型、蔷薇型、千层台阁型、托桂型、金环型、皇 冠型、绣球型、楼子台阁型。本文第四章将会提到菊花型的建模方法。 3.5.3 牡丹的象征意义牡丹的象征意义 牡丹以它特有的富丽、华贵和丰茂，在中国传统意识中被视为繁荣昌盛、幸福和平的 象征。牡丹 1990 年被定为中国的国花。刘禹锡曾为其赋诗一首， “庭前芍药妖无格，池上 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 20 芙蕖净少情。惟有牡丹真国色，花开时节动京城。 ” 6 图图 3-4 牡丹牡丹 3.6 旋花科旋花科 牵牛花牵牛花 3.6.1 牵牛花的形态特征牵牛花的形态特征 牵牛花又名喇叭花，morning glory ，为旋花科牵牛属一年生蔓性缠绕草本花卉。蔓生茎 细长，约 3 米至 4 米，全株多密被短刚毛。叶互生，全缘或具叶裂。聚伞花序腋生，1 朵至 数朵。花冠喇叭样。花色鲜艳美丽，蓝、绯红、桃红、紫、紫或混合色。雄蕊 5，不等长。 3.6.2 牵牛花的品种牵牛花的品种 牵牛花约有 60 多种。常见栽培的有裂叶牵牛，叶具深三裂，花中型 1 朵至 3 朵腋生。 圆叶牵牛，叶阔心脏形，全缘，花型小，有白、玫红、莹蓝等色。本文第四章将会提到圆叶 牵牛的建模方法。 3.6.3 牵牛花的象征意义牵牛花的象征意义 牵牛花代表着爱情、冷静、虚幻。俗话说：“秋赏菊，冬扶梅，春种海棠，夏养牵牛。 ” 在夏天的众多花草中，牵牛花可以算得上宠儿7。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 21 图图 3-5 牵牛花牵牛花 3.7 百合科百合科 百合百合 3.7.1 百合的形态特征百合的形态特征 百合 lily，为多年生球根草本花卉，株高 4060 厘米。茎直立，不分枝，草绿色。单 叶，互生，狭线形，无叶柄，直接包生于茎秆上，叶脉平行。花着生于茎秆顶端，呈总状 花序，簇生或单生，花冠较大，花筒较长，呈漏斗形喇叭状，六裂无萼片，开放时常下垂 或平伸；花色多为黄色、白色、粉红、橙红，有的具紫色或黑色斑点，也有一朵花具多种 颜色的，极美丽。花瓣有平展的，有向外翻卷的，故有“卷丹”美名。 3.7.2 百合的品种百合的品种 百合主要品种有朝鲜百合、山百合、白百合、香水百合、紫斑百合等。本文第四章将 会提到白百合的建模方法。 3.7.3 百合的象征意义百合的象征意义 百合的花语是心想事成、事业顺利、高贵。白百合象征着百年好合、伟大的爱8。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 22 图图 3-6 百合百合 3.8 石蒜科石蒜科 君子兰君子兰 朱顶红朱顶红 3.8.1 君子兰、朱顶红的形态特征君子兰、朱顶红的形态特征 君子兰 clivia，为多年草本花卉，肉质根粗壮，茎分根茎和假鳞茎两部分。叶剑形， 互生，排列整齐，长 30-50 厘米，叶色苍翠有光泽。聚伞花序，可着生小花 10-60 朵，花 朵向上形似火炬，花色橙红，端庄大方，冬春开花，尤以冬季为多。 朱顶红 barbadoslily，多年生草本植物，鳞茎肥大，近球形，直径 57cm，外皮淡绿 色或黄褐色。叶片两侧对生，带状，先端渐尖，68 枚，叶片多于花后生出。总花梗中空， 被有白粉，顶端着花 24 朵，花喇叭形。花朵硕大，花色艳丽，有大红、玫红、橙红、 淡红、白等色9。 3.8.2 君子兰的品种君子兰的品种 君子兰主要有垂笑君子兰和大花君子兰两种。垂笑君子兰叶片较窄，深绿色，叶片 50-90 厘米，花冠张开度较小，花序中的许多小花，都像钟形，且倒挂下垂；大花君子兰 的显著特点是叶短而宽，花葶粗壮而长，伞状的花冠张开较大，花朵朝上，观赏价值较高。 本文第四章将会提到大花君子兰的建模方法。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 23 3.8.3 君子兰、朱顶红的象征意义君子兰、朱顶红的象征意义 君子兰那厚实光滑的叶片直立似剑，象征着坚强刚毅、威武不屈的高贵品格；丰满的 花容、艳丽的色彩，象征着富贵吉祥、繁荣昌盛和幸福美满，是名贵的花卉品种10。 君子兰花语：高贵、宝贵、丰盛、有君子之风。 朱顶红花语：名誉，成双成对。 图图 3-7 君子兰君子兰 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 24 图图 3-8 朱顶红朱顶红 3.9 鸢尾科鸢尾科 唐菖蒲唐菖蒲 3.9.1 唐菖蒲的形态特征唐菖蒲的形态特征 唐菖蒲 gladiolus，别名剑兰。茎基部扁圆形球茎，株高 90-150 厘米，茎粗壮直立， 无分枝或少有分枝，叶硬质剑形，78 片叶嵌叠状排列。叶长 40 厘米，宽 45 厘米有多 数显著平行脉。花茎高出叶上，穗状花序着花 1224 朵排成二列，侧向一边，花冠筒呈 膨大的漏斗形，稍向上弯，花径 1216 厘米，唐菖蒲品种的花色十分丰富又极富变化， 大致可以分为十个色系：白色系、粉色系、黄色系、橙色系、红色系、浅紫色系、兰色系、 紫色系、烟色系及复色系。 3.9.2 唐菖蒲的象征意义唐菖蒲的象征意义 唐菖蒲花语：步步高升，幽会与用心11。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 25 图图 3-9 唐菖蒲唐菖蒲 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 26 第四章第四章 花卉场景的花卉场景的 3D 建模研究建模研究 4.1 花卉建模花卉建模 美丽的花卉却是生活中不可或缺的风景，我们希望不仅在自然中见到鲜花，在虚拟世界 中也可以赏心悦目。3D MAX 中对花卉进行建模，比较常见的方法是曲线建模、标准体建模 和放样建模。 4.1.1 曲线建模曲线建模 利用曲线进行建模，能更好的表现出花瓣的起伏。月季和牡丹都是花瓣起伏较大较为复 杂的花卉类型，所以我们对其进行曲线建模。建模过程大致如下。 绘制样条线，做出花瓣的大致形状，样条线的创建同前，因为在透视图中调整模型 不够精确，所以我们在另外三个视图中调整，如图 4-1、4-2、4-3 所示； 添加横截面修改器和曲面修改器，效果如图 4-4 所示； 使用阵列和镜像工具摆放花瓣。 图图 4-1 顶视图效果顶视图效果 图图 4-2 前视图效果前视图效果 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 27 图图 4-3 左视图效果左视图效果 图图 4-4 曲线建模花瓣曲线建模花瓣 花瓣的排列有其一定的规律性，都是围绕着中心轴几乎均匀的生长，所以可以利用阵列 和镜像算法摆放花瓣。 对经过阵列或镜像的模型进行细节调整，要做到乱中有序，最重要的是花瓣不能交叉， 要有层次。调整后效果如图 4-5。 图图 4-5 调整后的花朵调整后的花朵 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 28 4.1.2 标准体建模标准体建模 标准体建模与曲线建模有很大的不同，可以使用长方体、平面等对花卉建模，标准体的 内部或外部贴图也相对容易，这在后面的章节中将会提到。 首先介绍花心的长方体建模。 创建长方体，并将其转换为可编辑多边形； 进入顶点编辑模式，修改长方体的形状，如图 4-6； 添加网格平滑修改器，效果如图 4-7。 图图 4-6 花心的长方体建模花心的长方体建模 图图 4-7 花心长方体网格平滑模型花心长方体网格平滑模型 下面介绍叶子的平面建模。 创建平面。并将其转换为可编辑多边形； 进入顶点编辑模式，使用选择并移动和选择并均匀缩放工具修改多边形的形状，如 图 4-8； 添加 bend 弯曲修改器，以 X 轴为弯曲轴弯曲 20 度，如图 4-9； 进行外部贴图，最后效果如图 4-10。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 29 图图 4-8 叶子的平面图叶子的平面图 图图 4-9 添加弯曲修改器后的叶子添加弯曲修改器后的叶子 图图 4-10 叶子最终效果图叶子最终效果图 现在介绍长方体建模。 在花卉建模中，长方体建模是使用比较频繁的建模方法。君子兰的叶子就是利用长方体 建模完成的，步骤如下： 创建长方体，并将其转换为可编辑多边形； 进入顶点编辑模式，使用选择并移动和选择并均匀缩放工具修改多边形的形状，如 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 30 图 4-11； 添加 bend 弯曲修改器，以 X 轴为弯曲轴弯曲 45 度； 添加 bend 弯曲修改器，以 Y 轴为弯曲轴方向 90 度，弯曲 45 度； 添加网格平滑修改器； 渲染，对其进行内部贴图，效果如图 4-12。 图图 4-11 君子兰叶子的长方体建模君子兰叶子的长方体建模 图图 4-12 君子兰叶子最终效果图君子兰叶子最终效果图 花朵如果没有盛放它的物品则显得单调乏味，所以花盆和花架也是重要的场景。花盆最 常使用圆柱体建模法，下面介绍具体过程： 创建圆柱体，并将其转换为可编辑多边形； 进入顶点编辑模式，对其进行修改，如图 4-13； 添加网格平滑修改器，使其表面光滑平整； 进行内部贴图，其中要利用多维/子对象贴图来对泥土和花盆进行不同的贴图，这在 后面的章节中会具体介绍。最后效果如图 4-14。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 31 图图 4-13 花盆的圆柱体建模花盆的圆柱体建模 图图 4-14 花盆最终效果图花盆最终效果图 4.1.3 放样建模放样建模 放样（Lofting）一词最早来源于古代的造船者，它是一种利用一系列复杂的截面来产生 传神的一种造船程序。Loft 则是在组合船身时用来支撑它而建造的工具，将截面举起置入 Loft 程序便称为 Lofting。 在 3DS MAX 系统中，将由二维线形沿一定的路径生长而成三维物体的过程称为放样， 而放样物体就是让截面沿着确定的路径来生长，最终生成三维物体。所以产生一个放样物体 至少需要两个以上的二维线形，其中一种线形用来做路径，路经的长度决定物体的深度，它 可以是一条直线，也可以是一条闭合或不闭合的任意曲线。另一种线形用来做物体的截面， 截面定义的是物体在某一深度上的截面，在一个放样过程中，路径只能有一条，而截面的数 目可以是任意多个12。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 32 在这个项目设计中，放样建模主要用于对花蕊和牵牛花的建模。牵牛花因为形状是比较 规则的喇叭状，没有分裂开来的独立花瓣，因此建模过程相对容易，步骤如下： 创建星形，方法同前； 创建样条线，方法同前； 在几何体创建面板中选择复合对象，以星形为截面、直线为路径进行方样，如图 4- 15； 在几何体创建面板中选择复合对象，以星形为截面、直线为路径进行方样，如图 4- 15； 在修改“表皮参数”面板中取消“封口始端”和“封口末端” ，并为其赋予一个双 面材质，效果如图 4-16； 在修改变形面板中选择缩放，对模型进行修改，如图 4-17； 渲染，内部贴图，效果如图 4-18。 图图 5-15 星形放样效果星形放样效果 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 33 图图 4-16 放样后修改效果放样后修改效果 图图 4-17 牵牛花放样缩放曲线牵牛花放样缩放曲线 图图 4-18 牵牛花最终效果图牵牛花最终效果图 4.2 材质与贴图材质与贴图 在 3DS MAX 中，使用材质可以装饰、着色和绘制对象。并且可以创建反射、反射、凹 凸和镂空等多种效果，比基本材质更精细、更真实。通过贴图可以增加模型的质感，完善模 型的造型，使创建的三维场景更接近现实。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 34 大量实践经验证明，效果图最终成功与否，给造型赋上材质是相当关键的工作13。 在制作效果图的过程中，所用到的大部分材质都要使用贴图。贴图与基本参数设置互相 配合，使材质表面呈现出预想的效果。对贴图材质除了要设定其基本的材质参数外，还要指 定所贴图图案或图像的贴图方式，使用的贴图图案或图像一般为 jpg、tif 或 tga 格式等，这 些图片都要通过“贴图类型”的“位图”来调用。 3DS MAX 中最简单的是 Bitmap 位图，另外 3DS MAX 系统还提供了大量的程序贴图方 式（如细胞、噪波、平面镜、渐变坡度、渐变、烟雾、混合、木材、棋盘） ，这些图案是计 算机根据一定的模式计算而成的，并不是一幅真正的图片。并且可在材质的同一层级赋予多 个贴图，或通过层级的方式使用符合贴图来混合材质14。 4.2.1 材质特效材质特效 不透明贴图材质：利用贴图图案的明亮层次来控制物体表面的透明度。纯白色为不透明， 穿黑色未完全透明，中间过渡色则呈半透明状态，常用来制作一种遮挡贴图。不透明贴图在 本项目中在平面和长方体建模中都有用到，图 4-19 是一张用于不透明贴图的 jpg 图片。 图图 4-19 不透明贴图不透明贴图 高光级别贴图：由于透明贴图不会影响到物体表面的高光，所以在不透明的部分，强烈 的反光效果仍会表现出来，要设置高光级别贴图，是模型看起来有一定光泽度。图 4-20 是 君子兰叶子的高光级别贴图。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 35 图图 4-20 君子兰叶子材质的高光级别渐变坡度系数设置君子兰叶子材质的高光级别渐变坡度系数设置 凹凸贴图：利用图案的明亮度来影响表面材质，主要影响表面光滑度，白色部分凸出， 黑色部分凹下，从而产生浮雕效果。图 4-21 是君子兰叶子的凹凸贴图设置。 图图 4-21 君子兰叶子材质的凹凸渐变坡度系数设置君子兰叶子材质的凹凸渐变坡度系数设置 多维/子物体材质：在物体的不同层级制定不同的材质，结合各种程序式贴图，从头开始 创建贴图材质，这里涉及最多的词汇就是“层级”。图 4-22 是月季花盆的多维/子物体材质参 数设置。 图图 4-22 月季花盆多维月季花盆多维/子物体材质参数设置子物体材质参数设置 在本项目设计中虽然水面涉及的不多，但是其材质的设计仍然值得一提。水面效果的逼 真要归功于反射的设计。其中，明暗器基本参数中的“不透明度”设置为 0；凹凸贴图的贴图 类型选择“细胞”，将默认尺寸修改为 4，其他参数保持不变15；反射贴图的贴图类型选择平 面镜。这样就可以简单的模拟水面了，效果如图 4-23。 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 36 图图 4-23 水面模型水面模型 玻璃材质是建筑建模中重要的一部分，在这个项目设计中玻璃材质主要是用来制作花瓶。 首先选择“建筑”材质，在其“物理性质”面板中设置参数如图 4-24，玻璃花瓶效果如图 4-25。 图图 4-24 玻璃材质参数设置玻璃材质参数设置 图图 4-25 破璃花瓶效果图破璃花瓶效果图 4.3 花卉效果图花卉效果图 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 37 图图 4-26 向日葵向日葵 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 38 图图 4-27 月季月季 图图 4-28 牡丹牡丹 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 39 图图 4-29 牵牛花秋千牵牛花秋千 图图 4-30 君子兰君子兰 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 40 图图 4-31 百合百合 图图 4-32 朱顶红朱顶红 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 41 图图 4-33 唐菖蒲唐菖蒲 图图 4-34 三角梅盆栽三角梅盆栽 本科毕业论文基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 42 第五章第五章 利用利用 Wi