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三維虛擬場景建模三維虛擬現實場景

時間：2019-12-29 14:20:50

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來源：

欄目：虛擬現實

導讀：虛擬現實建模是利用虛擬現實技術，在虛擬的數字空間中模擬真實世界中的事物，虛擬現實技術將數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、傳感與測量技術、仿真與人工智能等多學科融于一體，為人們建立起一種逼真的、虛擬的、交互式的三維空...

虛擬現實建模是利用虛擬現實技術，在虛擬的數字空間中模擬真實世界中的事物，虛擬現實技術將數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、傳感與測量技術、仿真與人工智能等多學科融于一體，為人們建立起一種逼真的、虛擬的、交互式的三維空間環境。

三維虛擬現實技術是在虛擬的數字空間中模擬真實世界中的事物，這就需要一個逼真的數字模型，于是虛擬現實建模技術就產生了。虛擬現實與現實到底像不像，是與建模技術緊密相關的，所以建模技術的研究具有非常重要的意義。

按照建模方式的不同，現有的建模技術主要可以分為：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需要專業的設計人員掌握相關三維軟件創建出物體的三維模型，對設計人員要求高，而且效率不高。三掃描儀以其高精度的優勢而得到應用，但由于測量設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,再者還需要進行一些后期的專業處理。基于數碼照片的三維建模技術則可以根據物體的不同方位運用不同的視角來拍攝的數碼照片，只要依據確定的數碼相機的內外部參數來確定物體的特征點的空間方位。

開發一個應用的***步就是要從數學上定義基本過程,并配備已有的硬件資源。第二步就是開發對象數據庫和優化模型,即建立對象的形狀、外表、行為、限制模型并將對應的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

要表現三維物體，比較基本的是繪制出三維物體的輪廓，利用點和線來構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比較普遍方式是使用一組包圍物體內部的表面多邊形來存儲物體的描述，多面體的多邊形表示***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格逼近，曲面上采用多邊形網格逼近可以通過將曲面分成更小的多邊形加以改進。由于線框輪廓能快速顯示以概要的說明表面結構，因此，這種表示在設計和實體模型應用中普遍采用。通過沿多邊形表面進行明暗處理來消除或減少多邊形邊界，以實現真實性繪制。

對一個復雜的虛擬世界，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載使VR引擎（VR實現的軟件和硬件環境）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來幫助VR引擎以交互速度繪制復雜虛擬現實，同時對仿真質量不會產生重大影響。

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