基于virtools环境的三维建模及应用

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1、开发与应用计算机与信息技术·41·基于Virtools环境的三维建模及应用1112贾月乐丁鹏张静王申申（1西南石油大学计算机科学学院；2西南石油大学现代教育部，四川成都610500）摘要虚拟现实技术日新月异，有效并高质量的完成三维模型，并把模型应用于交互式系统中是虚拟现实技术中需要解决的重要问题。本文介绍了以3DSMax建造三维模型，结合Virtools技术实现搭建与控制交互式虚拟现实环境的方法。应用该方法完成了基于Virtools环境下钻井模拟器视井仿真系统中的三维环境搭建。关键字虚拟现实；Virtools；钻井模拟器1引言Virtoo

2、ls包括：一个创作应用程序、一个动作引擎、一个虚拟现实是一种先进的人机接口技术，它利用计算机生渲染引擎、一个Web播放器、一个软件开发工具包。除了自成三维的、基于感知信息的模拟环境，并使用户与虚拟环境身的3D/VR开发平台VirtoolsDev以外，它还有以下五个可进行交互。目前，虚拟现实技术已经广泛应用于军事模拟、选模块以适合不同的应用：PhysicxPack物理属性、VRPack视景仿真、虚拟漫游以及科学可视化等领域。虚拟现实、AIPack人工职能、XboxKit游戏开发、Virtools基于油田钻井工作的特殊性，钻井模拟器作为虚拟培

3、训Server服务器。的设备尤为重要。它采用虚拟现实技术，开发过程基于现代作为一种强大的三维开发工具，按照其功能的不同，计算机控制技术、计算机仿真技术、计算机图形技术、计算Virtools模块组可分为开发模块、生成模块和发布模块。开发机网络技术，并结合了钻井工程的实际工艺，改变了原有的模块包括创作应用程序和软件开发工具包；生成模块包括行钻井培训方法。钻井模拟器视景仿真系统是钻井模拟器的重为引擎和渲染引擎；发布模块包括EXE文件生成器和Web要组成部分，主要作为三维场景的展现和钻井井场实时动画发播放器，可以在单机上运行，Web播放器可以建立

4、基于C/S的模拟。模式的网络虚拟环境。早期的钻井模拟器视景仿真系统采用3DSMax建模，结33DSMax模型创建合OpenGL对三维模型进行控制。随着机械设备和工艺流程虚拟环境的建模是整个视景仿真系统建立的基础，主要的处理日益复杂，系统的实时性及场景的可控性都不能有效包括：几何建模（GeometricModeling）、运动建模（Kinematic的展现。因此，提出了一种基于3D和Virtools技术的虚拟开Modeling）、物理建模（PhysicalModeling）、对象行为建模发方法，以Virtools技术为平台将3D模型及动画转

5、化为（ObjectBehavior）以及模型分割（ModelSegmentation）等。Virtools环境下可控的实时动画，较好地解决了问题。钻井模拟器视景仿真系统中虚拟环境的实现过程基本分2技术概况为三步：第一步是几何建模，主要包括用多边形或三角形构2.13DSMax简介成对象的立体外形；第二步是物理建模，主要包括对几何建3DSMax是世界上使用较为广泛的3D动画软件，可以模的结果进行纹理、颜色、光照等处理；第三步是具体程序进行三维建模、动画编辑、渲染，并且广泛应用于游戏开发、控制，主要通过运动建模的方法实现虚拟环境下的物体运动角色

6、动画、电影视觉效果和设计行业领域。模拟，采用对象行为建模和模型分割的方法提高了整体环境该软件功能强大，可扩展性好，在角色动画方面具有很下模型运动的真实感和灵活性。大优势，可使用丰富的插件，方便开发。3DSMax和其他软3DSMax的几何建模方法主要有多边形（Polygon）建模、件配合流畅，新版本提供了新的接口技术和优化，极大改进非均匀有理B样条曲线建模（NURBS）、细分曲面技术建模了交互，明显提高了速度。（SubdivisionSurface）。通常建立一个模型可以分别通过以下2.2Virtools简介几种方法得到，但有优劣、繁简之分

7、。Virtools是由法国全球交互三维开发解决方案公司在钻井模拟器视景仿真系统的模型制作过程中使用的主VIRTOOLS所开发，其三维引擎已被微软Xbox认可方便易要建模方法和技术为：基本物体（PrimitiveObject）法及扩展用，应用领域广。物体（ExtendedPrimitive）法构建基本几何体模型，再通过·42·计算机与信息技术开发与应用修改器（Modify）修改加工成需要的模型；运用放样（Loft）画不能有添加和删除的情况，否则无法被VirtoolsDev识别；法，非均匀有理B样条曲线（NURBS）法生成表面比较复杂要对关键

8、帧进行处理，保证骨骼蒙皮正常，使得动画正确且的曲面；运用细分曲面技术得到光滑程度高的模型细节；运连贯。用布尔（Boolean）运算法，生成结构比较复杂的模型；运用贴图给模型赋予材质，使模型具有