錄音系統(tǒng)的設(shè)計及3D建模

楊燕

摘要：盡管現(xiàn)在的科學技術(shù)已經(jīng)上升到一定層次，絕大多數(shù)教育機構(gòu)已經(jīng)對學校的硬件設(shè)備做了一定的完善，可是還有許多先進的科學技術(shù)苦于資金或種種條件的限制不能真實的展現(xiàn)在大眾眼前，從而使人們對偉大的應用技術(shù)的認知水平停留在最基本的抽象認知階段，例如錄制電影、歌曲、音樂等的錄音場所——錄影棚。為提高人們對錄音棚的認知，我應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)向人們真實展現(xiàn)一個完整的錄音棚，人們可以以化身主人公通過鼠標、鍵盤控制視角全方位多角度了解錄音棚的構(gòu)造，從而提高認知水平。這里主要介紹如何使用3dmax三維建模軟件和VRP虛擬現(xiàn)實軟件共同完成虛擬錄音棚現(xiàn)實場景的制作。

關(guān)鍵詞：錄音棚;3Dmax建模;VRP虛擬現(xiàn)實;交互

1.引言

隨著近些年來科技技術(shù)的快速發(fā)展，3D技術(shù)的研發(fā)和VRP“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”與應用已經(jīng)走過了幾十年的前期摸索階段，技術(shù)的經(jīng)濟性、成熟性、發(fā)展度、便捷性、人性化等，都已經(jīng)取得了巨大的突破，對此我運用現(xiàn)在技術(shù)水平已經(jīng)相當成熟的3Dmax建模工具和VRP“虛擬現(xiàn)實技術(shù)”來制作一個錄音棚模型，來彌補由于資金、環(huán)境或者其他條件限制下不能配備錄影棚的遺憾，將一個完整的錄音棚展現(xiàn)在大眾眼前，通過3D建模細致精確的對錄音棚的各個設(shè)備及內(nèi)部構(gòu)造進行了三維重建，并對模型進行渲染、貼圖、烘焙，使每一個模型都像現(xiàn)實世界里的一樣逼真更具觸感。依據(jù)相關(guān)的科學理論的場景布置和科學的配置將只有在專業(yè)場所才能看到的錄音棚展示在你眼前，不論男女老少只要打開電腦就能馬上穿越到錄影棚里實現(xiàn)了對整個錄音棚自由自在的虛擬漫游。應用“虛擬現(xiàn)實”技術(shù)人們可以瞬間化身里面的主人公通過鼠標、鍵盤控制切換視角在錄音棚里隨意走動觀察，體驗前沿的科技時代。

2.制作分析

2.1前期調(diào)查：

在做該設(shè)計前經(jīng)過走訪多所學校和隨機采訪初高中學生得知目前絕大多數(shù)的學校里沒有配備完整的錄音設(shè)備，一方面原因是資金不到位，另一方面是因為專業(yè)的錄音棚在學校里的實用性不大，沒有投入資金的必要。而經(jīng)采訪學生得知僅一成的學生知道什么是錄音棚，而他們對錄音棚的了解僅僅來自于現(xiàn)在流行的“YY語音”這樣簡單的錄音環(huán)境，在詳細的問下去他們也就不知道何為錄音棚了。

2.2可行性分析

硬件方面：

該系統(tǒng)的制作對硬件的配置沒有特別要求。

軟件方面：

3DMax建模工具，VRP虛擬現(xiàn)實交互工具及Photoshop圖像處理軟件經(jīng)過幾十年的摸索已經(jīng)相當成熟。

技術(shù)方面：

經(jīng)過前期的訓練已經(jīng)能熟練使用PS圖像處理軟件，根據(jù)需要拍所需集貼圖素材，掌握3Dmax建模工具和VRP虛擬現(xiàn)實交互工具的使用方法加之指導老師有指導科研項目的豐富經(jīng)驗，并且具有相當成熟的技術(shù)，是我技術(shù)方面的最大的支持。

3.關(guān)鍵技術(shù)

3.13D建模技術(shù)

3D建模技術(shù)是利用3D建模軟件及相關(guān)插件制作出效果逼真的實物模型的一種技術(shù)。本作品中所用到的三維建模軟件是3DStudioMax，它是Autodesk公司開發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件，簡稱3DMax。其廣泛應用于影視、室內(nèi)設(shè)計、廣告、工業(yè)器械設(shè)計、多媒體制作、游戲開發(fā)、教學輔助以及可視化工程等領(lǐng)域。

3.2VRay渲染技術(shù)

目前業(yè)界最受歡迎的渲染引擎是VRay，是由Chaosgroup和Asgvis公司聯(lián)合出品的一款高質(zhì)量渲染軟件。VRay渲染器為模型的渲染提供了多種特殊的材質(zhì)，在場景中可根據(jù)不同的需要選擇不同的材質(zhì)，使得模型在燈光的照射下質(zhì)感逼真。

3.3虛擬現(xiàn)實交互控制技術(shù)

我們可以將常用的二維圖形，聲音或者三維的模型進行整合構(gòu)建虛擬現(xiàn)實場景，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的交互控制技術(shù)。本作品是使用VR-Platform簡稱VRP實現(xiàn)額，它是一款具有完全知識產(chǎn)權(quán)的三維虛擬現(xiàn)實平臺的軟件，可廣泛的應用于道路橋梁規(guī)劃、網(wǎng)絡游戲開發(fā)、網(wǎng)際網(wǎng)絡、多媒體教學、工業(yè)設(shè)計、教學訓練、模型展示、仿真制造、古跡遺址復原、城市園林規(guī)劃、軍事預演、教育教學等行業(yè)。該軟件界面簡潔大方、操作簡便、性能強大、高度可視化、適用面廣，它的出現(xiàn)為正在發(fā)展中的VR產(chǎn)業(yè)注入新鮮的血液使朝氣蓬勃。

4.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在生活學習中的發(fā)展前景

4.1虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用

虛擬現(xiàn)實（VirtualReality，VR）技術(shù)是近幾年來計算機界摸索發(fā)展出來的又一多學科綜合性高新技術(shù)，其發(fā)展速度之快是其他軟件所不能比擬的，VR是利用計算機模擬生成一個虛擬的三維世界，用戶能瞬間化身里面的主人翁，能有真實世界的視覺，聽覺，觸覺的感受，坐在電腦面前就如同身臨其境一般。有了虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使復雜場景的虛擬漫游成為可能，足不出戶也能游覽世界各地、設(shè)計建筑效果圖、復原遺址原貌、漫游虛擬博物館和各國宏偉建筑、欣賞毀滅的古建筑、虛擬解剖學、虛擬組裝計算機等等。

4.2學生學習動機及學習注意力的特點

通過分析學生學習的特點，可得知學生在學習過程中注意力集中時間短、知活潑好動、學習具有隨意性和容易受情緒的影響以及學習持久度不高等特點是他們的一大共性。他們學習的動力，除了老師和家長的鼓舞以外在很大程度上，依賴于教學方式的趣味性和教學內(nèi)容的形象性。因此，提高學生的學習興趣也就顯得尤為重要，培養(yǎng)興趣成為教學能順利展開的關(guān)鍵所在，是最好的“調(diào)味劑”。它在我們的生活，學習和學生智力開發(fā)、研究方面具有重要意義。學習興趣是順利地進行課堂教學，發(fā)展學生智力，形成學生個性的有利條件[1]。“少年強，則國強”所以開發(fā)一個有助于培養(yǎng)學生學習興趣，動手能力和認知水平的作品很有價值。

5.錄音系統(tǒng)的設(shè)計及3D建模制作過程

5.1制作背景。在傳統(tǒng)的教學中，由于受到資金、環(huán)境等教學條件的限制，在介紹現(xiàn)代科技發(fā)展水平時教師只能以反復的口述方式和簡單的教具進行教學，或者課后讓學生看枯燥的課本知識或者布置學生去網(wǎng)上搜集相關(guān)圖片資料來鞏固知識。

5.2設(shè)計開發(fā)流程?，F(xiàn)實世界的模型是3D模型的“前身”，沒有它們作為依據(jù)所建之模就失去了現(xiàn)實意義。所以在著手建模前必備的前期準備是少不了的，包括收集相關(guān)的貼圖和實物尺寸等等，下面我以制作電腦為例詳細介紹作品的設(shè)計開發(fā)流程。

5.21虛擬模型的建立

一般說來，三維虛擬現(xiàn)實的制作大概可以概括為以下幾個步驟：前期準備——建模型——賦材質(zhì)——布燈光——烘焙——導入VRP——后期制作——發(fā)布。

從上面的流程不難看出，虛擬現(xiàn)實的制作主要可分為虛擬場景的建立和在VRP中實現(xiàn)漫游。虛擬場景建模主要在3dmax中完成，目前只要3dmax5.0以上的版本都是輕易地導入VRP中，3dmax內(nèi)有強大的建模和材質(zhì)貼圖功能，外與VRP的兼容性使得三維虛擬現(xiàn)實制作變得簡單輕松。以下以制作電腦模型為例講解其制作流程。

致謝：在整個畢業(yè)設(shè)計的制作過程中得到了王曉艷老師耐心的指導和嚴格的監(jiān)督，從選題、開題到課件的制作和開發(fā)，每一個環(huán)節(jié)王曉艷老師都辦演著著嚴師的角色，為的是讓我們的作品能如期完成并且更加完美，她用敏捷的思維幫助我們走出設(shè)計作品時迷茫。在撰寫設(shè)計報告的過程中也得到了王曉艷老師的悉心指導和大力支持。王曉艷老師定期詢問作品的進展程度和不定期的作品檢查，并為我指點迷津，幫助我開拓思路，精心點撥，提出了許多寶貴的修改意見。王曉艷思維敏捷，認真務實的態(tài)度，追求完美的作風，使我受益匪淺，在此我要衷心的感謝王老師對我的理解指導與幫助，還要感謝課件制作過程中給予我?guī)椭母魑煌瑢W。

參考文獻：

[1]何克抗。教學系統(tǒng)設(shè)計[M]，京師范大學出版社，2009年，全書

[2]楊芳。3D虛擬攝像機設(shè)計與制作[D]軟件導刊，2014年。

[3]陳綠春。最三維3dsMax模型設(shè)計完全攻略[M]。清華大學出版社：2010年。