文档介绍：谨以此论文献给我为之奋斗了三年并正在蓬勃发展
的中国海洋大学海洋信息技术实验室

---------------江媛媛
基于 MAXScript 的三维场景快速建模算法研究及应用
摘要
在利用软件进行手动构建三维场景的过程中,尤其是在构建高逼真性、大数
据量复杂场景时,由于目前整个三维数据生产界仍处于纯人工生产阶段,因而生
产过程效率低、工作量大,并且往往对计算机硬件有较高要求。所以要想低成本、
高质量、与实际规划相匹配、真实传达规划意图的虚拟场景,通过MAXScript的
优势对三维模型生产过程进行优化是必不可少的。本文旨在确保各类三维数据准
确性的基础上,完成了复杂三维场景层次细节模型生成技术和三维植被过程式建
模方法的研究,智能减少场景的数据量、加快模型生产速率、减少工作量、缓解
系统性能压力;在三维动画建模方面,完成了基于Kinect与MAXScript的骨骼动
画快速建模技术的研究,通过引入Kinect,对MAX中创建的骨骼模型进行动作捕
捉,利用MAXScript实现了动态模型的自动生成。
本文相关研究最终实现了三维数据生产过程加速,降低了三维仿真场景搭建
成本。本文的主要创新点及研究成果如下:
(1) 复杂三维场景层次细节模型生成
提出了一种针对复杂三维场景层次细节模型生成的网格遍历拓扑压缩方法。
通过分析三维场景中相邻网格的法向量夹角大小对结构的影响程度确定遍历分
组条件,基于 MAXScript,根据形变权重值对网格遍历分组,对各网格组内部进
行并行矢量拓扑压缩,最终生成复杂三维场景层次细节模型。本方法实现了在保
持复杂三维场景拓扑关系基本不变的同时降低了场景生产的时耗,有效降低了生
产成本、提高了生产效率。
(2) 三维植被过程式建模方法
本文通过系统的分析各类绿化的形态、生长规律等属性特征,得到植被的形
态信息以及生长周期等状态参数。基于 L-system 通过 MAXScript 的手段实现三
维植被对不同生长阶段的过程模拟,同时通过对规划数据中相应矢量点的自动捕
捉,在相应位置生成符合规划表达需求的三维植被模型。本方法既简单又真实的
表现物理世界的真实对象,又实现了对三维植被各类特征属性的控制,不仅规避
I
人工位置配准等工作,增添了三维场景的生动性,同时也反向的为场景规划人员
提供了规划效果参考,有利于规划辅助。
(3) 基于 Kinect 的骨骼动画建模方法
针对三维动态模型生产过程复杂,特别是在高精细度、大数据量的动态模型
制作过程中更是经常遇到很多不确定因素导致生产费时费力的问题,本文实现了
利用 Kinect 骨骼点映射及跟踪,对已创建的骨骼模型进行动作捕捉,再通过
MAXScript 对记录的运动轨迹进行三维动画重建,最终实现骨骼动画的快速建
模。
关键词:过程式建模;MAXScript;L-system;Kinect 动作捕捉;
II
Research and application of the 3D scene rapid modeling
techniques algorithm on the MAXScript
Abstract
In the process of using software to manually construct a 3D scene, especially in
constructing high fidelity, macro data plex scenes, because the 3D production
is still in the pure labor producing stage, resulting in low efficiency and the heavy
workload of the production process, and tend to have a puter hardware
requirements. So, in order to achieve low-cost, high-quality, and the actual planning
to match the virtual scene of true convey planning intent, using the advantage of
MAXScript is essential to optimize the production process of the 3D model. This
paper aims to ensure the various types