基于3ds Max和VRP平臺的交互式產品展示

盧 建（四川師范大學,成都 610068）

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基于3ds Max和VRP平臺的交互式產品展示

盧 建
（四川師范大學,成都 610068）

摘 要：展示設計隨時代不斷發展，運用虛擬現實技術實現的三維交互式產品展示能更全面地傳達展示信息。文章指出三維交互式產品展示實現的方法流程，重點闡明了高精度模型的建立方法和交互動畫的制作方法。

關鍵詞：3ds Max；VRP平臺；三維交互式產品展示

虛擬現實技術采用計算機技術等科技模擬逼真的視覺、聽覺、觸覺等一體化的虛擬環境，采用自然的方式與虛擬世界交互，是一種先進的人機交互方式。交互技術的不斷進步給人們提供了全新的走向未來社會的視角[1]，目前已在場景漫游、工程模擬、軍事領域進行了較多的應用，而把它當成產品展示的新方式還沒有引起足夠的關注。

1 虛擬現實技術對展示設計的價值

傳統的展示是實物展示，如專賣店展示、參加會展，這種實物展示方式具有體驗真實的優勢所以自原始社會至今一直存在。信息時代人們獲取信息的方式越來越傾向于數字化途徑，僅靠實物展示是不夠的。展示設計是技術與藝術的融合，展示設計的發展不僅要吸收最新的設計理念，也要吸收最新的信息技術[2]。三維交互式展示是虛擬現實技術助力展示設計呈現出的新方式，是展示設計發展的新方向。

2 在3ds Max中創建對象

三維模型分為中低精度模型和高精度模型。中低精度模型可以用較少的面數構成基本形狀，高精度模型造型細致逼真，可以表現流暢的造型和圓滑的倒角，但面數較多。大型機械類產品多采用中低精度模型，而小型產品因外觀整體且造型更加考究，多采用高精度模型表現。產品的內部結構是不用考慮美觀的功能模塊，所以用中低精度模型表現。

2.1 創建產品模型

根據精確的參數來建立長方體、圓柱體等標準基本體。將幾何體轉換為可編輯多邊形后在其頂點、邊、多邊形等級別下逐步編輯，實現中低精度模型的創建。對于較復雜的模型可以使用ProBoolean、圖形合并等復合對象建模方法實現。由于不使用平滑修改器，所以多邊形的平滑組設置尤為重要，在不增加面數的前提下可以改善中低精度模型的視覺效果。

高精度模型的創建前期與中低精度模型步驟類似，不同的是需對模型進行線面結構的優化后，而后添加平滑修改器。對模型線面結構的優化調整主要包括：

（1）在需要保持明顯轉折的邊角處切角、加線；在需要產生平滑曲面的位置減少用線，且避免線間距過小。

（2）模型的線應是能夠循環一整圈的，盡量避免中斷的線和合二為一的線，體現在多邊形級別即要求盡量為四邊形。

（3）如必須出現匯聚的線或者非四邊的多邊形時盡量移到在較大的平面處，避免出現在邊緣處和轉折處。

加入平滑修改器后多邊形的面數呈幾何級增長，迭代次數控制模型的細膩程度，也決定模型的面數。為得到細致的曲面和轉角又不過度增加面數，可將迭代次數設置為2，轉換為可編輯多邊形后再次調整模型的結構。如移動轉折處的線、移除對造型沒有幫助的線、減少機殼內部的線等。

2.2 材質、光影與動畫

模型的材質則以貼圖為主，對于不需要模型表現的細節也可以用貼圖表現，既減少工作量又不影響整體效果。用“UVW貼圖”修改器或“UVW展開”修改器可以精確地設置貼圖坐標。

VRP支持3ds Max中的路徑動畫、精確的參數關鍵幀動畫、剛體動畫、柔體動畫、Reactor動畫、路徑變形動畫及骨骼動畫的導入[3]。 3ds Max中制作的動畫需進行分選擇集管理，將剛體動畫集以vrp_ rigid為前綴命名，柔體動畫集以vrp_soft為前綴命名。

3ds Max可模擬真實的光照，但光影效果要帶入VRP只能通過烘焙貼圖操作。烘焙后的光影效果便作為一種貼圖固定在模型上，但當模型移動時光影效果不會隨之改變，出現錯誤的效果。所以對于在交互中不改變光影關系的模型可以進行烘焙貼圖，而對于有動畫的模型則不烘焙，需要在VRP中設置實時光照。

3 在VRP中設置交互

3.1 材質、貼圖、燈光

模型導入VRP后應進行材質設置和貼圖調節。對貼圖進行顏色、對比度等參數調節；對需要透明的物體進行整體透明或以貼圖alpha的方式設置透明；對需要表面動態效果的模型用視頻貼圖或ATX動態貼圖實現，如產品的顯示屏和LED指示燈；對需要有光澤的物體添加反射貼圖或實時反射；對沒有經過烘焙貼圖的模型開啟動態光照，并設置至少兩盞燈光作為實時光源，分別調節燈光的高度、角度、環境色、漫反射色和高光色，照射出模型的立體感和質感。

3.2 交互動畫

模型動畫是交互展示的重要部分，用于表現零件拆裝或運行狀態的剛體動畫在VRP中利用時間軸功能制作比在3ds Max中制作更高效便捷。而且可以通過時間軸腳本觸發實現更復雜的控制，可以對同一模型制作多個時間軸動畫，靈活地調用而不互相干擾。時間軸功能可以實現兩個關鍵幀之間動畫的加速或減速運動，使變化更生動。物理引擎的剛體、事件、力場、控制器等功能模塊可以真實自然地模擬一些復雜場景和狀態。

3.3 界面設計

在初級界面或高級界面中創建按鈕、圖片、開關、滑桿等元素，將事先制作好的按鈕和界面等的圖片載入實現界面的設計。通過編寫腳本可以為按鈕設置鼠標點擊、鼠標移入等事件，實現動畫控制、音頻控制、切換設計方案、特效控制等豐富的交互功能。

4 輸出形式

輸出的可執行文件可在普通計算機上運行，也可輸出VRPIE文件發布到網絡實現網上展示。還支持雙屏3D橫向、oculus渲染、360度環幕渲染等多種渲染策略，以供輸出到沉浸式虛擬現實系統給觀賞者帶來身臨其境的體驗。

參考文獻：

[1] 張成忠,孔梅.交互設計在工業產品設計中的應用與未來展望[J]包裝工程,2011(08):68-71．

[2]盧建.3C產品展示設計研究[D].福建師范大學,2011.

[3]王正盛,陳征.VRP11/3ds Max虛擬現實制作標準實訓教程[M].北京:印刷工業出版社,2011:63．

作者簡介：盧建（1985-），男，山東濰坊人，講師，研究方向:產品設計、虛擬現實等。

基金項目：四川師范大學實驗技術項目“國際頂尖產品設計作品外觀與結構設計交互式解析系統”項目資助（SYJS2014-24）

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.200