基于3ds Max和VRP平台的交互式产品展示

卢 建（四川师范大学,成都 610068）



基于3ds Max和VRP平台的交互式产品展示

卢 建
（四川师范大学,成都 610068）

摘 要：展示设计随时代不断发展，运用虚拟现实技术实现的三维交互式产品展示能更全面地传达展示信息。文章指出三维交互式产品展示实现的方法流程，重点阐明了高精度模型的建立方法和交互动画的制作方法。

关键词：3ds Max；VRP平台；三维交互式产品展示

虚拟现实技术采用计算机技术等科技模拟逼真的视觉、听觉、触觉等一体化的虚拟环境，采用自然的方式与虚拟世界交互，是一种先进的人机交互方式。交互技术的不断进步给人们提供了全新的走向未来社会的视角[1]，目前已在场景漫游、工程模拟、军事领域进行了较多的应用，而把它当成产品展示的新方式还没有引起足够的关注。

1 虚拟现实技术对展示设计的价值

传统的展示是实物展示，如专卖店展示、参加会展，这种实物展示方式具有体验真实的优势所以自原始社会至今一直存在。信息时代人们获取信息的方式越来越倾向于数字化途径，仅靠实物展示是不够的。展示设计是技术与艺术的融合，展示设计的发展不仅要吸收最新的设计理念，也要吸收最新的信息技术[2]。三维交互式展示是虚拟现实技术助力展示设计呈现出的新方式，是展示设计发展的新方向。

2 在3ds Max中创建对象

三维模型分为中低精度模型和高精度模型。中低精度模型可以用较少的面数构成基本形状，高精度模型造型细致逼真，可以表现流畅的造型和圆滑的倒角，但面数较多。大型机械类产品多采用中低精度模型，而小型产品因外观整体且造型更加考究，多采用高精度模型表现。产品的内部结构是不用考虑美观的功能模块，所以用中低精度模型表现。

2.1 创建产品模型

根据精确的参数来建立长方体、圆柱体等标准基本体。将几何体转换为可编辑多边形后在其顶点、边、多边形等级别下逐步编辑，实现中低精度模型的创建。对于较复杂的模型可以使用ProBoolean、图形合并等复合对象建模方法实现。由于不使用平滑修改器，所以多边形的平滑组设置尤为重要，在不增加面数的前提下可以改善中低精度模型的视觉效果。

高精度模型的创建前期与中低精度模型步骤类似，不同的是需对模型进行线面结构的优化后，而后添加平滑修改器。对模型线面结构的优化调整主要包括：

（1）在需要保持明显转折的边角处切角、加线；在需要产生平滑曲面的位置减少用线，且避免线间距过小。

（2）模型的线应是能够循环一整圈的，尽量避免中断的线和合二为一的线，体现在多边形级别即要求尽量为四边形。

（3）如必须出现汇聚的线或者非四边的多边形时尽量移到在较大的平面处，避免出现在边缘处和转折处。

加入平滑修改器后多边形的面数呈几何级增长，迭代次数控制模型的细腻程度，也决定模型的面数。为得到细致的曲面和转角又不过度增加面数，可将迭代次数设置为2，转换为可编辑多边形后再次调整模型的结构。如移动转折处的线、移除对造型没有帮助的线、减少机壳内部的线等。

2.2 材质、光影与动画

模型的材质则以贴图为主，对于不需要模型表现的细节也可以用贴图表现，既减少工作量又不影响整体效果。用“UVW贴图”修改器或“UVW展开”修改器可以精确地设置贴图坐标。

VRP支持3ds Max中的路径动画、精确的参数关键帧动画、刚体动画、柔体动画、Reactor动画、路径变形动画及骨骼动画的导入[3]。 3ds Max中制作的动画需进行分选择集管理，将刚体动画集以vrp_ rigid为前缀命名，柔体动画集以vrp_soft为前缀命名。

3ds Max可模拟真实的光照，但光影效果要带入VRP只能通过烘焙贴图操作。烘焙后的光影效果便作为一种贴图固定在模型上，但当模型移动时光影效果不会随之改变，出现错误的效果。所以对于在交互中不改变光影关系的模型可以进行烘焙贴图，而对于有动画的模型则不烘焙，需要在VRP中设置实时光照。

3 在VRP中设置交互

3.1 材质、贴图、灯光

模型导入VRP后应进行材质设置和贴图调节。对贴图进行颜色、对比度等参数调节；对需要透明的物体进行整体透明或以贴图alpha的方式设置透明；对需要表面动态效果的模型用视频贴图或ATX动态贴图实现，如产品的显示屏和LED指示灯；对需要有光泽的物体添加反射贴图或实时反射；对没有经过烘焙贴图的模型开启动态光照，并设置至少两盏灯光作为实时光源，分别调节灯光的高度、角度、环境色、漫反射色和高光色，照射出模型的立体感和质感。

3.2 交互动画

模型动画是交互展示的重要部分，用于表现零件拆装或运行状态的刚体动画在VRP中利用时间轴功能制作比在3ds Max中制作更高效便捷。而且可以通过时间轴脚本触发实现更复杂的控制，可以对同一模型制作多个时间轴动画，灵活地调用而不互相干扰。时间轴功能可以实现两个关键帧之间动画的加速或减速运动，使变化更生动。物理引擎的刚体、事件、力场、控制器等功能模块可以真实自然地模拟一些复杂场景和状态。

3.3 界面设计

在初级界面或高级界面中创建按钮、图片、开关、滑杆等元素，将事先制作好的按钮和界面等的图片载入实现界面的设计。通过编写脚本可以为按钮设置鼠标点击、鼠标移入等事件，实现动画控制、音频控制、切换设计方案、特效控制等丰富的交互功能。

4 输出形式

输出的可执行文件可在普通计算机上运行，也可输出VRPIE文件发布到网络实现网上展示。还支持双屏3D横向、oculus渲染、360度环幕渲染等多种渲染策略，以供输出到沉浸式虚拟现实系统给观赏者带来身临其境的体验。

参考文献：

[1] 张成忠,孔梅.交互设计在工业产品设计中的应用与未来展望[J]包装工程,2011(08):68-71．

[2]卢建.3C产品展示设计研究[D].福建师范大学,2011.

[3]王正盛,陈征.VRP11/3ds Max虚拟现实制作标准实训教程[M].北京:印刷工业出版社,2011:63．

作者简介：卢建（1985-），男，山东潍坊人，讲师，研究方向:产品设计、虚拟现实等。

基金项目：四川师范大学实验技术项目“国际顶尖产品设计作品外观与结构设计交互式解析系统”项目资助（SYJS2014-24）

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.200