三維虛擬場景建模 三維虛擬現(xiàn)實場景
瀏覽次數(shù)：次 更新時間：2019-12-29 14:20:50
虛擬現(xiàn)實建模是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在虛擬的數(shù)字空間中模擬真實世界中的事物，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將數(shù)字圖像處理、計算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、傳感與測量技術(shù)、仿真與人工智能等多學(xué)科融于一體，為人們建立起一種逼真的、虛擬的、交互式的三維空間環(huán)境。
三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)是在虛擬的數(shù)字空間中模擬真實世界中的事物，這就需要一個逼真的數(shù)字模型，于是虛擬現(xiàn)實建模技術(shù)就產(chǎn)生了。虛擬現(xiàn)實與現(xiàn)實到底像不像， 是與建模技術(shù)緊密相關(guān)的，所以建模技術(shù)的研究具有非常重要的意義。
按照建模方式的不同，現(xiàn)有的建模技術(shù)主要可以分為：幾何造型、掃描、基于圖象等幾種方法。基于幾何造型的建模技術(shù)需要專業(yè)的設(shè)計人員掌握相關(guān)三維軟件創(chuàng)建出物體的三維模型，對設(shè)計人員要求高，而且效率不高。三掃描儀以其高精度的優(yōu)勢而得到應(yīng)用，但由于測量設(shè)備本身所占空間比較大，容易受到空間、地點等因素的限制， 從而限制其在某些特定情況下的使用范圍,再者還需要進(jìn)行一些后期的專業(yè)處理。基于數(shù)碼照片的三維建模技術(shù)則可以根據(jù)物體的不同方位運用不同的視角來拍攝的數(shù)碼照片，只要依據(jù)確定的數(shù)碼相機(jī)的內(nèi)外部參數(shù)來確定物體的特征點的空間方位。
開發(fā)一個應(yīng)用的第一步就是要從數(shù)學(xué)上定義基本過程,并配備已有的硬件資源。第二步就是開發(fā)對象數(shù)據(jù)庫和優(yōu)化模型,即建立對象的形狀、外表、行為、限制模型并將對應(yīng)的I/0 工具映射到仿真的世界。建立一個虛擬對象模型所要考慮的一些基本問題有以下幾個方面：幾何建模，運動建模，對象特征，模型分割等
要表現(xiàn)三維物體，最基本的是繪制出三維物體的輪廓，利用點和線來構(gòu)建整個三維物體的外邊界，即僅使用邊界來表示三維物體。三維圖形物體中運用邊界表示的最普遍方式是使用一組包圍物體內(nèi)部的表面多邊形來存儲物體的描述，多面體的多邊形表示精確的定義了物體的表面特征，但對其它物體，則可以通過把表面嵌入到物體中來生成一個多邊形網(wǎng)格逼近，曲面上采用多邊形網(wǎng)格逼近可以通過將曲面分成更小的多邊形加以改進(jìn)。由于線框輪廓能快速顯示以概要的說明表面結(jié)構(gòu)，因此，這種表示在設(shè)計和實體模型應(yīng)用中普遍采用。通過沿多邊形表面進(jìn)行明暗處理來消除或減少多邊形邊界，以實現(xiàn)真實性繪制。
對一個復(fù)雜的虛擬世界，其包含許多的對象，每個對象又包含各種模型，這樣由此帶來的巨大計算負(fù)載使VR引擎（VR實現(xiàn)的軟件和硬件環(huán)境）幾乎不可能做到信息的實時處理和吞吐。這就需要模型管理技術(shù)來幫助VR引擎以交互速度繪制復(fù)雜虛擬現(xiàn)實，同時對仿真質(zhì)量不會產(chǎn)生重大影響。
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