【WA51】三维建模技术研究文档

控制网络传输的数据流量，亦即尽可能在 保证实现实验教学目标的前提下降低整个场景的数据量。

体现优势。

强调影像的原因在于其主要的信息获取途径 来自于视觉。

在虚拟实验的开发中，三维模型的精确建立发挥着至关重要的作用。

高仿真 度的三维模型可以真实再现实验场景仪器外观甚至内部结构，给学习者以良好的沉浸感， 获得如同甚至超过真实实验环境中的学习感受和体验。

在虚拟实验三维模型的创建过程中郑庆库力学实验虚拟平台实验装置建模技术及实现 如何把握模型的仿真程度，对虚拟现实系统能否成功实现有很大影响，因为它涉及了开发 的软硬件成本以及现有的运行环境条件超过感觉阀值后，再增加精度 只会增加计算机浮点运算的时间，降低制作效率。

所以在虚拟视觉场景构建中力图突出主 体对象，保证整个场景总数适中的情况下令主体对象模型尽量准确精细，可适当降 低背景等次对象的精细程度。

尽量使用简单建模方式，避免不兼容原则由于经常涉及建模工具间的数据交换， 建模过程中应少用复杂命令建模，少用复杂修改方式修改对象，尽量避免格式转换时出错。

比如在中建立个圆柱体模型，当周边的分割段数超过 ，视觉效果不会随着分割段数的增加再有多大的改观。

现有的运行环境条件等因素的限制。

仿真程度恰当的三维实验模型有 利于虚拟实验发挥出更大的教学在虚拟实验三维模型的创建过程中郑庆库力学实验虚拟平台实验装置建模技术及实现 现实验场景仪器外观甚至内部结构，给学习者以良好的沉浸感， 获得如同甚至超过真实实验环境中的学习感受和体验。

在虚拟实验的开发中，三维模型的精确建立发挥着至关重要的作用。

强调影像的原因在于其主要的信息获取途径 来自于视觉。

部分内容简介境，主要集中在两个方面是用虚拟环境精确表示物体的状态模 型二部分内容简介境，主要集中在两个方面是用虚拟环境精确表示物体的状态模 型二是环境的可视化表示即渲染出的景象。

强调影像的原因在于其主要的信息获取途径 来自于视觉。

在虚拟实验的开发中，三维模型的精确建立发挥着至关重要的作用。

高仿真 度的三维模型可以真实再现实验场景仪器外观甚至内部结构，给学习者以良好的沉浸感， 获得如同甚至超过真实实验环境中的学习感受和体验。

在虚拟实验三维模型的创建过程中郑庆库力学实验虚拟平台实验装置建模技术及实现 如何把握模型的仿真程度，对虚拟现实系统能否成功实现有很大影响，因为它涉及了开发 的软硬件成本以及现有的运行环境条件等因素的限制。

仿真程度恰当的三维实验模型有 利于虚拟实验发挥出更大的教学优势。

基于网络的虚拟实验先天上会受到网络运行速度 的影响，所以在系统开发过程中要充分考虑如何控制网络传输的数据流量，亦即尽可能在 保证实现实验教学目标的前提下降低整个场景的数据量。

体现在三维建模过程中，则为控 制整个虚拟场景的多边形数量。

在三维建模过程中力图遵循如下原则 真实合理原则建模的过程实际上是个对对象的物理表象的模拟过程。

做完实 验分析后进行的虚拟实验场景的设计及模型的建立必须符合真实合理的原则，维持原对象 所固有的空间及物理关系，如此才能符合建构主义创设情境的思想，达到同化和顺应的目 的。

去除模型的冗余多边形原则减少模型的多边形浪费是个软件系统的基本任务 之。

对于预先设定的观察视点，对象的背面被其他对象阻挡的面以及对象内部的面都 属于无用的冗余面。

三维模型建成后对多余的面看不见的背面应直接删除，尽量减少 冗余多边形，以降低整个场景的多边形数目，做到最优化。

主次分明原则依据心理学知识，人的感觉超过定的阀值后，虚拟场景再逼真 也没有感觉上的意义了。

比如在中建立个圆柱体模型，当周边的分割段数超过 ，视觉效果不会随着分割段数的增加再有多大的改观。

超过感觉阀值后，再增加精度 只会增加计算机浮点运算的时间，降低制作效率。

所以在虚拟视觉场景构建中力图突出主 体对象，保证整个场景总数适中的情况下令主体对象模型尽量准确精细，可适当降 低背景等次对象的精细程度。

尽量使用简单建模方式，避免不兼容原则由于经常涉及建模工具间的数据交换， 建模过程中应少用复杂命令建模，少用复杂修改方式修改对象，尽量避免格式转换时出错。

少用曲面曲线建模，建模工具中对曲线和曲面的处理般采用数学的方式记录模型的顶点 及其它向量特征，各类建模工具内部对曲线的计算和记录方式的差别会导致数据交换时采 用大量的三角形面片拟合曲线或曲面，拟合过程中多边形数目会急剧增加，因此在建模过 程中为降低模型数据量，要尽量少用曲面建模。

精细程度适度，避免过分强调细节原则虚拟现实系统中的建模是整个虚拟现实 系统建立的基础。

为了给使用者创建个能使其感受到身临其境逼真的环境，就需要创 建尽可能逼真的模型和虚拟场景。

因为在视觉传达领域，要想传递信息，表达感情，首先 得借助能唤人们经验的视觉图像。

这个视觉图像必须是人们所经验的，准确认知是切视辽宁工程技术大学本科毕业设计论文 觉营造手段所必须具备的。

数学模型建立的好坏直接影响到精度操作的便利性等。

但是， 模型和场景过于精细，数据量过于庞大，将给虚拟现实系统带来灾难，尤其是比较复杂的 场景。

在虚拟现实系统中建模，应该在保证必须的模型质量情况下做到数据量尽量小，以 保证虚拟现实应用系统的运行效率。

尽量以纹理映射方式来解决模型数据量大的问题纹理映射般是指为了显示表面几 何无法表示的细节特征，而改变对象表面逐渐变化的属性的方法。

简单来说，纹理映射技 术就是把位图贴在多边形上，给简单平坦的多边形表面增加细节表现和梯度暗示。

可以映 射到物体表面的属性包括色泽材质光线跟踪特征等，从虚拟对象表面反射的光线方向 真实展现对象的纹理特征和粗糙质感特征。

对虚拟对象模型的多边形进行手动调节的纹理 映射，是减少创建丰富场景所需要的多边形数目的最好方法。

三维建模技术的选择运用对虚拟实验开发的重要意义 选择合适的三维建模工具，对虚拟实验的开发具有重大意义。

作为虚拟现实系统的关 键技术之，虚拟场景的精确模型的建立至关重要。

按照情境学习理论，虚拟场景必须同 现实相接近，将学习者置于虚拟的社会和物理环境中学习。

采用适当的建模工具，能准确 再现现实世界场景和对象的真实材质合理表现自然光照特征，真实合理的模型能保证虚 拟实验的目标的有效。

对基于网络的虚拟实验来说，系统运行的速度直接影响到系统的 推广程度。

对于复杂场景，多边形的数量决定了场景的载入和呈现速度有非常好的性 能价格比，它所提供的强大的功能远远超过了它自身低廉的价格，这样就可以使作品的制 作成本大大降低，而且它对个人电脑硬件系统的要求相对来说也很低，般普通的硬件配 置已经可以满足学习的需要。

易用性强。

的制作流程十分简洁高效，可以让初学 者很快上手，比较适合初学者开发虚拟实验。

使用者众多，便于交流。

网络资讯的发达 令陌生学习者之间的协作学习和交流变得更加容易。

与其它的三维软件有明显的区别，首先，继承了所有的工作站级优 秀软件的特性灵活快捷准确专业可扩展可调性。

的操作平台基于 ，操作更简便。

同时，独无二的工作界面使操作更直观，利用了窗口的所有空 间并将其发挥到极至，快捷键的合理组合使动画制作事半功倍。

不仅有普通建模功 能，同时更具备了其它软件少有的建模功能。

在灯光摄像机材质等方面 的表现也不俗，模拟灯光更加真实，可调参数更突出特技灯光种类更丰富更具有吸引力。

摄像机的功能和参数更加专业，如镜头焦距景深等特殊功能是其他软件不具备的。

矢 量材质可模仿木纹毛石水等，节省了贴图的制作，同时在折射反射等效果上更加独 特。

在动画设置上，粒子动力学反向动力学等高级动画设置都由软件自行计算，提高 动画的真实程度，渲染精度可与电影级媲美。

但是的学习复杂困难周期长，如复 杂的菜单大量的隐藏节点命令图形学的知识如渲染细分理论等，严重阻碍了 开发效率的提高。

而且由于移植自传统工作站，对计算机硬件要求较高，高速的中 央处理器大容量内存和支持的高端显示卡都对其广泛应用形成障碍。

作为传统的设计平台，辽宁工程技术大学本科毕业设计论文 已经成为了个工业标准。

从概念设计到草图和局部详图，提供了创建展示 记录和共享构想所需的所有功能。

是种专门为机 械类设计师开发的设计应用程序，并且构建于平台这全球 最畅销的设计应用程序之上，并使用原始格式，通过该软件可以与世界上最大的设 计团体进行交流。

其具有的精准快捷的基于零部的建模方式是和所不及的。

由于不具备等技术的输出插件，在进行三维模型输出时 需要使用。

的中间格式，依赖重新导出为可用格式，过程稍嫌繁琐复杂模型 数据交换过程中易出现数据丢失现象另外模型中的面的数量也不能得到很好的控 制。

公司出品的基于尺寸驱动的主要应用于模具及产品开发的设 计应用程序，具有强大的功能和易用性，适用于模具开发和有限元分析。

但是也需要中间 格式来同技术进行模型数据交换。

是由法国著名飞机制造公司开发并由公司负责销的世界上种主流 的体化软件。

其应用范围主要有三维建模，可以进行模具自由曲面等 建模，可以进行有限元分析，可以生成数控代码等，功能强大，与 等有异曲同工之妙。

三维建模软件 软件特点 软件发展至今已是功能强大，博大精深，奥妙无穷，命令繁杂，建模方法灵活 多样，如有创建修改层次运动显示工具等六个面板，每个命令面板又有多个命令 及参数设置。

如创建命令面板，可以创建几何体二维图型灯光摄像机辅助对象 空