VRP技術在三維動畫課程中的應用論文
【內容摘要】如今虛擬現實技術應用領域越來越廣泛，而3ds Max軟件是三維動畫制作最常用的軟件之一，如何將VRP技術與3ds Max三維動畫制作課程更好地結合是亟待解決的問題。文章重點闡述VRP技術中三部分內容在3ds Max三維動畫課程中的應用，以改變人們對三維動畫的單一理解，使人們對交互互動有深入的理解，為三維動畫的制作開拓更廣泛的空間，提高三維動畫的興趣性和參與性。
【關鍵詞】VRP 3ds Max 三維動畫 應用
一、VRP與 3ds Max的關系
虛擬現實技術（virtual reality）廣泛應用于航天航空、游戲、娛樂等領域。而VRP（Virtual Reallity Platform）是中國自主研發的虛擬軟件，其已經成為目前中國國內市場占有率最高的一款國產虛擬現實仿真平臺軟件。
VRP是一款直接面向三維美工的虛擬現實軟件。目前，我國一流大學早已經開始了虛擬場景漫游技術研究，很多大學都已有網上漫游的虛擬校園。作為一種全新的技術以及宣傳手段，使受眾群體能夠直觀的體驗，從而對企業起到宣傳效果。但到目前為止，此技術仍更多地局限于北京、上海等發達城市，在黑龍江省的應用以及研究還很少，尤其在油田開發和城市展示、虛擬展館、旅游等方面少有應用。
VRP引擎是一款虛擬現實交互引擎，其可在計算機內通過三維逼真建模虛擬仿真世界，并提供給用戶最好的體驗和最簡單的使用方法。VRP引擎具有功能強大、操作簡單、適用性強、高度可視化的特點，設計師可以根據自己的理解方式進行設計操作，不需要制作程序，這就使VRP引擎省去了很多繁瑣的程序。但是它需要制作者有3ds Max三維制作模型和渲染的基礎，只要對VRP引擎簡單掌握就可以制作出理想的虛擬顯示場景。
3ds Max是制作三維動畫應用最廣泛的軟件之一，主要應用于建筑表現、影視動畫、動畫角色、機械仿真等領域，是很多院校多媒體技術專業、動畫專業的核心專業課程。從三維動畫制作過程中的建模、動畫制作到交互式游戲動畫制作部分，3ds Max軟件都可以與VRP引擎進行無縫集成，是三維動畫制作軟件與虛擬交互系統完美結合的體現。
現已有很多高等院校將VRP引擎嵌入課堂教學，如中國傳媒大學動畫學院采用軟件用于動畫虛擬軟件開發、互動媒體科目的教學；清華大學電機工程與應用電子技術系、自動化系采用軟件用于電力系統的仿真研究；北京師范大學信息科學與技術學院采用VRP軟件技術建立虛擬現實實驗室；武漢理工大學藝術與設計學院采用VRP軟件進行博物館的虛擬仿真教學等�？梢姡瑖鴥雀咝＜词箤RP引擎嵌入課堂教學，也多數應用到計算機、電子等專業，用于動畫專業的較少，但由于動畫產業發展的迅速，3ds Max三維動畫課程需要不斷地更新、改革，以適應產業的發展變化，所以3ds Max三維動畫制作課程的改革迫在眉睫。
二、VRP技術在3ds Max三維動畫課程中的應用
在3ds Max教學實踐中，筆者發現學生學習三維軟件的熱情很高，但是有些想法不容易實現，希望能夠在虛擬現實方面有一些嘗試。地方院校動畫專業的3ds Max三維動畫課程采取由淺入深的方法將VRP的內容引入教學中，分為以下三部分內容：
�。ㄒ唬� VRP的虛擬現實編輯器
VR-PLATFORM是一款直接面向三維美工的虛擬現實軟件，其可以讓使用者用自己理解的方式進行效果制作，不需要編程，這樣可以避免制作成本的浪費，從而提高成果效率和質量。但前提是使用者要有3ds Max的建模和渲染基礎，只要有良好的基礎，就可以快速制作出自己想要的虛擬現實場景。
VRP-BUILDER虛擬現實編輯器可以將3ds Max制作的三維場景模型導入，進行后期編輯、交互制作、特效制作和界面設計。VRP-BUILDER虛擬現實編輯器可以與3ds Max軟件進行無縫鏈接。3ds Max是VRP的建模工具，VRP是3ds Max功能的延伸，是其三維互動展示平臺。 VRP不僅支持大多數3ds Max的網格、相機、燈光、貼圖和材質、各種動畫（如相機動畫、骨骼動畫等），還支持3ds Max所有單位格式，并且導出方式快捷，只需要按一下按鈕，即可導出場景并預覽。
（二）VRP的物理系統
VRP-PHYSICS物理引擎，就是計算3D場景中物體與物體之間、物體與角色之間、物體與場景之間的運動交互和動力學特性。在物理引擎的支持下，VRP場景中的模型有了實體，一個物體可以具有質量、可以和別的物體發生碰撞、可以落在地面上、可以受到用戶施加的推力、可以受到重力、可以因為壓力而變形、可以有液體在表面上流動。VRP可自動完成對任意復雜場景的高效碰撞檢測，對建�；緵]有限制。這部分內容可以和3ds Max三維動畫課程中3ds Max動力學部分更好地結合，使學生在使用動力學制作動畫效果時加入VRP引擎，達到和參與者互動的生動效果。
在3ds Max中發生碰撞、摩擦、受力的運動，只是停留在模擬狀態，不如VRP場景的物體運動真實，VRP場景中的物體體現的密度、質量、速度、加速度、旋轉角速度、沖量等各種現實的物理動力學屬性給人感覺真實有力，能夠提高運動的真實性，給人身臨其境的感覺。
物理引擎在三維動畫制作中的應用已經相當成熟，3ds Max已集成了成熟的物理模塊。雖然動畫制作軟件的離線物理計算到虛擬現實中的實時物理計算，動畫制作軟件和虛擬現實軟件中的物理引擎用到的計算方法和技術有著顯著的不同，但都有著共同目的：1.把動畫師從關鍵幀動畫解放出來，動畫師不再需要一幀一幀調節動畫，不需要定制每個物體在空中的飛行時間和路徑，方便的骨骼IK系統，對動畫師來說，物理引擎為他們節省了大量的時間；2.VRP-PHYSICS物理引擎對制作的動畫中的每一個物體細節都進行實時物理計算，使動畫更真實，如具有吸附力的水面、刮風時引起的細節效果、具有擴散性的煙霧、爆炸碎塊的碰撞以及產生的結果、帶碰撞的粒子效果等。
（三）VRP網絡三維虛擬展館平臺
VRP-MUSEUM網絡三維虛擬展館平臺將傳統展館與互聯網和三維虛擬技術結合，就是常說的建筑漫游，是將“虛擬現實”技術應用于城市規劃、建筑設計等領域，讓使用者通過互聯網即能真實感受展館及展品，并能在線參與各種互動體驗。比較典型的案例是2010年的上海世界博覽會在宣傳、推廣方面大量運用了建筑漫游動畫。
3ds Max三維動畫課程引入VRP可以使學生自主制作一些場景漫游的動畫，如校園內的建筑漫游、樓盤售賣會的建筑漫游動畫等，形成和使用者之間的交互、互動，可以拓展學生的知識面，提高綜合實踐能力，為以后就業提供更廣闊的空間。
結語
盡管引擎技術在國內發展還是剛剛起步，技術也不夠成熟，其完善還需要一段時間，但是隨著中國動畫產業迅速發展，引擎市場逐漸成為一個新興的增值亮點，必將得到越來越多的廣泛應用。VRP引擎應用的領域廣泛，如可應用于數字展館、數字城市、地產漫游、室內設計、旅游教學、文物古跡、工業仿真、影片拍攝等眾多領域。
在教學中，通過在3ds Max三維動畫課程引入VRP技術的教學實踐研究，使學生在學習3ds Max軟件操作的過程中，不僅學會動畫制作的流程，也同樣加入VRP引擎的互動訓練，使學生對動畫有了更寬泛、更深入的理解；不僅可以拓展學生的知識面，而且可以提高其綜合實踐能力，使學生掌握更前沿的知識，為成為高素質三維動畫人才奠定基礎，同時也拓寬了學生的就業渠道。引入VRP技術旨在幫助動畫專業學生準確把握行業 動態和發展趨勢的同時，了解企業對專業的要求與用人標準，從而能有針對性地設置教學體系、課程安排，將課程體系與企業用人的實際要求緊密結合起來，更能幫助學校鋪設就業渠道。
參考文獻：
鄒紅，王健.3ds Max在虛擬場景建模中的應用.哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2012.
顏穎.基于3ds Max和VRP的虛擬現實研究.石家莊：石家莊鐵路職業技術學院學報，2012（4）.
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