摘要：3D Stupo MAX 是Autodesk企业的子公司Kinetix推出的一种出色的三维动画造型软件,它广泛用于游戏、广告、建筑等范围，是现在PC上最火爆的三维动画造型软件。虚拟现实技术是计算机技术进步到肯定阶段的产物，它使计算机适应人而不是人适应计算机，它的进步应用日益广泛、普及。本文拟就3DS MAX 在虚拟现实系统构建过程中的应用做一介绍。

1.虚拟现实介绍

虚拟现实（VR）是一种由计算机和电子技术创造的新世界，是一个看上去真实的模拟环境，通过多种传感设施用户可依据自己的感觉，用人的自然技能对虚拟世界的物体进行考察或操作，参与其中的事件；同时提供视觉、听觉、触觉等多通道的信息，用户通过视、听、摸等直观而又自然的实时感知，并使参与者沉浸于模拟环境中。VR的三个最突出的特点，即它的3“I”特质：交互性（interactivity）、沉浸感（Illusion of Immersion）、想象（ imagination）。

虚拟现实技术是在海量有关技术如计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、传感器技术、AI的基础上进步起来的。虚拟现实技术在近期十年里获得了很大的进步，这主要归因于计算机软、硬件条件的高速发展，与虚拟现实专用设施价格的降低和性能的提升。现在虚拟现实技术已经获得了广泛的应用，而且日益普及，不只在诸如NASA的大型工程得到应用，也出目前一些游戏中，在一些高端的PC机上甚至可以构建我们的个人PCVRS（个人虚拟现实系统）。

设计一个虚拟现实系统除去硬件条件一般个人没办法定制外，可以充分发挥个人能动性的就只能是在系统软的方面下功夫了。设计一个VR系统，最重要的问题是创造一个虚拟环境，这个虚拟环境包含三维模型、三维声音等，在这类要点中，由于在人的感觉中，视觉摄取的信息量最大，反应亦最为灵敏，所以创造一个逼真而又适当的模型，并且可以实时动态地显示是非常重要的。虚拟现实系统构建的非常大一部分工作也是建造逼真适合的三维模型。

2.3D Stupo MAX 介绍

3D Stupo MAX是Kinetix公司推出的一套强大的三维建模软件,因为它是基于Win NT 或Win98平台的，便捷易学，又因其相对低廉的价格优势,所以成为现在个人PC上最为时尚的三维建模软件。其3.0版本的推出，更是巩固了它在个人PC平台上的地位。它的3.0版本相较以前的版本有了明显的改进,具体表目前以下几个方面:

⑴ 工作流模式使得工作组的协调更容易，效率更高。3D Stupo MAX R3引入了工作流模式，在具体的达成上从外部参考体系（XRef）、示意视图（Schematic View）的引入与目前3D MAX 可以用其他程序从外部加以控制，而不必激活它的工作界面。

⑵ 易用性的改进。操作界面的改进是Release 3.0版本的最显著的变化，除去外观的变化以外，R3.0版本还增加了诸如用户自概念界面、宏记录、插件代码、变换Gizmo、轨迹条等功能。

⑶ 渲染的改进。Autodesk公司在回收了以渲染和视频技术闻名的Discreet Logic公司，吸收了该企业的先进技术，3D MAX R3 对其渲染器几乎做了重新设计，不只增加了渲染的速度，而且提升了画面渲染的水平。

⑷ 建模技术的增强。建模技术的增强是3D Stupo MAX非常重要、最突出的改进，这也是在虚拟现实系统构建中应用它的一个有力是什么原因。主要的改进包含：

① 细分曲面技术 。3DS MAX 包括了细分曲面技术，细分曲面技术是1998年以来业界最火爆的建模技术，大有赶超NURBS技术之势，它可以使模型打造更容易，而且成效更好。

② 柔性选择。此项技术可以“部分地”选择顶点，从而在变换顶点时获得光滑、柔和的成效,这对打造复杂物体的模型时很有用。

③ 曲面工具和改进的NURBS技术。用曲面工具可以产生非常复杂的“面片”模型，这亦是一种要紧的建模办法，Release 3.0版本中的NURBS技术不但速度加快，而且增加了一系列便捷、易用的功能。

⑸ 对游戏的更好支持。3D Stupo MAX R3大大增强了对游戏的支持，而且这类特质也可以用于其他场所。

① 增加了角色动画功能。Release 3.0版本内置了制作角色动画的功能，可以便捷制作人物或动物的动作、柔软物体的成效与变形成效。

② 顶点信息与加大的贴图坐标功能。目前可以对顶点着色，并增加了顶点的通道，增强了UVW Unwarp的功能，并增加了World XYZ贴图坐标。

除此之外，3D Stupo MAX R3也显著增强了动画功能。

3. 3DS MAX 在VR系统构建过程中的应用

如前所述,VR系统需要实时动态逼真地模拟环境,考虑到硬件的限制和虚拟现实系统的实时性的需要,VR系统的建模与以造型为主的动画建模办法有着显著的不同,VR的建模大都使用模型分割、纹理映射等技术。现在VR中的虚拟场景的架构主要有以下渠道：基于模型的办法和IBR（基于图像的绘制）办法两种。这两种办法都可以在3DS MAX中加以达成和验证，下面具体展开加以说明。

3． 1 基于模型的架构办法。3DS MAX的几何建模办法主要有多边形（Polygon）建模、非均匀有理B样条曲线建模（NURBS）、细分曲面技术建模（Subpvision Surface）。一般打造一个模型可以分别通过几种办法得到，但有优劣、繁简之分。

⑴ 多边形建模。多边形建模技术是最早使用的一种建模技术，它的思想非常简单，就是用小平面来模拟曲面，从而制作出各种形状的三维物体，小平面可以是三角形、矩形或其他多边形但实质中多是三角形或矩形。用多边形建模可以通过直接创建基本的几何体，再依据需要使用修改器调整物体形状或通过用放样、曲面片造型、组合物体来制作虚拟现实作品。多边形建模的主要优点是简单、便捷和迅速但它难于生成光滑的曲面，故而多边形建模技术合适于架构具备规则形状的物体，如大多数的人造物体，同时可依据虚拟现实系统的需要，仅仅通过调整所打造模型的参数就能获得不同分辨率的模型，以适应虚拟场景实时显示的需要。

⑵ NURBS建模。NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines（非均匀有理B样条曲线）的缩写，它纯粹是计算机图形学的一个数学定义。NURBS建模技术是近期4年来三维动画最主要的建模办法之一，特别合适于创建光滑的、复杂的模型,而且在应用的广泛性和模型的细节逼真性方面具备其他技术无可比拟的优势。但因为NURBS建模需要用曲面片作为其基本的建模单元，所以它也有以下局限性：NURBS曲面只有有限的几种拓扑结构，致使它非常难制作拓扑结构非常复杂的物体；NURBS曲面片的基本结构是网格状的,若模型比较复杂,会致使控制点急剧增加而难于控制;架构复杂模型时常常需要裁剪曲面,但很多裁剪容易致使计算错误;NURBS技术非常难架构“带有分枝的”物体。

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