面向VR系統(tǒng)的三維場(chǎng)景的建立和導(dǎo)入

1、面向VR系統(tǒng)的三維場(chǎng)景的建立和導(dǎo)入TheCreationandImportof3DSceneonVRSystemLIUJunfangDepartmenofcomputergraphic,UESTC,Chengdu611731,SichuanProvince,ChinaThefieldofvirtualrealityisinseparablefromthebuildingoflargescalethreedimensionalscenes,andthebuildingof3Dsceneshasacloserelationshipwithbasic3Dbuildingtoolssuchas3Dma

2、x,Mayaandsoon.Themodelsusedinthesceneareallbuiltby3Dmax.Therearetwokindsofprocessforbuildingandeditingthelargescaled3Dscenes.Oneprocessisthatweexportmodelsseparately,andthenimportthemintoasceneeditortoconductanoverallscenefile.Wewilltakethiskindofuseinirrlichtforexample.Anotheroneisdirectlyexportthe

3、entirefileaftersomeconversionprocess,takingtheuseinogreforexample.Thebetterwedowiththeworkofeditingandimportingfor3Dscenes,themorerealistictheVRscenewillbe.Keywords3Dmax;SceneEditor;irrlicht;ogre0引言在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中需要?jiǎng)?chuàng)建出渲染逼真的虛擬場(chǎng)景。虛擬場(chǎng)景需要由地形、植被、建筑物、汽車、人群等豐富的模型組成。目前，比較通用的三維模型制作軟件有3Dmax,may券。以3Dmax為例,美工制作出的三維模型或

4、場(chǎng)景必須進(jìn)行轉(zhuǎn)換并且將轉(zhuǎn)換后導(dǎo)出的場(chǎng)景文件導(dǎo)入到程序中才能看到渲染后逼真的效果。生成的虛擬場(chǎng)景的逼真程度將直接關(guān)系到虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)渲染的真實(shí)感和沉浸感。生成場(chǎng)景文件的方法有兩種:單個(gè)模型導(dǎo)出式和全景導(dǎo)出式。以下將分別闡述這兩種方法各自的操作流程,執(zhí)行過程中的注意事項(xiàng),并比較兩者的優(yōu)缺點(diǎn)。1 單個(gè)模型導(dǎo)出式圖1單個(gè)模型導(dǎo)出式流程圖1.1 模型導(dǎo)出單個(gè)模型導(dǎo)出式,需要將3DmaXt模軟件生成的基礎(chǔ)場(chǎng)景模型分為一個(gè)個(gè)單獨(dú)的模型考慮,如樹,涼亭,假山石,凳子等。值得注意的是為了提高程序渲染場(chǎng)景的效率,模型不易做的精度過高,面片不要過多,模型體積不要過大,有特殊要求的除外。為了方便攝像機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)視面剪裁,我

5、們需要根據(jù)實(shí)際情況將建模人員制作的體積較大的模型進(jìn)行分割,按幾個(gè)不同的模型進(jìn)行導(dǎo)出。圖2UESTC主樓展示場(chǎng)景圖1.3 場(chǎng)景加載在將文檔格式的場(chǎng)景文件加載進(jìn)程序時(shí)要進(jìn)行解析,由于irrlicht本身已內(nèi)置好了解析器,加載過程非常簡(jiǎn)單,代碼如下:irrlichtrender->d_smgr->loadScene("././media/example.irr");在初始化場(chǎng)景時(shí)加入這行加載代碼即可自動(dòng)進(jìn)行解析。2 全景導(dǎo)出式全景導(dǎo)出式即直接在3Dma葉對(duì)整個(gè)場(chǎng)景模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換,進(jìn)而導(dǎo)出可供程序使用的整個(gè)場(chǎng)景文件。(以ogre中的應(yīng)用為例)生成流程圖如3所示。圖3全景導(dǎo)

6、出式流程圖2.1 選擇導(dǎo)出工具目前,比較流行的導(dǎo)出工具有oFusion和ogremax。oFusionCE版是免費(fèi)的但是有功能上的限制，用于開發(fā)還是應(yīng)該選擇oFusionPro版。但是在資金有限的情況下免費(fèi)的ogremax確實(shí)是個(gè)不錯(cuò)的選擇。本文主要介紹使用ogremax導(dǎo)出大規(guī)模的靜態(tài)場(chǎng)景。2.2 材質(zhì)轉(zhuǎn)換使用ogremax導(dǎo)出場(chǎng)景文件需要下載最新版本的ogremax插件，并將其放到3Dmax的插件目錄中,3Dmax就會(huì)多出一個(gè)ogremax的工具選項(xiàng)。利用ogremax將3DMaxB型材質(zhì)轉(zhuǎn)換為ogre可以解析的材質(zhì)是全景導(dǎo)出式工作的重中之重。必須對(duì)ogre的材質(zhì)腳本有較深入的理解。Ogr

7、emax工具相當(dāng)于提供了設(shè)置材質(zhì)腳本的接口,通過對(duì)technique、pass、texture_unit及燈光、霧效等各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置來完成材質(zhì)腳本的自動(dòng)編寫。需要將建模人員使用其他材質(zhì)表現(xiàn)出來的紋理信息、燈光烘焙效果、玻璃透明效果、地面反射效果等通過調(diào)節(jié)ogremax參數(shù)設(shè)置表現(xiàn)出來。調(diào)節(jié)過程中可用ogremaxviewer觀察調(diào)試結(jié)果。2.3 導(dǎo)出場(chǎng)景文件2.4 場(chǎng)景加載將導(dǎo)出的.scene文件加載到程序中需要添加解析器,把解析XML的tinyxml和.OgreMaxViewersCommonCode中的文件添加到項(xiàng)目中并編譯通過。程序中加載.scene的代碼如下:#include"

8、;ogreSceneNode.h"#include"of/OgreOSMScene.h"#include"of/IOSMSceneCallbacks.h"#include"OgreMax/OgreMaxScene.hpp"#include"Common/Global.h"/在.cpp文件創(chuàng)建場(chǎng)景的函數(shù)中實(shí)現(xiàn):voidCApplication:createScene()/正常建立場(chǎng)景OgreMax:OgreMaxScene*m_maxScene1=newOgreMax:OgreMaxScene();m_ma

9、xScene1->Load("t1.scene",m_ActiveWindow,OgreMax:OgreMaxScene:NO_OPTIONS,m_SceneManager);m_SceneManager=m_maxScene1->GetSceneManager();/得到場(chǎng)景中的具體材質(zhì)并對(duì)材質(zhì)進(jìn)行修改Ogre:MaterialPtrmat=MaterialManager:getSingleton().getByName("ssA1mat512_OgreMax");mat->getTechnique(0)->getPass(0)->setSceneBlending(Ogre:SBT_R