第8章 虚拟现实系统综合开发实例.ppt

1、,清华大学出版社,虚拟现实技术基础与应用,第八章 虚拟现实系统综合开发实例,了解虚拟环境建模的基本原则和开发流程 理解3DS文件与OpenGL混合编程技术 掌握虚拟消防灭火三维场景构建的基本方法 掌握虚拟场景的基本交互技术,8.1 虚拟环境中三维模型的实现,虚拟环境的构建首先要完成的是对场景的三维建模工作。在虚拟现实系统中，需要构建大量复杂的模型，大量模型的构建如果都运用OpenGL编程来实现，将需要编写大量的代码和进行复杂的计算，如果都采用三维模型，将使程序的运行速度大大减慢。因此，必须和其他三维建模软件（如3ds Max）结合，将三维建模软件创建的模型数据导入到OpenGL环境中重新构建三

2、维模型，从而可以快速、方便地实现复杂三模型的构建。下面介绍使用3ds Max软件建造三维模型的基本原则和方法。,8.1.1 三维模型建造原则 (l)模型要相对精确。模型要能够逼真、生动地展示场景的结构、材料特点，从而让模拟效果最大程度地接近现实情况。例如，楼房的模型与实际楼房在外形尺寸、外表纹理等方面的差异要控制在一个可以接受的范围之内。 (2)模型要有简要性。模型的简要性是指模型在描述原型的基本特征时，要对原型作某种简化，突出其主要部分，略去次要部分，建模过程中需要表示多少细节，以及刻画到如何细致，取决于具体虚拟场景的需要。 以上原则，既对立又统一，是同一事物的两个方面，应把二者有机结合起来

3、。,8.1.2 三维模型建造实例 1.虚拟场景简介,2.场景开发过程 （1）总体规划 根据石油公司平面图和现场情况分析，整个石油公司场景的建立需要构建的模型分别为：加油机模型、加油站办公室、油罐车模型、付油台泵房模型、储罐模型、卧罐模型、高位罐模型、消防水池模型、水泵房模型等。 该场景需要建造的模型较多，因此，采用在3ds Max 2010软件中先单独建立各个模型，然后再集成合并到一个场景的方法进行构建。 （2）模型建造 各个模型在建立之前，首先要统一比例和单位。下面简单介绍场景中油罐、泵房等模型的建造方法。,8.2 3DS模型与OpenGL混合编程简介,8.2.1 3DS文件格式简介 3DS

4、 文件是基于块(chunk) 结构进行存储的。一个块开始是2个字节的ID，4个字节的块长度信息，然后是块的主要数据。将3DS 文件以16进制方式打开如图8-6所示，数据是按照低位在前，高位在后的方式存储。例如，2个16进制字节FF AF 组成的整型数，表明AF 是高位字节，FF 是低位字节；对于长整型数，如93 8E 06 00，表明8E 93 是低位字，而0006 是高位字。,3DS 文件中有一个基本块，其ID 是4D4D，每个3DS 文件的开头都是这样一个块。基本块中的子块是3D 编辑块和关键帧块，前者的ID 是3D3D，后者的ID 是B000。图8-7说明了3DS 的块结构以及各个块之间

5、的嵌套关系。,8.2.2 导入3DS文件到OpenGL中 在3DSMAX中制作好三维物体模型后，可以将其保存为3ds格式文件。,8.3 虚拟现实消防灭火三维场景的构建,8.3.1 应用实例简述 在本节构建的消防灭火三维场景中，有一消防车作为虚拟场景的主体，在三维场景中可以随键盘的控制在场景中前后左右运动，消防车的云梯也可由键盘控制进行俯仰及旋转运动，云梯吊篮上设置一个消防水枪，水枪喷射效果可由前章中介绍的粒子系统实现；三维场景中某一位置放置一个卧式储油罐，储油罐上有燃烧的火焰, 火焰效果也可由粒子系统实现。场景中，要求视点设置消防车尾部一定距离处，视点方向与消防车运动方向相同，并随消防车跟随而移动，从而实现三维场景的漫游。在窗口中还要求增加一个子视口，其视点设置在场景中央，方向始终指向消防车，以便从另一个角度观察消防车的运动。其,一、结合本章介绍的建模原则和方法，使用3ds MAX软件建立如图8-11所示的场景。 图8-11 使用3ds MAX构建的场景图 二、试通过