舟山连岛大桥全景漫游展示系统开发---建模基础

摘　要：舟山连岛大桥承载了舟山旅游文化，为了发扬舟山文化，本文设计并建立舟山连岛大桥全景漫游系统。该系统采用虚拟现实技术完成漫游效果，以3D 建模为基础，通过贴图及渲染最终达到逼真效果，最后利用后期影视合成完成漫游展示系统。舟山连岛大桥全景漫游展示系统通过镜头全景展示了舟山跨海大桥，达到真实效果，对舟山旅游起到一定的推动作用。

关键词：虚拟现实； 3D建模； 贴图渲染；影视合成

1.前言
　　在全国大力发展文化产业的今天，舟山市正在打造大桥文化，通过大桥景观工程塑造舟山城市特色文化形象，提升舟山城市的影响力，推进舟山经济快速发展。在这样背景下，本项目借助计算机网络和三维虚拟现实技术开发舟山连岛大桥全景漫游系统，充分利用连岛大桥这张名片扩大宣传舟山力度,对全面推动舟山经济发展具有重要意义。首先，通过本项目研发，建立舟山连岛大桥全景漫游系统，并借助Internet网络展示连岛大桥景观，提升舟山城市魅力，弥补景观工程的局限。其次，连岛大桥全景漫游展示技术，可以直接推广到舟山各个旅游景点全景漫游系统制作，推进旅游资源的开发和旅游服务的提升，促进舟山文化产业发展。
　　本文主要研究内容有四个方面：1.连岛大桥图像采集和图像处理；2.连岛大桥模型建立以及完善；3.连岛大桥全景造型开发；4.利用虚拟现实技术开发连岛大桥全景漫游系统。本系统主要采用 3ds Max 基础建模以及 After Effects 后期影视制作。利用3ds Max 软件建立舟山连岛大桥模型；以大桥模型为基础，利用After Effects 制作大桥全景漫游视频。
2.舟山连岛大桥全景漫游展示系统关键技术
2.1 舟山连岛大桥实地考察以及图像采集
　　互联网是当今最便利的信息获取平台，因此，项目组先通过互联网查找舟山连岛大桥相关图片。并通过Photo Shop 软件，对图片进行处理。
　　互联网现有的有关舟山连岛大桥的图片可以给出大桥整体的轮廓，从宁波到舟山依次分桥为：金塘大桥，西堠门大桥，桃夭门大桥，响焦门大桥，岑港大桥。通过图片，项目组也可以初步了解各座大桥的基本模型、架构等等，给建模带来一个整体的构想。
　　先前项目组从互联网上的图片信息粗略的了解了各做大桥的基本构图，接下来项目组要进行更加精细的调查，因此，项目组派图像采集专题小组亲自坐车前往各做大桥。在实地考察过程中，我们拍摄了许多大桥的图像，主要用于对大桥的更进一步的分析。还有拍摄了许多大桥周围的地势，有利于我们大桥建模后期环境的构造。
　　仅仅凭借图片带来的信息是远远不够的，因此项目组所有成员前往金塘的舟山连岛大桥展览馆。在舟山连岛大桥展览馆内，项目组成员首先便看到了大桥的实体沙盘。然后，成员们观看了大桥建设时期的相关视频，体会到大桥建设的宏伟。展览馆里放置了各座分桥的物理模型，这对于我们建模提供了莫大的帮助，因此项目组成员便对各模型进行仔细分析，以及图像采集。最后还拍摄了相关大桥的各个零件的模型，比如：桥墩、路灯、线缆等。
　　数据处理小组对采集来的数据进行分类处理，为建模小组提供大桥的数据以及图片。

2.2 舟山连岛大桥模型分析 
　　舟山连岛大桥总共有五座大桥，模型非常多，因此建模过程是一个非常复杂的过程，为了得到更加精确，细致的模型，必须注意一下几点：
　　将大桥从上到下，从大到小，逐层分解，明确各个模型的总体把握，如图 1；模型分清重点，命名要规范统一，最好以英文命名；
各人分工明确。
　　
图 1 桥梁的基本结构
2.3 舟山连岛大桥建模过程
　　在图像采集专题小组以及数据处理小组工作期间，建模小组在短时期内学习了3ds Max ，掌握了初步建模基础。建模小组以项目推动学习，在建模过程学习、纠错。
　　大桥实体建模。建模是一件考验建模师耐心的事情，因此建模师要一步一步来，逐个建模。对建好的模型进一步优化工作，不如尺寸、棱角、整体效果。

2.4 舟山连岛大桥贴图及渲染
　　3dsmax的2D贴图，就是指材质贴图中的两维图像或图案。2D 贴图是二维图像，它们通常贴图到几何对象的表面，或用作环境贴 图来为场景创建背景。
　　渲染一般出现在三维软件的主要窗口中，和三维模型的线框图一样起到辅助观察模型的作用。很明显，着色模式比线框模式更容易让我们理解模型的结构。
3.舟山连岛大桥效果图
金塘大桥

4.结论与展望
　　在我们的项目中3dsmax 完成场景建模和贴图任务之后，要使用一定的影视处理方法，用摄像机镜头记录我们要展示的东西,配合一些影视常用的镜头方法，反映出我们所需要表达的展示主题。的来讲，整个后期合成制作分为两大块:视频采集（即3dsmax场景动画的渲染）；视频片段的合成（即AE将分散的展示片段合成到一起）。
　　以视觉传达设计理论为基础，掌握影视编辑设备(线性和非线性设备)和影视编辑技巧，能够进行影视特技制作的技术。 影视媒体已经成为当前最为大众化，最具影响力的媒体形式。许多在这些行业的做作业人员与大量的影视爱好者们，现在都可以利用自己手中的电脑，来制作自己的影视节目。合成软件：AE、Combustion 、DFsion、Shake、premiere等。本项目主要使用AE来完成合成任务。AE全称After Effects，是adobe公司开发的一个视频剪辑及设计软件，用于高端视频特效系统的专业特效合成软件。
　　从大桥图像采集和数据处理   大桥模型建立 大桥贴图及渲染 后期视频合成这一过程中，项目组成员学习并运用了许多软件，例如：Photo Shop 、3ds Max 、Affter Effects 等，主要运用了3ds Max软件，3ds Max是一种三维建模软件，具有二维建模、几何体建模、挤压建模等多种建模技术，利用这些建模技术可以有效的实现虚拟大桥中各个对象的三维模型，在全体成员的共同努力下，最终舟山连岛大桥取得了良好的效果。
　　通过项目驱动学习的方式，技术员们深有体会，不仅提高的自身的自学能力，而且掌握了一门专业技术，对于将来的就业也带来深远的影响。学生以团队合作的方式完成项目，也提高了团队精神和个人素养。

参考文献：
   [1] 张菁     . 虚拟现实技术及应用[M] . 北京:清华大学出版社,2011.5.
   [2] 尖峰科技 . 3ds Max 2010 从入门到精通[M] .北京:中国青年出版社,2009.12.
   [3] 亓鑫辉   . 3ds Max 2011 火星课堂[M] . 北京:人民邮电出版社,2011.1.
   [4] 谢中元   . After Effects 7.0 特效合成完全实 例教程[M] . 兵器工业出版社,2006.12.
   [5] 王海波   . After Effects 插件影视特效[M] . 北京:人民邮电出版社,2011.6.
   [6] 杨雪果   .3ds Max 高级程序贴图的艺术[M]. 北京:中国铁道出版社,2010.5.
   [7] 陶利，佟凤义等. 3ds max9三维动画制作典型案例[M] . 北京:清华大学出版社,2008.1.
   [8] 亓鑫辉,周光平 .3ds max 影视特效火星课堂.流体烟雾篇[M] . 北京:人民邮电出版社,2011.8.
   [9] 亓鑫辉，杨晨 . 3ds max 影视特效火星课堂.PF高级案例篇[M] . 北京:人民邮电出版社,2011.8.
   [10] 薛燕妮，李有生，欧阳慧. Photo shop CS5从入门到精通：创意案例版[M] . 中国青年出版社,2011.5.
   [11] 李敏杰.虚拟场景建模关键技术研究[J].研究与开发,2009.11.
   [12] 郑付联.3D MAX 建模技术及其优化技术的研究[J].大众科技,2010.2.
   [13] 李化，马飞，李扬.3DMAX6渲染的艺术[M]. 中国青年出版社,2004.1.
   [14] 火星时代.3ds Max＆VRay室外渲染火星课堂[M]. 人民邮电出版社,2009.6.

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