第一章 VEStudio虚拟仿真平台基础知识

http://www.vestudio.cn/ 1 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 第一章 VEStudio 虚拟仿真平台基础知识 第一节 认识 VEStuido 大家好，非常感谢大家关注并下载使用 VEStudio 虚拟仿真平台，在此对 VEStuido 的支持者和给予 VEStudio 提出宝贵建议的朋友们 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示忠心感谢。VEStudio 简称 VES，是由一个专门从事多年虚拟仿真系统 制作、三维 GIS 系统构建、虚拟现实技术（VIrtual Reality）应用的团队开发而成的虚拟仿真平台软件。 这款完全免费的虚拟仿真平台可应用于城市规划、三维地理信息、虚拟旅游、地产、产品展示、军事、古 迹复原等多个领域。VEStudio 研发团队致力于推广国际上先进的图形技术在虚拟仿真方面的应用，为用户 提供高质量、强性能的产品与服务。本着开发出“易用、好用、实用”的虚拟仿真平台 原则 组织架构调整原则组织架构设计原则组织架构设置原则财政预算编制原则问卷调查设计原则 ，推出 VEStudio 虚拟仿真平台免费版，提供给广大的虚拟现实制作者、三维 GIS 应用者、虚拟仿真的业余爱好者以及相关 专业的在校生无任何限制地使用。 从今天开始我们一起来详细的学习使用它，VEStudio 的研发者积累了多年 VR 大型项目制作经验，非 常清楚以怎样的方式使虚拟系统构建起来最为简单，在开发过程中更遵循着“易用、好用、实用”的原则 使得虚拟系统制作起来逻辑性非常清晰明了。所以初学者不必在打开看似复杂的编辑器时被多个界面窗口 和众多 参数 转速和进给参数表a氧化沟运行参数高温蒸汽处理医疗废物pid参数自整定算法口腔医院集中消毒供应 给吓倒而放弃去摸索研究，只要学习掌握了 VR的基本制作理论和 VES 的一些基本知识后，自己 多多尝试，熟悉里面功能效果的调节变换。使用起来您会觉得并不难。相信在花些时间去掌握 VES 虚拟仿 真平台的应用后，它会带给您意想不到的回报！ 目前 VES 最高版本为 VEStuido1.2 版，也是本教程讲解用到的软件版本。平台采用国际上最流行的通 用三维图形接口 OpenGL 实现，应用主流的仿真渲染技术，生成的仿真系统具有逼真的视觉效果，效果与功 能达到目前国内主流的虚拟现实制作软件。1.2 版本具体特性和功能： 3ds Max 在 VEStudio1.2 的应用支持—— ● 多维子材质 ● 混合材质 ● 表面、光照、透明、反射、凹凸贴图 ● 顶点颜色 ● 模型多边形数据自动优化 ● 相机动画 ● 物体位移、旋转、缩放、路径约束动画 VEStudio1.2 平台功能特性—— ● 平台大范围采用了高级材质(对于计算机硬件配置比较低的用户可关闭) ● 支持 OpenGL2.0 规范 ● 支持 HDR 材质与特效 ● 无缝的 GIS海量地形数据浏览等一系列特性，具体特性可点击特性页进行查阅 ● 卡通材质 ● 描边轮廓效果 ● 仿云雾效果 ● 模型库模块，提供例如所见即所得的植草种树篇章 ● 支持 3ds max8 和 3ds max9 的插件 ● 地板反射材质，支持模糊反射效果 ● 加入鹰眼导航功能 ● 增加一种碰撞模式 ● 强大的 GUI界面设计系统和脚本系统。 ● 增强的脚本系统：譬如控制门窗的开关、播放 gif 纹理、替换纹理...... 用户需注意的是由于平台采用了高级材质，对用户的软硬件是个考验，请安装完后运行例子以验证兼 http://www.vestudio.cn/ 2 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 容性。如遇不兼容可更换显卡驱动或者升级硬件，或者在制作中不使用高级材质选项。 VEStudio[编辑器]的作用： VEStudio 编辑器是集集成、处理、编辑、维护管理从三维制作软件经 VEStudio 插件导出的各类场景 文件；GUI 界面设计、创建脚本、构建虚拟现实交互系统；处理应用 GIS 软件生成的地理信息数据等功能 为一体的应用工具。 ◆ 修改从 max 导出的 vec 模型材质，譬如凹凸、水面、混合材质等； ◆ 添加附属节点，譬如粒子系统、骨骼动画、文字、音效、GUI 界面等； ◆ 设置工程参数，如相机浏览参数，特效渲染参数等。 VEStudio 编辑器是场景制作的主要工具，大部分优秀的效果都是通过它调节出来的，确定了场景后即 可通过编辑器直接打包成独立运行的客户终端 exe 文件。VEStudio1.2 版本编辑器的界面布局如图(1-1-1)： 图(1-1-1)VEStudio1.2 编辑器界面 VEStudio[浏览器]的作用： VEStudio 浏览器主要功能是对在编辑器中编辑的场景执行打包前的预览，浏览 vec 原生模型或者从编 辑器里面生成的 vep 工程文件。用它运行编辑器的 vep 格式工程文件效果跟打包后文件运行效果相同，便 于打包前的及时调整修正。 VEStudio 浏览器还附加了其它文件格式的 3D 渲染化浏览，方便用户在工作过程中以三维交互形式单 独预览所支持的各类文件，VEStudio 浏览器目前支持的预览格式有： VEStudio[Scene Model](*.vep;*.vec) 3D Studio(*.3ds) AutoDesk DXF(*.dxf) Wavefront Dbj(*.obj) OpenFlight(*.flt) TerraPage(*.txp) VRML 95/97(*.iv;*.wrl) http://www.vestudio.cn/ 3 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 Lightwave Scene(*.lws) DirectX(*.x) AC3D(*.ac) Quake 2Model(*.md2) GEO format(*.geo) Performer binary(*.pfb) Design Workshop(*.dw) Logo 3D(*.logo) Stereolithography(*.stl) trans(*.trans) 3DC point(*.3dc) VEStudio1.2 浏览器中可选择填充、线型、点状三种渲染显示方式；有球形和 FPS 两种导航方式；“测 量工具”供用户对场景进行量测，统一单位为米(m)；浏览器右上角为相机视点和动画播放栏；浏览器还有 场景运行效率信息提示，帧数、剔除、绘制和 CPU 占用情况等让用户了解自己硬件对场景的兼容度和运行 效率。VEStudio 浏览器界面截图(1-1-2)： 图(1-1-2)VEStudio1.2 浏览器默认界面 第二节 一些声明 ◆ VEStudio 的所有软件产品专利及版权归 VEStudio 官方所有，用户不得私自用于软件买卖经营活 动和相关违法运作，VEStudio 官方保留法律追究权利。 ◆ VEStudio1.2 版完全免费所包含的各个模块，用户可以不受任何限制的使用本产品当前的所有操 作功能。 ◆ 用户安装完 VES 后会自动运行 DEMO，那些 DEMO 都是开发者制作的具有代表性的例子。如果您的 机器不能完成运行所有的 DEMO 或者所看到的画面跟说明截图上有差别，那么就证明用户当前硬件 配置与 VES 平台不兼容。 ◆ 在使用 VEStudio 平台的过程中若遇到一些疑难问题，请登陆官方网站 http://www.vestudio.cn/ 查看 faq 或者登陆 VES 官方论坛 http://www.vestudio.cn/bbs 发贴提问，我们的技术支持人员将 http://www.vestudio.cn/ 4 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 会第一时间给您答复。同时欢迎大家加入 VEStudio 虚拟仿真平台技术交流 qq 群:15622616。 ◆ VEStudio1.2 具有支持 3ds max8 和 3ds max9 的 vec 格式导出插件，使用其它三维模型制作软件 或其它 3ds max 版本的用户需将模型转入或转换为所支持的版本后导出制作。 ◆ 用 VES 编辑器打开场景，每次尽量打开一个场景，如果想要再打开其它场景，请先关闭当前场景 编辑器再打开，否则可能会显示些意想不到的错误。 ◆ VEStudio1.2 应用的系统单位为米(m),图(1-2-1),若用户制作的场景空间单位为其它，则需要自 己进行转换。否则进入 VES 系统后尺寸不正确。 图(1-2-1) ◆ 运行环境建议配置: CPU:双核 内存：512兆以上 显卡：独立 NVIDIA6 系列以上（ATI 显卡——暂兼容性不完善） 硬盘空间 >=2GB 操作系统： WindowsXP Home/professional、win2000 Professional 高级模式（HDR、景深模糊、实时阴影等）开启：显卡：独立 NV7600 系列以上 VES1.2 全部兼容 nvidia 显卡的 GeForce7 系列或以上 第三节 3ds max 导出目录和 VES工程目录说明 ◆ 3ds max 导出目录 通过 VEStudio 导出插件导出 VEC 格式文件，在您选择的存放导出文件的目录下将会创建一个 VEC 格式 文件和一个“textures”文件夹。图(1-3-1) *.VEC 文件——即模型文件，用 于导入 VES 编辑器创建场景。 textures 文件夹——存放导出 模型的所有贴图文件，这些贴图在接 下来创建 VES 工程文件后导入模型时会调用到。(如果导出的模型没有赋予贴图材质，此文件夹将不会创建； 如果导出的模型已经赋予贴图材质，不过在 MAX 中其材质窗里贴图的绝对路径信息不正确，VES 导出插件 也将无法收集该贴图文件导致导出贴图失败，在这样的情况下制作者需要设置正确的贴图路径或者手动复 http://www.vestudio.cn/ 5 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 制贴图文件到 textures 文件夹内，关于这点在本章教程第六节有详细讲解) VEStudio 场景导入建立完成后，这些导出的文件可删除。 ◆ VES 工程目录 在学习任何软件之前，我们首先都习惯性的要了解其存放制作文件的地方即工程文件的目录，这样我 们在制作过程中才会更好的把握和凌驾它。那么 VES 的 vep工程目录下都有哪些东西，都是各司何职的？ 当创建完成工程目录后，我们会看到存放工程的目录下自动生成了如图(1-3-2)的一些文件。 图(1-3-2) 下表(1-3-1)为我们看到了一系列目录所对应的文件说明及使用属性： 名称 说明 属性 *.vep 编辑器打开的工程文件 保存生成 Chars 角色 需要手动拷贝 Gis GIS节点 vec 文件[.vec] 平台自动生成 Models Max 导出模型[.vec] 平台自动生成(里面存放导入的 VEC 文件及贴图文件) Physics 物理 N/A repository 库文件[.model.xml;.vec] 需要手动拷贝 Sounds 音效节点[.wav;.ogg] 需要手动拷贝 Textures 贴图[.dds;.jpg;.pnp;.tga;.hdr;.gif] 需要手动拷贝 表(1-3-1) 注：特别注意的是需要手动拷贝的目录，现在版本必须把正确格式的文件拷贝进去平台才能读取，并 使用之。 一些目录文件夹的具体应用在本教程的具体应用章节中将都会讲解到。 第四节 3dsmax 中制作模型与贴图的注意事项 用于 VR 制作的模型和贴图都会有所要求，它与渲染图制作和渲染动画制作的规范要求有很大区别，特 别是在大型场景制作或者具有高级特效炫美视觉效果的场景中有更突出的体现。基础模型和贴图是制作出 漂亮美观场景的最基本元素，也是影响功能应用效率的基础，所以我们要养成良好习惯，从基本的模型和 材质制作开始就要认真细心、注意遵循规范，否则在后期会浪费很多时间去进行调整。 3ds max 中制作模型注意事项： ◆ 3ds max 单位设置：在单位设置对话框中，将显示单位和系统单位统一改成“米(meters)”，图 (1-2-1) ◆ 精确度:模型按实际尺寸建模，场景模型的位置要与实际的地理位置保持一致。(可参照提供的线 化图 DLG、平面图或影像) ◆ 基本建模：力求模型面数控制在较小范围内，即以最简面数建模方法建出我们想要的模型，同样 http://www.vestudio.cn/ 6 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 的模型不必在其中添加任何点线面，若条件允许，推荐使用贴图替代模型方式或者贴图替代与精 细模型表示相结合的制作方式。①一般圆弧，可适当调节其插值参数，看起来自然为即可，主要 表现的事物依然力求光滑效果，有些按照具体项目要求。②在画较长的 beizel 曲线时，点与点之 间不要太密，尽量均匀，因为均匀的曲线点更利于优化操作，根据物体尺寸情况设置曲线的步幅 大小。 图(1-4-1) 排列点比较均匀的 beizel 曲线 ③如遇两个模型元素各种相接情况的模型，如水平相接或地面相接等，将看不见的接触面删除， 保证没有共面、相距太近的面(同法线方向相距过近的面会出现闪面的情况，影响美观，一般要求 两面叠加距离应>=0.05m)和看不见的面。④3ds max 自带布尔运算尽量不用，用超级布尔时注意 检查有无乱线；如必须用布尔、形体合并或切面时，将无用边缘多出的点焊接或移除掉。推荐使 用多边形建模方式。 ⑤正确使用光滑组，避免出现黑块烧焦的情况。 ◆ 模型可成组、实例复制、塌陷。 ◆ 模型动画：VES1.2 支持物体位移、旋转、缩放、路径约束动画。将需要制作动画的模型在 3DS MAX 中录制好后导入即可。MAX 材质动画、软体动画、特效的爆炸动画等暂不支持。 3ds max 中模型贴图注意事项： ◆ 材质制作方式：通常采用普通材质+高级材质的方式处理 vec模型，普通材质即指一般的有表面贴 图、光照烘焙贴图、反射贴图、透明贴图中的任意组合的属性，高级材质是指加有凹凸贴图、纹 理运动、水面材质、地板反射材质等。 ◆ VEStudio 支持的贴图格式有：[.dds;.jpg;.png;.tga;.hdr;.gif] ◆ VR 贴图不应过大，应更多关注贴图本身的清晰度。贴图太大会导致最后做出来的 VR 场景运行效 率降低。必要的情况下最大尽量不要超过 1024 x1024 像素，在制作过程中若将贴图象素大小设置 为 2的 n次方对运行效率更有利，如 256x512、128x128、512x256 等。 ◆ 贴图名称尽量使用中文、英文或数字表示，不要包含空格或者其它特殊字符，避免出错。贴图名 称长度适当控制，不宜太长。 ◆ 材质支持的属性:VEStudio 平台中支持的 MAX材质属性如图(1-4-2)所示，非红色框选部分为无效 设置属性；材质类型只能是 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 材质(standard)、多维材质(Multi/sub-Object)和 shell 材质； VES 暂不支持 MAX 中的程序贴图。①一般模型的材质不勾选双面。用于需要双面显示的带有 alpha 通道的贴图或必要双面显示的其它物体。②漫反射(Diffuse):纯颜色的元素贴图可调此项颜色， 不需要另给贴图。 ③自发光(Self-Illumination):烘焙时在此自动赋予光照贴图，无光照贴图可 调节材质的自发光。④不透明度(Opacity):调节玻璃之类的透明材质或赋予具有 alpha 通道的贴 图，使在 MAX 中渲染显示镂空便于观察。⑤高光级别(Specular Level)和光泽度(Glossiness)属 性主要用于调节具有高光属性的元素，使得成品场景在不同角度看到真实的高光效果，更具真实 性。调节时可预览材质球自由把握。⑥使用多维材质方式贴图时尽量不要有空的(指没有指定贴图 同时也没用到的)子材质;子材质的 ID 号最好是连续的。 http://www.vestudio.cn/ 7 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 图(1-4-2) ◆ 贴图支持的属性:在材质的贴图参数的坐标(Coordinates)一栏中的参数都不需改动。如想调整贴 图坐标，请用贴图坐标修改器如 UVW Map，不能使用位图参数栏下的裁剪/放置的查看图像(apply) 选项。图(1-4-3) 图(1-4-3) ◆ 为贴图添加贴图坐标修改器时，材质窗的贴图通道应和 uvw 坐标修改器的通道一致，图(1-4-4)， 否者贴图坐标修改器无效。 http://www.vestudio.cn/ 8 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 图(1-4-3)贴图通道一致 第五节 3ds max 导出注意事项 很多初学者由于基础数据整理不规范或者文件管理比较乱，致使无法导出模型贴图或报出种种提示窗 口，这样就无法完成自己想要制作的场景，在文件导出之前我们需要注意一些常见的问题，才能顺利的导 出进入下一步创作。 ◆ 认识：3ds max 里面的组和模型位置姿态信息都会被导出为 VES 平台内的编辑节点可调节参数， 所有的材质贴图属性都记录在 VES 平台里面的元素节点里。 ◆ 注意设置好前面第二节提到的空间单位，导出模型之前查看场景空间单位是否已经设置为米。 ◆ 模型：如果是实例模型的话，图(1-5-1),那么导出 vec 后也被识别为关联模型，修改其一属性， 其它的关联模型也会被修改，而且导出时所有的关联模型只导出一个元素以便进行修改，更节省 内存占用量。 图(1-5-1)关联模型 ◆ 贴图：插件 VESexport_max 具有自动优化模型和贴图的功能，所使用的贴图如果是同名的话会自 动变成关联贴图。图(1-5-2) http://www.vestudio.cn/ 9 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 图(1-5-2)同名贴图 ◆ 材质：反射高光的属性 ，如果参数设置是相同的话也会被记录 成关联的材质，那么在平台里面改其中一个另外有关联的也会被修改。下图示例平台修改参数： ◆ 组的级别关系： http://www.vestudio.cn/ 10 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 在 MAX里进行了成组 导出经过 MAX 编组的模型，vec导入平台可以在场景元素里面看到其节点关系，图(1-5-6) 图(1-5-6)VES 平台中组的级别关系 在平台编辑器内,“场景元素”窗口里面看到节点之间的关系，这个对于调节节点的属性非常重 要，我们可以看到[茶壶]编辑节点下面有[Teapot0„]六个子节点，这留个子节点即为模型组[茶壶] 内的所有模型，第一个子节点下面还有一个[01 - Default]元素节点，图(1-5-7),此节点为该模型的 材质节点。但是为何其它的子节点下面没有元素节点呢？因为它们在 max 里都使用了同一个材质，所 以只导出了一个关联的元素节点，这也就是前面提到的关联贴图，在编辑器内我们只要调节[01 - Default]元素节点，其它关联贴图就会一样的改变。在[茶壶]编辑节点的节点属性框里面可以看到分 别有[渲染]——控制是否可见属性、[镜像]——控制其是否进行反射倒影属性、[碰撞]——控制是否 加入碰撞检测属性三个重要属性成份。 http://www.vestudio.cn/ 11 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 这里要注意的是[茶壶]是父节点，[Teapot0„]是子节点，父节点的属性可以控制子节点的属性， 譬如只有当父节点打开[渲染]属性，那么子节点的[渲染]属性调节才生效，反之就无效了；位置属性 也同样具有这个特性。 图(1-5-7) ◆ 常用的元素节点普通材质调节：对于普通材质我们通常会调节用到哪几个选项呢? 通常情况下我 们不做高级效果时只要稍微完善性调节普通材质就够用了。首先确认没有启用高级材质,即“使用 高级材质”项为 false(关闭)。 。图(1-5-8) 注释了各项普通材质调节的参数说明，其中多数调节项都与 3DSMAX 中相应的选项效果相同，在平 台里调节可以更直观的观察结果，用户可以自己多试试看调节效果。需要注意的是其中 Alpha[透 明值]选项需打开 BlendMode[启用混合透明]才会生效的。 图(1-5-8) ◆ 3DS MAX 导出 vec 文件常碰到的问题—— ① 跳出“不能复制纹理文件***，请手动复制至纹理目录”如下图： http://www.vestudio.cn/ 12 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 问题原因：VESexport_max 读取到的 MAX 贴图路径信息没有该贴图，也就是说该导出模型在材质 窗内所显示的路径信息，图(1-5-11),不是贴图的实际路径(当用户贴图存放位置改变后，MAX 在 一个文件夹内有自动查找贴图的功能，但是并不改变其在材质窗口里的路径信息。这样当然我们 在 MAX 里面渲染过程不会报出缺少贴图)， 图(1-5-11) 解决方法：a——在制作场景之前制定好贴图和模型的存放位置，在贴图过程中一切贴图从该文 件夹调用，若合并了其它模型库的模型，那么需要把该模型复制到场景贴图文件夹内再在材质窗 给引用模型设定准确的贴图路径。 b——在导出之前用 MAX的“位图/光度学路径”功能重置贴图路径，完成后保存导出。图(1-5-12)， 具体步骤是：点击 MAX“命令面板”中的“工具”图标 →选择其下的“位图/光度学路径” → 点击“编辑资源„”按钮→弹出“位图/光度学路径编辑器”窗口→配合键盘上的 Shift 把所有 的贴图路径选上→点击窗口右边“查找文件”按钮，此时弹出找到贴图数和丢失贴图数，若丢失 贴图为使用的贴图，那么在 MAX 里面渲染也会看不见。→查找文件完成后点“确定”然后“关闭” 退出。 http://www.vestudio.cn/ 13 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 图(1-5-12) C——手动复制至纹理目录，即把所有用到的贴图文件手动复制到导出目录里面的 textures 文件 夹。 ② 跳出“第*通道上没有发现 UVW 贴图坐标，需要在*上加入该贴图坐标！”如下图： 问题原因：制作者没有给导出的模型加入 UVW 贴图坐标，即赋予模型贴图材质后没添加坐标修改器。 这样会导致 VES 无法识别贴图坐标，从而得不到你想要的结果。 解决方法：找到报错中提示的模型元素，然后手动给其添加坐标修改器。 注修改器的坐标通道要与警告提示中的通道 ID 匹配。即如上图的警告 窗口应理解为：需要给模型名称为 Railing01 的第 1通道添加贴图坐标 修改器。右图为添加了正确贴图坐标修改器示例。 图(1-5-14) http://www.vestudio.cn/ 14 VEStudio 虚拟仿真平台用户手册 第一章涉及到的参数说明表： 参数 说明 属性 渲染 控制是否可见 True 开启/false 关闭 镜像 控制其是否进行反射倒影 True 开启/false 关闭 碰撞 控制是否加入碰撞检测 True 开启/false 关闭 启用高级材质 控制是否启用高级材质 True 开启/false 关闭 AmbientColor 环境色(即对应 3DSMAX 里面的环境光) 颜色设置 DiffuseColor 表面色(表面色调节，若已赋予贴图，则调此项 为贴图上混合表面色。与 3DSMAX 里面的漫反射 颜色设置相对应。) 颜色设置 SpecularColor 高光色(设置具有高光属性物体的高光颜色) 颜色设置 EmissionColor 自发光色(设置模型的自发光颜色) 颜色设置 Shininess 光泽度(配合高光级别使用) 0-128范围，参数值小光泽度越 强烈 Alpha 透明值(此选项需打开 BlendMode[启用混合透 明]才会生效) 值 1为全显示，值 0为全透明 默认光照 是否启用系统默认光照 True 开启/false 关闭，如果关 闭，则所设置的高光、光泽度将 会失效。 BlendMode 混合透明 True 开启/false 关闭 第一章 VEStudio虚拟仿真平台基础知识 第一节 认识VEStuido1.2 第二节 一些声明 第三节 3dsmax导出目录和VES工程目录说明 第四节 3dsmax中制作模型与贴图的注意事项 第五节 3dsmax导出注意事项