基于3DS MAX上网络仿真课题三维建筑模型及场景建设

薛媛媛

（山西交通职业技术学院，山西 太原 030031）

基于3DS MAX上网络仿真课题三维建筑模型及场景建设

薛媛媛

（山西交通职业技术学院，山西 太原 030031）

文章主要讨论了基于3DS MAX虚拟现实技术上在网络仿真课题中，如何创建建筑模型、室内空间场景和相关动画，以及在创建建筑模型和动画的过程中产生的主要问题。最终通过对3DS MAX仿真场景在虚拟现实中的应用，创建一个虚拟的网络实训基地。

3DS MAX；三维建筑模型；虚拟网络空间

根据国家高职教育的发展趋势，大力提倡充分利用现代化信息技术的发展优势，以提高学生的职业技术能力。在这一精神的指导下，根据信息网络的教学特点，从中引入以3DS MAX三维空间为基础的计算机网络虚拟教学平台，以加强学生直观的理解能力，从而全面提高学生的职业技术素质。

在以3DS MAX为基础的技术支持上实现网络仿真的开发与应用，是网络仿真设计中的一项突破。网络仿真是为了能更好地让学生学习计算机网络知识，从而利用3DS MAX虚拟三维空间创建一个虚拟的网络公司，利用虚拟网络提供给学生学习网络知识的环境。通过3DS MAX仿造真实的场景应用，使得学生在学习的过程中能够产生直观的了解，以提高学生网络运行及相应的网络知识能力。

一、3DS MAX概述

3DS MAX是Autodesk公司推出的可在个人计算机上运行的制作三维建筑模型动画软件，是目前工程及建筑效果图设计应用最广泛的三维软件。它不仅可以设计建筑模型，渲染仿真场景，同时可以制作复杂动画，是三维虚拟空间设计中最普及的软件。3DSMAX作为这一实现虚拟现实仿真课题的制作软件，是因为3DSMAX在三维空间中的虚拟建造可以逼真地实现现实生活中仿真的场景及动画，大大提高人们的直观效果。

二、课题概述

1.课题定位

网络仿真虚拟开发应用课题是在高教 [2006]16号文件《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》的内容以及“以就业为导向，以能力为根本，走产学结合的办学路子”的精神指导下，根据高职院校的培养目标，通过对许多网络设备公司、网络施工企业进行调查研究，分析网络技术岗位的具体要求，从而使学生达到学习和掌握计算机网络技术岗位的职业能力以及相关要求。

2.课题目标

网络仿真虚拟开发应用课题的主要目标是以提高学生学习计算机网络实训教学水平为目的，利用3DS MAX的三维建筑模型及场景建设制作仿真的教学系统，以提高学生的动手能力和对知识的了解能力。

3.3DS MAX三维建筑模型及场景建设在课题中的作用

网络仿真虚拟开发应用的基础是需要有虚拟空间的平台来实现虚拟网络的应用。3DS MAX的三维建筑模型就是用以搭建平台来实现虚拟网络的系统。在网络仿真虚拟开发应用这个课题中，三维虚拟操作起着十分重要的作用。

4.课题说明

《网络仿真的集成、开发与应用》研究课题是山西省交通厅的科研计划项目，于2008年12月结题。

三、收集数据及整理

根据网络仿真虚拟开发应用课题的需求，在3DS MAX三维虚拟空间的平台上，首先需要创建一个网络实验室和一个网络实训基地。另外，网络实验室需要若干实训设备，重点在网络实训基地的建设。网络实训基地首先需要根据地形按照1∶10000的比例在Auto-CAD中绘制相关的设计图形，接着拍摄一定的实际图片，这些图片在Photoshop中修改后将准备在3DS MAX三维虚拟空间后期制作贴图需要。同时，根据网络实训的相关设备在AutoCAD中绘制比例真实的设备图形，为后期导入3DSMAX三维虚拟空间做辅助作用。

四、网络仿真中三维建筑模型及场景建设

1.三维建筑模型建设

3DS MAX三维设计中包含多种建模方式，如Geometry(几何体建模)，Shapes(二维图形建模)，NURMS（NURMS曲线物体建模），Patch（Patch物体建模），Polygon（Poly物体建模），Polygon Mesh（Poly面片物体建模）等。建筑物的建造多使用Geometry(几何体建模)，这种建模方式较为方便，对于建筑物和建筑场景的三维空间建设较为简易，是建筑空间设计中常用的建模方式。

Geometry(几何体建模)中包含多种建模类型，Standard Primitives（标准几何体建模），Extended Primitives（扩展几何体建模），Compound objects（合成物体建模）。根据仿真网络实训基地的需求，将实训基地设计为六层，利用Standard Primitives（标准几何体建模）将基础建筑模型完成后，就需要在Compound objects（合成物体建模）中利用Boolean（布尔运算）和Loft（Loft放样）进行窗户、门和相应装饰物体的修改增加。其中门、窗等物体在建筑物中的增减尽量在Boolean（布尔运算）中进行，以便后期需修改门窗尺寸时可在Boolean Parameters（布尔运算参数）下的Operands（运算物体）中选择A或B物体直接进行修改，但应当引起注意的是，需要物体在Array（阵列）时选择Instance（关联复制）。建筑物屋顶、修饰面等需要修改的物体可将其为Editable Mesh（编辑面片物体）物体或进入Edit Mesh（编辑面片）修改编辑选项中对其 Vertex（顶点）、Edge（边）、Face（边界面）、Polygon（多边形）、Element（元素）逐一进行层级调整和编辑，最终完成网络实训基地的建筑设计。

2.三维室内建筑模型建设

根据虚拟网络实验基地的要求，在建筑模型的室内部分需要完成大厅设计和两个实验室的模型建设。在室内设计中首先需要运用Geometry(几何体建模)完成楼层分隔和楼梯的建设，楼梯为双跑楼梯。一层为网络实验基地的大厅部分，在这个部分里，有办公区和网络实验主管区，进入这个大厅后，可由指定路线进入办公区，学生在实际操作时，寻找自己合适的岗位人员。根据这一需求，首先进行办公家具的建造，创建办公家具多用Geometry(几何体建模)或Patch（Patch物体建模）或Polygon（Poly物体建模），这样，物体除了可以创建较为规矩的几何图形外，还可创建形状各异的其他模型，最后调入人物模型，完成室内空间的设计。

3.其他三维模型建设

在虚拟网络实验基地和虚拟网络实验室的设计过程中有很多特殊的网络实验设备，这些实验设备同样需要利用3DS MAX三维设计来表现，所以在这些物体的设计过程中会有一定的难度，如水晶头的制作和夹水晶头钳的制作。在制作水晶头的过程中，主要是利用Edit Mesh（编辑面片），修改编辑其 Vertex（顶点）、Edge（边）、Face（边界面）、Polygon（多边形）、Element（元素），对其进行Divide（细化），Extrude（挤压），Bevel（倒角），Attach（结合）等。在夹水晶头钳的制作中主要利用Geometry(几何体建模)中的 Shapes（二维图形建模），并根据其所属比例在AutoCAD中绘制夹水晶头钳的正面图，接着从AutoCAD中导入到3DS MAX里，利用Shapes（二维图形建模）修改导入物体的Vertex（顶点），利用焊接工具将其连接到一起，用Extrude（挤压）工具转化为三维图形，再用Geometry(几何体建模)和Edit Mesh（编辑面片）修改完成物体的制作。

4.相关动画的设计

3DSMAX已是十分普遍的制作动画软件，在网络仿真虚拟开发应用这个课题中需要利用3DS MAX制作相应的几段动画，然后在3DS MAX的插件以及动画制作软件FLASH中制作完成。制作几段动画就需要在3DSMAX的场景中建立几个Cameras（摄像机），然后利用Shapes（二维图形建模）中的Line（线）绘制几段路径，将 Cameras（摄像机）通过 Path Constraints（路径约束）附着到Line（线）上，接着根据自己的时间比例建立动画，修改Path Constraints（路径约束）的相关参数并完成动画制作。

［1］黄小刚，李伟程.山西师大主校区三维虚拟校园的建设研究［J］.山西师范大学学报,2008，(2).

［2］兰昱.计算机辅助设计 3DSMAX［M］.南京：江苏美术出版社，2008.

［3］王琦.3DS MAX5白金手册［M］.北京：北京科海电子出版社，2004.

TP

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1673-0046（2010）6-0174-02