ATX动态贴图及角色动画的创建学习教案

1、会计学1ATX动态动态(dngti)贴图及角色动画的创建贴图及角色动画的创建第一页，共30页。1 1 虚拟现实虚拟现实(x n xin sh)(x n xin sh)系统系统的硬件设备的硬件设备(1)(1) 使用户能以人类(rnli)自然技能与虚拟环境交互的工具。2根据功能和特点不同分根据功能和特点不同分为：为：跟踪定位设备跟踪定位设备立体立体(lt)(lt)显示设备显示设备手部数据交互设备手部数据交互设备声音输出设备声音输出设备等等等等输入设备输入设备输出设备输出设备生成设备生成设备第1页/共30页第二页，共30页。1 1 虚拟现实系统的硬件虚拟现实系统的硬件(yn (yn jin)jin)

2、设备设备(2)(2)31.1 1.1 输入输入(shr)(shr)设备设备基于自然基于自然(zrn)(zrn)的交互设备，用于对虚拟世界信息的的交互设备，用于对虚拟世界信息的输入。输入。三维定位跟踪设备，用于对输入设备在三维空间中的位三维定位跟踪设备，用于对输入设备在三维空间中的位置进行判断，并送入虚拟现实系统中。置进行判断，并送入虚拟现实系统中。第2页/共30页第三页，共30页。1 1 虚拟现实虚拟现实(x n xin sh)(x n xin sh)系系统的硬件设备统的硬件设备(3)(3)41.1 1.1 输入设备输入设备基于自然基于自然(zrn)(zrn)的交互设备的交互设备数据手套：作为

3、数据手套：作为(zuwi)(zuwi)一只虚拟的手用于与虚拟现实系统进行一只虚拟的手用于与虚拟现实系统进行交互。计算机通过应用程序识别出用户的手在虚拟世界中操作时交互。计算机通过应用程序识别出用户的手在虚拟世界中操作时的姿势，执行相应的操作。在实际应用中，数据手套还必须配有的姿势，执行相应的操作。在实际应用中，数据手套还必须配有空间位置跟踪器，检测手在空间中的实际方位及运动方向。空间位置跟踪器，检测手在空间中的实际方位及运动方向。 第3页/共30页第四页，共30页。1 1 虚拟现实系统的硬件虚拟现实系统的硬件(yn (yn jin)jin)设备设备(4)(4)51.1 1.1 输入输入(shr

4、)(shr)设备设备基于自然的交互设备基于自然的交互设备数据衣：让虚拟现实系统识别全身数据衣：让虚拟现实系统识别全身运动而设计的输入装置，可以检测运动而设计的输入装置，可以检测出人的四肢、腰部等部位的活动，出人的四肢、腰部等部位的活动，以及各关节弯曲的角度。它能对人以及各关节弯曲的角度。它能对人体大约体大约5050多个不同的关节进行多个不同的关节进行(jnxng)(jnxng)测量，通过光电转换，测量，通过光电转换，身体的运动信息送入计算机进行身体的运动信息送入计算机进行(jnxng)(jnxng)图像重建。图像重建。第4页/共30页第五页，共30页。1 1 虚拟现实系统虚拟现实系统(xtng

5、)(xtng)的硬件设备的硬件设备(5)(5)61.1 1.1 输入设备输入设备基于基于(jy)(jy)自然的交互设备自然的交互设备三维控制器：三维控制器：三维鼠标三维鼠标力矩力矩(l j)(l j)球球三维扫描仪三维扫描仪第5页/共30页第六页，共30页。1 1 虚拟现实虚拟现实(x n xin sh)(x n xin sh)系系统的硬件设备统的硬件设备(6)(6)71.1 1.1 输入设备输入设备(shbi)(shbi)三维定位跟踪设备三维定位跟踪设备(shbi)(shbi)三维定位跟踪三维定位跟踪(gnzng)(gnzng)设备：检测位置与方位，设备：检测位置与方位，并将其数据报告给虚拟

6、现实系统。并将其数据报告给虚拟现实系统。虚拟现实系统中常需要检测头部与手的位置。要检测头与虚拟现实系统中常需要检测头部与手的位置。要检测头与手在三维空间中的位置和方向，一般要跟踪手在三维空间中的位置和方向，一般要跟踪6 6个不同的运动个不同的运动方向，即方向，即沿沿X X、Y Y、Z Z坐标轴的平动坐标轴的平动和和沿沿X X、Y Y、Z Z轴方向的转动轴方向的转动。由于这几个运动都是相互正交的，因此共有。由于这几个运动都是相互正交的，因此共有6 6个独立变个独立变量，即对应于描述三维对象的宽度、高度、深度、俯仰角、转动角量，即对应于描述三维对象的宽度、高度、深度、俯仰角、转动角和偏转角，称之为

7、和偏转角，称之为六自由度（六自由度（DOFDOF）。第6页/共30页第七页，共30页。1 1 虚拟现实虚拟现实(x n xin sh)(x n xin sh)系统的系统的硬件设备硬件设备(7)(7)81.1 1.1 输入设备输入设备(shbi)(shbi)三维定位跟踪设备三维定位跟踪设备(shbi)(shbi)空间跟踪设备的要求：空间跟踪设备的要求：数据采样率高且传输数据速度快，既要满足精确数据采样率高且传输数据速度快，既要满足精确度的需要，同时又不能出现明显滞后。度的需要，同时又不能出现明显滞后。抗干扰性要强，也就是受环境影响要小。抗干扰性要强，也就是受环境影响要小。，不能因为增加了跟踪设备

8、影响用对被检测的物，不能因为增加了跟踪设备影响用对被检测的物体必须是无干扰的户的运动等。体必须是无干扰的户的运动等。真实世界和虚拟世界之间相一致的整合能力。真实世界和虚拟世界之间相一致的整合能力。多个用户及多个跟踪设备可以在工作多个用户及多个跟踪设备可以在工作(gngzu)(gngzu)区区域内自由移动，不会相互之间产生影响。域内自由移动，不会相互之间产生影响。第7页/共30页第八页，共30页。1 1 虚拟现实虚拟现实(x n xin sh)(x n xin sh)系系统的硬件设备统的硬件设备(8)(8)91.2 1.2 输出设备输出设备- -视觉感知视觉感知(gnzh)(gnzh)设备设备视

9、觉感知设备：主要是向用户提供立体宽视野的场景视觉感知设备：主要是向用户提供立体宽视野的场景显示，并且这种场景的变化显示，并且这种场景的变化(binhu)(binhu)会实时改变。会实时改变。台式VR显示系统第8页/共30页第九页，共30页。1 1 虚拟现实虚拟现实(x n xin sh)(x n xin sh)系统系统的硬件设备的硬件设备(9)(9)101.2 1.2 输出设备输出设备(sh ch sh bi)-(sh ch sh bi)-视觉感知视觉感知设备设备头盔头盔(tu ku)(tu ku)显示器显示器第9页/共30页第十页，共30页。1 1 虚拟现实系统虚拟现实系统(xtng)(xt

10、ng)的硬件设备的硬件设备(10)(10)111.2 1.2 输出设备输出设备(sh ch sh bi)-(sh ch sh bi)-听觉感知设备听觉感知设备听觉感知设备听觉感知设备(shbi)(shbi)：提供虚拟世界中的三维真实感：提供虚拟世界中的三维真实感声音的输入及播放。一般由耳机和专用声音卡组成。通声音的输入及播放。一般由耳机和专用声音卡组成。通常用专用声音卡将单通道或普通立体声源信号处理成具常用专用声音卡将单通道或普通立体声源信号处理成具有双耳效应的三维虚拟立体声音。有双耳效应的三维虚拟立体声音。第10页/共30页第十一页，共30页。1 1 虚拟现实虚拟现实(x n xin sh)

11、(x n xin sh)系统的系统的硬件设备硬件设备(11)(11)121.2 1.2 输出设备输出设备- -触觉感知触觉感知(gnzh)(gnzh)设备设备触觉感知设备：力觉感知设备主要是要求能反馈力触觉感知设备：力觉感知设备主要是要求能反馈力的大小和方向，而触觉感知应包含一般的接触感，的大小和方向，而触觉感知应包含一般的接触感，进一步应包含感知物体的质感、纹理感及温度感等进一步应包含感知物体的质感、纹理感及温度感等。目前能实现。目前能实现(shxin)(shxin)的仅仅是模拟一般的接触的仅仅是模拟一般的接触感感第11页/共30页第十二页，共30页。1 1 虚拟现实虚拟现实(x n xin

12、 sh)(x n xin sh)系统系统的硬件设备的硬件设备(12)(12)131.3 1.3 虚拟世界生成虚拟世界生成(shn chn)(shn chn)设备设备计算机是虚拟世界的主要生成设备；计算机是虚拟世界的主要生成设备；要求要求(yoqi)(yoqi)计算机及具有高速的计算机及具有高速的CPUCPU和强的图形处理和强的图形处理能力能力第12页/共30页第十三页，共30页。1 1 虚拟现实系统虚拟现实系统(xtng)(xtng)的硬件设的硬件设备备(13)(13)141.3 1.3 虚拟世界生成虚拟世界生成(shn chn)(shn chn)设备设备虚拟世界生成设备的主要功能：虚拟世界生

13、成设备的主要功能：视觉通道信号产生与显示：生成显示所需视觉通道信号产生与显示：生成显示所需三维立体、高真实感复杂场景，并能根据三维立体、高真实感复杂场景，并能根据(gnj)(gnj)视点的变化进行实时绘制。视点的变化进行实时绘制。听觉通道信号生成与显示：支持三维真实听觉通道信号生成与显示：支持三维真实感声音的生成与播放。所谓三维真实感声感声音的生成与播放。所谓三维真实感声音是具有动态方位感、距离感和三维空间音是具有动态方位感、距离感和三维空间效应的声音。效应的声音。触觉与力觉通道信号生成与显示：触觉与力觉通道信号生成与显示：第13页/共30页第十四页，共30页。1 1 虚拟现实系统虚拟现实系统

14、(xtng)(xtng)的硬件的硬件设备设备(14)(14)151.3 1.3 虚拟世界生成虚拟世界生成(shn chn)(shn chn)设备设备视觉通道信号的产生和处理：视觉通道信号的产生和处理： 帧频帧频(zhn pn)(zhn pn)和延迟时间的要和延迟时间的要求求 计算能力和场景复杂性计算能力和场景复杂性第14页/共30页第十五页，共30页。1 1 虚拟现实虚拟现实(x n xin sh)(x n xin sh)系系统的硬件设备统的硬件设备(15)(15)161.3 1.3 虚拟世界生成虚拟世界生成(shn chn)(shn chn)设备设备虚拟世界生成设备主要分为：虚拟世界生成设备

15、主要分为：基于基于(jy)(jy)高性能个人计算机高性能个人计算机的的VRVR系统系统基于基于(jy)(jy)高性能图形工作站高性能图形工作站的的VRVR系统系统高度并行的计算机系统的高度并行的计算机系统的VRVR系系统统基于基于(jy)(jy)分布式计算机的分布式计算机的VRVR系统系统第15页/共30页第十六页，共30页。1 1 虚拟现实虚拟现实(x n xin sh)(x n xin sh)系系统的硬件设备统的硬件设备(16)(16)171.3 1.3 虚拟世界生成虚拟世界生成(shn chn)(shn chn)设备设备虚拟世界生成虚拟世界生成(shn chn)(shn chn)设备设备

16、主要分为：主要分为：基于高性能个人计算机的基于高性能个人计算机的VRVR系统系统基于高性能图形工作站的基于高性能图形工作站的VRVR系统系统高度并行的计算机系统的高度并行的计算机系统的VRVR系统系统基于分布式计算机的基于分布式计算机的VRVR系统系统第16页/共30页第十七页，共30页。2 2 虚拟现实虚拟现实(x n xin sh)(x n xin sh)软件系统软件系统(1)(1)182.1 2.1 场景场景(chng jng)(chng jng)绘制过程绘制过程图形绘制分为三个阶段：图形绘制分为三个阶段：应用程序阶段应用程序阶段几何几何(j h)(j h)处理阶段处理阶段光栅化阶段光栅

17、化阶段用户用户输入输入CPU1CPUn应用程序阶段GE1GEn几何处理阶段FIFO缓冲区RU1RUn光栅化阶段FIFO缓冲区输出缓冲区视频视频控制控制器器第17页/共30页第十八页，共30页。2 2 虚拟现实虚拟现实(x n xin sh)(x n xin sh)软软件系统件系统(2)(2)192.2 3ds2.2 3ds中的烘焙中的烘焙(hngbi)(hngbi)处理处理3ds3ds中的贴图烘焙技术就是一种把中的贴图烘焙技术就是一种把maxmax光照光照(gungzho)(gungzho)信息渲染成贴图的方式，而后把这个烘信息渲染成贴图的方式，而后把这个烘焙后的贴图再贴回到场景中去的技术。焙

18、后的贴图再贴回到场景中去的技术。示例演示示例演示烘焙格式：烘焙格式：LightingmapCompletemap第18页/共30页第十九页，共30页。203 ATX3 ATX动态动态(dngti)(dngti)贴图使用贴图使用(1)(1)3.1 ATX3.1 ATX动态动态(dngti)(dngti)贴图编辑器界面贴图编辑器界面第19页/共30页第二十页，共30页。213 ATX3 ATX动态动态(dngti)(dngti)贴图使用贴图使用(2)(2)3.2 ATX3.2 ATX动态动态(dngti)(dngti)贴图的创建贴图的创建注意命名注意命名(mng (mng mng)mng)方法方法

19、第20页/共30页第二十一页，共30页。223 ATX3 ATX动态动态(dngti)(dngti)贴图使用贴图使用(3)(3)3.2 ATX3.2 ATX动态动态(dngti)(dngti)贴图的应用贴图的应用应用案例应用案例(n (n l)l)演示演示第21页/共30页第二十二页，共30页。4 4 角色角色(ju s)(ju s)动画的应用动画的应用(1)(1)234.1 4.1 角色角色(ju s)(ju s)库的添加库的添加第22页/共30页第二十三页，共30页。4 4 角色角色(ju s)(ju s)动画的应用动画的应用(2)(2)244.2 4.2 角色角色(ju s)(ju s)调用调用第23页/共30页