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[摘要]虚拟现实技术是计算机技术发展到一定阶段的产物，它使计算机适应人而不是人适应计算机，因此受到人们的青睐，而3D Studio MAX是优秀的三维动画造型软件，它广泛用于游戏、广告、建筑等领域，是目前PC上最流行的三维动画造型软件。简单的介绍虚拟现实与3D Studio MAX软件以及3D Studio MAX软件在虚拟现实技术上的应用。
[关键词]虚拟现实 计算机软件 3D Studio MAX 技术
中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0220078－01
虚拟现实（Virtual Reality，简称VR；又译作灵境、幻真）是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实的主要特征是：多感知性(Multi-Sensory)、浸没感(Immersion)、交互性(Interactivity)、构想性(Imagination)。这些使操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，与之产生互动，进行交流。身临其境的沉浸感和人机互动的趣味性是虚拟现实的实质特征，对时空环境的现实构想（即启发思维，获取信息的过程）是虚拟现实的最终目的。
目前虚拟现实技术已经获得了广泛的应用，而且日益普及，不仅在诸如NASA的大型工程得到应用，也出现在一些游戏中，在一些高档的PC机上甚至可以构建自己的个人PCVRS（个人虚拟现实系统）。
设计一个VR系统，首要的问题是创造一个虚拟环境，这个虚拟环境包括三维模型、三维声音等，在这些要素中，因为在人的感觉中，视觉摄取的信息量最大，反应亦最为灵敏，所以创造一个逼真而又合理的模型，并且能够实时动态地显示是最重要的。虚拟现实系统构建的很大一部分工作也是建造逼真合适的三维模型。
3D Studio Max，常简称为3ds Max或MAX，是Kinetix公司（后为Discreet收购，Discreet后又被Autodesk收购）推出的一套强大的三维建模软件，由于它是基于Win NT或Win98平台的，方便易学，又因其相对低廉的价格优势，所以成为目前个人PC上最为流行的三维建模软件。其2009版本的推出，更是巩固了它在个人PC平台上的地位。它的2009版本相较以前的版本有了明显的改进，具体表现在以下几个方面。
一、Reveal渲染
新的Reveal渲染系统为您快速精调渲染提供了所需的精确控制。你可以选择渲染减去某个特定物体的整个场景；或渲染单个物体甚至帧缓冲区的特定区域。渲染图像帧缓冲区现在包含一套简化的工具，通过随意过滤物体、区域和进程、平衡质量、速度和完整性，可以快速有效达到渲染设置中的变化。
二、Biped改进
新增的Biped工作流程可以让您处理的Biped角色的手部动作与地面的关系像足部动作一样。这个新功能大大减少了制作四足动画所需的步骤。3ds Max 2009还支持Biped物体的以工作轴心点和选取轴心点为轴心进行旋转，这加速了戏剧化的角色的动作的创建，比如一个角色摔在地面上。
三、改进的OBJ和FBX支持
更高的OBJ转换保真度以及更多的导出选项使得在3ds Max和Mudbox以及其它数字雕刻软件之间传递数据更加容易。您可以利用新的导出预置；额外的几何体选项，包括隐藏样条线或直线；以及新的优化选项来减少文件大小和改进性能。游戏制作人员可以体验到增强的纹理贴图处理以及在物体面数方面得到改进的Mudbox导入信息。3ds Max 2009还提供改进的FBX内存管理以及支持3ds Max与其它产品（例如Maya和MotionBuilder）协同工作的新的导入选项。
四、改进的UV纹理编辑
3ds Max在智能、易用的贴图工具方面继续引领业界潮流。您可以使用新的样条贴图功能来对管状和样条状物体进行贴图，例如把道路贴图到一个区域中。此外，改进的Relax和Pelt工作流程简化了UVW展开，使您能够以更少的步骤创作出想要的作品。SDK中的.NET支持支持.NET，可通过使用Microsoft的高效高级应用程序编程接口扩展您的软件。3ds Max 2009软件开发工具包配有.NET示例代码和文档，可帮助开发人员利用这个强大的工具包。
五、ProMaterials
新的材质库提供易用、基于实物的mental ray材质，使您能够快速创建常用的建筑和设计表面，例如固态玻璃、混凝土或专业的有光或无光墙壁涂料。
六、光度学灯光改进
3ds Max现在支持新型的区域灯光（圆形、圆柱形）、浏览对话框和灯光用户界面中的光度学网络预览以及改进的近距离光度学计算质量和光斑分布。另外，分布类型现在能够支持任何发光形状，而且您可以将灯光形状显示地和渲染图像中的物体一致。
在虚拟现实作品制作的时候应当遵循一个原则：在能够保证视觉效果的前提下，尽量采用比较简单的模型，而且若能够用参数化方法构建的对象尽量用参数化方法构建，同时，在模型创作过程中，对模型进行分割，分别建模，以利于在虚拟现实系统中进行操作和考察。
3DS MAX在IBR中的应用是自然的，3DS MAX的出色的纹理贴图，强大的贴图控制能力，各种空间扭曲和变形，都提供了对图像和环境映照的容易的处理途径。
在用3DS MAX为VR系统创作好模型后，结合VR系统的要求，看是否需要采用诸如LOD(Level of Detail)模型，如果需要可利用MAX自带的LOD插件直接生成对象的LOD模型，最后根据VR系统的编辑环境将模型输出为编辑环境所能接收的文件类型，如VRML97或DXF等格式的文件。
在VR系统中经常需要有视差和景深的立体视图，这可以通过在3DS MAX中设置双摄像机来模拟人的双眼来渲染立体视图对，这个需要调整双摄像机的相对位置，然后分别渲染不同的摄像机视图即可得到立体视图对。
3DS MAX是用C++语言和Open GL编写的应用软件，而且它提供的MAX SDK也是采用C＋＋编写的代码，我们可以很容易地用C＋＋和Open GL结合MAX SDK实现我们的图形学算法，再把我们的算法作为插件嵌入3DS MAX环境中，而不用考虑物体模型的生成和处理的复杂代码，利用3DS MAX的渲染计时器可以方便地检验我们所编算法的效率和效果。
参考文献：
[1]黄心渊编著，虚拟现实技术与应用.科学出版社，1999年第一版.
[2]张昀、徐自亮，3D Studio MAX R3（上册），清华大学出版社，1999年第一版.
[3]3D Studio MAX R3技术文档，Kinetix Company.
[关键词]虚拟现实 计算机软件 3D Studio MAX 技术
中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0220078－01
虚拟现实（Virtual Reality，简称VR；又译作灵境、幻真）是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实的主要特征是：多感知性(Multi-Sensory)、浸没感(Immersion)、交互性(Interactivity)、构想性(Imagination)。这些使操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，与之产生互动，进行交流。身临其境的沉浸感和人机互动的趣味性是虚拟现实的实质特征，对时空环境的现实构想（即启发思维，获取信息的过程）是虚拟现实的最终目的。
目前虚拟现实技术已经获得了广泛的应用，而且日益普及，不仅在诸如NASA的大型工程得到应用，也出现在一些游戏中，在一些高档的PC机上甚至可以构建自己的个人PCVRS（个人虚拟现实系统）。
设计一个VR系统，首要的问题是创造一个虚拟环境，这个虚拟环境包括三维模型、三维声音等，在这些要素中，因为在人的感觉中，视觉摄取的信息量最大，反应亦最为灵敏，所以创造一个逼真而又合理的模型，并且能够实时动态地显示是最重要的。虚拟现实系统构建的很大一部分工作也是建造逼真合适的三维模型。
3D Studio Max，常简称为3ds Max或MAX，是Kinetix公司（后为Discreet收购，Discreet后又被Autodesk收购）推出的一套强大的三维建模软件，由于它是基于Win NT或Win98平台的，方便易学，又因其相对低廉的价格优势，所以成为目前个人PC上最为流行的三维建模软件。其2009版本的推出，更是巩固了它在个人PC平台上的地位。它的2009版本相较以前的版本有了明显的改进，具体表现在以下几个方面。
一、Reveal渲染
新的Reveal渲染系统为您快速精调渲染提供了所需的精确控制。你可以选择渲染减去某个特定物体的整个场景；或渲染单个物体甚至帧缓冲区的特定区域。渲染图像帧缓冲区现在包含一套简化的工具，通过随意过滤物体、区域和进程、平衡质量、速度和完整性，可以快速有效达到渲染设置中的变化。
二、Biped改进
新增的Biped工作流程可以让您处理的Biped角色的手部动作与地面的关系像足部动作一样。这个新功能大大减少了制作四足动画所需的步骤。3ds Max 2009还支持Biped物体的以工作轴心点和选取轴心点为轴心进行旋转，这加速了戏剧化的角色的动作的创建，比如一个角色摔在地面上。
三、改进的OBJ和FBX支持
更高的OBJ转换保真度以及更多的导出选项使得在3ds Max和Mudbox以及其它数字雕刻软件之间传递数据更加容易。您可以利用新的导出预置；额外的几何体选项，包括隐藏样条线或直线；以及新的优化选项来减少文件大小和改进性能。游戏制作人员可以体验到增强的纹理贴图处理以及在物体面数方面得到改进的Mudbox导入信息。3ds Max 2009还提供改进的FBX内存管理以及支持3ds Max与其它产品（例如Maya和MotionBuilder）协同工作的新的导入选项。
四、改进的UV纹理编辑
3ds Max在智能、易用的贴图工具方面继续引领业界潮流。您可以使用新的样条贴图功能来对管状和样条状物体进行贴图，例如把道路贴图到一个区域中。此外，改进的Relax和Pelt工作流程简化了UVW展开，使您能够以更少的步骤创作出想要的作品。SDK中的.NET支持支持.NET，可通过使用Microsoft的高效高级应用程序编程接口扩展您的软件。3ds Max 2009软件开发工具包配有.NET示例代码和文档，可帮助开发人员利用这个强大的工具包。
五、ProMaterials
新的材质库提供易用、基于实物的mental ray材质，使您能够快速创建常用的建筑和设计表面，例如固态玻璃、混凝土或专业的有光或无光墙壁涂料。
六、光度学灯光改进
3ds Max现在支持新型的区域灯光（圆形、圆柱形）、浏览对话框和灯光用户界面中的光度学网络预览以及改进的近距离光度学计算质量和光斑分布。另外，分布类型现在能够支持任何发光形状，而且您可以将灯光形状显示地和渲染图像中的物体一致。
在虚拟现实作品制作的时候应当遵循一个原则：在能够保证视觉效果的前提下，尽量采用比较简单的模型，而且若能够用参数化方法构建的对象尽量用参数化方法构建，同时，在模型创作过程中，对模型进行分割，分别建模，以利于在虚拟现实系统中进行操作和考察。
3DS MAX在IBR中的应用是自然的，3DS MAX的出色的纹理贴图，强大的贴图控制能力，各种空间扭曲和变形，都提供了对图像和环境映照的容易的处理途径。
在用3DS MAX为VR系统创作好模型后，结合VR系统的要求，看是否需要采用诸如LOD(Level of Detail)模型，如果需要可利用MAX自带的LOD插件直接生成对象的LOD模型，最后根据VR系统的编辑环境将模型输出为编辑环境所能接收的文件类型，如VRML97或DXF等格式的文件。
在VR系统中经常需要有视差和景深的立体视图，这可以通过在3DS MAX中设置双摄像机来模拟人的双眼来渲染立体视图对，这个需要调整双摄像机的相对位置，然后分别渲染不同的摄像机视图即可得到立体视图对。
3DS MAX是用C++语言和Open GL编写的应用软件，而且它提供的MAX SDK也是采用C＋＋编写的代码，我们可以很容易地用C＋＋和Open GL结合MAX SDK实现我们的图形学算法，再把我们的算法作为插件嵌入3DS MAX环境中，而不用考虑物体模型的生成和处理的复杂代码，利用3DS MAX的渲染计时器可以方便地检验我们所编算法的效率和效果。
参考文献：
[1]黄心渊编著，虚拟现实技术与应用.科学出版社，1999年第一版.
[2]张昀、徐自亮，3D Studio MAX R3（上册），清华大学出版社，1999年第一版.
[3]3D Studio MAX R3技术文档，Kinetix Company.