艺术设计毕业论文建筑漫游——虚拟现实景观.doc

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1、 毕业生毕业设计（论文）学生姓名： xx 学生学号： xxxxxxxxxxx 专 业： 电脑艺术设计 系 别： 艺术设计系 指导教师： xxx 指导系部：艺术设计系电脑艺术设计组2012年 2 月 28 日建筑漫游虚拟现实景观专业：电脑艺术设计 班级：2班 姓名：xx 指导教师：xxx摘要：电影里的故事让我们向往，宇宙中的神秘让我们感到好奇，神话中的仙境更是让我们惊叹不已。随着时代的进步和科技的发展，我们将不可能发生事变成了事实，这充分体现在多媒体动画及其他方面，建筑漫游就在其中。本文主要阐述了虚拟现实技术的应用，此次毕业设计的制作流程等等。通过此技术不仅仅是满足我们精神上的需要，更重要的是让

2、我们的物质生活更加舒适。只有住得舒适，身心健康，才能快乐地生活。关键词： 虚拟现实目 录绪论11 什么是虚拟现实12 虚拟现实技术12.1 虚拟现实的基本特征22.2 虚拟现实技术在室内设计中的应用33 建筑漫游“承德中学”项目制作流程43.1 Auto CAD软件43.2 3ds Max软件4-53.3 Premiere Pro软件5毕业设计总结5-6参考文献6绪论虚拟现实(Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其

3、境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。1 什么是虚拟现实VR是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。概括地说，虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面

4、以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。2 虚拟现实技术虚拟现实简称VR，英文名称Virtual Realit。这一名词是由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jaron Lanier）在80年代初提出的，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，是一种

5、先进的人机交互技术。它可以将规划和建筑设计中的概念和想法通过计算机构造的三维的、逼真的“虚拟环境”真实地表现出来，让使用者沉浸其中，并可以在虚拟环境中随意走动，感受虚拟环境带来的体验和撞击，使用户有强烈的参与感与沉浸感。可以说，虚拟现实技术架起了现实和未来之间的桥梁。观者可以避免被动的观看，观看时间不受限制，可以长时间浏览；观察角度不受限制，可以更换多个观察点，也可以像常规三维动画一样制定既定路线游览。具有很强的交互性和和更强的表现力。虚拟现实系统能使城市地理、资源、环境、生态、经济等复杂系统实现可视化、虚拟化，从而使城市规划具有更高效率。使用更丰富的表现手法、更多的信息量，提高城市建设的时效

6、性、城市管理的有效性，促进城市的可持续发展。2.1 虚拟现实的基本特征多感知性（Multi-Sensory）所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。浸没感（Immersion）又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上

7、去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。交互性（Interactivity）指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。构想性（Imagination）强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。由于浸没感、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I，所以这三个特性又通常被统称

8、为3I特性。一般来说，一个完整的虚拟现实系统由虚拟环境、以高性能计算机为核心的虚拟环境处理器、以头盔显示器为核心的视觉系统、以语音识别、声音合成与声音定位为核心的听觉系统、以方位跟踪器、数据手套和数据衣为主体的身体方位姿态跟踪设备，以及味觉、嗅觉、触觉与力觉反馈系统等功能单元构成。2.2 虚拟现实技术在室内设计中的应用虚拟现实不仅仅是一个演示媒体，而且还是一个设计工具。它以视觉形式反映了设计者的思想，比如装修房屋之前，你首先要做的事是对房屋的结构、外形做细致的构思，为了使之定量化，你还需设计许多图纸，当然这些图纸只能内行人读懂，虚拟现实可以把这种构思变成看得见的虚拟物体和环境，使以往只能借助传

9、统的设计模式提升到数字化的即看即所得的完美境界，大大提高了设计和规划的质量与效率。运用虚拟现实技术，设计者可以完全按照自己的构思去构建装饰“虚拟”的房间，并可以任意变换自己在房间中的位置，去观察设计的效果，直到满意为止。既节约了时间，又节省了做模型的费用。3 建筑漫游“承德中学”项目制作流程承德平泉蒙古中学，位于承德市平泉县城西南成郊，是一所以蒙古族和汉族学生为主的包含初、高中的完全中学，学校占地110亩，总建筑面积32780平方米，其中综合教学楼11000平方米，图书馆4200平方米，科技楼2280平方米，食堂4500平方米，宿舍楼三栋共10800平方米。此项目建筑漫游制作流程如下：3.1

10、Auto CAD 软件CAD，Computer Aided Design的缩写，意思为计算机辅助设计。加上Auto，指的是它可以应用于几乎所有跟绘图有关的行业，比如建筑、机械、电子、天文、物理、化工等。此次毕业设计“承德中学”首先在Auto CAD中要进行的是分层绘各个立面图。因为楼体是立体的，墙和窗户是不同的层。考虑到再在以后的设计中，窗户所赋予的材质不同，所以窗框、玻璃、墙面等都要各自成组。在新建图层时，颜色都要区分开来，这样有方便绘图。比如描绘墙体。使用线工具将图纸中的墙描好，不要漏掉该画的墙。有些墙用矩形工具就好。描好后，要检查是否有遗漏。将其它图层隐藏，就可以看到你绘制的墙体层。检查

11、无误后，接下来描绘地面。因为地面都是矩形，很好描绘，使用矩形工具就可以完成。墙和地面都绘完后，再检查检查。一切完成之后就导出保存。3.2 3ds Max 软件3DS或3DStudio:ThreeDimensionStudio,三维摄影室。它是当今世界上最流行的三维建模、动画制作及渲染软件，被广泛用于角色动画、室内效果图、游戏开发、虚拟现实等领域集实体造型、静态着色和动画创作于一体，极大地普及了三维造型技术。首先，打开3DS MAX，导入绘制好的CAD文件。然后，进行顶点焊接。因为在CAD中，是用线工具描绘的墙体。线之间存在着缝隙，进行焊接才能使之成为整体。在立面图中，有些墙角很小，两点之间距离

12、太近，容易焊成直线而不是角。所以，在进行焊接时要单独焊接，其焊接大小要依情况而定。因为一些地方使用矩形工具绘画的，是一个闭合的线条，所以不用进行焊接。全部焊接好后，挤出。接着，再画上窗框、玻璃和楼梯等。在3DS MAX中，挨个挤出设置即可。接下来就是合并这些模型，合并时，比例、位置、材质等都要考虑。接下来，对模型进行优化删除多余的面。每一个楼体合并好后，进行附加命令，把每个建筑中同样材质的模型附加到一起，这样赋予材质和烘焙贴图的时候，就不用逐一进行设置了。另一个重要环节就是给所建模的物体赋予正确的材质，所贴的材质正确与否关系到所建模物体的真实感。材质的贴图比例是要不断进行尝试的。在完成三维模型

13、的材质设定后，我们就需要把贴图烘焙出来，为了减少灯光在机器中的运算数度，但又要模型有光照投影和立体真实感，所以我们先在场景中加入灯光照亮整个场景。渲染出带有光影的贴图来，再把灯光删掉，这样就减少了灯光在场景中的运算速度。设置灯光的过程简称为“布光”。 布光还有几个地方需要特别注意，灯光宜精不宜多，灯光要体现场景的明暗分布，切不可把所有灯光一概处理，可用vary渲染器进行烘焙，导出带有纹理和灯光阴影贴图。完成后，再把烘焙完成的模型导出至V R P的操作非常简单，只需要在max中调出V R Platform工具，然后单击“Export”即可。3.3 VRP 软件VRP 是 VR-Platform的

14、简称。 VR-Platform三维互动仿真平台 是由中视典数字科技独立开发的具有完全自主知识产权的一款三维虚拟现实平台软件，可广泛的应用于视景仿真、城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、军事模拟等行业。该软件适用性强、操作简单、功能强大、高度可视化、所见即所得，他的出现将给正在发展的VR产业注入新的活力。在VRP中，可以实现的主要有创建飞行相机、创建VRP角色路径、菲捏尔水面及同类相关软件的工程文件。操作步骤如下：（1）新建一个自定义项目。（2）将所须模型导入到项目窗口。（3）双击模型文件，可以设置窗口中进行设置。（4）将模型添加物理碰撞效果。（5）双击玻璃模型在设置窗口中打开

15、，设置不透明度和反射。（6）在项目中添加天空盒。（7）在项目中添加菲捏尔水面。（8）场景背景音乐的添加（脚本控制）。（9）在项目中添加人物、摄影机和飞行动画。（10）在项目中添加粒子喷泉。（11）在项目中添加太阳光晕。（12）进行调整和修改，输出成EXE文件。毕业设计总结：经过这段时间的改进和完善，我和同组同学终于完成了承德中学建筑漫游的毕业设计。我在这次毕业设计中，负责的是将个别模型创建和打灯光，烘焙材质。通过此次毕业设计，不仅增加了我的知识容量，而且让我在实践中学到了在课本中没有学到的东西。在CAD中进行绘制时，墙体层中的线很多，有时候不仔细的话就会漏掉。如果在CAD中没有仔细检查的话，在

16、3d max中挤出时就会没墙体，还要翻回去再补绘上。在一开始绘制地面时，没有考虑到以后设计中的各个房间所铺地面，就把所有地面都画到同一层上。后来，对地面进行了不同的分层，用不同的颜色进行区分。在3d max 中，进行烘焙时出现了问题。开始的时候，我将全部进行焊接，结果出现了问题。房间的角应该是直角的，可挤出来是斜角。后来，我对房间的角进行局部焊接。在建窗户时，对窗户的造型不是很清楚，在老师开会时进行了清楚的讲解，之后进行了修改。虽然，3d max中有楼梯的模型，但是，对它的设置要不断更改，改的时候一下子窄一下子宽的。导入模型时，有时候找不到模型，请教同学后知道了按Z键。对模型进行缩放时，虽然是按比例缩放，但是只在一个视图看起来是合适的，所以，还要在其它视图进行缩放。对于打灯光，我不是很在行。灯光不是太亮就是太暗。所以我请教同组同学进行修改。导入的模型有的不带材质，而缺少贴图，还要进行再贴图。我真的很怀念大学里充满欢声笑语的日子，但仍要继续前进踏上下一段旅途，还有不断的挑战和精彩的生活在等着我们。年轻是人生中最精彩的段落，写好人字，写正人品，真诚是和谐的底色！