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三维虚拟建模技术和仿真技术在虚拟矿井生产中的应用 冯 硕 仿真技术在虚拟矿井生产中的应用 冯 硕 (甘肃政法学院艺术学院 甘肃兰州，7 3 0 0 7 0) 摘 要：三维虚拟建模技术和仿真技术是虚拟矿井生产漫游系统构建的基础工作。本文介绍三维虚拟建模软 件3 D S M a x的优点及常用建模方法，根据流程的重点分析三维虚拟矿井的实体模型构建和优化等关键技术。 关键词：3DS Max；三维建模技术；三维虚拟矿井 Abstract：The 3Dvil121almilemodeling and simulationtechnologyisthefoundationalworkofthe 3D virtualmine system，andis also the key technology of the system．This paper introduce the advantages of the 3D virtual modeling software-3DS Max and the modelingmethodscommonlyused,andaccordingtocharacteristics of3DSMaxtodelineatetheflowprocessofvirtualmodelcoristmction， in accordance with focal points in flow processes,key technologies． Keywords：3DS M ax：n1e 3D modelingtechnology：3D vimlalmines 中图分类号：TP391．9 文献标识码：B 文章编号：1 o01-9227(201 2)05-01 28-02 0 引 言 长期以来，从事煤炭行业的工作和科研人员只是靠 文字和二维或三维的图纸来了解和熟悉煤矿的生产系统 和运行状况等，工人的培训和教学也基本采用这种模式。 使得讲授或学习时既费时又不能迅速形成身临其境的感 觉，在学习和教学中往往效果不理想，因此在煤炭行业迫 切需要有一个能够模拟煤矿生产真实环境的系统来辅助 人员感受这种环境，以便迅速熟悉煤矿环境，为实现煤矿 高产高效、安全生产和人员培训提供新途径。 1 三维虚拟建模软件3DS MaX 3DS Max无论是从建模、灯光、材质，还是动画的控制 都是一体化的操作，建模和材质是完全可视的，操作人员 可以直接在三维的视图中建立模型，并且实时的赋予材 质，同时，可以在屏幕上看到直观的结果。 1．1 3DS Max优点 它的优点很多，主要有：(1)m功能强大，扩展性好。建 模功能强大，在角色动画方面具有很强的优势，另外丰富 的插件也是其一大亮点；(2)操作简单，容易上手。与强大 的功能相比，3DS Max可以说是最容易上手的3D软件：(3) 和其它相关软件配合流畅：(4)做出来的效果非常逼真。由 于有其强大的功能使得3DS Max广泛应用于广告、影视、工 业设计、建设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以有工程 可视化等领域。 1．2 3DS Max建模方法 建模是将二维空间中绘制的草图作为基本对象在三 维空间中形成物体的过程。而且建模是3DS Max中比较难 的部分，也是最为关键的内容。3DS MaX中的建模方法有 很多种，而且每个人操作习惯及观察能力各不相同，导致 收稿 日期：2 01 2—0 7—3 0 128 不同人构建同一实物时的建模方法及建模过程各不相同， 所以3DS Max没有统一的建模标准。一般都是根据所构建 实物形状来决定建模方法的，建模方式可为基础建模、高 级建模及材质建模三部分。其中基础建模主要有几何体建 模、扩展几何体建模、应用修改器将2D图形转换成3D模型 和复合体建模等 ：而高级建模主要包含有多边形建模、面 片建模和曲面建模(NURB S)等。这些建模方法是需要综合 运用才能建模完整的复杂模型。 (1)基础建模 基本几何体建模和扩展几何体建模主要是构建那些 模型比较简单而且结构有规则的实体，可以迅速构建起简 单场景，节省时间，因此在建模过程中应用非常广泛。应 用修改器将2 D图形转换成3 D模型主要是应用修改器中的 挤出((Extrude)，车削((Lathe)和放样((Loft)等命令，对 创建出的二维图形进行转换成为3 D模型，此方法常常用 于构建截面一致的模型。 复合几何体建模主要是就用如放样(L 0 f t)与布尔运 算(Boolean)等将两个以上的2D几何体或者3D几何体结合 起来作运算，从而创建出另一2 D模型。 (2)高级建模 高级建模主要包含有多边形建模、面片建模和 曲面 建模。多边形建模是传统的建模方式，主要是通过修改多 边形的点、线、面而构建出复杂的三维模