实施虚拟现实技术理论（课堂笔记七）

三维设计软件

虚拟现实注重的是真实感和沉浸感，真实感需要通过3D设计软件将现实世界和环境真实再现，常用的3D设计软件有3ds Max | Maya | Softimage | ZBrush | Lumion 3D | Cinema 4D等

1.3ds Max

3ds Max是由Autodesk公司旗下的Discreet子公司推出的三维设计软件，广泛应用于建筑设计表现，游戏开发，虚拟现实，影视动画广告，模拟仿真，辅助教学，工程可视化等领域

多种建模方法：

• 基本几何体建模
• 2D转3D建模
• 修改器建模
• 网格建模
• 多边形建模
• 面片建模
• Nurbs建模

动画功能：

• 关键帧动画
• 层次动画
• 角色动画

2.Lumion

荷兰ACT-3D公司于2010年12月正式发布了实时3D可视化软件Lumion，主要用于建筑，景观，规划的效果图制作，也应用于动画的设计制作、虚拟现实场景制作。

Lumion可以简单快速地设计出逼真的模型，渲染速度快效率高，由于使用了GPU渲染技术，可以快速响应用户的编辑操作，实时渲染编辑修改后的场景画面。软件操作简单，支持从Sketchup以及Autodesk等产品中导入模型。

功能：

1. 模板
   Lumion提供了9个场景模板（Coastline海岸线、River bed河床、Mountain range 远山平原、Dry desert 沙漠、Flat terrain 平原、Flat terrain foggy武器平原、Large Mountain山脉、Red Rock红岩石、Sunset日落）

2. 太阳与天空
   可以设置和调节场景中的云，雾效果，太阳位置、高度等

3. 地形与水域
   可以设置和调整山的形状，材质等特性和水的特性

4. 模型与材质
   导入外部模型，Lumion支持SKP，DAE，FBX，MAX，3DS，OBJ，DXF等导入格式

5. 辅助配景资源
   Lumion提供了一个庞大而丰富的资源库，包括建筑，交通工具，人物，动物，街道，地表，石头，树木，城建附属设备等，很多资源又有详细子类划分。

6. 拍照和录制影片
   Lu民能够渲染单帧图片，也可以录制影片，并可以编辑录制的多段影片，为影片添加特效和过渡效果，这些功能对于制作建筑漫游动画和虚拟现实漫游作品十分方便高效。

Sketchup、3ds Max 、Lumion比较：

• Sketchup是一个轻量化的三维建模软件，通过简单的推拉就可以快速创建模型，在建筑设计方面应用最广。
• 3dsMax建模复杂但精细，可以创建复杂模型，历史悠久，插件很多，在建模、材质、动画等各方面表现不错。
• Lumion是新兴的一个快速表达软件，对Sketchup支持良好，基于GPU渲染图像，速度快，实时效果好，但相比Vray等专业渲染软件非实时渲染高画质效果还有差距，但随着硬件发展，这种差距会越来越小。

虚拟现实开发平台

虚拟现实开发平台具有对建模软件制作的模型进行组织显示，并实现交互等功能。目前较为常用的包括Unity、虚幻4、VRP、Virtools、Vizard等

虚拟现实开发平台可以实现逼真的三位立体影像，实现虚拟的实时交互，场景漫游和物体碰撞检测等。

1. 实时渲染
   实时渲染的本质就是图形数据的实时计算和输出。

2. 实施碰撞检测
   在虚拟场景漫游时，当人或物在前进方向被阻挡时，人或物应该沿着合理的方向滑动，而不是被迫停下，同时还要做到足够的精确和稳定，防止人或物穿墙而掉出场景。简而言之，就是让物体有了物理属性

3. 交互性强
   交互性的设计也是虚拟显示开发平台必备的功能。用户可以通过键盘或鼠标完成虚拟场景的控制

4. 兼容性强
   软件兼容性是现代软件必备的特性。大多数的多媒体工具，开发工具和Web浏览器等，都需要将其他软件产生的文件导入。

5. 模拟品质佳
   虚拟现实开发平台可以提供环境贴图，明暗度微调等特效功能，使得设计的虚拟场景具有逼真的视觉效果，从而达到极佳的模拟品质

6. 实用性强
   实用性强即开发平台功能强大。

7. 支持多种VR外部设备
   虚拟现实开发平台支持多种外部硬件设备，包括键盘，鼠标，操纵杆，方向盘，数据手套，六自由度位置跟踪器以及轨迹球等