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可视化仿真建模技术以及虚拟建模软件国内外研究现状综述

时间:2020-12-08 21:20来源:毕业论文
关于可视化仿真建模技术以及虚拟建模软件,国内外有不少研究,一些主要的研究文献本文归纳如下: 1 关于可视化虚拟建模技术的研究 虚拟场景的设计和实现十分复杂,仅视景系统的

关于可视化仿真建模技术以及虚拟建模软件国内外有不少研究,一些主要的研究文献本文归纳如下:

1  关于可视化虚拟建模技术的研究

虚拟场景的设计和实现十分复杂,仅视景系统的开发,其复杂程度也是传统的应用程序开发所无法相比的。研究虚拟现实系统的设计和实现需要站在软件设计方法论的角度,这在虚拟环境的开发设计中显得尤为重要[5]。 虚拟系统所处理的是包括各种模型、信号的多媒体信息,其目标是创建一个更适应于人的信息处理环境[6]。因此,目前虚拟现实系统的主要设计方法是面向对象的方法,面向对象技术已经成为了虚拟现实系统设计的基本方法。亓传伟总结出面向对象技术的几个方面:①数据抽象;②封装;③继承性;④多态性;⑤动态连接[7]。60602

关于建模过程,张鹏林将系统分为场景建模和场景驱动两部分 。场景建模包括模型数据的采集如建筑底图、纹理图片、模型数据的处理以及模型的建立。场景驱动则是对所建立的三维场景进行具体的开发与运用[8] 。

罗秋鹏认为模型建模可分为几何建模和物理建模。几何建模是指用多边形或三角形拼构对象的立体外形。而物理建模主要是对几何建模结果添加一些物理特性, 进行纹理、光照、形状处理等[9]。 

另外,范岩萍则将建模分成以下几个步骤[10]:

(1)按模型结构依次有序进行构建;

(2)动态特效模型的制作;

(3)数据库结构层次的优化;

(4)纹理贴图及光照材质的使用。

郑海春总结出视景仿真系统开发流程图[11]如下:

2  软件使用关键技术

现在比较常用的三维建模软件有Maya、3DS Max 和Creator 等[12,13,14]。

Maya 是美国Autodesk 公司出品的世界顶级的三维动画软件[15]。Maya 制作效率极高,渲染真实感极强,是电影级别的高端制作软件。但Maya 制作的三维模型也非常精细,数据量也比较大。

3DS Max 建模功能强大,对对象的细节描述非常生动,适合于对象的精细建模;但是其建模数据量非常庞大,不能满足实时渲染对数据量的要求,需要简化、消除冗余数据才能用于虚拟城市三维建模[16]。

Multigen Creator[17,18]用于产生高优化、高精度的3D内容,功能强大。OpenFlight格式成为最流行的图像生成格式,并成为实景仿真领域事实上的行业标准[19]。利用Creator交互式、直观的用户界面进行多边形建模和纹理贴图,能够很快生成一个高逼真的模型。

a、视景数据库的创建

田丽指出,由于Multigen 采用了模块化方式[20], 用户可以根据需要选用合适的模块。包括基本建模环境模块( CreatorPro) 、地形建模模块( TerrainPro) 、标准道路建模模块( RoadTools) 等 [21]。 

由于目前可以提供三维场景驱动开发的软件场景显示、视觉仿真功能很强, 但缺少三维空间分析功能。单楠介绍了ArcGIS 平台对三维数据进行高效率的可视化和空间分析的功能[22]。

杨丽说明了对于不规则模型, 不能使用规则的面体工具进行组合, 因此在建模型之前要确定好构建方法。在Creator软件中建模的方法主要有柱体工具法、截面法等, 其中截面法比较适合于回转体的建模[23]。

耿维忠介绍了纹理贴图技术的使用论文网。不仅可以简单几何形状为对象, 如为建筑物立面赋予一定的材质效果, 而且可以完成树木、雕塑等不规则对象和动态景观、环境反射等特殊对象的建模。而纹理贴图技术需要进行纹理贴图的制作和纹理映射[24]。

使用Multigen Creator的三点映射、四点映射、表面映射等映射方法可以完成规则表面的纹理映射,而对不规则对象表面的精细建模,普建涛在其译作中介绍了多重纹理映射( Mult itex turing )[25]。这是在一个绘制通道中使用两个或更多纹理贴图,通过为同一多边形的不同纹理层设置不同的纹理贴图, 然后在其面节点属性窗口中的Texture 选项卡设置多重纹理的混合效果, 从而真实地表现对象表面细节[26]。 可视化仿真建模技术以及虚拟建模软件国内外研究现状综述:http://www.751com.cn/yanjiu/lunwen_66113.html

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