計算機仿真領(lǐng)域中三維建模技術(shù)探究論文
目前，根據模型的分類(lèi)差異，三維建模在計算機仿真領(lǐng)域中技術(shù)上分為幾何建模類(lèi)型和動(dòng)態(tài)建模類(lèi)型。
靜態(tài)三維模型庫數據的獲取
模型庫建立的難度主要在三維模型建模的精模與低模的轉化過(guò)程，在三維模型創(chuàng )建之前，首先需要數字資源的收集整理,主要包括DWG地圖和地形的測量數據、航拍、設計圖紙、以及常用模型的數據資源等數據資料。三維仿真系統中建立模型資源庫,針對靜態(tài)三維模型而創(chuàng )建的,為了方便靜態(tài)模型資源的重復利用,以及方便靜態(tài)模型的資源管理和模型信息升級,因此設置模型信息分類(lèi)存儲。靜態(tài)模型資源庫大致分為以下幾類(lèi):建筑三維模型以及公共設施附屬模型：地標性建筑模型；交通設施模型；公共模型設施；綠化植被模型；水體模型；景觀(guān)及游樂(lè )設施；模型庫資源的建立主要是由AutoCAD和3DSMAX來(lái)完成的。在A(yíng)utoCAD中完成三維場(chǎng)景的平面圖創(chuàng )建后，將其導入3DSMAX中，進(jìn)行地面模型的創(chuàng )建，并且分割地形、地勢，以便之后三維模型的面數與貼圖的賦予不產(chǎn)生面的軸向UV問(wèn)題。應用3DSMAX進(jìn)行初使模型的創(chuàng )建，由于造型能力強，并且可以很好的與仿真軟件進(jìn)行模型的應用導入，因此常用于虛擬仿真的三維建模部分，模型有很強的仿真立體效果。植物模型的創(chuàng )建，一般植物建模通常面數很高，也就產(chǎn)生了數據量的問(wèn)題，因此現今植物建模的各種效果展示中真正的植物模型應用比較少，通常是應用大量的以面為單位的植物貼圖以達到場(chǎng)景中需要的視覺(jué)效果，尤其是應用通道透明貼圖。三維模型創(chuàng )建完成后,通過(guò)三維仿真資源數據庫進(jìn)行管理和操作的。三維模型資源庫將模型分為：高精度模型、中精度模型、低精度模型,方便三維仿真場(chǎng)景中對于近景、中景、遠景的不同需求,當攝影機跟隨路徑約束到視圖遠景時(shí),所顯示的模型為低精度模型,如此可以大量的節省場(chǎng)景中模型的計算量,以達到實(shí)時(shí)交互的刷新頻率要求;當攝影機跟隨路徑約束到視圖近景時(shí),所顯示的模型為高精度模型,保證了實(shí)時(shí)交互,對三維場(chǎng)景中的近景模型的高精度的視覺(jué)要求。三維場(chǎng)景數據庫的模型資源表現了真實(shí)環(huán)境中的建筑模型合并到虛擬三維場(chǎng)景中的細節效果反應，包括三維場(chǎng)景中的天空作為一個(gè)球天模型的環(huán)境貼圖對建筑模型群體的色彩影響。
粒子動(dòng)態(tài)現象的建模
三維場(chǎng)景中的每個(gè)對象都有一個(gè)自身坐標，物體可以以自身為軸向進(jìn)行運動(dòng)，這樣的坐標稱(chēng)為自身坐標系統。這個(gè)坐標系統的位置隨物體的移動(dòng)、旋轉、縮放而改變。通過(guò)關(guān)鍵幀的設置,完成需要的動(dòng)態(tài)模型創(chuàng )建。針對三維場(chǎng)景還有一個(gè)世界坐標，場(chǎng)景中的所有建筑模型都遵從于這個(gè)世界坐標。通常動(dòng)態(tài)現象建模應用粒子系統，以及動(dòng)力學(xué)系統，表現水景、云霧、風(fēng)、火焰等，水體模型建造在地形變化中起著(zhù)重要的作用，同時(shí)是建筑表現效果的重要內容，場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染的要求，通常應用粒子系統完成水景動(dòng)態(tài)特效后輸出動(dòng)態(tài)文件，再將其以貼圖紋理的方式附予場(chǎng)景中的建立好的面片中。虛擬對象reactor的空間綁定,這是配合粒子系統的動(dòng)力學(xué)系統,屬于物理建模方式,通過(guò)對于虛擬物體的空間綁定,確定reactor的質(zhì)量、重量、摩擦力、慣性,以及物體的反彈參數值等等，這些特性與三維建模及其虛擬仿真平臺結合起來(lái)，形成一個(gè)虛擬模型空間。
結論
三維場(chǎng)景中的物理建模涉及到動(dòng)力學(xué)系統,是虛擬現實(shí)系統中比較高層次的模型創(chuàng )建，因為它需要物理學(xué)中動(dòng)力學(xué)和重力系統與計算機圖形學(xué)相結合，涉及到動(dòng)力學(xué)系統中力的作用問(wèn)題，主要是三維模型的重力、摩擦力、反彈值。除了人機交互中相互作用的系統程序應用外,還有在計算機模擬三維仿真系統平臺中所呈現的粒子系統和動(dòng)力學(xué)系統，創(chuàng )建粒子系統的動(dòng)畫(huà)運動(dòng)行為模型。使得虛擬仿真系統平臺可以自主性控制，也就是設定場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)信息后,用戶(hù)不與之交互,指三維物體的活動(dòng)變化以及周?chē)h(huán)境和其它運動(dòng)實(shí)體模型之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，比如風(fēng)效、雨景特效等，它們不受用戶(hù)的輸入控制（也就是說(shuō)用戶(hù)不與之交互）。
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