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基于MAYA技术的天坛三维虚拟建模设计与应用

作　者: 李书明
导　师: 车明
学　校: 天津大学
专　业: 软件工程
关键词: 虚拟场景 MAYA 3D 天坛建模 ZBrush
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

当前,信息化图像己成为发展社会生产力和提高人民生活质量日益重要的资源。目前我国在文化古迹保护和旅游景区建设方面已经开始使用虚拟三维图像信息技术,并且今后这将成为一个发展趋势。本文通过MAYA软件,对天坛景区主体建筑进行虚拟模型构建和材质制作,建立了三维虚拟动画的展示基础模型,本人负责完成天坛祈年殿主体建筑模型和材质的研究,最终凭借这些模型完成了天坛的虚拟漫游视频影片制作。文章介绍了MAYA软件和辅助软件ZBrush,描述了天坛祈年殿虚拟模型的制作过程,以及不同材质的创建和贴图制作。制作流程上采用了在MAYA软件中制作低边模型,在ZBrush中制作多边模型,再把模型细节输出成法线贴图,这种制作模式可以大量节省模型面数,又可以最大限度的突出细节,在节省模型面数方面提出了独到性见解,这使得模型渲染输出节省了大量的时间;并且在重复性制作方面采用制作完成一个单体再进行多点复制的制作流程,节省了虚拟模型建模的制作时间和整体流程;接下来对虚拟建筑的展示、参观、信息管理和信息反馈、评估和管理等进行了简明的阐述,体现了本文研究的意义和实用价值。本人工作于前门街道办事处,三维虚拟展示对于区域旅游经济具有良好的展示作用和示范作用,在文化建设和旅游品牌建设方面具有良好的宣传作用。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-19
  1.1 项目背景  8-9
    1.1.1 项目运作的可行性  8-9
    1.1.2 项目优势分析  9
  1.2 技术发展及虚拟动画应用范围  9-11
  1.3 虚拟技术的国内外研究现状  11-14
    1.3.1 国外虚拟现实技术的研究现状  11-12
    1.3.2 欧洲  12
    1.3.3 亚洲  12-13
    1.3.4 国内虚拟现实技术的研究现状  13-14
  1.4 项目特点及本人在项目中的工作内容  14-19
    1.4.1 天坛的历史地位  14-17
    1.4.2 本人工作内容  17-19
第二章三维图形图像软件MAYA 和雕刻软件ZBrush 研究  19-31
  2.1 Maya 的诞生  19
  2.2 Maya 的特性  19-20
  2.3 MAYA 界面  20-26
    2.3.1 主菜单栏  20-21
    2.3.2 状态行和工具架  21
    2.3.3 工具箱  21-22
    2.3.4 通道盒  22
    2.3.5 热核  22-23
    2.3.6 UV 工具  23-26
  2.4 渲染器的研究  26-28
    2.4.1 参数组  26
    2.4.2 渲染尺寸  26-27
    2.4.3 修改扩展名  27
    2.4.4 重新给帧序列编号  27-28
    2.4.5 运动模糊  28
  2.5 模型雕刻工具ZBrush 研究  28-31
第三章祈年殿的虚拟演示系统需求分析与概要设计  31-35
  3.1 祈年殿的虚拟演示需求分析  31-32
    3.1.1 虚拟演示设计背景与设计目标  31-32
    3.1.2 虚拟演示设计指标  32
    3.1.3 虚拟演示设计应用目标  32
  3.2 虚拟模型的实施流程  32-33
  3.3 虚拟演示系统的概要设计  33-35
    3.3.1 祈年殿的模型结构分析  33-34
    3.3.2 材质贴图制作方案  34
    3.3.3 动画及渲染  34
    3.3.4 OGRE 引擎的简单漫游制作  34-35
第四章虚拟祈年殿模型的实现  35-55
  4.1 天坛祈年殿设计结构  35-36
  4.2 天坛祈年殿建模方式  36-37
  4.3 祈年殿台基模型制作  37-46
    4.3.1 底座的制作  37-39
    4.3.2 柱子的制作  39-44
    4.3.3 台阶的制作  44-46
  4.4 祈年殿大殿的制作  46-50
    4.4.1 大殿底面制作  46-47
    4.4.2 大殿墙面和屋檐制作  47-50
  4.5 材质制作方案  50-55
    4.5.1 大殿底面制作  50-52
    4.5.2 贴图的自动生成  52-55
第五章虚拟天坛简单漫游的实现  55-69
  5.1 虚拟引擎模型的面数问题  55-63
    5.1.1 面数的解决方案  55-56
    5.1.2 法线贴图使用前后的面数对比  56-57
    5.1.3 ZBrush 高精度模型的雕刻  57-61
    5.1.4 法线贴图制作  61-63
  5.2 OGRE 图像引擎  63-64
  5.3 OGRE 的安装配置工作  64
  5.4 Mesh 格式  64-65
  5.5 天坛虚拟模型在OERG 引擎的简单使用  65-68
  5.6 硬件条件  68-69
第六章总结与展望  69-70
参考文献  70-72
致谢  72

基于MAYA技术的天坛三维虚拟建模设计与应用

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