虚拟现实技术-三维建模理论.pptxVIP

虚拟现实技术;Contents;虚拟现实环境通常包括三种情况: 第一种是完全对真实世界中的环境的再现。 如网上3D户型展示是对真实房屋结构图的再现，虚拟校园中教学楼模型的真实再现等，这些真实环境已经存在，通过虚拟现实技术将其仿真模拟出来. ;第二种是完全虚拟的、当前并不存在的环境。例如在影视制作领域，虚拟现实技术的发展为其提供了更为广阔的空间,创作者可以灵活地将以前很难或者无法拍摄到的画面元素融入到自己的作品中,以增强画面的真实感、表现力和视觉冲击力。在游戏行业中，虚拟现实技术创造三维模型、三维角色和虚拟世界，使玩家与游戏中的角色合二为一。 ;;;第三种是对微观的物体或现象进行模拟仿真。如物理、化学等物体及物质变化过程难以用语言文字说明清楚，可借助虚拟现实技术，使人眼能够看到，从而体现科学可视化的重要意义。在生理课程中，通过虚拟现实技术模拟真实的人体器官的三维模型，该模型具有人体形态以及肋骨、肝脏、心脏等各个器官的外貌，而且具备各器官的新陈代谢机能，能较为真实地显示出人体的正常生理状态和出现的各种变化。;;视觉提供感知客观世界的信息量约占总信息量的70％，视觉信息的逼真度是参与者在虚拟环境中具有沉浸感的关键。 计算机图形生成技术是生成视觉信息的基础。 计算机生成的VR系统视觉信息反馈通道主要包括三维图形实时生成模块和图形显示两个环节。;虚拟现实建模技术概述;基于几何造型的建模技术需要专业的设计人员掌握相关三维软件创建出物体的三维模型, 对设计人员要求高, 而且效率不高。 三维扫描仪以其高精度的优势而得到应用,但由于测量设备本身所占空间比较大,容易受到空间、地点等因素的限制, 从而限制其在某些特定情况下的使用范围,再者还需要进行一些后期的专业处理。 基于数码照片的三维建模技术则可以根据物体的不同方位运用不同的视角来拍摄的数码照片, 只要依据确定的数码相机的内外部参数来确定物体的特征点的空间方位。;使用3d Max 软件进行人工建模;Contents;几何建模;采用几何建模方法对物体对象虚拟主要是对物体几何信息的表示和处理，描述虚拟??象的几何模型，例如多边形、三角形、顶点和样条等。即用一定的数学方法对三维对象的几何模型的描述。 几何建模描述虚拟对象的形状(多边形)三角形和顶点、以及它们的外表(纹理、表面反射系数、颜色) 。 ;三维模型的表示方法有： 多边形(三角形)网格表示方法 结构立体几何表示方法 体数据表示方法(volume-based method);多边形建模方法是传统的建模方法，适合于建立规则的物体模型，多边形建模的基础在于点、线和多边形，任何模型都可以最终看做是由无数三角形面按一定的组成关系所构成的三维对象。 基于多边形建模的基本原理，可以知道的是构成模型的面数越多，模型的细节越能表达的细致，模型也越真实，但也需要考虑模型的细节需求与面数的折衷。 ;基于多边形三维物体几何造型建模： 规则曲面造型：规则曲面造型的对象包括平面、圆柱面、球面以及椭圆面等。 自由曲面造型：可以分为参数曲面造型技术、隐式曲面造型技术、细分曲面造型技术、变形曲面造型技术以及基于形状混合的曲面造型技术。 ;结构立体几何表示方法 又称为体积（实体）表示方法。这种表示方法中，物体被表示为一个三维体积基元的集合及它们之们的布尔运算：并、交及差。;基于体素的几何表示法 表示单元为体素(voxel) 每个体素表示了所在位置的颜色、密度等相关信息。;对象的外表是一种物体区别于其它物体的质地特征，VR 系统中虚拟对象的外表真实感主要取决于它的表面反射和纹理。 一般来讲，只要时间足够宽裕，用增加物体多边形的方法可以绘制出十分逼真的图形表面。但是VR 系统是典型的限时计算与显示系统，对实时性要求很高。因此，省时的纹理映射(Texture Mapping )技术在VR 系统几何建模中得到广泛应用。用纹理映射技术处理对象的外表，一是增加了细节层次以及景物的真实感；二是提供了更好的三维空间线索；三是减少了视景多边形的数目，因而提高了帧刷新率，增强了复杂场景的实时动态显示效果。;;纹理映射 把给定的纹理图像映射到物体表面上，并不是特定的几何模型，使用纹理映射可以避免对场景的每个细节都使用多边形性来表示，进而可以大大减少环境模型的多边形数目，提高图形的显示速度。;纹理分类 按表现形式 颜色纹理：物体表面上的各种花纹、图案、和文字等。 几何纹理：凹凸不平的纹理细节。 过程纹理：表现各种规则或不规则的动态变化的自然景象。;纹理映射 虚拟对象的纹理可通过拍摄对应物体的照片、然后将照片扫描进计算机的方法得到，也可用图像绘制软件建立。;二维纹理平面到三维景物表面的映射;纹理映射 ;二维纹理映射常用算法;Contents;系统中的模型不是静止的，而是具有一定的运动方式。当与用户发生交互