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虚拟现实是计算机软件么 虚拟现实技术对于电脑软件 硬件的配置要求有哪些?...

时间:2023-04-30 15:35:45

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虚拟现实是计算机软件么 虚拟现实技术对于电脑软件 硬件的配置要求有哪些?...

2.1 硬件要求

基于INTEL P4或AMD

ATHLON系列的CPU、256M以上内存、具备2M以上显存的显卡是现在设计师普遍使用的计算机配置,能满足VRML运行的需求。

2.2 软件要求

建模软件使用3DSMAX,贴图处理使用Photoshop,浏览虚拟场景使用IE浏览器+VRML的IE插件。

3 基本流程

3.1在3DSMAX中建立三维场景

首先按照设计方案制作出虚拟场景中各要素的模型,并赋上相应的材质贴图,然后加上能照亮整个场景的灯光,最后根据设定的视域和视高来确定自由摄像机(Free

camera)的镜头类型和位置。

可见,建立虚拟现实环境的场景与制作电脑渲染图场景的过程基本一致,但侧重点有所不同,后者需要的是静态图像的渲染效果,而前者则更关注实时浏览的流畅感和空间感,因此在创建虚拟现实场景时应做到下面几点:

(1)在满足视觉要求的前提下,尽量减少模型的面数。模型创建完后使用3DSMAX中的优化修改器(Optimize)进行优化,能最大限度的减少模型面数。

(2)使用关联复制(InstancesCopy)。Instance是对象的关联复制,当改变任何一个关联复制品的时候,所有其他的复制品都会改变。在建立虚拟场景时,关联复制是非常有用的,当使用关联复制的时候,组成关联复制的对象的面的设置只在VRML中定义一次。这样可以使用多次同样的几何图形,但不增加文件的下载时间。

(3)对于一些非主要物体,不要过于苛求细节,尽可能使用“模拟的”几何体。比如周围的建筑可直接采用“几何体+贴图”(box+maps)的方式制作(图1)。

(4)场景中所使用的贴图不需要很精细,最好全用jpg格式压缩,并缩小尺寸,这样能节省大量的下载时间。

(5)所有使用到的贴图必须全部放在一个目录中,因为VRML只能搜索一个指定的贴图目录。

(6)使用灯光。光线是场景视觉信息与视觉造型的基础,没有光线便无法体现物体的形状、质感和透视关系,这一点和做电脑渲染图是一样的。但在VRML中不能使用诸如全局光、反射光、折射光、阴影等光线效果,只能通过普通灯光的布光技巧来弥补。另外,要保证场景中任何一个角落都能被灯光照亮,因为最终浏览虚拟现实场景时,任何一个角落都有可能被浏览到。

(7)使用摄像机。VR场景的浏览是通过摄像机来进行的,在3DSMAX中创建自由摄像机(Free

camera)来确定视域和视高,不同的视域和视高在实时浏览时能给人以不同的感受。在3DSMAX场景中建立的不同摄像机将会由VRML浏览器列出,可以供用户在VR场景中进行选择性的导航。即使是在浏览器中导航非常缓慢的大环境,也可以通过对一系列的摄像机视图进行切换来快速选择性的浏览。使用建立的摄像机,展示最佳场景,也就是展示具有不寻常的透视效果,或是展示场景中花费了大量功夫才创建的精细部分的特写,如果把它留给客户去自由导航场景,就无法控制客户能看到什么效果了。当然,也可以只通过一个摄像机导航,让客户可以自由在VRML场景中游览而且无拘无束。

3.3.2

虚拟场景中植物、地形等不规则要素的制作

(1)植物:3DSMAX的透明贴图(Opacity)是VRML所不支持的,所以不能使用常规的方法制作植物。应该先用图形处理软件(如PHOTOSHOP)将树木照片处理成无背景的GIF格式(可支持网络上的透明背景),然后直接作为贴图赋予一个平面(Plan)。尽管看起来不是很真实,但与给植物建造模型细节所付出的代价相比要小得多。(图1)

VRML场景的浏览是实时互动的,所以仅使用一个面的树木是不能满足多角度观察的。提供两种方法来解决这个问题:一是用关联复制将树木平面复制一份,然后互相十字交叉,这样不管在什么角度都能看到完整的树,但这种情况仅适用于左右对称的植物;第二个方法是使用摄像机对齐技术,使树木的正面始终面对摄像机,但这种方法通过3DSMAX不能直接实现,必须手动修改VRML代码来实现,这就需要一定的编程基础。

(2)地形:使用3DSMAX中的位移(displace)修改器制作。位移修改器通过对三维物体施加一个灰度图,使三维物体对应图上亮的地方产生凸起,而亮度的不同会导致凸起的程度不同。因此我们可以将设计的地形用Photoshop处理成一张灰度图(图2),然后在3DSMAX中作为位移修改器的贴图施加到一个平面上,就可以得到我们想要的地形了(图3)。

3.3.3 为场景创建互动效果

VR技术中最令人激动的就是场景的互动性,用3DSMAX可以方便地创建出互动效果,在“创建/帮助物体(Creat/Helpers)”面板下的下拉列表框中选“VRML2.0”,出现一个工具面板,面板上列出了12个VRML辅助工具。其中可用于场景互动的有“锚(Anchor)”

、“触动感应器(TouchSensor)”和“范围感应器(ProxSensor)”3个感应器工具。Anchor是锚触发器,当点击设置了此触发器的物体时,可以使场景切换到另一个预先指定的URL链接(类似网页文档的超级链接),或是与场景中的指定的另一个摄像机链接,类似电影中的镜头切换;TouchSensor是一个触动感应器,当在场景中用鼠标点击一个指定物体时就会引发一个预定义的动作;ProxSensor则是一个范围感应器,只要接近一个指定物体时也会引发一个预定义的动作。使用它们就能创建出互动的场景。比如走到一扇门前,门会自动打开;按动按钮,喷泉就会喷出水花,等等。

3.3.4 输出VRML文件

在3DSMAX中使用“file”菜单下的“export…”,将导出的格式选为“VRML2.0(*.WRL)”,文件存放的路径应和贴图一致,然后注意在弹出的对话框中设置“Bitmap

URL Prefix”,将图片路径设置正确。

3.3.5 虚拟现实的浏览

浏览虚拟现实的最佳方式是通过头盔式显示器或三维眼镜来感受,但成本较高,故不在本文讨论范围。一种廉价的实现方法就是直接通过WINDOWS操作系统中的IE浏览器来浏览,首先需要安装专用的VRML浏览器插件,如CORTVRML、CosmoWorlds等都是较为常用的。安装完成后,直接运行做好的VRML文件就能在浏览器中浏览了。在浏览器中通过鼠标或键盘控制漫游的方向,如同身临其境。

4 结语

在虚拟现实环境中,设计者置身于一个相对真实的模拟空间,使得园林设计能够突破“平面、立面、剖面”的常规模式,让设计者从各个不同的角度直观地面对设计对象,更加深入地研究环境中各设计要素及空间之间的关系和比例,设计出更加完美、更加人性化的作品。但由于园林景观设计中植物配置占很大比例这一特殊性,虚拟现实技术要想完全与其融合还有很多技术问题需要解决。我们利用现有的软硬件设备已经制作出一些园林景观的虚拟现实作品,尽管还达不到真正意义上的虚拟现实,但相信随着计算机技术的高速发展和广大园林景观设计者的积极参与,虚拟现实技术在园林景观设计上的应用必将普及。

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