毕业论文-Android平台增强现实汽车展示系统.doc

编号： 毕业设计说明书题 目： Android平台增强现实 汽车展示系统 | 学院： 计算机科学与工程学院 专 业： 数字媒体技术专业 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 副教授 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2013年 5月 30日摘 要摘 要随着计算机科学技术的发展，尤其是在计算机图形学、移动互联网、三维仿真技术、虚拟现实技术以及增强现实技术方面的发展更是日新月异，信息管理的数字化和实物模型的虚拟化已成为当今世界非常重要的技术应用领域。基于虚拟现实的三维仿真技术被广泛的应用于房地产、机械工业、数字城市、广告影视、教育等领域；增强现实或扩增现实（Augmented Reality，简称AR），是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术，也被称为混合现实。目前比较常见的三维技术产品主要有：三维地图、三维电影即3D电影、数字城市等。 三维建模仿真技术指的是利用计算机中三维建模软件技术在多媒体应用产品屏幕上模拟仿真出三维的场景模型，使之具有立体感、空间感，用户在虚拟场景中具有身临其境的感觉，并具有较强的体验感和沉浸感；同时三维建模仿真技术能逼真、形象的模拟出真实世界的物体对象。近年来三维建模软件的发展如Maya、3ds Max、Photoshop等，在三维建模技术过程中综合的运用建模软件和美工软件的知识可以使我们创建出更完美、更逼真的三维模型，并通过与虚拟现实技术和增强现实技术的相结合必将可以开发出更具有实用性的系统软件。本次的毕业设计自己负责的是汽车展示系统软件的所有素材以及设计部分的工作。在毕业设计的制作过程中的主要工作任务：首先是汽车模型的建模，在Maya建模软件中的采用Polygon的建模方法进行汽车的建模，然后通过Maya中的UV拆分工具对汽车模型进行UV的划分和贴图工作；同时要创建多种不同的轮胎模型以及对汽车的整体外观进行统一的合并工作并进行Y轴上的UV平面映射工作，为汽车展示系统中的“配置”菜单选项可以为汽车更换不同的车轮模型以及不同的外观颜色。其次是汽车展示系统所需的素材，主要是通过汽车品牌官网上采集汽车的：精美图片、产品介绍、外观图片、内饰图片及相应的文字素材等，然后通过Photoshop软件对这些图片与文字素材进行图文混编的工作，使其在系统软件中进行展示工作；以及汽车模型效果图的采集，主要的作用是在为后期程序进行实时渲染效果的参考图。最后是汽车展示系统的UI界面设计工作，通过与后期程序的框架结合在Photoshop软件中进行汽车系统界面的设计，时系统界面分布更加的合理化。关键词：三维建模技术；虚拟现实；增强现实；Maya；Photoshop；UI设计；汽车展示系统AbstractAbstractWith the development of computer technology, especially in computer graphics, mobile Internet, 3D simulation technology, virtual reality and augmented reality technology is more change rapidly, virtual digital and physical model of information management has become the technology application in todays world is very important. Virtual reality 3D simulation technology is widely used in real estate, machinery industry, digital city, television advertising, education and other fields based on; augmented reality or real amplification (Augmented Reality, referred to as AR), is a new technology of the development on the foundation of virtual reality together, also known as mixed reality. Three-dimensional technology products are now more common are: three-dimensional map, three-dimensional film is 3D film, digital city.Three-dimensional modeling and simulation technology refers to the multimedia applications on the screen scene simulation of three-dimensional model of the simulated by 3D modeling software technology of the computer, which has stereo feeling, the sense of space, the user has the feeling of be personally on the scene in virtual scene, and has strong experience and sense of immersion; at the same time, 3D modeling and simulation technology can simulate image lifelike, the real world objects. Such as Maya, 3ds Max, Photoshop three-dimensional modeling software development in recent years, in the three-dimensional modeling technology of integrated modeling software and utility software knowledge can enable us to create 3D model more perfect, more realistic, and with the technology of virtual reality and augmented reality technology will be developed by combining system the software is more practical.This graduation design is responsible for his own auto show system software design part of the work and all material. The main task of design graduate in the production process: the first is the modeling of automobile model, modeling by Polygon modeling method for vehicle modeling in Maya software, then the car model UV partition and mapping work through UV split tool in Maya; at the same time to create a variety of different tire model and overall the appearance of the car to work with uniform and UV planar mapping work on the Y axis, as the car show in the configuration menu option to replace the wheel model is different, and different color appearance for automobile. The second is the car show the material, mainly through the car brand website collection vehicles: exquisite pictures, product introduction, the appearance of images, interior pictures and the corresponding letter material and so on, and then on the pictures and text material and mixed by Photoshop software, the display work in the system software; and acquisition vehicle model effect chart, the main role is in the reference image for later procedures for real-time rendering effect. Finally is the car show UI interface design work, through the framework and program design combined with late vehicle system interface in Photoshop software, the system interface distribution more reasonable.Keywords: 3D modeling technology; virtual reality; augmented reality; Maya; Photoshop; UI; vehicle display system目 录目 录引言11.选题的背景及研究意义11.1.选题背景11.2.研究意义22.三维建模仿真技术的发展情况32.1.发展情况32.2.发展方向32.3.发展前景43.三维建模软件介绍43.1.Max软件介绍43.2.Maya软件介绍53.3.其他三维建模软件的介绍54.素材的采集及加工54.1.汽车建模素材的采集54.2.素材的加工整理65.汽车展示系统的三维建模65.1.常用的建模技术及建模方式65.1.1.虚拟场景的建模技术75.1.2.虚拟模型的建模方式85.2.汽车建模流程85.3.汽车建模截图说明过程95.4.模型UV介绍及赋材质说明225.5.场景建模中的优化问题286.UI界面的设计286.1.Photoshop软件介绍296.2.UI设计过程说明297.总结与期望357.1.总结357.2.期望36谢辞38参考文献39 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第39页 共 39页引言现代的社会是一个科学技术快速发展，科学实验技术不断深入研究的时代，传统的专业行业受到越来越多的先进科学技术的行业的冲击，迫使传统行业在发展的同时不得不朝着具有发展潜力的技术行业进行行业的转型或是谋求新的发展之道。目前引用较为先进的三维虚拟现实技术在越来越多的行业中发挥着重要的作用，尤其是在工业行业方面的发展前景更是较为具有前景。我们知道所谓的三维虚拟现实就是通过三维建模软件模拟虚拟的场景，然后通过虚拟引擎进行一些常用的基本交互设计。而三维建模仿真技术就是利用计算机软件技术及计算机硬件设备模拟生成一种逼真的、具有立体感和空间感的模拟环境及产品原件，通过现在社会广泛应用的多媒体技术产品的传感器接口展示在用户面前，使用户能够与该仿真场景的进行最直接的“交互”。三维汽车仿真建模就是模拟仿真现实生活中的真实汽车，细致逼真的模拟出真实的汽车并在创建一个虚拟的场景是用户能够在虚拟的场景中能够详细的了解真实汽车的详细信息，三维汽车建模为作虚拟现实或是增强现实的基本工作但是也其首要的工作之一。本文以汽车建模虚拟场景设计为研究的对象，创建虚拟的汽车场景空间模型，并结合后期程序进行虚拟现实技术的界面的交互工作和增强现实技术界面的交互工作。论文在讨论三维建模发展情况的基础上还探讨了三维汽车建模方法及汽车建模的特点，为所有的建模提供了相应的原理依据，并在建模过程中的关于汽车的内部或是一些较复杂的实体模型进行的了建模方法的基本说明；由于本身介绍的是汽车三维模型的建模工作，对相似的模型只进行了针对性的说明。文章并介绍了汽车展示系统的界面设计工作以及系统中所需的全部素材的加工工作及素材的用途说明。基于Android平台增强现实汽车展示系统的实现。通过对汽车展示系统的应用可以以最直接、最直观的方式向用户展示汽车的外观设计、内饰部件、汽车装备以及汽车产品介绍等，是未来进行汽车展示的最好方式之一。1. 选题的背景及研究意义本章主要对选题的背景及研究意义进行系统的研究工作，主要是针对目前市场的各行各业的发展方式尤其是在汽车行业市场方面，对汽车市场中的一些展示方式的说明以及运用这种方式对汽车行业或是客户使用过程中的作用及其意义说明。1.1. 选题背景三维建模技术在工业的应用是较为广泛，主要是运用其仿真虚拟出现实生活中的真实场景或是模型；而虚拟现实（简称VR）技术是指在三维建模技术进行交互设计，通过计算机软件和相应的硬件设备向用户展示出一种具有真实感的场景模拟，并运用计算机生成相应的感观世界，且用户能够通过传感器接口与之进行最直接的交互功能；而所谓的增强现实（Augmented Reality，简称AR），是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术，也被称之为混合现实。是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，将虚拟的信息应用到真实世界，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强。目前市场上汽车展示的传统形式主要是以平面媒体展会或是电视媒体为主，但其弊端较多；汽车展会形式由于其展会的次数有限，展会的费用较高，而且存在地域差异较难满足不同地域用户的需求；而电视媒体展会需要较大的广告投入，成本高，对用户提供的信息有限且不适用于网络应用；针对性比较差。这两种汽车展示形式在报纸或杂志上或是平面媒体表达的形式较为简单，没有强烈的鲜明主题，较难吸引观众的眼球，而且进过文字的描述，传递的或是描述的汽车展示相应的信息较少不够全面；因此在这种情况下，汽车3D展示的形式是目前在汽车行业来说是比较先进的，而且能够应用网络移动平台进行宣传展示，3D汽车展示可以更好地向大众用户展示汽车的内部场景和外部造型，消费者可以以任意的角度来观看汽车的内部和外部，能更好得以三维的角度将汽车的整体造型直接、直观的方式在客户面前展示；因此，基于Android平台增强现实汽车展示系统软件能更好地展示宣传汽车，且具有较强的挑战性。1.2. 研究意义随着汽车市场行业的快速发展及竞争激烈的加强，传统的汽车展示手段已经不能简单的通过车展、媒体宣传会等方式已不能满足用户的需要。因此为使汽车行业的在传统的销售方式中进行新的销售手段，是目前厂商和经销商急需寻找的出路。而基于Android平台增强现实汽车展示的系统，是经销商目前极具潜力的发展趋势及新的发展方向。因为通过应用汽车展示系统，用户可以直观的去了解汽车品牌这个车型的详细产品信息，其中包括了汽车的外观、内饰、产品特点及汽车的装备等信息，同时通过本系统进行展示汽车的各部位的图片及文字说明。通过应用本系统，可以为汽车行业的展示形式进行新的方向转变，因为其能为销售商、厂商和用户提供最直接、最直观的展示，除了上述的基本功能外，系统还设置了两种应用模式分别是：VR模式和应用模式。用户在使用过程中可以根据自己的喜好选择合适自己的展示方式，并浏览相应汽车的详细信息。而对于销售商和厂商而言，选用该系统进行汽车的展示不仅省去了一大笔不需的费用开支，其只需拥有一台平板电脑或是一台性能较高的手机，即可对客户进行汽车信息的展示，无需过大的展示舞台，在任何一个地方均可进行展示说明。尤其是对销售业务员而言，不再需要拿着宣传册、笔记本等进行繁琐的介绍，只需通过汽车展示系统，以高科技的手段通过平板或是相应的移动平台即可运用图文并茂的方式向用户展示本销售商或是厂商的汽车类型及相应的详细信息等。而对于客户而言，在进行了解一款新的品牌汽车时，除了在从官网上了解汽车的品牌信息外，客户还可以通过安装系统软件到自己的移动平台上，自己可以随时随地进行的信息的浏览并通过收藏自己的喜欢的汽车类型与亲人或是朋友进行欣赏或是做购买前的讨论工作。客户可以不必跑到销售点就可以根据自己想要的了解的汽车品牌进行相应的所搜并能详细的了解该汽车品牌的基本信息以及一些基本的配置要求等；而销售商能利用该汽车展示系统向用户展示自己销售汽车信息的同时不仅能以360度的可变化角度进行展示，而且能提升销售商的知名度和对外形象，可以更进一步的拓宽厂商和销售向的市场领土，对企业来说这无疑是企业对外宣传自己的企业形象的大好机会，而且也会为企业带来一笔无形的资产。因此，逼真的三维汽车建模是整个系统中关键的一步。2. 三维建模仿真技术的发展情况所谓的三维模型实际上就是多边形，主要是通过运用计算机或是其他视频设备进行显示。其通过多媒体展示平台进行展示的过程能够在屏幕上以三维的形式展示模型，且其具有逼真的效果。3D 建模技术是指通过常用的三维建模制作软件（如Maya、3D Max等）通过虚拟三维空间构建出具有一定三维数据的模型，并通过为模型添加一些基本的具有真实性的纹理，除此之外，可以为模型添加一些基本的效果因素，使三维模型具有更强的真实感。2.1. 发展情况三维建模技术最初是在国外应用与地质建模，地质建模主要是为数值模拟提供基础建模，其是为用于提供评估作用。当经过短短几十年的发展，国外的三维建模技术已不再是简单的运用的地质方面，和3D建模技术在国外的工业发展和情况和电影方面的发展史非常的好的；如3D电影阿凡达的精美制作也是基于3D建模技术的基础上进行的。总之，三维建模正在广泛的应用于越来越多的行业领域，并因其能以最直接、最直观以及可360度进行全景展示的方式而在工业行业中占据着越来越重要的地位。2.2. 发展方向随着计算机科学技术的发展，尤其是计算机图形学、移动互联网、三维仿真技术、虚拟现实技术以及增强现实技术方面的发展更是日新月异，信息管理的数字化和真实场景模型的虚拟仿真技术已经成为当今社会非常重要的技术应用领域。基于虚拟现实的三维仿真技术被广泛的应用于房地产、机械工业、数字城市、广告影视、教育等领域。三维建模仿真技术在各行各业的快速发展，其应用模式也在不断地拓宽拓展，三维建模仿真技术可以根据不同的虚拟场景应用不同的三维建模技术方法，三维建模仿真技术结合虚拟现实技术不断地向工业行业迈进。其发展方向正逐步的向虚拟现实技术和增强现实技术方向发展。2.3. 发展前景随着计算机科学技术的快速发展，计算机网络技术中的互联网普遍化。一直以来都是以2D模式进行展示的互联网平台，但是近年来随着3D技术的不断进步与发展应用，越来越多的互联网应用以3D的方式呈现给用户，包括目前广泛应用的网络视讯、网络3D游戏、3D电影、虚拟社区等等；这些应用都广受大众欢迎的。甚至对于旅游业，也能够应用3D行业的发展，主要是对其进行3D地图的搜索及地图导航等等都可以运用于3D行业。特别是针对一些景区的3D漫游展示以及数字化城市的展示等等。目前发展迅速的各行各业，其通过3D进行展示的基础是通过三维建模（3D建模）技术模拟仿真现实生活中的场景或是产品。进而通过3D互联网进行3D场景或是产品的展示功能，3D展示能够全面的、详实、逼真的描述真实生活中的虚拟场景，进而能够随时随地的为用户展示其详尽信息。因此，3D 建模技术结合虚拟现实技术和增强现实技术在工业行业及房地产行业、汽车行业等方面的发展前景十分看好。3. 三维建模软件介绍3D建模通俗来讲就是通过三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型。因此，目前市场上比较常用的三维建模软件主要有：3ds Max、Maya等建模软件以及一些其他的建模软件。3.1. Max软件介绍Max三维建模软件，全称为3D Studio Max，常简称为3ds Max或MAX软件，Max软件的应用范围比较广泛，其应用范围主要有广告、影视、工业设计、建筑、三维动画行业等，尤其是在建筑行业方面的应用，因为Max软件能根据现有的建筑CAD图纸，在Max软件中较能精确地计算出建筑的长宽高的比例，因此，在建筑和室内方面的三维建模常用Max软件进行模拟仿真的工作。3.2. Maya软件介绍Maya是一款世界顶级的三维动画软件，是美国Autodesk公司出品的。Maya三维建模软件能应用对象包括有专业的影视广告，角色动画，电影特技等行业的发展。Maya建模软件具有完善的功能界面，操作灵活，制作效率快，渲染效果逼真，是电影级别的高端建模制作软件。Maya 具备先进的动画制作技术功能及数字效果技术的能力。它不仅包含了一般三维和视觉效果制作的功能，而且具有最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配等技术。因此，Maya建模软件一般是制作精模及相关游戏模型的首选建模软件。3.3. 其他三维建模软件的介绍除了上述两款的Max软件和Maya软件之外，市场还有一些其他建模软件的存在，如：Rhino建模软件，Auto CAD软件等，这些软件的性能相对来说比上述的两款软件的性能较差，因此，其在市场的发展情况较差。4. 素材的采集及加工通过了解及素材的收集，了解到了在实现基于Android平台增强现实汽车展示系统过程中，需要对其中关于三维汽车建模包括对汽车造型要有基本的了解，以及对不同品牌汽车的信息的获取、处理和应用等，并通过网络这个平台来获取汽车的相关信息或是素材等，在建模过程中更具收集到的汽车基本信息来，对汽车的长度、宽度、高度等基本的比例的控制，以及不同汽车品牌的外观造型的基本变化及内部信息的设计等，在三维建模软件中以根据收集到的素材能高效逼真的模拟出具有真实感、空间感的汽车虚拟模型，并于后期程序进行相应的功能模块结合。因此，在整个毕业设计的开发实现过程中，汽车素材的采集关系到整个系统的美工设计要求乃至是与后期程序中实现息息相关。4.1. 汽车建模素材的采集在建模之前，自己必须先确定汽车的品牌及车辆数，并在利用网上的资源和图书馆的学习资料，在建模材料的采集中必须考虑到后期程序要采用那些方面的材料，如汽车的外观的、内饰的、以及相应部位的文字说明等，以及建模过程中需要用到的参考图像，包括汽车正面图像、侧面、车尾等部分的图片。以及在进行UI界面设计时所需的参考图片等。4.2. 素材的加工整理在进行素材的加工整理时，要充分的考虑到汽车的外观及汽车内饰的部分要求，所以，采集到的素材应要满足不同条件下的用途；而进行素材的加工整理时，应满足汽车建模过程中的需要。素材在整个毕业设计中使用过程如图4-1：素材的加工Photoshop的加工处理汽车模型额部分贴图程序后期图片的展示需要建模参考素材图4-1 素材的加工过程5. 汽车展示系统的三维建模汽车展示系统实现的基础首要工作就是模拟仿真出真实的汽车外部和内部的场景模型。汽车建模主要是运用三维建模技术在计算机上运用已有的三维建模软件技术模拟生成逼真的、具有真实感的虚拟场景。由于人类接收信息主要是通过视觉，而逼真的3D虚拟场景或是模型能够增加整个虚拟场景的真实感，能够给人一种身临其境的感觉，使人漫游于虚拟场景中有一种沉浸感如同真实的场景一样；因此，不同行业的不同要求，不同的行业要求就会有三维模型精细的程度的不同，模型的精度越高，越有利于逼真效果的制作。而随着虚拟现实技术中虚拟的场景中的三维模型的精度要求不断地提高，根据不同的行业的要求，选择合适的三维建模软件工具以及根据现有的三维建模软件技术生成的虚拟场景模型将有利于虚拟环境的建立；不同的建模工具的选择也有利于三维建模模型的构建工作。5.1. 常用的建模技术及建模方式不同的三维建模软件工具会根据各自的优缺点拥有不同的建模技术方法及建模方式，根据不同行业的建模要求，可以通过运用不同的建模技术可以快速有效地进行虚拟模型的快速模拟，而不同的建模方式可以根据的模型精度及运用方式运用不同的建模方式。5.1.1. 虚拟场景的建模技术1、基于CAD图形绘制的建模技术（几何建模法）基于图形绘制的三维建模技术（Graphic-Based Modeling and RenderingGBMR，简称几何建模法)是充分利用计算机图形学技术进行虚拟环境的建模和绘制。其主要是运用Auto CAD绘图软件对真实世界上的模型及场景进行抽象化，运用绘图软件的多边形构造虚拟景观（主要包括地形、建筑、工业、电子机械类等）的二维视图或三维视图。构造出来的二维图形可以通过导入到三维建模软件（如Max软件）中进行三维模型的建模工作，并应用计算机的软件及硬件设备实现虚拟三维仿真模型的渲染制作，模拟仿真出具有真实感的模型场景。几何建模法可以在3DMax软件中对二维图形中的图形尺寸进行精确的测量，模拟出来的场景较能逼真的、细腻的。同时在建模过程中对虚拟对象的详细信息进行直接的获取，便于用户与虚拟场景中的虚拟对象的交互。因此，目前这种建模技术主要常用于对一些对模型的尺寸有严格要求的行业，如：建筑模拟、室内虚拟展示、机械类等。2、基于图像的建模技术基于图像的建模技术(Image-Based Modeling RenderingIBMR)是指用预先获得的一组图像(合成的或真实的)来表示场景的形状和外观，在三维建模软件中以所得图像作为建模背景底图，根据背景底图构建模型大体框架，通过观察的图像的细微之处来不断地细化模型，使其更加的逼真化，真实感更强。基于图像建模的技术方法，可以更好的克服虚拟场景中的三维建模的复杂难度，可以通过观察真实世界中的图像为三维建模提供更加丰富的细节表现，使得到的虚拟场景与真实场景中的更加相近。而且，根据图像建模可以根据实际三维建模场景需要适当的原来的基础上添加新的特点或是减少的相应的细节表现，使虚拟场景中模型的多样化。根据图像的建模技术方法，可以根据真实场景的需要，可以对模型的尺寸大小进行相应的变化而不受实际场景的限制，自由度较广。3、混合建模技术混合建模技术的方法就是通过比较几何建模的技术方法与图像建模的技术方法的优缺点，然后结合这两种技术方法的优点进行三维虚拟场景的建模。利用混合建模的技术方法可以在根据二维图形的基础上绘制出模型的三维实际比例，使其尺寸看起来更加的合理与规范；而结合图像的建模技术方法，可以在建模的同时参照真实模型的图像进行细节的描述，可以更加逼真的展示模型的细节化，这样既增加了虚拟场景模型的真实感，有确保了模型的额实时性与交互性，使用户在使用过程中能更加的增强在虚拟场景中的沉浸感。为了更加方便的实现在建模过程中的简单化和高效率，构造逼真的、真实感极强的虚拟场景模型，在大多数的情况下通常会采用的混合建模技术的方法实现模型的快速高效构建。5.1.2. 虚拟模型的建模方式常用的3D建模软件中的3D建模方法主要分为:NURBS建模和Polygon（多边形）建模。 NURBS建模擅长于光滑模型表面，对一些复杂度较高的模型能较能精确地刻画出模型的细微地方，能较好的进行过渡作用，并适合量化生产用途。但通常情况NURBS的建模方式在建模过程不能实时的计算模型的面数，不能对NURBS建模构建的模型进行相应UV的划分其他图工作。且运用NURBS建模构建的模型一般情况下只有转化为Polygon模型即多边形模型，才能精确的计算出模型的面片数及在Unity游戏引擎中运用，使用过程限制较多。Polygon建模实际上也叫多边形建模，是在三维建模技术中应用较为广泛的建模方法。其模型上的面主要是由三角面和四角面并接而成的。多边形建模方法可以根据模型的需要适当的添加或减少一些细节的表现效果，而且用多边形建模方法构建的模型可以通过简单的改变多边形面片的尺寸和方向而制作模型的相应的变形工作等，如模型的扭曲，弯曲等等。还有就是用多边形方法构建的模型可以对模型进行UV的划分工作，这是NURBS建模方法构建的模型所没有的功能。利用UV拆分的功能可以为设置模型不同部位的贴图工作。因此，利用多边形建模的方法可以更好地模拟构建出逼真的虚拟场景及模型。5.2. 汽车建模流程在开始建模之前，首先要完成汽车建模所需的素材及相应的基本信息的搜集，之后下一步的工作就是进行汽车模型的构建，汽车建模的整体流程图如图5-1：将JPG格式的侧面图导入到Maya的side视图以汽车图片的侧视图为基础构建模型的大体框架根据找到的汽车素材，详细构建汽车的前头和汽车的尾部以及基本的内部构建根据汽车的基本材质需求，创建材质库，为汽车各部分添加不同的材质以及进行一些部分模型UV的拆分工作优化整体模型，进行模型相应部分的合并工作，并导出FBX格式文件，为后期程序做准备 图5-1 汽车建模流程图5.3. 汽车建模截图说明过程1、以背景图片为依据进行三维建模三维汽车建模的模型的整体构建相对来说比较复杂，尤其是汽车的头部和尾部的构建部分。汽车的三维建模基本是可以分为以下几个部分的建模，如汽车的车轮为单独的部分建模，汽车外观为一部分的建模，以及汽车的车窗及玻璃为另外一部分的建模，其余部分就为汽车的内部建模，汽车的内部建模可以根据实际的需要进行一些简单化或是复杂化在整个分析过程中，三维汽车建模经过合理的分解可以减轻建模过程中的难度。而且，在这个汽车建模过程中主要采用的Polygon的建模方法。2、导入JPG背景图根据收集到的汽车背景图，选择要导入的JPG格式的图片文件，并显示图片文件导入的对话框。导入后，并根据导入图片的属性进行相应图片的属性的改变，主要是将背景图的属性面板中的“Placement ExtrasCenter”中的X属性改为“”值，使其的位置移动到网格图后面，并设置图片只能在side视图显示，并在persp视图上不能显示。图片背景图导入步骤如下：（1）、在side视图选择“ViewImage PlaneImport Plane”打开对话框；（2）、在打开的对话框中选择文件的JPG背景图片；（3）、点击“ViewImage PlaneImage Plane AttributesimagePlane1”，对背景图片的属性进行一些基本的设置。相应的过程截图如图5-2,5-3：图5-2 导入背景图截图图5-3 导入背景图属性的修改3、汽车三维建模轮廓的开始创建，首先运用Maya中的Polygon建模方法创建一个Polygon Pipe圆管，并进行相应的多变形变化，然后复制一个并进行合并工作，最后把相应的边进行连接，如下图5-4所示：图5-4：汽车建模轮廓的开始创建在构建汽车的车门附近轮廓时，必须根据情况为车的轮廓进行相应的微调工作。每个面的位置要根据实际图像的观察要适当的进行线条的挤出工作命令，各面片的细节调整要根据实际情况来调整，尽量要美观的同时而不失逼真效果。4、汽车三维建模尾部的制作等。根据汽车尾部情况进行尾部的创建工作，并通过边的挤出命令，是汽车的尾部与汽车的车门部分连接要有自然的过度连接，并适当的进行微调工作，尤其在建模的过程要不断通过side视图、persp视图跟其余的视图进行比较观察等，如图5-5所示：图5-5 汽车三维建模尾部框架的构建5、汽车三维建模车头部分的建模，根据图像的建模技术方法，在汽车的边线进行挤出的同时，要适当的进行汽车车头的弯曲部分，要尽量使弯曲的部分要有一个合适的弧度，要避免九十度的直角情况出现，以及车头不部分的向上翘部分要根据图像进行调整，不能太过于死板，如图5-6，及图5-7：图5-6汽车车头弯曲部分的建模截图说明图5-7 汽车车头部分的构建6、汽车车门添线制作，为下一步汽车车门细化构建进行细分工作做准备，添加环行线主要是通过split selected edge ring为模型天机线，这种快速的方法只有在是四边形的情况下在进行边线的添加功能，并根据背景图像底像进行边线位置的调整，为后面模型的部分分离进行准备工作，如图5-8所示：图5-8,汽车车门边线的添加工作7、汽车的关联复制；对汽车进行复制关联工作，可以整体的对在汽车建模过程中的整体把握，尤其是汽车的长、宽、高峰比例方面的上，可以避免汽车整体上耳朵不协调工作，而且运用复制关联，当对汽车的一边进行调整修改时，复制关联的另一部分页会相应的进行调整工作，同时进一步加快了汽车建模额效率工作，如下图所示：图5-9图5-9：关联复制工作8、车头前盖的完成工作。通过上一步的关联复制工作，当对模型的以便进行修改，相对应的另一边也会发生相同点的变化,在调整过程中要根据图像的进行观察，如汽车的前盖是略微倾斜的，越往中间，就会相应的向上凸起一些，但其过度看起来非常的自然顺畅，如下图5-10，图5-11图5-10, 汽车前头车盖的制作图5-11 汽车车头前部的制作9、汽车尾部的车盖制作过程，汽车尾部的车盖制作与汽车的车头车盖相类似，通过线条的“挤出即Extrude”命令，在制作过程可以要注意后尾灯等位置、大小、形状等，要进行相应的位置预留，为下面的细调做好准备工作。如图5-12图5-12 汽车车尾部分的制作10、汽车车窗顶部的制作部分，主要是运用EP Curve Tool功能命令并通过参照汽车图像中车窗顶部画出其曲线弧度，并进行弧度的额调整使其的弧度的过度自然，与真实中的接近，然后在复制一条曲线，同时选中这两条曲线，选用Loft放样命令，进行样工作，如图5-13；放样出来的的为Polygon模型，并根据实际中的样式进行修改，通过不断的增加线条来增加模型的面数，使其更加的圆滑，如图：5-14图5-13 曲线的放样图5-14放样曲面的调整11、汽车车顶的制作；主要是先通过创建一个Polygon Cube模型，并适当的添加一些曲线，人后通过按字母B键，是模型处于软选择状态，这样方便对车顶进行顶点选择并作弯曲处理时，是模型上向的顶点也做相应的弯曲运动而不会导致模型太过于突兀状态。如图5-15所示：图5-15 汽车车顶的制作12、汽车车窗的制作，主要是根据图像的大致形状，在线条的基础上进行线条便显得挤出并不断的添加线条与修改调整，因为车窗的位置相对车的位置来说是有点倾斜的，因此，主要是创建好车窗的大致框架，然后再不断地进行细节的修改，如图5-16图5-16 车窗的创建制作13、汽车车底的制作，在以车轮位置的基础上进行车底的制作，车轮位置的底层以圆柱为基础，然后进行部分面的删除工作及线条的部分添加，其余相同的模型即用复制和镜像功能，并最终进行模型的Combine结合功能，便于统一管理；而车底平面即以Plan为基础，并根据车底的形状进行裁剪工作，使其与车形统一起来。如图5-17图5-17 汽车车底部分模型的创建14、汽车车轮的制作;车轮轮胎额制作，其通过创建一个Polygon Pipe模型，因为车轮中的轮胎里面还有一个车轮的轮岗，为减少相应的面数，轮胎的里面部分是空的；同时为使轮胎的圆弧地方不是九十度的直角，因此，再选中的整条曲线的情况下，利用命令“Edit MeshBevel”来场景棱角弧线，并在续重整个模型的情况下打击“NormalSoften Edge”命令，以使模型显示为软边状态，如图5-18所示：图5-18 汽车模型车轮轮胎的制作15、汽车车轮的整体制作过程；在车轮的轮胎做好之后，余下的工作主要就是车轮中的其他零件的制作，经观察得知，汽车的车轮中额大部分零件都是圆形的形状，因此其模型都是首先要创建Polygon Pipe模型，在这基础上在进行相应的变形工作，主要包括挤出（Extrude），倒角（Bevel）等修改，如图所示5-19图5-19 轮胎整体制作16、汽车的整体轮廓，汽车整体轮廓的修改调整，主要在最初做好的汽车大体框架的基础进行的细节调整，在建模过程运用ACDSee图片播放软件，边建模边观察图像的细节之处，尤其是在确定汽车的车头部分如车灯、车商标、车方向灯等一系模型的具体位置时，主要是通过在front视图中导入车的正面图像作为图像建模偶的底图参考，而且在建模过程为使三维建模模型的逼真，运用ACDSee软件把背景图像始终显示在maya建模界面上方，这样就方面边建模边观察图像的细节表现之处。而且虚拟三维汽车模型中看不到的部分可以不用建模出来主要是为了防止模型面数过多而导致模型在程序中的不能运用。如图5-20图5-20 汽车整体轮廓的表现21、汽车内部的表现情况；了解到汽车的内部主要有椅子、中控台、方向盘以及的车门情况等之处需要进行细节的表现，在建模过程中由于汽车内部的一些模型不需要较详细的进行细节的表现，因此,在建模过程中不需要对模型进行详细的建模。如方向盘的制作是在创建Polygon Torus模型的基础上进行的轮毂的制作，主要是通过挤出命令进行挤出工作并进行圆滑处理；相对来说内部是由不同的部位组合而成的，尤其是车门的构成部分，因此在建模过程中有细小的简单的模型组成复杂的模型组合，主要是通过Cube模型来进行调整修改和最后并接在一起的。椅子的构建也是通过有不同的模块的创建而成椅子的，因为同一辆车中的椅子是大同小异的，而且椅子是在汽车的内部，不易观察发现，看不到的、不必要的面片要进行统一的删除或是较少其细节表现效果，因此，为使椅子效果更好，在后期过程为其添加合适的颜色材质贴图，增强其质感。而汽车中控的创建，因为缺少一定的实际观察，因此中控的创建主要是通过学习互联网上的材料并结合自己的练习与对收集素材等的汇总学习观察而得来的，因此其与真实情况中的中控会有所差别，其中一些相应的效果主要使用过材质贴图来实现逼真效果的显示情况，并在最后过程中，通过所有小模型的完成之后，并对其进行合并效果，如图 5-21图5-21 汽车内部的表现情况22、汽车模型的整体模型效果；在建好汽车模型的一半时，主要是通过“镜像，即Mirror Geometry”的命令，使汽车形成一个完整的模型。如图5-22，从图片上可以得出，汽车的三维模型，在建成最初时其材质颜色为系统软件默认的lambert1的材质球贴图，因此，不能完全表现汽车真实效果。接下来的主要工作就是汽车的UV材质贴图了工作了。图5-22 汽车模型的最终的形状外观5.4. 模型UV介绍及赋材质说明1、 UV贴图介绍及材质说明UV指的是三维建模软件里为创建的三维模型指定二维的像素图片，即在Maya中通过使用XYZ来定义三维空间系的空间坐标，通过指定使用UV来表示二维空间的坐标系，将三维中的空间纹理信息映射记录到二维空间中，然后通过在二维的效果图来表现三维空间中的效果图。展UV实际上就是将三维模型中的三维曲面网格展开到一个二维平面上，而展开的平面则叫做UV贴图。而我们就在做好的UV贴图在Photoshop软件进行贴图效果的绘制，并最终把贴图指定到特定的模型以进行场景模型的渲染。而且对模型进行UV的划分时，不会对模型的形状产生影响。在Maya UV的学习过程中，我们了解到，Maya内部的UV贴图映射方式有以下几种：1、 平面映射：Planar Mapping，在指定的方向上对模型进行的平面的映射方式：2、 圆柱映射：Cylindrical Mapping，即对模型的进行圆柱形状的映射方式；3、 球体映射：Spherical Mapping，即对模型以球状的形式进行映射；4、 自动映射：Automatic Mapping，即对选定的模型在模型的正上方、正下方、正前方、正后方、正左侧、正右侧，以平面的方式在这些正方向进行平面映射；5、 根据摄像机来创建UVs：Create UVs Based On Camera，即对模型以摄像机的角度进行UV贴图的映射。不同的模型可以运用不同的UV映射方式，同时，同一个模型也可运用不同的映射方式。因此，为使三维汽车模型的效果更加的逼真，在建模过程中自己会根据实际的需要进行适当的UV贴图拆分，相应的过程如下面的说明。根据真实的汽车效果图，为汽车模型创建新的材质库，并为汽车的实际情况进行材质贴图。材质贴图是物体材质表面的纹理，利用材质贴图可以为简单的模型添加复杂较高，较逼真的材质；或是在建模过程中可以适当的减少模型的复杂度，而通过贴图来增加模型的细节表现效果，并通过不同材质库来创建相应的材质的反射、折射、漫发射等效果，而相应的凹凸效果、材质的镂空表现效果则可以通过Maya内部的材质属性及Photoshop软件进行不同贴图的效果图以便在Maya软件中进行多种效果的表现效果。通过材质贴图可以更好的增加模型的质感，进一步完善模型的造型表现，使创建的三维模型的表现效果更加接近真实世界中的效果形式。2、 三维汽车建模UV、材质过程说明真实的汽车外观材质相对来说是一种比较单一的金属材质，金属材质的具有一定的反射和折