計算機仿真領域中三維建模技術探究論文

　　目前，根據模型的分類差異，三維建模在計算機仿真領域中技術上分為幾何建模類型和動態(tài)建模類型。

　　靜態(tài)三維模型庫數(shù)據的獲取

　　模型庫建立的難度主要在三維模型建模的精模與低模的轉化過程，在三維模型創(chuàng)建之前，首先需要數(shù)字資源的收集整理,主要包括DWG地圖和地形的測量數(shù)據、航拍、設計圖紙、以及常用模型的數(shù)據資源等數(shù)據資料。三維仿真系統(tǒng)中建立模型資源庫,針對靜態(tài)三維模型而創(chuàng)建的,為了方便靜態(tài)模型資源的重復利用,以及方便靜態(tài)模型的資源管理和模型信息升級,因此設置模型信息分類存儲。靜態(tài)模型資源庫大致分為以下幾類:建筑三維模型以及公共設施附屬模型：地標性建筑模型；交通設施模型；公共模型設施；綠化植被模型；水體模型；景觀及游樂設施；模型庫資源的建立主要是由AutoCAD和3DSMAX來完成的。在AutoCAD中完成三維場景的平面圖創(chuàng)建后，將其導入3DSMAX中，進行地面模型的創(chuàng)建，并且分割地形、地勢，以便之后三維模型的面數(shù)與貼圖的賦予不產生面的軸向UV問題。應用3DSMAX進行初使模型的創(chuàng)建，由于造型能力強，并且可以很好的與仿真軟件進行模型的應用導入，因此常用于虛擬仿真的三維建模部分，模型有很強的仿真立體效果。植物模型的創(chuàng)建，一般植物建模通常面數(shù)很高，也就產生了數(shù)據量的問題，因此現(xiàn)今植物建模的各種效果展示中真正的植物模型應用比較少，通常是應用大量的以面為單位的植物貼圖以達到場景中需要的視覺效果，尤其是應用通道透明貼圖。三維模型創(chuàng)建完成后,通過三維仿真資源數(shù)據庫進行管理和操作的。三維模型資源庫將模型分為：高精度模型、中精度模型、低精度模型,方便三維仿真場景中對于近景、中景、遠景的不同需求,當攝影機跟隨路徑約束到視圖遠景時,所顯示的模型為低精度模型,如此可以大量的節(jié)省場景中模型的計算量,以達到實時交互的刷新頻率要求;當攝影機跟隨路徑約束到視圖近景時,所顯示的模型為高精度模型,保證了實時交互,對三維場景中的近景模型的高精度的視覺要求。三維場景數(shù)據庫的模型資源表現(xiàn)了真實環(huán)境中的建筑模型合并到虛擬三維場景中的細節(jié)效果反應，包括三維場景中的天空作為一個球天模型的環(huán)境貼圖對建筑模型群體的色彩影響。

　　粒子動態(tài)現(xiàn)象的建模

　　三維場景中的每個對象都有一個自身坐標，物體可以以自身為軸向進行運動，這樣的坐標稱為自身坐標系統(tǒng)。這個坐標系統(tǒng)的位置隨物體的移動、旋轉、縮放而改變。通過關鍵幀的設置,完成需要的動態(tài)模型創(chuàng)建。針對三維場景還有一個世界坐標，場景中的所有建筑模型都遵從于這個世界坐標。通常動態(tài)現(xiàn)象建模應用粒子系統(tǒng)，以及動力學系統(tǒng)，表現(xiàn)水景、云霧、風、火焰等，水體模型建造在地形變化中起著重要的作用，同時是建筑表現(xiàn)效果的重要內容，場景實時渲染的要求，通常應用粒子系統(tǒng)完成水景動態(tài)特效后輸出動態(tài)文件，再將其以貼圖紋理的方式附予場景中的建立好的面片中。虛擬對象reactor的空間綁定,這是配合粒子系統(tǒng)的動力學系統(tǒng),屬于物理建模方式,通過對于虛擬物體的空間綁定,確定reactor的質量、重量、摩擦力、慣性,以及物體的反彈參數(shù)值等等，這些特性與三維建模及其虛擬仿真平臺結合起來，形成一個虛擬模型空間。

　　結論

　　三維場景中的物理建模涉及到動力學系統(tǒng),是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中比較高層次的模型創(chuàng)建，因為它需要物理學中動力學和重力系統(tǒng)與計算機圖形學相結合，涉及到動力學系統(tǒng)中力的作用問題，主要是三維模型的重力、摩擦力、反彈值。除了人機交互中相互作用的系統(tǒng)程序應用外,還有在計算機模擬三維仿真系統(tǒng)平臺中所呈現(xiàn)的粒子系統(tǒng)和動力學系統(tǒng)，創(chuàng)建粒子系統(tǒng)的動畫運動行為模型。使得虛擬仿真系統(tǒng)平臺可以自主性控制，也就是設定場景的動態(tài)信息后,用戶不與之交互,指三維物體的活動變化以及周圍環(huán)境和其它運動實體模型之間的動態(tài)關系，比如風效、雨景特效等，它們不受用戶的輸入控制（也就是說用戶不與之交互）。

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