冯春（东北石油大学，黑龙江 大庆 163000）

3ds Max在虚拟仿真长输管道实验室中的应用

冯春（东北石油大学，黑龙江 大庆 163000）

随着虚拟现实技术的高速发展，该在很多行业中都得到广泛应用以及认可，利用虚拟技术构建仿真的虚拟场景，将现实中的物体360度呈现在人们面前，从而解决复杂的设计提供简化、可操作性强的优点。本文主要针对3ds Max在虚拟仿真长输管道实验室中的应用进行分析。

虚拟仿真技术；虚拟场景；3ds Max

长输管道实验虚拟仿真设计的实现为虚拟空间来进行操作，运用虚拟现实技术的产生数字化技术对长输管道进行虚拟设计，虚拟长输管道建设Unity3D为建设的平台上完成的，运用Unity3D来进行监理模型库，结合C++语言现实互动化最终完成长输管道虚拟实验室三维虚拟设计的建设。

1 3ds Max的优势

（1）易于操作。3ds Max初学者容易上手，面板清晰易懂，其存在的命令简易，并不会使操作变得复杂化，只要操作思路清晰，容易理解。

（2）应用普遍。3ds Max具有良好的性价比，在具体应用中所提供的功能远远超过自身的价格，在制作作品的过程中，能够降低成本，另外其对电脑的要求也很低，常规硬件配置就能满足操作要求，因而被各行各业广泛应用。

（3）交流方便。随着互联网技术快速发展及普及，针对于3ds Max的探讨变得更加火爆，方便国内外的很多使用者进行研讨和交流，这使得其在应用中所遇到的问题可以得到更好的解决，促进其快速发展。

2 建立建筑模型

2.1 建模介绍

首先分析现实实验的实验过程，在此基础上明确实验室的各个分区的基本功能，并明确各个装置的尺寸大小，然后使用3ds Max的相关技术分析其实现的可行性，最后应用相关技术进行建模。利用3ds Max创建3D实验场景、装置等模型虚拟实验环境的构建首先是模型的构建，包括实验场景、实验装置和其他辅助工具等模型。

2.2 灯光介绍

在3ds Max操作中灯光的熟练应用是非常重要,一方面能够为场景进行照明,另一方面能够通过灯光使得场景起到在现实中较难实现或无法实现地部分得以观察和再现。3ds Max2012中主要提供了三种灯光模式光度学灯一光、标准灯光和第三方渲染软件的灯光。

2.3 摄像机介绍

摄影机对于制作效果和动画至关重要。3ds Max中的摄影机可以通过景深、运动模糊、散景等特殊效果可以表现出操作对象(主体),还可以通过对摄影机进行切换和动画设置可以从不同角度观察操作对象(主体)或跟踪拍摄操作对象主体的运动过程。例如,制作《地球公转示意》时如果不对地球的公转进行摄影机追踪拍摄的话,无法形象直观的表示出地球公转时太阳直射点南北移动的地理空间过程。

2.4 渲染介绍

渲染指的是将制作好的场景通过渲染器进行实时观察或最终输出成图片或动画格式文件的过程。渲染器是3D引擎的核心部分，它完成将3D物体绘制到屏幕上的任务。在3ds Max中，渲染器可以说是最重要的一部分，当我们画出我们所需要的图形时，只有通过渲染才能得到我们想要的类似于实体的图形，因此对于渲染器的了解以及选择至关重要。随着3ds Max的发展与更新，人们对于渲染器的要求各有不同，因此逐渐推出3款渲染器：第一，Mental Ray(简称MR）是早期出现的重量级的渲染器之一,为德国Mental Images公司的产品。。第二，Renderman作为另外一种高质量的渲染器，与Mental Ray的渲染效果几乎不相上下，而且操作简便，效率高。第三，VRay（简称VR），是由Chaosgroup又发布推出最新渲染器VRay。VRay相对其他渲染器来说是“业余级”的，另外VRay也是目前使用最多的渲染器。

3 3ds Max存在的不足之处

首先，由于3ds Max软件自身的原因使得音频这方面做的不够智能，音质也比较杂，需要配合其他软件才能完善这个问题，比如与pro tools、cool edit pro等软件进行配合使用。其次，即使使用了骨骼链接法制作的动画毕竟也是有限的，不是实现实验者与老师之前的肢体动作以及面部情况。另外，对真实实验过程的仿真、对实验器材的仿真还是不够的，仅仅考虑了几个比较关键的因素。最后，缺乏网络平台，因此用户只能使用单机平台，而不能实现网络共享。

4 结语

随着虚拟仿真在各个领域的逐渐应用，虚拟实验室将是一个不断发展的课题，将会有很多原理和问题等待着我们去探索研究。

[1]王凡，虚拟现实在计算机辅助教学领域的应用研究[D]，哈尔滨工程大学，2001.

[2]严子翔，VRML虚拟现实网页语言[M]，清华大学出版社，2001年，第1版.