基于3d虚拟运动仿真平台设计及virtools功能实现39149

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1、第36卷第4期北京化工大学学报(自然科学版)Vo1．36，No．42009正JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology(NaturalScience)2009基于3D的虚拟运动仿真平台设计及Virtools功能实现张雪鹏陈国华戴莺莺张爱军何雪涛(北京化工大学机电工程学院。北京100029)摘要：针对虚拟仿真模拟对设计人员要求较高且不易实现等特点，本文将虚拟技术与网络技术结合，提出了基于虚拟现实技术进行可视化模拟的平台，利用3dsMax和Virtools技术实现多个运动单元在模拟运动中的避障

2、及协同运动功能。整个过程用3dsMax构建虚拟运动场景和虚拟运动单元；用Virtools进行数据处理，交互控制。构建该虚拟平台不用花费高昂的开发成本和时间，节省了大量的资源，使虚拟现实技术更加实用。关键词：仿真；虚拟现实；3dsMax；Virtools中图分类号：TP391．9弓l言1虚拟仿真平台的建立虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可整个仿真平台的构建过程主要由以下3个步骤视化操作与交互的一种全新方式，是由计算机生成完成：模型的创建；模型的导入；模型的控制。具有三维空间的虚拟环境，用户在此环境中利用特1．1模型的创建．殊装置，以最

3、自然的方式与环境交互，操作和控制环三维模型的构建主要采用几何建模技术。对象境，从而产生身临其境的效果。随着计算机技术的的轮廓和形状采用了点、直线、多边形图形、曲线或发展和对复杂系统仿真的深入研究，虚拟现实技术者曲面方程，甚至图像等方法表示。针对运动场景已经广泛应用于许多领域I1-3]。将虚拟现实技术应中远景和近景将对象分为重点和非重点对象，对其用于运动仿真平台的构建及研究，具有一定的现实分别采用精细建模、次精细建模和粗略建模方式；在意义。整个建模过程中，将层次细节技术和纹理映射技术构建虚拟运动仿真平台是一个复杂的过程，目结合使用，降低了场

4、景实时渲染的复杂度。前的虚拟现实技术多是基于虚拟现实建模语言HJ1．2模型的导人(VRML)。VRML是基于语言文本的虚拟场景生把在3dsMax做好的模型、材质，烘焙好，打好成工具，其交互性差、语言复杂、不易实现。本文采灯光以NMO格式保存文件，然后在Virtools中导入用以虚拟现实技术Virtools【5-6l为核心3dsMaxI]与所生成的NMO文件。导入到Virtools的三维世界Virtools相结合的虚拟运动平台开发方法，具有真实编辑区的3D或2D元素可以加以观察、控制，也可性、交互性、语言简洁和易实现等特点。以用安装SDK插

5、件编辑更多的行为模块(BBS)，从本文基于虚拟现实技术，以行进中的运动单元而实现虚拟单元在虚拟环境中各种运动功能。．为虚拟对象，应用交互虚拟平台Virtools构建主要1．3模型的控制框架，采用3dsMax三维软件对虚拟运动单元和场使用Virtools3．0软件进行控制，其中二维或三景进行制作，开发出三维动画演示程序，实现在虚拟维模型的控制主要是通过Virtools中内置的BBS来世界中以三维动画形式直观地演示各种运动单元之实现的。这些BBS有500多个，能够对三维或二维间协同运动的全过程。模型进行各种基本操作如大小变化、旋转、缩放、颜色

6、变化、光线变化、三维贴图等，复杂操作如行走、转收稿日期：2008—11—27向、后退等。第一作者：女，1983年生，硕士生实现对三维世界编辑区中的模型的控制，一种*通讯联系人方法就是直接调用行为模块库中的内置BBs，一种E—mail：ehengh@mail．butt．edu．cn是使用VC++通过手工自动编写BBs。前者简单·94·北京化工大学学报(自然科学版)2009正方便，后者更为灵活。选择DataResource中Anima—(3)实现目标障碍物的爆炸场景，①添加Waittions类中的行为，用鼠标点击所要的动作行为并添Messag

7、e、Explode到目标障碍物的Script，并编辑参加到3DLayout中的角色身上，并在Schematic中运数；②添加ObjectKeepOnFloor到目标障碍物的用行为交互模块库中的行为模块编辑角色相应的脚Script，并编辑参数；③点击AddAttributesOperation本，形成3D交互动画。添加CollisionManager-FixedObstacle到目标障碍本文采用将Virtools中行为模块添加到具体的物，并编辑参数，如图3和图4所示。虚拟运动单元上，然后在Schematic的相应的Script中编辑各个参数

8、，从而实现对虚拟单元的运动控制，构建一个逼真的虚拟运动仿真平台。2Virtools交互技术在虚拟运动环境中的实现2．1功能设计图1虚拟角色运动脚本该虚拟仿真平台主要是实现虚拟运动单元动作Fig