增强现实技术(第四章)58

第四章图像的实时显示4.1简单三维模型绘制4.2复杂三维模型绘制与加载4.3三维模型的渲染开发环境编辑环境：运行vrmlpad.exe，sn号见：cdkey.txt。新建文件时：第一行自动出现#VRMLV2.0utf8此后输入关键字的第一个字母就能显示以该字母开始的关键字选项，可以继续输入其它字母，也可直接选取关键字。存文件时，指定扩展名为lyx，以便用Lyinux浏览器运行。调试和运行环境：运行LyinuxSetup.exe，用户名和密码见：蓝牛高级账户-1.txt。当不需与服务器连接时，可在弹出“登录”窗口后选“取消”按钮，不必输入用户名和密码。以后从编辑环境再启动运行时，先存盘，再用鼠标左键点住文件名，经过屏幕下方的Lyinux浏览器图标，再在浏览器中松开鼠标。为了从各个角度观看立体效果，在运行界面中，按鼠标右键，选中“自由视角”后，即可按住左键旋转视图。开发环境程序中出现system等Lyinux特有的节点时，程序文件的第一行必须是#LyinuxV1.1gb2312为了从各个角度观看立体效果，在运行界面中，按鼠标右键，选中“自由视角”后，即可按住左键旋转视图。可以按Shift+V来实现“自由视角”，但输入方式必须是英文状态。当运行时出现错误信息时，通过“查看”-“侧栏”-“输出”，可以看到在哪一行出错。在Vrmlpad编辑器中，可以通过“工具”-“选项”-“编辑器”，选中“显示行号”，则可快速找到出错行进行修改。物体的显示物体的显示效果由5个方面决定：造型、材质、纹理、光照、摄像机位置。造型：造型，指的是三维物体的几何形体。物体有体积，在三维空间中要占用一定的空间。材料：通俗的讲就是组成物体的材料和物体的质地。在3d虚拟世界里，材质表现为物体如何反射光线。如固有色、反射光线的颜色、自发光、透明度等。纹理：现实世界中充满了大量的视觉细节，这种视觉细节就叫纹理。将现实世界中的景物图片画到、或者映射到虚拟造型上——这就叫做纹理映射技术。纹理映射可以为建模节省大量的时间，不必再为大量的视觉细节生成模型。物体的显示光照：环境中各种光源对物体的显示效果都有影响。在3D虚拟场景中，要设定一个或多个光源，包括光源的类型、颜色、光照强度、位置等。摄像机位置：浏览一个场景，需要有摄像机的存在，在没有摄像机的情况下，浏览器会为场景安排一个默认的透视摄像机，将场景中的所有物体覆盖其中。这个摄像机的位置不是固定的，但方向和视角角度是固定的。在编写程序时，可以定制摄像机节点，设定摄像机的初始位置，在运行过程中可以通过相应值的变化改变摄像机的位置、角度等属性，从而改变浏览时的效果。4.1物体的显示坐标系：Lyinux引擎采用笛卡尔右手坐标系，在三维空间中，X轴的正方向朝右，Y轴的正方向朝上，Z轴的正方向朝向用户（浏览者）。这与3D建模软件3DSMax是不同的，Max中X轴的正方向朝右，Y轴的正方向背向用户，Z轴的正方向朝上。参见：《Lyinux开发基础教程(V1.0).pdf》第二章第三节Lyinux基本概念P18-19Lyinux浏览器中的计量单位P19-21Lyinux的数据类型和域P21-22域类型简单几何体组成的场景设计节点和语法，注意大小写之分Shape见P23-24Appearance见P24Material见P24-25Box，见P25（分析gloup1.lyx)CubeSphereCylinderConeGroup简单几何体组成的场景设计造型和组的应用见P33src/ch3/group2.lyx自己创建一个简单几何体的组合，各几何体采用不同的颜色。创建不同的坐标系Transform节点见P39坐标系的平移和旋转见P40、P43src/ch5/transform2.lyx自己创建多组简单几何体的组合，构成各种复杂模型。简单几何体组成的场景设计Transform节点见P39childre列出了所有子节点。translation230列出了新坐标系的原点。rotation0010.524由原点和指定点（前三位）组成旋转轴，第四位为旋转角度，逆时针旋转为正。scale322给出了X，Y,Z方向上的缩放系数。默认值为111。center0-0.150用于设定旋转的支点、缩放的中心点，为执行translation和rotation后得到的新坐标系中支点的坐标。分析Transform4.lyx和Translform4-test.lyx简单几何体组成的场景设计Separator节点见P55src/ch7/Separator.lyx除有Transform可实现的平移、旋转、缩放功能外，还可以设置相对独立的材质、颜色（Basecolor）、字体等。TransformSeparator节点见P58src/ch7/transformSeparator.lyx与Separator不同的是：设置的材质、颜色、字体等在节点外还起作用。简单几何体组成的场景设计编写一个程序，实现下图的简单图形组合，尺寸和角度自定，保证形状基本相同。3DMax2011安装安装源文件：F:\Tools\3DMax2011运行Autodesk_3ds_Max_2011_Simplified_Chinese_Win_32-64bit.part1.exe安装组件时需要输入序列号（Serialnumber）:400-45454545，产品密钥（ProductKey）：128C1。见文件“安装说明.txt”第一次运行时需要激活，激活步骤见文件“安装说明.txt”。1)在软件激活界面点击“激活”（Activate）按钮，然后选择“我具有Autodesk提供的激活码”2)运行注册机，从激活界面复制申请码（Requestcode）粘贴到注册机的Request栏中，点击Generate按钮生成激活码（Activation）3)点击注册机上的“MemPatch”按钮（非常重要）4)注册机中复制激活码粘贴到软件激活界面的输入框中，点击“下一步”（Next），完成激活。3DMax2011简介3dsMax2011的工作界面（P10-P31)加载文件“打开文件-选定.max文件的路径工作视图（P13-P14)视图控制区（P15-P24)选择对象（P25-P31)选定渲染器“渲染”-〉“渲染器”-“制定渲染器”-“产品级：”-〉选取“mentalray渲染器”渲染效果单独显示窗口3DMax2011简介创建象棋“标准基本体”-“圆柱图”视图控制区（P15-P24)选择对象（P25-P31)选定渲染器“渲染”-〉“渲染器”-“制定渲染器”-“产品级：”-〉选取“mentalray渲染器”渲染效果单独显示窗口3DMax2011简介制作象棋模型“创建”-〉“标准基本体”-“圆柱体”-鼠标放在坐标中心，按左键拉出适当大小的圆，抬左键，再按左键拉出高度。（1）“修改”-〉“修改器列表”-“拉伸”-拉伸值：-0.1。（2）如果图形上没有显示出边线，可以按F4，显示出来3DMax2011简介（3）在图形上点击右键，选择转换为---转换为可编辑多边形，然后在右上角的修改器列表里选择顶点。（4）在前视图里框选中间的几排点(F-前视图,P-透视图,T-顶视图)3DMax2011简介（5）在工具栏选择均匀缩放工具，将前视图修改为顶视图并进行放大操作，同时观察透视图里物体的比例。（6）再在前视图里框选中间两排的点，再选择缩放工具进行放大，同时观察比例。同时也可以调整模型高度，反复调整以达到合适的比例3DMax2011简介（7）目前这个模型是使用的初始参数，所以边上的环线只有4条，如果觉得边缘不够圆滑，可以在一开始建立模型的时候，增加高度分段和边数。(8)也可转换为可编辑多边形，然后在右上角的修改器列表里选择边。选择中间的一条边，按右边中间位置的“循环”，可马上选上中间一圈的所有的边，然后缩放。象棋的UV展和贴图的生成参考“象棋制作.avi”，制作效果如图。象棋的UV展和贴图的生成在3DMAX里选择导出文件，格式选择OBJ。然后打开UVlayout，点击Load，选择刚才保存的文件。左侧的Dir可以选择文件夹，然后右侧会显示出来那个文件夹里的文件。象棋的UV展和贴图的生成在操作区对模型的UV进行切割，把顶面和底面都切开。把鼠标悬停在要选择的边上，按C键就会看到边被选择上了（红色的是人为选择的，黄色的是程序智能延长的）。选择一圈之后按回车键，就能看到物体被切开了。底面也用同样方法切开。象棋的UV展和贴图的生成在侧边上选择一条线进行切开。把鼠标放在侧面的一条边上，按C健，选择好切口上所有的编后，按shift+S。象棋的UV展和贴图的生成将鼠标悬停在物体上，按D键送入展平区域。在左侧点击Display展开菜单，然后点选UV按钮。象棋的UV展和贴图的生成鼠标悬停在要展开的物体上，按shift+f键，展开UV，当没什么变化之后，按空格，然后等物体完全展开之后再按空格，如此依次将三部分都展开。象棋的UV展和贴图的生成空格+左键进行旋转，空格+中键进行移动，空格+右键进行缩放，将UV放在中间实线的红色框内。也可按中部的AutoFit自动产生红色框。象棋的UV展和贴图的生成在左侧点击Save按钮进行保存，可以在下面的目录里进行重命名，这样就相当于另存为，之后关闭UVlayout。象棋的UV展和贴图的生成将UV保存成图片。打开3DMAX，导入刚才保存的OBJ文件。象棋的UV展和贴图的生成将UV保存成图片。选择模型，在右侧的修改器列表里选择UVW展开，然后点击下面参数中的编辑按钮。象棋的UV展和贴图的生成将UV保存成图片。在弹出的编辑UVW窗口中可以看到刚才展开的UV，在菜单栏选择工具----渲染UV，之后设置宽度和高度为1024，点击渲染UV模版。象棋的UV展和贴图的生成将UV保存成图片。在弹出的窗口中点击左上角的保存图像，选择PNG格式，也可选择为JPG格式。制作贴图将图片用PS打开，在右侧双击图层，选择描边，大小1，位置内部，颜色红色。制作贴图导入扫描好的象棋的图片，在右侧拖动图层，放在UV层下方，调整图片大小，对其UV的边线。制作贴图在底面扫描图片中截取部分木纹，采用复制的方法（不要采用拉伸的方法，否则纹理较粗）同样放入PS，作为侧面的贴图，并且按UV调整大小。制作贴图隐藏UV层，然后保存图片新建图层，在菜单中点击选择----色彩范围，然后点击文字上的颜色，调整颜色容差，把文字清楚的显示出来，点击菜单栏编辑-----填充，选择黑色，然后把其他图层都隐藏。赋予物体贴图切换到3DMAX，点击工具栏的材质编辑器。点选一个标准材质球，然后点击赋予物体。赋予物体贴图点击下面的贴图选项，展开之后点击漫反射颜色后面的none按钮。赋予物体贴图在弹出的窗口中选择位图，然后选择第一次保存的jpg文件点击凹凸后面的none按钮，选择第二次保存的png图片，调整凹凸后面的数值到合适的状态渲染查看状态，可以看到顶面和侧边面颜色深浅度不够吻合，所以要在PS里调整贴图的颜色，然后在3DMAX里重新载入贴图。从3DMax导出模型在3DsMAX2009中文件-导出-保存类型为“VRML97(*.WRL)”,保存到：（设定目录，如D:\test，输入文件名abc，按保存)按保存键后，出现提示框，在下方“位图URL前缀”中使用前缀，“..\maps”，按“确定”，只生成文件abc.wrl，不生成贴图文件在test下建议子目录\maps，将MAX中的贴图文件（*.jpg)拷贝到test\maps中。将生成的abc.wrl也拷贝到test\maps中。在Lyinux中打开abc.wrl，将出现有贴图的三维场景。如果贴图有问题，也可人工添加语句：与material节点并列，加textureImageTexture{urlimages/迷彩.jpg}从3DMax导出模型另一种选择：按保存