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虚拟现实实验模块

1)虚拟地理环境背景制作
【功能】通过各种方式收集地形数据和房屋、道路、植被、设施信息,转化为点、线、面三维矢量数据。本实验为构建与现实的空间位置直接对应的虚拟环境做准备,是场景效果是否具有真实感、沉浸感的基础。
效果】分别从遥感影像、地图矢量化、数据处理等方式收集一个区域的地形起伏、以及覆盖地表的房屋、道路、植被和其他实施的相关数据;根据地形数据将地标覆盖各类型数据转化为三维形态;最后利用专业的三维GIS软件构建地理背景,以备后期的三维建模使用。通过本实验的练习,使学生具备虚拟地理环境空间数据收集和三维场景背景制作的能力。
屏幕剪辑    屏幕剪辑
图6 导入地形数据和纹理数据         图7 添加房屋、道路、植被和设施数据
 
2)空间对象三维建模实验
【功能】通过实验操作,使学生掌握各种三维空间对象的建模方法,为后期的三维场景制作做准备。
【效果】能利用三维制作软件完成几何体建模和二维图形建模,能够创建和编辑二维或三维空间对象;在此基础上进一步掌握放样、NURBS曲面等高级造型技巧;能够运用材质和贴图工具以表现各种空间造型的外观、透明度、质地等特性;学会使用灯光与环境工具表现空间造型对灯光与环境的响应。
          
图8 公共健身器材建模效果                  图9 候车亭建模效果
 
3)室内外三维场景制作实验
【功能】运用所学习的空间建模方法设计并实现室内(客厅、卧室、会议室、教室等)或室外场景(商业大厦、别墅、民居、古塔等)的各种组成对象,并拼合成为一个完整的三维场景。
【效果】通过综合实验培养学生设计空间场景的能力以及对各种三维建模技巧(建模、材质、贴图、灯光、环境)的灵活运用能力,训练学生对室内外空间场景的整体把握,以及各组成部分的相对位置、大小、颜色、材质的综合运用能力。使学生具备设计更大空间场景的基本技能。
http://www.twoplussoft.com/imgUpload/3dsmax_ArchausArchitectsLtd_Large_01.jpg
图10 客厅三维建模效果
 
4)空间场景规则设计实验
【功能】针对大型场景中规律比较明显的空间对象(如:房屋、道路、植被、设施等),使用编码方式设计其空间造型规则,批量构建大量同类空间对象。
【效果】训练学生大型虚拟地理环境的构建能力,使学生能够根据背景数据中提供的房屋、道路、植被、设施等信息,编写相应的规则或调用相应的三维模型,从而构建一个大型的空间场景。同时还能够使用规则设置用户交互接口,使用户能够通过交互界面调整构建的三维场景。
  
图11 建筑物、道路、植被规则应用效果
 
5)虚拟校园设计与实现
【功能】综合运用虚拟地理环境构建的各种方法和技术,自己收集相关数据与信息,构建一个虚拟校园。
【效果】训练学生的自主项目设计与实现的综合能力,包括数据收集、地理背景制作、空间建模、材质赋予、规则编写、场景拼合、场景发布等一系列过程,学生要合理安排各阶段的时间,把握项目进度,以确保较好的完成该综合实验。通过综合实例实验,使学生具备独立构建大型虚拟地理环境。

图12 建筑物、道路、植被规则应用效果

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