close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

8247.Текстурирование модели техногенного объекта и его привязка к системе координат в среде 3D Studio Max 2009

код для вставкиСкачать
УДК 528.91
ТЕКСТУРИРОВАНИЕ МОДЕЛИ ТЕХНОГЕННОГО ОБЪЕКТА И ЕГО ПРИВЯЗКА К
СИСТЕМЕ КООРДИНАТ В СРЕДЕ 3D STUDIO MAX 2009
Дмитрий Александрович Яковлев
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, г. Новосибирск, ул. Плахотного 10,
аспирант кафедры прикладной информатики, тел. (923)141-67-40, e-mail: yakovleff87@mail.ru
В статье рассмотрена возможность применения фотореалистичных текстур к модели
объекта, полученной по результатам лазерного сканирования. Выполнена привязка к системе
координат в 3D Studio Max для возможности отображения динамики объекта в пространстве.
Ключевые слова: текстуры, система координат, динамика объекта в пространстве.
TEXTURING OF TECHNOGENIC OBJECT MODEL AND ITS TIE TO THE
COORDINATE SYSTEM IN 3D STUDIO MAX 2009 ENVIRONMENT
Dmitry A. Yakovlev
A post-graduate student, Applied Informatics Department, Siberian, State Academy of Geodesy, 8
Plakhotnogo St., 630108 Novosibirsk, phone: (923)141-67-40, e-mail: yakovleff87@mail.ru
The possibility of using photorealistic textures for the object model developed by laser
scanning results is considered. The tie to the coordinate system in 3D Max has been conducted to
show the object spatial dynamics.
Key words: textures, coordinate system, object spatial dynamics.
При осуществлении мероприятий по мониторингу техногенных объектов
особая роль отводится разработке систем оперативного контроля их состояний.
Развитие геоинформационных систем и методов 3d-моделирования дало
возможность выполнять комплексную оценку уровня безопасности объектов,
выполнять на основе геопространственных данных визуализацию опасных
процессов,
прогнозировать
их
развитие,
принимать
оперативные
управленческие решения в чрезвычайных ситуациях. Актуальным
направлением в данной области является создание автоматизированной
системы комплексной оценки состояний техногенных объектов в режиме
реального времени с применением ГИС-технологий и 3D-моделирования [1].
В качестве примера работы в этом направлении, принята модель главного
корпуса СГГА, полученная по результатам лазерного сканирования (рис. 1),
предоставленная центром лазерного сканирования СГГА.
Целью исследования является получение фотореалистичной модели
корпуса СГГА с возможностью ориентации её во внутренней системе координат
3D Studio Max 2009.
Рис. 1. Модель главного корпуса СГГА без текстур.
Для достижения цели необходимо решить ряд задач:
− Наложение фотореалистичных текстур на модель;
− Ориентация модели в пространстве, привязка к системе координат в 3D
Studio Max.
− Рассмотреть динамику изменения пространственно-временного
состояния объекта.
Первой задачей является наложение фотореалистичных текстур на модель.
Для этого произведено фотографирование реального объекта, на основе
фотографий получены реалистичные текстуры. Далее текстуры импортируются
в 3D Studio Max, где происходит их наложение на модель.
После наложения текстур, для более реалистичного отображения объекта,
производится визуализация (Render) сцены, где находятся объекты.
Визуализация может производиться при помощи разных модулей. Каждый
модуль отличается от других наличием и качеством тех или иных эффектов.
Рис. 2. Визуализация корпуса СГГА с наложенными текстурами
Визуализация является важным этапом работы над моделируемой сценой.
Только после визуализации становятся видны все свойства материалов объектов
и проявляются эффекты внешней среды, применённые в составе сцены. При
визуализации с нанесёнными текстурами очевидно качественное отличие от
модели взятой за основу. Для вывода конечного изображения на экран
выбирается необходимый модуль визуализации (МВ). Большинство МВ
являются отдельными программами, встраиваемыми как дополнение в 3D
Studio Max. В данном случае визуализация производилась модулем Mental Ray.
Модуль Mental Ray является пригодным для производственного
применения высококачественной системой визуализации, разработанной
компанией Mental Images. Mental Ray встроен в последние версии 3D Studio
Max, это мощный инструмент визуализации, поддерживающий сегментную
визуализацию а также технологию распределённой визуализации,
позволяющую рационально разделять вычислительную нагрузку между
несколькими компьютерами.
Следующей задачей является расположение и ориентация модели объекта
во внутренней системе координат в среде 3D Studio Max. Это даёт возможность
в дальнейшем отобразить динамику объекта в пространстве.
Объекты размещаются и ориентируются при помощи трансформаций. При
трансформации объекта изменяется его положение, ориентация и размер по
отношению к сцене. Система координат, описывающая всю сцену, называется
«мировым пространством». Система координат «мирового пространства»
определяет «глобальное» начало координат сцены и устанавливает
«глобальные» оси координат, которые никогда не изменяются. Object Transforms
(трансформации объекта) определяет позиционирование, вращение и масштаб.
Позиционирование определяет расстояние локального начала координат
объекта от начала координат мирового пространства. Например,
позиционирование может определить, что начало координат объекта находится
на 40 единиц вправо (Х=40), на 25 единиц выше (Z=25) и на 15 единиц позади
(Y=15) по отношению к «мировому» началу координат.
Вращение определяет ориентацию между локальными осями координат
объекта и «мировыми» координатными осями. Например, вращение может
определить, что локальные оси координат объекта повернуты на 45° вокруг
«мировой» оси Y, на 0 вокруг мировой оси Х и на 15 градусов вокруг
«мировой» оси Z.
Масштаб определяет относительный размер между локальными осями
объекта и «мировыми осями». Например, масштаб может определить, что
локальные измерения пространства объекта отмасштабированы на 200% в
«мировом пространстве». Поэтому куб может иметь параметры, указывающие
размер стороны в 40 единиц, но из-за того, что он отмасштабирован на 200%, на
сцене его сторона будет иметь размер 80 единиц.
Комбинация позиционирования, вращения и масштаба называется
матрицей трансформации объекта. Она изменяется при непосредственной
трансформации объекта.
Отличие такой технологии визуализации от простой фотографии в том, что
фотография показывает объект в виде статической не структурируемой, не
масштабируемой модели без привязки к системе координат. В тоже время,
объект, созданный в 3D Max с одной стороны, позволяет создать
фотореалистичный объект за счёт наложения фототекстур, что делает его не
отличимым от фотографии. С другой стороны модель, построенная по точкам,
даёт возможность структурировать объект, определять его геометрические
параметры, тем самым позволяет применить методы отображающие динамику
объекта.
В настоящее время, отображение 3D объектов при помощи ГИС систем,
чаще всего, производится в виде статической картинки. Однако современные
ГИС-технологии обладают широкими функциональными возможностями,
позволяющими не только отобразить статическое состояние объекта, но и его
движение в пространстве и времени, что является на сегодняшний день
актуальной задачей в системах оперативного контроля безопасности их
состояния и предупреждения чрезвычайных ситуаций.
Рис. 3. Ориентация модели корпуса СГГА в системе XYZ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бугакова Т.Ю. Машинная реализация модели системы контроля пространственно временных состояний объектов с учетом трех координат. [Текст] / Т.Ю. Бугакова, П.Ю.
Бугаков // Геосибирь-2009.Т. 1 :Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия. Ч.2:
сб. материалов V Междунар. науч. Конгр. «ГЕО-Сибирь-2009», 20-24 апр. 2009 г.,
Новосибирск. – Новосибирск : СГГА, 2009. – С.20- 25.
© Д.А. Яковлев, 2012
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
184 Кб
Теги
среды, текстурирование, 2009, система, техногенного, studio, max, привязка, координат, модель, 8247, объекты
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа