实施虚拟现实技术理论(课堂笔记七)

三维设计软件

虚拟现实注重的是真实感和沉浸感,真实感需要通过3D设计软件将现实世界和环境真实再现,常用的3D设计软件有3ds Max | Maya | Softimage | ZBrush | Lumion 3D | Cinema 4D等

1.3ds Max

3ds Max是由Autodesk公司旗下的Discreet子公司推出的三维设计软件,广泛应用于建筑设计表现,游戏开发,虚拟现实,影视动画广告,模拟仿真,辅助教学,工程可视化等领域

多种建模方法:

  • 基本几何体建模
  • 2D转3D建模
  • 修改器建模
  • 网格建模
  • 多边形建模
  • 面片建模
  • Nurbs建模

动画功能:

  • 关键帧动画
  • 层次动画
  • 角色动画
2.Lumion

荷兰ACT-3D公司于2010年12月正式发布了实时3D可视化软件Lumion,主要用于建筑,景观,规划的效果图制作,也应用于动画的设计制作、虚拟现实场景制作。

Lumion可以简单快速地设计出逼真的模型,渲染速度快效率高,由于使用了GPU渲染技术,可以快速响应用户的编辑操作,实时渲染编辑修改后的场景画面。软件操作简单,支持从Sketchup以及Autodesk等产品中导入模型。

功能:

  1. 模板
    Lumion提供了9个场景模板(Coastline海岸线、River bed河床、Mountain range 远山平原、Dry desert 沙漠、Flat terrain 平原、Flat terrain foggy武器平原、Large Mountain山脉、Red Rock红岩石、Sunset日落)

  2. 太阳与天空
    可以设置和调节场景中的云,雾效果,太阳位置、高度等

  3. 地形与水域
    可以设置和调整山的形状,材质等特性和水的特性

  4. 模型与材质
    导入外部模型,Lumion支持SKP,DAE,FBX,MAX,3DS,OBJ,DXF等导入格式

  5. 辅助配景资源
    Lumion提供了一个庞大而丰富的资源库,包括建筑,交通工具,人物,动物,街道,地表,石头,树木,城建附属设备等,很多资源又有详细子类划分。

  6. 拍照和录制影片
    Lu民能够渲染单帧图片,也可以录制影片,并可以编辑录制的多段影片,为影片添加特效和过渡效果,这些功能对于制作建筑漫游动画和虚拟现实漫游作品十分方便高效。

Sketchup、3ds Max 、Lumion比较:
  • Sketchup是一个轻量化的三维建模软件,通过简单的推拉就可以快速创建模型,在建筑设计方面应用最广。
  • 3dsMax建模复杂但精细,可以创建复杂模型,历史悠久,插件很多,在建模、材质、动画等各方面表现不错。
  • Lumion是新兴的一个快速表达软件,对Sketchup支持良好,基于GPU渲染图像,速度快,实时效果好,但相比Vray等专业渲染软件非实时渲染高画质效果还有差距,但随着硬件发展,这种差距会越来越小。

虚拟现实开发平台

虚拟现实开发平台具有对建模软件制作的模型进行组织显示,并实现交互等功能。目前较为常用的包括Unity、虚幻4、VRP、Virtools、Vizard等

虚拟现实开发平台可以实现逼真的三位立体影像,实现虚拟的实时交互,场景漫游和物体碰撞检测等。

  1. 实时渲染
    实时渲染的本质就是图形数据的实时计算和输出。

  2. 实施碰撞检测
    在虚拟场景漫游时,当人或物在前进方向被阻挡时,人或物应该沿着合理的方向滑动,而不是被迫停下,同时还要做到足够的精确和稳定,防止人或物穿墙而掉出场景。简而言之,就是让物体有了物理属性

  3. 交互性强
    交互性的设计也是虚拟显示开发平台必备的功能。用户可以通过键盘或鼠标完成虚拟场景的控制

  4. 兼容性强
    软件兼容性是现代软件必备的特性。大多数的多媒体工具,开发工具和Web浏览器等,都需要将其他软件产生的文件导入。

  5. 模拟品质佳
    虚拟现实开发平台可以提供环境贴图,明暗度微调等特效功能,使得设计的虚拟场景具有逼真的视觉效果,从而达到极佳的模拟品质

  6. 实用性强
    实用性强即开发平台功能强大。

  7. 支持多种VR外部设备
    虚拟现实开发平台支持多种外部硬件设备,包括键盘,鼠标,操纵杆,方向盘,数据手套,六自由度位置跟踪器以及轨迹球等

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