基于3dsmax郑州信息工程职业学院虚拟校园的实现

一、前期素材的收集及整理

虚拟校园想要做到逼真的效果, 就要搜集并整理各种真实的素材, 比如常用的道路素材、瓷砖素材和景物标示素材等。通过专业相机取景搜集素材, 然后对搜集到的素材通过Seamless Texture Creator软件进行无缝化处理, 通过Photoshop软件制作具有凹凸纹理的黑白位图和具有透明通道的黑白遮罩贴图。

二、模型的建立

1. 利用cad图纸进行地形图的创建

虚拟校园最基础的工作就是地形图的描绘, 首先将cad图纸导入max软件中, 然后对导入后的地形图进行冻结以防止误操作, 在顶视图中利用线命令对地形图进行描绘, 然后通过Extrude命令对所描绘的线进行挤出,

2. 三维建筑模型的创建

三维建筑模型的创建过程比较复杂, 所需要的技术主要包括线条的调整、挤出命令、多边形操作等, 由于对制作精度要求较高, 本文会用到大量的捕捉命令, 以求做到完美。

(1) 在max中导入建筑物的cad三视图, 并通过鼠标右键将所有的图纸进行冻结。

(2) 建筑物的墙体和窗户的制作主要用到线和挤出两个命令。

(3) 对于复杂造型的建筑构件, 本文使用的是放样建模命令;其原理是让一个截面沿着一条路径进行放样建模, 也可以设置多个界面创建更加复杂的模型。

(4) 第一层模型建好之后只需要在锁定X轴的基础上向上进行实例复制, 在此建筑物中为了减少物体的面数, 窗户是通过一个平面来进行表现。

三、模型材质

本文所有模型材质均使用vray材质, vray材质不论是在效果上还是在速度上都有着独特的优势。在vray材质中只需要弄清楚对象的物理属性即可, 对于普通的材质如地面、瓷砖等材质, 因其具有凹凸的纹理要在添加弱反射的基础上在凹凸纹理通道中加入凹凸贴图。基于以上原理可以比较轻松的搭配出此虚拟校园所需的材质。本文以学院大门处墙体瓷砖材质为例进行探讨下Vray常见材质的构成, 首先将大门处模型的材质更改为Vraymtl材质, 在diffuse贴图通道中, 选择事先采集并已经处理好的瓷砖贴图。在reflect的贴图通道中选择falloff贴图, 将类型更改为fresnel模式。最后在maps中的bump通道加入事先处理后的瓷砖黑白位图用以模拟瓷砖表面细微的凹凸效果。至此一个标准的Vray材质即创建完毕。

四、Vray代理

Max中模型的数量一直都是难以控制, 想要表现逼真的环境却苦于庞大的模型面数而不知所措, 而一味精简模型又达不到理想中细腻的效果。此虚拟场景中我用到了Vray代理来模拟植被情况。

Vary代理操作比较复杂, 但是在表现对象的细节上与真实模型没有任何差异, 更难的是Vary代理对象的面数完全为零, 这是一种十分先进的算法, 既解决了模型面数过多的问题又解决了模型细节表现不细腻的问题。首先选择你要做代理的物体, 点击鼠标右键并在弹出的菜单里选择Vray网格导出选项, 在文件夹选项里选择代理物体要保存的路径, 文件中为代理物体命名, 完成后在实时显示时物体的面数为零, 可以加速图形的显示速度, 即使要做个小区规划也可以用全模型进行渲染。

五、创建摄影机

本文没有使用Vray摄影机, 而是使用系统自带的标准摄影机, 因为系统自带的标准摄影机已经完全能够满足创作需要。

首先我们在创建面板中点击camera面板, 然后单击Target按钮在顶视图中通过拖动鼠标创建一架标准的目标摄影机, 目标点位于学院的中心位置。然后在前视图中选择摄影机本身 (不选择摄影机目标点) 将摄影机抬高, 高度为自己感觉角度合适为止。在透视图中通过快捷键C切换到摄影机视图。渲染出图的镜头就是以此摄影机视图进行出图。

六、创建灯光

因为此场景是室外场景对灯光的要求也不高, 所以本文没有使用Vray灯光而是使用系统默认的目标聚光灯, 此类型的灯光在模拟太阳的光照上有着速度快, 表现基本精确的优点。

首先我们在创建面板中点击Lights面板, 然后单击Target Spot按钮, 在顶视图中通过拖动鼠标创建一架标准的目标聚光灯, 目标点同样位于学院的中心位置。然后在前视图中选择聚光灯本身 (不选择聚光灯目标点) 将聚光灯抬高, 高度一般与地平线成45度夹角即可, 确保目标聚光灯的照射范围大于学院整体建筑的大小。在shadows中勾选on前面的单选框确保打开了灯光的阴影, 并将灯光的阴影类型更改为Vray shadow, 此类型的阴影可以表现出细腻的阴影细节。

七、渲染出图

当场景的材质、灯光、代理物体及Vray渲染面板参数都设置完成之后就可以出图了, 点击F10打开渲染面板, 将出图的分辨率更改为自己需要的实际大小, 点击渲染就可以完最终作品渲染工作。

摘要：3ds max软件是目前国内制作虚拟效果图最主要的软件之一, 被广泛应用于室内、室外、建筑动画、虚拟场景以及工业设计等多个领域, 其优秀的建模功能和完善的灯光及材质系统为制作虚拟校园提供了强有力的支持。另外配上当下比较流行的vray渲染器可以制作出非常逼真的效果图和动画, 因此在设计领域受到了广大设计师的青睐。本文以郑州信息工程职业学院为例, 探讨如何以3ds max为基础实现虚拟校园的制作。

关键词：建模,材质,灯光,摄影机,vray代理

参考文献

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[4] 冯莉莉, 武卫玲.基于3ds Max的虚拟校园三维模型的创建.林业科技情报, 2009 (41) :10-11.