关于3DMAX软件的虚拟现实技术的应用研究

李谷雨

摘 要：3DMAX是目前我国信息呈现较先进的一种软件，在医疗、建筑、电影环境艺术以及重型机械的设计过程中，都在逐步使用3DMAX技术。而虚拟现实技术则是利用3DMAX软件建立三维立体空间环境的计算机仿真系统，通过广角可以全方位地观察环境的具体情况，该技术目前已经广泛应用于各行各业。本文主要针对3DMAX软件在建立虚拟现实环境中的应用进行分析，希望通过对该技术的分析，进一步开发适合3DMAX软件的虚拟现实技术的应用和方法领域。

关键词：3DMAX软件；虚拟现实技术；概述；分析；应用

0 引言

目前，我国利用3DMAX软件实现了虚拟现实技术在各行业的运用，为我国各行业的发展提供了助力。因为3DMAX软件是一种三维呈现信息的方式，所以基于3DMAX软件所建立的虚拟现实环境，能够通过广角全方位地呈现环境的信息和特点，这有利于行业相关人士对某一技术发展情况的了解和应用。因此，本文主要针对3DMAX软件的虚拟现实技术的应用进行详细的分析和研究，以期为我国的虚拟现实技术的应用提供更为广阔的思路，使其在不同领域起到更多的作用。

1 3DMAX软件概述

3DMAX软件是基于PC系统的三维动画渲染和制作软件，最初主要应用于游戏创作，后期逐步运用于电影创作。3DMAX软件的特点是上手容易、性价比高，同时因其具有可堆叠的建模步骤，所以进一步得到了广泛使用和发展。尤其是3DMAX软件在虚拟现实技术和环境的模拟建立中的特点和作用，进一步推广了3DMAX软件的虚拟现实技术在不同领域的应用。本文正是基于3DMAX软件，探讨虚拟现实技术在不同领域的应用。

2 虚拟现实技术以及相关技术的概述和分析

虚拟现实技术主要是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，能够使用户沉浸于该环境中。目前，我国各行业都使用了虚拟现实技术，有效地推进了行业经济的快速发展。主要是通过对模拟环境、感知、自然技能和传感设备等的建立，完成自身对周围环境的认知和了解。目前主要有力觉、听觉、视觉，未来的发展方向还会有嗅觉和触觉，同时可以依据使用者的数据进行分析，完成使用者下达的命令。3DMAX软件的虚拟现实技术，即通过三维展现信息的方式，让虚拟世界的物体按照现实世界的物理规律运动。

3 3DMAX软件的虚拟现实技术的应用研究

3.1 3DMAX软件制作虚拟现实场景的方法和技术

（1）基于实景的虚拟现实技术的运用。利用3DMAX软件基于实景实现虚拟现实场景，主要是通过对现实的数据以及实地的景物的获取，利用3DMAX软件进行建模，同时在场景的材质选择以及建设真实感的过程中，可以选择贴图模式。并且，可以在虚拟现实系统初始化的过程中导入模型对象化，实时呈现，从而全方位地展现虚拟现实的技术和环境，为后期的三维场景的完善和建立奠定基础，进而有助于3DMAX软件制作虚拟现实场景。因此，基于实景的虚拟现实技术的形成过程是离不开3DMAX软件的支持和帮助的。

（2）基于虚拟环境的虚拟现实技术的运用。虚拟现实技术中，利用3DMAX软件除了可以使用基于实景的虚拟现实技术以外，还可以使用基于虚拟环境的运用。而目前基于虚拟环境的显示技术主要可以从两方面进行分析：第一种是基于图像的方法进行技术运用和分析，第二种是基于模型的方法进行技术运用和分析。我国目前使用3DMAX软件的虚拟现实技术，主要就是以基于模型建立为主的技术运用方式。因为基于模型的技术运用是以几何实体为基础的，可以利用计算机通过统一的数据输出和几何图形绘制技术，构建一个实体的立体几何图形，然后使用3DMAX软件进行建模，这样能够快速地建立现实虚拟场景。在加入虚拟现实模型后，通过实现交互式虚拟环境，可以完成使用者对场景的移动、推动，以及旋转等动作的实现和感触，从而呈现一个三维立体的现实虚拟环境，达到具有真实触感的要求。而且，基于虚拟环境的虚拟现实技术，主要涉及的相关技术有三维实体几何模型建立的技术、实时渲染技术以及碰撞检测技术，需要具有物理属性。

（3）3DMAX的虚拟现实技术的工具使用。使用3DMAX软件实现虚拟现实环境，需要选择不同的技术工具作为支持。经过多年的经验和技术的总结，主要需要四种工具，分别是VR软件技术、3DMAX软件、图像处理软件和GIS软件。这四种工具的选择，能够全方位地呈现3DMAX软件的虚拟现实技术，符合虚拟环境中物體所需遵循的现实世界的物理规律，并且能够根据科学的比例，建立1︰1的数据模型。VR软件主要是对虚拟现实技术中的场景进行仿真还原，对视景仿真、声音仿真，同时因为VR软件能够支持多种数据模式，兼容性较高，所以应用范围极广，减少了时间的浪费。此外，Multigen Creator软件主要是因为实时三维建模软件能够利用数据的特点，对场景进行真实的还原，通过地理信息系统得到的数据构造相关地形的特点，从而达到城市仿真、环境仿真以及模拟仿真的技术和要求。最重要的是，其具有的交互式感应技术和可视化技术，是目前虚拟现实技术中最为先进的技术，能够达到目前对虚拟现实技术的全部要求。

3.2 3DMAX软件制作虚拟现实场景的具体实施办法

（1）首先，3DMAX软件制作虚拟现实场景需要收集数据。因为利用3DMAX软件建立虚拟现实环境，需要对模拟的场景进行数据收集，所以应该通过相关部门获取需要模拟的数据。比如模拟长安古城，首先需要通过有关部门获取长安古城的原始资料，通过了解图纸资料、GPS和GIS获取最新的资料和数据比例，并且在获得原始数据以及最新数据的过程中进行对比以及校正，同时依照相关的比例，对长安古城进行等比例缩小，然后把照片做成地形贴图，这样能够为以后的建模提供方便。其次，需要准备好贴图资料，与地形贴图做好对比。贴图资料主要有两种模式：第一种是透明的纹理，主要是通过相关的图像处理软件处理后得到的，是非常简单的一种贴图资料处理方式。同时也可以对现场场景进行拍摄。第二种则是不透明的纹理，主要是通过数字化相机得到的数字化图片，可以使用PS软件进行修图，建立一个模型纹理库。

（2）需要三维实体建模。利用3DMAX软件建立虚拟现实技术，其中较为基础和重要的环节就是建立三维实体建模的过程，因为这一过程关系到虚拟现实技术的仿真以及呈现的关系。同时，需要根据不同的物体建立不同的模型，主要可以通过三个方面进行三维实体建模的构建：第一，合理减少模型的面数。因为在虚拟现实技术中，建筑模型的面数是可以塑造的，在一定程度上会影响虚拟现实场景的效果，所以应该在保证建筑数据和模型真实性以及有效性的基础上，合理地调整和减少面数，只有在必要的情况下，才可以选择使用或者细致化面数。第二，纹理的形成对图形的质量和画质会产生一定的影响，易造成画面失真。因此，应该尽量减少和压缩纹理的存在空间，但是一定要保证模型纹理的像素是2的n次幂，这样才可以保证显现的模型纹理是正确和准确的，才不会对虚拟现实模型造成一定的影响。

4 3DMAX虚拟现实技术建模过程中技术问题的解决办法

4.1 选择科学的方式读取数据

利用3DMAX软件建立虚拟现实环境，其中最重要的环节就是对数据信息的读取和存储。并且，在读取的过程中不能丢失数据信息，要确保在导入模块的时候不会受到阻碍。因此，在这一过程中，首先需要使用的工具就是3DSMAX软件，同时通过使用Export软件，导出模型的有关数据和模块，将其转变为3DS格式的文件。然后在读取信息的时候，需要处理信息转化过程中多余的信息面，一般采用的是面合并以及点合并的形式和方法。这样不仅可以让图像更加清晰、立体感觉更强，还符合虚拟现实技术的要求和标准，达到了3DMAX软件对虚拟现实三维成像的要求。

4.2 使用细节层次模型建立技术

虚拟现实技术在3DMAX软件中的实现不仅仅是由小建筑构成的，而是由大量的大型建筑和环境构建的。因为小建筑更容易是画质流畅的实时漫游的特点，所以在实现3DMAX上更容易。但是大建筑因为需要构建的模型较大，数据较多，不能确保建筑的每一个面都是画质流畅的，并且是否能够实现全面实时漫游的状态也不能确定，在不同角度和背景下选择的工具和使用的数据不同，也会产生不一样的效果。因此，需要使用LOD技术，这样可以实现在不同层次之下，同一物体具有不同的视角、不同的精细度，呈现出物体的立体状况，最终实现实时交互的目标。同时，手工建模可以实现以及焦距拉远的时候就可以选择简单的模型，这样便于拍摄（下转第页）（上接第页）和管理，能够减少虚拟现实技术对场景和建筑还原的时间。

4.3 使用自由度技术

虚拟现实技术在3DMAX环境中的呈现，不仅仅需要动态的视觉环境，还需要静态的建筑。因此，应该使用自由度技术，这样可以有效地掌握虚拟现实环境中动静结合的关系。比如人和建筑之间的动态关系、人和车之间相对静态的关系等，这些都需要使用自由度技术。先设定一个坐标，然后虚拟现实技术中的所有场景都围绕这个坐标运动，从而达到动静结合的目的。

5 结语

我国对3DMAX软件的虚拟现实技术的应用起源于20世纪，经过20多年的发展和运用，目前3DMAX软件的虚拟现实技术已经广泛应用于我国的各行各业。我国的3DMAX软件的虚拟现实技术逐渐成熟，无论是在建筑、医疗、电影，还是环境模拟等方面都起到了重要作用。因此，筆者简单地对3DMAX软件以及虚拟现实技术的运用进行了分析，论述了3DMAX软件在虚拟现实环境建立中的技术和方法，进一步加深了对3DMAX软件和虚拟现实技术内容的理解。

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