本站原创摘 要3D建模目前应用非常广泛,如虚拟校园建设、3D游戏设计等.3D建模与编程技术是3D应用软件中的关键技术,目前应用比较广泛的有OpenGL、Direct3D、Ja3D和VRML等.在对OpenGL的运行原理、实现机制和程序结构等技术进行研究之后,可以利用OpenGL提供的基本图形操作函数实现几何建模、图形变换、光照、视图变换、视角变换、反走样、动画等功能进行具体舞台建模并编程制作3D图形或实体.通过研究可以了解3D建模的一般过程和具体实现技术,掌握OpenGL库的使用,了解相应的3D建模知识和计算机图形学相关知识.
关 键 词OpenGL3D模型计算机图形
中图分类号：TP391.41文献标识码：A
13D模型的背景
随着计算机技术的发展,以及3D建模在各个领域的研究与应用,3D建模技术在建模方法、建模对象等方面发生了很大的变化.从最初费时费力的基于集合的手动建模,发展到了运用基于图像的建模与绘制等多种方法,对比较复杂的人脸、肢体进行3D建模.利用3D建模技术精确地描绘现实事物以实现3D物体的真实再现,进而为用户创造一个身临其境,形象逼真的环境.
现在,3D模型已经用于各种不同的领域.在医疗行业使用它们制作器官的精确模型；电影行业将它们用于活动的人物、物体以及现实电影；视频游戏产业将它们作为计算机与视频游戏中的资源；在科学领域将它们作为化合物的精确模型；建筑业将它们用来展示提议的建筑物或者风景表现；工程界将它们用于设计新设备、交通工具、结构以及其它应用领域；在最近几十年,地球科学领域开始构建3D地质模型.
3D模型本身是不可见的,可以根据简单的线框在不同细节层次渲染的或者用不同方法进行明暗描绘.但是,许多3D模型使用纹理进行覆盖,将纹理排列放到3D模型上的过程称作纹理映射.纹理就是一个图像,但是它可以让模型更加细致并且看起来更加真实.例如,一个人的3D模型如果带有皮肤与服装的纹理那么看起来就比简单的单色模型或者是线框模型更加真实.
3D模型经常做成动画.例如,在故事片电影以及计算机与视频游戏中大量地应用3D模型,它们可以在3D建模工具中使用或者单独使用.为了容易形成动画,通常在模型中加入一些额外的数据.例如,一些人类或者动物的3D模型中有完整的骨骼系统,这样运动时看起来会更加真实,并且可以通过关节与骨骼控制运动.
23D建模系统功能需求
3D建模系统理论已广泛应用于虚拟现实、游戏开发、电影特效、可视化等领域.3D建模系统主要用于模拟真实场景.本课题研究的3D建模系统主要用于几何物体的模拟,需要具备以下几点特性：
（1）场景逼真性
真实感和逼真性是3D物体建模和自然景物模拟最基本和重要的特性,也是该系统的最基本要求.
（2）系统实时性
由于第一个需求的存在,3D建模中想要得到真实度较高的渲染效果,需要大量模型在场景中存在的情况.
33D建模系统基本构架
该系统是在Windows7平台上,基于OpenGL图形库开发,用于3D建模的系统.本系统也需要用数学理论解决的问题.比如,在图形模块中我们需要经常进行坐标转换,从模型坐标到全局坐标再到视点坐标,最后到单位坐标之间的转换,都牵涉到坐标的变化.要实现坐标转换,就牵涉到数学中有关矩阵的知识.3D建模系统的基础模块是数学基础模块.数据基础模块封装了基本的2D和3D几何代数操作.
核心模块中,系统控制模块是唯一被授权和系统的所有模块进行交互的模块,负责对整个系统流程的控制和操作.系统启动后,系统控制模块掌握系统操纵权,由它负责调用和启动其它模块,同时负责用户和系统的交互,为用户和其它模块之间提供信息传递和效应.场景管理模块主要负责系统整个场景的管理和组织.
43D建模系统的未来发展
随着社会的发展,各行各业的进步,3D建模的未来需求将会越来越大,像背景里提到的电影、动漫、建筑都会应用到这一系统.由于3D建模技术比较容易掌握,所以尽管需求越来越大,但是掌握技术的人也会越来越多.不过能够有这么多人愿意掌握这门技术,相信未来的建模技术人才也会如雨后春笋般涌现,并且建模技术的未来发展之路一定很光明,未来的建模技术也将更加成熟并趋于完善,更加神奇的模型也将出现在人们眼前.