苏州凯宾斯基大酒店三维演示系统的研究与实现毕业论文(编辑修改稿)

苏州凯宾斯基大酒店三维演示系统的研究与实现毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

从而在实时渲染的时候减小了跳帧率，最大程度的保证了 图像的连续性。 建模的内容包括地形、地貌的建模 、 建筑单体的建模等。 三维建模的一般流程如图 222。 图 222 三维建模流程 构建实体建筑 本文中的模型主要有主楼，辅楼等模型。 如图 223。 图 223 苏州凯宾斯基大酒店 建模的方法如下： 三 维建模 材质设计 灯光与摄影机 渲染 后期处理 XXXXX 本科生毕业设计（论文） 9 首先在 CAD 中采用写块的方法将建模区域分离出来并以楼名为名输出，然后在3DMAX 中倒入 CAD 底图数据。 封闭一块楼，对整个楼进行勾绘，如 图 224 就是一个导入的矢量和自己画的底图。 图 224 CAD 地图 在实地考察的时候发现，现有的网上地图可能是由于信息滞后的原因分部不太准确，不能按照网上的地图进行勾勒，本着严谨的态度，应当去实地考察，要事先在记录纸上简单的勾勒出各楼的分部情况。 在地图上显示的房子不连续，在实体考察中发现是连续的，这 就为了后来的建模提供了极大的便利。 在采集的时候，圆弧是以近似等分的折线段表示的，应当还原其真实的形状。 通过转换可编辑多边形的操作挤出高度将其他区域生成立体图，如 225 所示。 XXXXX 本科生毕业设计（论文） 10 图 225 多边形挤出的立体建筑 此外还有一点应该注意的是，模型制作要尽量精简，布尔运算如 Subtraction（减）处理、 Union（并）、 Intersection（交）最好在二维图形中完成，这样可以避免后期处理的很多不必要的麻烦。 细节模型生成和绘制 在 细节的处理中，常见的较为复杂的模型有楼梯、扶手、女儿墙和一 些需要进行布尔打洞的复杂模型。 此外，道路和植被的模型制作也有一些可以采用的较为简单的技巧。 下面我主要就将这几个模型的制作过程提取出来进行展示。 (1) 楼梯及扶手的制作。 先挤压构建上下楼梯体的上部分半面，之后通过三维捕捉来连接到下部分，最后选中倾斜部分的线段，点击 选中 shape1，这样进行挤压就完成了楼梯扶手的制作。 （图 226）。 图 226 楼梯扶手制作 (2) 女儿墙的制作。 先选取顶面，然后点击 bevel，将高度设为 0，通过选择内部的面向下挤压，这就完成了女儿墙的制作。 （图 227）。 XXXXX 本科生毕业设计（论文） 11 图 227 女儿墙制作 (3) 空洞结构。 如主楼顶层是空心的椭圆体，我们运用布尔打洞完成。 先创建椭圆体，再选择pound objects 下的 Boolean 设置打洞类型 subtraction（ AB） 随后选择打洞的体完成，如图 228。 图 228 布尔打洞 纹理处理 材质和纹理贴图（纹理映射） 在 Photoshop 中纹理图像的一般处理过程如图 232 所示。 图 232 纹理处理流程 纹理照片 裁 切 合并图层 刷 图 抠 窗 完善图片 调节对比度与图像大小 最 终 纹 理 XXXXX 本科生毕业设计（论文） 12 处理纹理图像时，需要建立制作图层，在纠错图像上进行的各种编辑操作（图233）。 图 233 打开图像 ，如图 234。 图 234 扭正后 3. 通过刷图完善图片获得玻璃幕墙的纹理 XXXXX 本科生毕业设计（论文） 13 图 256 纹理采集 图 257 纹理采集 图 258 纹理采集 （图 238）。 图 238 修改色阶 ，对图像进行保存（图 239）。 图 239 修改图像大小 模型贴材质。 模型建成之后要对模型进行材质贴图，在 3Dmax 中我们通常使用三种方法对模型XXXXX 本科生毕业设计（论文） 14 进行材质贴图。 (1) 利用位图。 在 3Dmax 材质制作中，最常使用的一种二维贴图的方法就是位图。 作三维场景的时候，大部分模型的贴图都是要求与实体建筑相吻合的。 通过其他的贴图程序进行贴图实现是相当麻烦的，并且与现实建筑的纹理还有一定的差距。 因此，为了解决这一问题并且简化建模操作，我们通过使用数码相机或者其他的可取途径来获得位图，从而来对金鸡湖凯宾斯基大酒店外围进行贴图是一种非常合适的方法。 在本次建模中，部分建筑体的墙面、木纹、树木等地物的材质我们都是采取的这个方法。 (2) 利用基本材 质。 在 3Dmax 中，基本材质采用的通常是三种参数构成对象表面，即 Ambient Color（环境光颜色）， Diffuse Color(漫反射颜色 )， Specular Color(高光颜色 )，大部分的基本材质都可以通过使用 3 种颜色和对高光区的控制创建出来。 这种材质能够生产相对有效的渲染效果，操作还很简单，与此同时还可以模拟透明或者半透明的对象，创建模拟发光对象。 (3) 复合材质。 通过综合运用位图、基本材质和程序贴图来制作类似草地、天空等相对复杂的材质。 （ 1） 选中模型中索要贴图的面， 通过快捷键 M,开材质编辑窗口 ，选中第一个空材质球，在漫反射路径块中点、位图。 确定所要贴图的路径（图 2310）。 图 2310 模型表面贴图 XXXXX 本科生毕业设计（论文） 15 （ 2） 单击 将材质指定给选定对象，然后选择 在视口中显示贴图，同时在修改器下拉列表下选择 UVW 贴图，给贴图面赋一个 UVW 坐标，从而使材料与模型坐标统一，适配，这时材质初步呈现出来，只是位置却不正确。 之后，我们在面板的参数中选用长方体（ box）。 ，这样材质位置就正确了。 与此同时，还要通过输入 Utitle和 Vtitle 的相应数值设置材质的平铺数量。 最后将面转化 为可编辑多边形。 （图231）。 整体贴图效果（ 2312）。 图 2311 模型贴图后效果 XXXXX 本科生毕业设计（论文） 16 图 2312 整体建筑物贴图效果 （ 3） 整体焊接。 用 CTRL+A 选中所有的点，然后焊接顶点，阈值默认为 ，使用快捷键 F7 可以显示顶点数、边数和面数。 单击 可以查看实际渲染效果（图2313）。 最后可以导出 3DS 模型。 图 2313 渲染后效果图 4 透明纹理映射 透明纹理是通过融合技术和纹理技术共同实现的。 所谓融合技术 （ blending）就是通过指定源和目的地颜色值相结合的融合函数，效果是使得部分场景表现为半透明。 首先在 photoshop 中编辑两张纹理，一张是把透明部分变白不透明部分变黑，而另一张相反即把透明部分变黑不透明部分变白（图 2314）， XXXXX 本科生毕业设计（论文） 17 图 2314 透明纹理 然后在 3dmax 中贴图，点击 ，双击 把第二张贴图指向第一张。 贴图效果 和渲染效果如图 2315 图 2315 透明结构渲染图 建模中常见的问题 多实体拼接局部闪烁问题 实体建筑中，很多需要通过多个实体破解出来，并不是用一个简单的几何形状就XXXXX 本科生毕业设计（论文） 18 可以描述出来的。 在拼接的过程中，可能会出现模型局部闪烁的现象，经 过多次尝试，总结出来的原因通常是两种： （ 1）用凹多边形来表示实体表面。 其中 多数图形系统都明确规定，实体表面 是不可以通过凹多边形来绘制。 一般来说，图形系统能够将实体表面的凹多边形进行自动的补偿或分割，把一个凹多边形分解或者拼凑成 多个凸多边形。 但是与此同时这种自动转变与最初的建模设想很可能 是 不吻合 的 ，所以最好的解决方法就是在建模时就将凹多边形切分成若干个凸多边形的组合。 （ 2）多边形位置重叠造成的 Z 值争夺。 如果 说 两个或两个以上 的 多边形中 在某些点所在的 空间位置上具有相同的深度值 (Z 值 )，那么在进行图 形显示时，是 没有办法正确判断哪一个多边形的点应该优先显示的。 因此 出现有的帧显示这个多边形上的点，而有的帧则显示那个多边形上的点，从而会引起画面的闪烁。 这时候通过进行适当的子面设计或多边形剪切就可以避免这一现象的产生。 冗余多边形 描述实体模型表面的数据通常 会 存在冗余现象，这里的冗余多边形 最 主要 就 是指在实体外部观察模型时不可视的部分。 例如，楼体的内墙面、底座面及楼层之间的连接面等。 由于在场景浏览时这些冗余的多边形是不可见的，所以我们可以通过去除它们来解决这个问题。 而且去除这些冗余的多边形在很大的程度上还能大大降 低整个场景的复杂度。 细节的过分强调 一般情况下， 影响模型逼真性很重要的因素之一就是 模型的细节程度。 其细节程度 化 越高， 所构造出的 模型越逼真。 但建立模型的时候如果过分强调细节的话，对所有的表面特征和结构都采用多边形来实现，忽略掉了数据库整体结构设计的优化性，会使得工作量 骤然变大，从而导致整个系统的性能降低，运行的速度大幅度下降。 所以 在建模的过程中我们一定要有整 体观念，要明白系统性能和模型细节之间是具有相互制约性的，不能 过于强调细节，无限细化模型。 XXXXX 本科生毕业设计（论文） 19 布尔运算错误 布尔运算是一种运算量非常大 并且结果多样性的计算，所以工作过程中，出错几乎是不可避免的。 但是我们可以通过一些措施来减少错误和可能会导致的损失。 在进行运算之前，我们要养成保存或者暂存文件的良好习惯，这样做可以有效的比秒劳动成果的丢失，此外还要注意以下三个方面： (1) 两个复杂程度差别太大的模型之间最好是避免采用布尔运算 (2) 两个模型在进行布尔运算的时候不要严格对其某一边。 (3) 对同一个模型反复进行布尔运算的时候，为了提高运算的稳定性， 好将前一个塌陷为 Editmesh。 纹理映射代替结构 一般来说，每栋建筑都具有很大数量的门、窗和阳台栏杆 等细节部分。 我们 通过纹理映射这种 方法，在对应位置的多边形表面上贴上纹理图片 以代替 详细的模型。 通过 这样 的 处理 ， 可以减少模型的多边形 复杂程度和数目 ， 从而 提高系统的 响应速度和实时渲染时间。 只要视点 与建筑还有一定的距离 ， 那么通过纹理映射，建筑物模型的逼真程度不会被降低。 第 3 章 VRmap 平台操作 场景制作步骤 数据导入 (1) 生成一块平面。 打开 vrmap，右击选择建立平地 确认即可（ 图 322）。 XXXXX 本科生毕业设计（论文） 20 图 322 生成平地 (2) 地物编辑。 在 平地贴上地形影像， 通过选择编辑地形， 找到地形影 像即可如图 323。 图 323 导入地形影像 （ 3） 3ds 模型的导入。 平台对导入的 3ds 文件 提供 了两种导入的方式：一种是 将模型 按照模型坐标 ，另一种是 置于眼前。 当模型置于眼前的时候， 可能会出现 模型不在地形上面 的情况 ，这个时候可以通过调整视点，先在 俯 视图上把模型调整到地形的上面，再在透视图上面调整模型的高度，或直接就用“ 标准场景编辑 ” 中的 “ 接地 ”功能将 模型接地，这样我们就可以将模型调整到了地形上，使得 场景环境 和场景辅助设施建设 总体协调，如图 324。 XXXXX 本科生毕业设计（论文） 21 图 324 模型导入 （ 4） 属性 设置。 选择工具，宏扩展，配置典型光源 ，来达到 模仿自然光 的目的 ，将 场景下点状光源、两平行光源的光源颜色都设为白色，如图 325。 图 325 设置光源 （ 5） 地面和天空背景的设置。 创建背景结点 ，然后通过 颜色、弧度、半径的 设置 得到简约的天空、地面效果。 如若 设置天空和地面的纹理， 且 适当调整颜色（如果贴图 比 较好， 就 可以把颜色设置为无偏色），就 可以达到 较为 逼真的天空和地面效果，如图 326。 XXXXX 本科生毕业设计（论文） 22 图 326 地面和天空背景 场景制作与优化 (1) 场景制作 创建匹配点（树木、路灯带等 ）。 通过 单击矢量工具 的沿线插点 ，结束 之 后进行一些设置， 最后 点击匹配模型，在 C 盘安装目录下选择 相应 匹配点的 txt 文本，如图 327。 XXXXX 本科生毕业设计（论文） 23 图 327 创建树木和路灯 (2) BMP 位图文件的导入 在〖工程〗窗口中选择〖图库〗 属性页。 〖图库〗属性页的窗口当中 罗列 出了计算机的 网络资源 和 所有 的 文件夹。 按照操作 Windows 资源管理器 同样 的操作方式 来 进行操作， 直至 找到包含 所 需要的贴图注记或者模型文件的目录。 单击， 在场景视图中将 位图导入 到 将放置的位置 ，如图 328。 图 328 位图导入 局 部 的。