虚拟现实技术在体视动态模拟中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第14卷第3期连云港职业技术学院学报V01．14No．32001年9月Joum~ofLianyungangTechnicalCollegeSep．2001文章编号：1009—4318(2001)03—0001—04虚拟现实技术在体视动态模拟中的应用。李畅(连云港职业技术学院，江苏连云港222006)摘要：介绍了动态模拟的一般过程，并运用机构动态模拟中生成和观察体视动画的方法，完成了发动机装配体视动态模拟。关键词：虚拟现实；体视；动态模拟中图分类号：TP391．41文献标识码：A1引言定分镜头的长度，再确定动画的总体长

2、度。虚拟现实技术是多媒体技术发展的更高境界，是●画出机构运动的关键帧画面。在这里不但要计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技给出各个关键画面，而且要给出从一个关键画面到另术、传感器技术、高度并行的实时计算技术和人的形一个关键画面的运动方式。为学研究等多项关键技术的更高层次的集成和渗透；●确定各个零部件的材质。它能给用户以更逼真的体验，它为人们探索宏观世界2．3收集素材和微观世界以及由于种种原因不便于直接观察事物在有了动态模拟的脚本后，就要根据脚本的要求的运动变化规律，提供了极大的便利。收集素材。常见的素材包括图片资料，录像资料等。2机构动态模拟的一般过程可

3、以根据需要将这些资料输入到计算机中。尽管各种机构的形式千差万别，用途和工作原理2．4建立模拟对象的几何模型也各不相同。但是，在计算机上模拟机构运动过程时一般的造型系统中都有曲线、曲面、多边形、元素也有一些规则可以遵循，一般过程如下：或对象的概念。曲线的操作一般有：建立样条、圆、2．1搞清楚模拟对象的工作原理椭圆、取边界、平移、编辑、修改、细分、断点、闭合、联这是非常关键的一步。只有确切地搞清楚模拟结、反向及字库等。曲面的操作有：建立现成的曲对象的工作原理以后，才能深刻理解其工作的动态过面、旋转、填充、放样、拉伸、细分、断开、联接、闭合、反程，为后面设计脚本打下基础

4、。向等。2．2设计模拟的脚本2．5布置场景的灯光在理解了机构运动的工作原理后，就可以确定模建立好模型后，就要在场景中布置灯光，为后面拟机构运动过程的动画的详细脚本。这部分的内容的材质设计打好基础。环境不同，布置灯光的方法也包括：不同，但基本上仍是采用三点布光的方法，就是使用●确定动画的总长度。这一般从两个方面来考一个主光、一个辅光和一个背光。如果场景的规模很虑。一是模拟演示的需要，二是实际机构运动的需大，那么可以先分成几个区域，然后在每个区域中使要。用三点布光的方法。●确定分镜头的长度。这也是和时间有关的因2．6定义对象的材质素。在确定了总长度后，就要将整个运动分

5、解，确定定义材质一般分为确定基本参数和指定贴图。出各个工作阶段的运行时间。当然，有时也可以先确基本参数一般包括三个基本颜色和浓淡方式。三个-收稿日期：2001—05—25基金项目：国家“863”计划支持项目(项目编号：86330604084)维普资讯http://www.cqvip.com2连云港职业技术学院学报2001年9月基本颜色是：Ambient(阴影部分的颜色)，Diffuse(材质Bezier、NRUBS、Spline和Loft等方法，分别完成了机体的本色)，Specular(高光部分的颜色)。这三者中，Dif-机构、进排气系、驱动机构、冷却系、润滑系、

6、启动系、fuse的影响最明显，也最容易定义。如果想把材质设燃油供给系等部件的制作。成现实世界的某种颜色，那么，把Difuse设成这种颜3．2设置灯光色就可以了。在机构动态模拟中，主要设置物体的本我们使用一个泛光灯作为主光源，使用两个聚光色和高光色。设置好基本颜色后，将Difuse的值拷灯分别作为背光和辅光。贝到Specular部分，然后使高光部分的饱和度变大即3．3设计材质可。为使动态模拟系统有逼真的视觉效果，根据实物2．7设置机构的运动表面材料和颜色，我们调制了不锈钢材质、铝材质、铜在模型、材质和灯光都指定好后，就要设置机构材质、橡胶材质、红色材质、金黄色材质、

7、蓝色材质等。的运动了。这一步也是动态模拟的关键一步。设置3．4运动的设定运动的方法有关键帧法、插值法、变形法和关节法等。零部件的装配是动态模拟过程的一个重要环节，关键帧法常用于设定对象的位置变化、比例缩放、旋其装配的成功与否是由零件装配时的几何约束及相转和隐藏等变化；变形法常用于设定对象的形状变应的力学状态决定的。我们主要使用关键帧技术、反化；关节法用于设定类似于人或动物等有关节的对象向动力学和基于物理学的运动设定技术为整个工程的运动，常采用的方法是机构逆序运动法。在机构模制作了令人满意的动画效果。拟中，可以根据不同情况，选择不同的方法。3．5体视效果的生成2．8

8、．动画的渲