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Virtools技术在园林设计方面的应用研究

Asen

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发表于 2011-9-7 08:12:01 |只看该作者 |倒序浏览

摘要采用3dsmax进行园林场景与角色的三维建模，基于Virtools平台，进行了园林展示系统的设计与开发，对开发中所遇到的问题进行了分析并予以解决，研究了Virtools技术应用在园林中的意义，实践了虚拟现实技术在园林中的应用。

关键词 Virtools；虚拟现实；园林

中图分类号S126 文献标识码A 文章编号0517—6611(2008)08—03198—02

Application ofVirtools Technology on Garden Design

U Zhun et al  (Qingdao Agricultural University，Qingda0，Shandong 266109)

Abstract  3DSMAX was used for landscape scenes and 3D Modeling．The design and development of landscape display system were done based on based on the Virtools platform，an d the problems in development were analyzed an d solved．The mean ing of applying Virtools in landscape wasstudied，an d carried out the virtual reality technology in the application of lan dscape．

Key words Virtools；Virtual reali~；Landscape

   目前，在园林设计行业中，计算机辅助设计已经在很大程度上得到了普及，但二维平面视觉效果已经越来越不能满足人们的需求。虚拟现实技术的出现为设计者提供了一种更为直观、准确的表达手段[1]。随着人们对虚拟现实技术的认可，虚拟现实工具不断更新。Virtools工具以其方便易用、应用领域广的特点在各行业中被广泛应用。笔者使用3DSMAX和Vinools工具，建立了一个园林漫游展示系统，以研究Vinools在园林设计应用上的优势。

1 Virtools简介

   Vinools软件是一套多功能的三维开发工具，由开发模块、生成模块和发布模块组成回。开发模块包括创作应用程序和软件开发工具包，Viaools Dev是创作应用程序的主要部分。生成模块包括行为引擎和渲染引擎。发布模块包括EXE文件生成器和Web播放器(Vimools Web Player)。

2 园林展示系统的开发方法

2．1 园林场景的建立该系统园林场景的建立主要是由AutoCAD和3DSMAX来完成的。场景的平面图在AutoCAD中完成后，导入3DSMAX中，进行园林模型的构建。采用3DSMAX进行建模，因为用它建立的模型有很强的仿真立体效果。最后，在vi o1s Dev中将这些元素进行整合，得到丰富的园林3D场景。

2．1．1 植物模型建造。植物是园林景观的重要组成元素，植物造景日益受到重视。无论是乔木、灌木还是草本等，这些植物通过其自身特质和环境的关系共同构建了空间、场所、视觉焦点和视野范围，同时也为景观提供了丰富的色彩、材质囝。考虑到数据量的问题，现今园林景观设计的各种效果展示中真正的植物模型应用较少，主要是使用大量植物贴

图以达到效果。

2．1．2 水体模型建造。水体在组织地形变化中起着重要作用，同时是园林景观的重要内容，有的园林设计师称之为“园林的生命”I4]。基于Virtoo1s场景实时渲染的要求，对模型的简化要求较高，因此在3DSMAX中其模型大多仅使用一个平面，附上水体贴图，水体的动态变化以在Virtools内建的模块来控制。

2．2 园林模型的控制在Vinoo1s中，园林三维(或二维1模型的控制是依靠Virtools内置行为模块实现的。有超过600个行为模块，能够对园林三维(或二维)模型进行各种操作。实现对三维世界编辑区中的模型进行控制，一种方法就是直接调用行为模块库中的内置BuildingB1ocks，一种是使用vc++通过手工编写BuildingBlockSo前者简单方便，后者更

为灵活[61。

2．3 园林作品的优化开发出来的园林展示系统的园林模型三角面数以及使用的贴图数等非常大，系统组件显得庞大，影响了系统的运行效率。因此，园林作品的优化是一个必不可少的环节，它可以调整和优化模型数据库，提高其在系统中运行的速度和流畅性。该系统的优化主要指：
①适当分割对象的三角面(Triangulation1、用简单的对象来作碰撞、减少不需要的面、将物件群组化等同；
②调整纹理贴图的大小、格式，并调整贴图模式，以增加景物的细节水平及景物的真实感。贴图大小最好是2次方倍数，因为2次方倍数的图在被Virtoo1s读取时，速度较快。

2．4 园林作品的发布园林作品制作完毕后，可采用两种方法加以保存，一种是直接将整个园林作品以CM0文件格式保存，这种情况保存的文件只有载入Virtools才可进行单机的展示操作；一种是将整个园林作品以VMO文件格式保存，同时相应地以HTML文件格式保存一份，这种情况需要安装播放插件Virtools Web Plaver，可以进行单机的展示操作，也可以发布在网上，只要客户端安装了播放插件都可以进行交互操作嘲。

3 系统实例和数据设置

(1)园林树木在园林展示系统中应用设置。随着场景规模的增大，园林树木的数量迅速增多，更多地占用了存储空间，影响系统的运行速度，所以非特别重要的树木植栽不用做成模型，而是采用添加一个3D Spriters．然后导入一张树木的纹理。所有树木大小的总和只比导入的那张树木纹理稍微大一点，极大地节省了存储空间。
(2)摄像机在园林展示系统中的控制设置。以摄像机为例，摄像机就是人的眼睛，在园林展示系统中用户可以随心所欲地在园林场景中漫游，从而看到场景中任何一个角落，这些功能通过键盘按键也可以实现。① 首先创建一个新的摄像机，并将摄像机移动至适当的地点，作为启动时的预设位置。② 对新增的摄像机加入相应的行为模块，这部分用到的行为模块如下：Set As Active Camera，PerSecond，Transl~e，Rotate，Switch On Key~③完成后，选取摄像机作set IC For Se—lected，IC即Initial Condition，目的在于把目前对象的位置状况设为最初的情形。
(3)园林场景中碰撞测试的属性设置。先选取摄像机会碰撞到的物体，然后将他们生成一个grouD并进行命名。设定摄像机与物体的碰撞关系，只需要在摄像机的scrip上加入Object Slider并设置数值。Radius为碰撞半径，数值越大，半径越大，在该场景中设置为2，Group为会碰撞的物体组合。

(4)园林系统中的水体属性设置。水体在园林中是非常重要的，园林离不开水151。在系统中要做到水面像波浪一样的起伏，就要应用Bezier progressionhe和Noise行为模块。在该系统中，Noise的Seed设置为0．05，Axis设置为 =5、Y=5、 =5。

(5)园林系统树木替换设置。在园林场景中提供园林树木信息，引导用户在场景中漫游，实现树种的替换，树木的季节变化。
(6)园林系统中的声音设置。在场景中加入声音或音乐，需要用到Wave P1ayer和Volume Control行为模块。在Volume

栏中设置数据，控制音乐播放的音量，1是最大声，0是最小声。

4 结论

通过研究Virtools工具对园林展示系统的开发方法，初步实现了Virtools技术在园林中的应用，建立了园林展示系统。实践了将虚拟现实技术应用在园林，特别是在植物配置和景观设置等方面的应用。目前，虚拟现实技术在园林中应用的潜力还有待继续开发，笔者只是对Vi~ools在园林中的应用作了基本的研究，由于Virtools具有投资少、易操作、适应面广等特点，在以后的园林虚拟现实中会得到更大的应用。

参考文献

f1】苏云，曾俊峰．虚拟现实及其在园林中的应用IJJ．科技资讯，2006，

(6)：143—144．

[2]刘晓波，张琴舜，张和林．一个基于MuhiGen／Vega的虚拟场景漫游

系统IJ1．计算机应用，2002，22(12)：85—86．

f3】卢圣．模型建造在园林中的应用研究[DJ．北京林业大学，2005．

唐学山，李雄，曹礼昆．园林设计[M]．北京：中国林业出版社．

f5】刘明昆．三维游戏设计师宝典——vinools开发工具篇[M]．成都：四

川电子音像出版社，2005：209—21 1．

『61 MEDIA．用VC++6．0来写Building Blocks的方法[EB／OL](2005-05—23)[2007—1 1—19]http：／／www．86vr．corn／teach／cursor／200505／5727．html[7]FAQ_0025．Viaools作品的优化方法[EB／OL]．(2005—1 1-03)[2007—1 1—19]http：／／www．virtools．com．cn／bbs／dispbbs．asp?boardlD=29&ID=1684．f8】MEDI．Viaools SDK开发教程之一(封装vT文件到一个EXE文件中的方法)[EB／OL](2005—12-03)[2007—11—19]．http：／／aougu．net／bbs／index．php?prog=topic：：flat&tid=28092．

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示例1：自己的园地；雨天的书(原题：自己的园地雨天的书周作人著)
示例2：美国十二名人传略(原题：美国十二名人传略Twelve Famous Americans)
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示例1：地壳运动假说：从大陆漂移到板块构造
示例2：中国科学：D辑地球科学