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VRP技术在三维动画课程中的应用论文
【内容摘要】如今虚拟现实技术应用领域越来越广泛，而3ds Max软件是三维动画制作最常用的软件之一，如何将VRP技术与3ds Max三维动画制作课程更好地结合是亟待解决的问题。文章重点阐述VRP技术中三部分内容在3ds Max三维动画课程中的应用，以改变人们对三维动画的单一理解，使人们对交互互动有深入的理解，为三维动画的制作开拓更广泛的空间，提高三维动画的兴趣性和参与性。
【关键词】VRP 3ds Max 三维动画 应用
一、VRP与 3ds Max的关系
虚拟现实技术（virtual reality）广泛应用于航天航空、游戏、娱乐等领域。而VRP（Virtual Reallity Platform）是中国自主研发的虚拟软件，其已经成为目前中国国内市场占有率最高的一款国产虚拟现实仿真平台软件。
VRP是一款直接面向三维美工的虚拟现实软件。目前，我国一流大学早已经开始了虚拟场景漫游技术研究，很多大学都已有网上漫游的虚拟校园。作为一种全新的技术以及宣传手段，使受众群体能够直观的体验，从而对企业起到宣传效果。但到目前为止，此技术仍更多地局限于北京、上海等发达城市，在黑龙江省的应用以及研究还很少，尤其在油田开发和城市展示、虚拟展馆、旅游等方面少有应用。
VRP引擎是一款虚拟现实交互引擎，其可在计算机内通过三维逼真建模虚拟仿真世界，并提供给用户最好的体验和最简单的使用方法。VRP引擎具有功能强大、操作简单、适用性强、高度可视化的特点，设计师可以根据自己的理解方式进行设计操作，不需要制作程序，这就使VRP引擎省去了很多繁琐的程序。但是它需要制作者有3ds Max三维制作模型和渲染的基础，只要对VRP引擎简单掌握就可以制作出理想的虚拟显示场景。
3ds Max是制作三维动画应用最广泛的软件之一，主要应用于建筑表现、影视动画、动画角色、机械仿真等领域，是很多院校多媒体技术专业、动画专业的核心专业课程。从三维动画制作过程中的建模、动画制作到交互式游戏动画制作部分，3ds Max软件都可以与VRP引擎进行无缝集成，是三维动画制作软件与虚拟交互系统完美结合的体现。
现已有很多高等院校将VRP引擎嵌入课堂教学，如中国传媒大学动画学院采用软件用于动画虚拟软件开发、互动媒体科目的教学；清华大学电机工程与应用电子技术系、自动化系采用软件用于电力系统的仿真研究；北京师范大学信息科学与技术学院采用VRP软件技术建立虚拟现实实验室；武汉理工大学艺术与设计学院采用VRP软件进行博物馆的虚拟仿真教学等。可见，国内高校即使将VRP引擎嵌入课堂教学，也多数应用到计算机、电子等专业，用于动画专业的较少，但由于动画产业发展的迅速，3ds Max三维动画课程需要不断地更新、改革，以适应产业的发展变化，所以3ds Max三维动画制作课程的改革迫在眉睫。
二、VRP技术在3ds Max三维动画课程中的应用
在3ds Max教学实践中，笔者发现学生学习三维软件的热情很高，但是有些想法不容易实现，希望能够在虚拟现实方面有一些尝试。地方院校动画专业的3ds Max三维动画课程采取由浅入深的方法将VRP的内容引入教学中，分为以下三部分内容：
（一） VRP的虚拟现实编辑器
VR-PLATFORM是一款直接面向三维美工的虚拟现实软件，其可以让使用者用自己理解的方式进行效果制作，不需要编程，这样可以避免制作成本的浪费，从而提高成果效率和质量。但前提是使用者要有3ds Max的建模和渲染基础，只要有良好的基础，就可以快速制作出自己想要的虚拟现实场景。
VRP-BUILDER虚拟现实编辑器可以将3ds Max制作的三维场景模型导入，进行后期编辑、交互制作、特效制作和界面设计。VRP-BUILDER虚拟现实编辑器可以与3ds Max软件进行无缝链接。3ds Max是VRP的建模工具，VRP是3ds Max功能的延伸，是其三维互动展示平台。 VRP不仅支持大多数3ds Max的网格、相机、灯光、贴图和材质、各种动画（如相机动画、骨骼动画等），还支持3ds Max所有单位格式，并且导出方式快捷，只需要按一下按钮，即可导出场景并预览。
（二）VRP的物理系统
VRP-PHYSICS物理引擎，就是计算3D场景中物体与物体之间、物体与角色之间、物体与场景之间的运动交互和动力学特性。在物理引擎的支持下，VRP场景中的模型有了实体，一个物体可以具有质量、可以和别的物体发生碰撞、可以落在地面上、可以受到用户施加的推力、可以受到重力、可以因为压力而变形、可以有液体在表面上流动。VRP可自动完成对任意复杂场景的高效碰撞检测，对建模基本没有限制。这部分内容可以和3ds Max三维动画课程中3ds Max动力学部分更好地结合，使学生在使用动力学制作动画效果时加入VRP引擎，达到和参与者互动的生动效果。
在3ds Max中发生碰撞、摩擦、受力的运动，只是停留在模拟状态，不如VRP场景的物体运动真实，VRP场景中的物体体现的密度、质量、速度、加速度、旋转角速度、冲量等各种现实的物理动力学属性给人感觉真实有力，能够提高运动的真实性，给人身临其境的感觉。
物理引擎在三维动画制作中的应用已经相当成熟，3ds Max已集成了成熟的物理模块。虽然动画制作软件的离线物理计算到虚拟现实中的实时物理计算，动画制作软件和虚拟现实软件中的物理引擎用到的计算方法和技术有着显著的不同，但都有着共同目的：1.把动画师从关键帧动画解放出来，动画师不再需要一帧一帧调节动画，不需要定制每个物体在空中的飞行时间和路径，方便的骨骼IK系统，对动画师来说，物理引擎为他们节省了大量的时间；2.VRP-PHYSICS物理引擎对制作的动画中的每一个物体细节都进行实时物理计算，使动画更真实，如具有吸附力的水面、刮风时引起的细节效果、具有扩散性的烟雾、爆炸碎块的碰撞以及产生的结果、带碰撞的粒子效果等。
（三）VRP网络三维虚拟展馆平台
VRP-MUSEUM网络三维虚拟展馆平台将传统展馆与互联网和三维虚拟技术结合，就是常说的建筑漫游，是将“虚拟现实”技术应用于城市规划、建筑设计等领域，让使用者通过互联网即能真实感受展馆及展品，并能在线参与各种互动体验。比较典型的案例是2010年的上海世界博览会在宣传、推广方面大量运用了建筑漫游动画。
3ds Max三维动画课程引入VRP可以使学生自主制作一些场景漫游的动画，如校园内的建筑漫游、楼盘售卖会的建筑漫游动画等，形成和使用者之间的交互、互动，可以拓展学生的知识面，提高综合实践能力，为以后就业提供更广阔的空间。
结语
尽管引擎技术在国内发展还是刚刚起步，技术也不够成熟，其完善还需要一段时间，但是随着中国动画产业迅速发展，引擎市场逐渐成为一个新兴的增值亮点，必将得到越来越多的广泛应用。VRP引擎应用的领域广泛，如可应用于数字展馆、数字城市、地产漫游、室内设计、旅游教学、文物古迹、工业仿真、影片拍摄等众多领域。
在教学中，通过在3ds Max三维动画课程引入VRP技术的教学实践研究，使学生在学习3ds Max软件操作的过程中，不仅学会动画制作的流程，也同样加入VRP引擎的互动训练，使学生对动画有了更宽泛、更深入的理解；不仅可以拓展学生的知识面，而且可以提高其综合实践能力，使学生掌握更前沿的知识，为成为高素质三维动画人才奠定基础，同时也拓宽了学生的就业渠道。引入VRP技术旨在帮助动画专业学生准确把握行业 动态和发展趋势的同时，了解企业对专业的要求与用人标准，从而能有针对性地设置教学体系、课程安排，将课程体系与企业用人的实际要求紧密结合起来，更能帮助学校铺设就业渠道。
参考文献：
邹红，王健.3ds Max在虚拟场景建模中的应用.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2012.
颜颖.基于3ds Max和VRP的虚拟现实研究.石家庄：石家庄铁路职业技术学院学报，2012（4）.
尹新梅等.3ds Max三维建模与动画设计实践教程.北京：清华大学出版社，2011.
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