虚拟驾驶平台虚拟场景设计制作(2)

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2.2 虚拟场景的建模

虚拟场景的设计与实现过程非常复杂，就视景系统的开发制作，它的复杂程度也是那些传统应用程序的开发不能相比的，虚拟场景的开发设计、组织和管理都是使用当前先进的建模方法，编程语言的计算机环境下直接去勾画出一个虚拟场景比较困难, 一般要在3D Studio、solidworks、AutoCAD等软件中来建立模型，然后再把已统一数据格式输出，进行实时的渲染。分析要求建立场景的环境。比如说要建的是一个企业、一条公路四周的景观还是一块山体的外景。

确定总体模型建立的方法。在动手开始创建模型之前，需要探讨一些方案，应就方案征集场景设计师和有场景设计经验人士的意见，分析所收集到的意见，结合个人的设计风格修改设计方案初稿，直到形成最终的虚拟设计方案。确定一种更好的实施方案会对后续的工作产生良好的影响。比如：3D-MAX中创建一个山体我们可以有四种方法来实现，方法1：合成物体制作。可以先在创建面板中创建二维线，用样条线画出山脉的等高线，尽量用折现画不需要用曲线，使创建的折线的段数尽可能的多些，使每层的点的数量最好一样多，把等高线用移动工具在高度方向上依次拖到相应的高度，也就是使等高线等高的排列，选择最底下一条，再在创建面板中创建几何体，几何体类型合成物体，找到合成物体的地形，点击拾取对象，依次从下往上拾取其他线条，最后对地形加上网格光滑，这样就得到了一个山体。方法2：几何体编辑制作。先是创建二维线，用样条线画出地面形状，还是用折现，但是折现的段数尽量少些，只在关键的地方转折，然后右键塌陷成多边形物体，在此物体面层级中，选择塌陷形成的面，找到斜角挤压，按照山体的倾斜程度依次挤压出山体的形状，再用点层次拖拽每个顶点使山体自然不规则，最后进行网格光滑。方法3：贴图置换方法。先在PS上画一张黑白的位图，然后根据山脉的高低，它最低的地方时最黑、最高的地方最白，然后把它保存成G格式，在3DMAX中建立一个平面，片段为30*30段，最后加上置换修改器在指定位图中指定刚才保存的位图，就能得我们需要的山体效果。方法4：用插件制作。可以选择用Dreamscape等专业自然环境插件来制作，效果非常好。

Figure 2.3 replacement command to create the mountain Figure 2.4 Noise command to create the mountain

模型细节的简化设置。模型越细致用户体验时产生的沉浸感就会越强烈，给用户带来听觉、视觉等不同体验，但也会让模型增加几倍甚至几十倍。我们采取近距离观察的事物对它进行精确描绘，对远距离观察的事物进行粗略的描绘，这样我们就实现了简化模型显示，提高了虚拟场景的现实效率。所以对于场景中我们不太关心的部位我们要做简化处理。这也就能更突显环境的真实感。

Figure 1.5 Front view of trees simplified modeling Figure 1.6 simplifies the modeling tree top view

2.3 虚拟场景的灯光和效果

灯光和场景效果是模拟真实世界中等同于它们的场景对象。像灯光设备、太阳光本身和各种大气、雨、雪效果。虚拟环境中较好的灯光设置和效果的处理，可以给用户身临其境的感觉。一般3D软件中的各种照明效果是为了照亮其他对象的。最难的部分不仅只是照明，而是自身的发光效果更为重要。这类光源一般都是通过曲面较大的玻璃板和反射板来散射光线。当然如果以理论为基础的话，是可以把握创作的原则。所以，如果要制作出十分逼真的灯光效果，要了解与传统的灯光的相关基础知识是非常有必要的。当白色光通过三棱镜时被折射成七色光，分别是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。这些颜色中红、绿、蓝是三原色，所以光的颜色模型为RGB模型。3DMAX提供了RGB颜色选择模型。需要注意的事项是：光的颜色具有相加性而颜料的颜色具有相减性。相加性指混合的颜色越多，颜色越淡，相减性则与之相反。灯光在虚拟场景中的布置，一般使用三点照明法，三点照明法主要是由一个主光、一个辅助光、一个逆光组成的三点光源系统，在很多类型的场景中都非常适用。在虚拟场景灯光设计中，灯光的颜色变化可以增加场景气氛。灯光可以表达一种情感，可以把观众的眼睛引导到特定的位置。能够为场景提供更大的深度，展现丰富的层次。要想做好这方面的工作取决于场景的把握和工作者的经验以及在艺术方面的修养。