基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VT的角色模型與動(dòng)畫的導(dǎo)出和導(dǎo)入方法

趙智　戴禎杰

[摘 要]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立一種逼真的虛擬環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中，人們的視覺、聽覺和觸覺等的感受像是在真實(shí)的環(huán)境中一樣，即有“身臨其境”的感覺，人們可以沉浸在這個(gè)環(huán)境中與環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對(duì)3DMax的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VT插件進(jìn)行分析，探討3DMax輸出為nmo的一般方法。實(shí)現(xiàn)角色和動(dòng)畫輸出為nmo格式文件兩種不同的方式。闡述在Virtools中對(duì)角色模型和動(dòng)畫文件進(jìn)行有效的管理的原理，最后給出Virtools調(diào)用角色模型、加載預(yù)設(shè)動(dòng)作的方法。

[關(guān)鍵詞]3DMax VT插件 角色模型 動(dòng)畫文件

[中圖分類號(hào)] TP391.41 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）18-0108-02

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)建立一種逼真的虛擬環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中，人們的視覺、聽覺和觸覺等的感受像是在真實(shí)的環(huán)境中一樣，即有“身臨其境”的感覺，人們可以沉浸在這個(gè)環(huán)境中與環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)交互。這就是它所謂的“沉浸性”、“實(shí)時(shí)性”和“主動(dòng)的交互性”。

從廣義上講，只要是通過三維模型實(shí)現(xiàn)一些人機(jī)交互操作就可以稱為虛擬現(xiàn)實(shí)。更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕缍ㄊ侵竿ㄟ^對(duì)三維模型的操作、定義，然后應(yīng)用于相應(yīng)場(chǎng)景中，并賦予該模型功能性的表現(xiàn)。換言之，只有在同時(shí)具備了產(chǎn)品、場(chǎng)景、腳本這三項(xiàng)要素時(shí)，才是真正完整的“虛擬現(xiàn)實(shí)”。

二、基于Virtools角色模型與動(dòng)畫的導(dǎo)出和導(dǎo)入

在三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)領(lǐng)域，作為三維動(dòng)畫制作軟件的3DMax和Maya具有優(yōu)秀的建模和仿真能力，但3D交互功能略顯滯后。Virtools是一種虛擬現(xiàn)實(shí)軟件，作為3DMax和Maya的后續(xù)開發(fā)軟件，它可以對(duì)3D組件進(jìn)行交互式實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)部分虛擬現(xiàn)實(shí)功能，特別是游戲開發(fā)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)方面具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

用3DMax（或Maya）與Virttools組合模式，使得3D交互技術(shù)以其逼真的場(chǎng)景、友好的交互界面等優(yōu)勢(shì)而在更多的領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。這一組合模式應(yīng)用于多媒體輔助教學(xué)中，可以使教師模擬出更加逼真的交互情景，讓課件更加生動(dòng)引人。

近年來對(duì)Virtools的理論與應(yīng)用研究均取得了多方面的成果。如劉明昆的《就是要做3D游戲3DMax場(chǎng)景篇》[1]，描述了運(yùn)用3DMax制作3D游戲的場(chǎng)景，為輸出Virtools做好準(zhǔn)備。劉明昆的《就是要做3D游戲》[2]和《VT游戲創(chuàng)作秘笈》[3]描述了運(yùn)用Virtools制作3D游戲的經(jīng)驗(yàn)與技巧，通過實(shí)例詳細(xì)介紹了制作3D游戲的方法和流程，書中展示了作者多年積累的豐富經(jīng)驗(yàn)與運(yùn)用Virtools嫻熟的技巧。但是，對(duì)以下問題沒有明確闡述：

（1）如何在3DMax中，將制作好的角色的模型和動(dòng)畫輸出為nmo格式的文件？

（2）角色文件與動(dòng)畫文件如何關(guān)聯(lián)的？

（3）Virtools是如何對(duì)角色文件與動(dòng)畫文件進(jìn)行管理的？

本文對(duì)介紹Virtools的基本功能，通過對(duì)3DMax下VT插件的研究，分析3DMax輸出為nmo的一般方法，進(jìn)而通過實(shí)例，用兩種不同的方式，實(shí)現(xiàn)角色和動(dòng)畫輸出為nmo格式文件，接著闡述在Virtools中對(duì)角色模型和動(dòng)畫文件進(jìn)行有效的管理，最后給出Virtools調(diào)用角色模型、加載預(yù)設(shè)動(dòng)作的方法。

（一）MAX輸出VT的準(zhǔn)備

對(duì)于3DMax，max源文件，不管是場(chǎng)景或包含有動(dòng)畫信息的文件，都是以.max格式存放，因此，在3DMax下制作好的角色動(dòng)畫以max格式保存，將max格式通過VT插件輸出，生成Virtools可以接受的格式文件，以實(shí)現(xiàn)交互功能的制作。Virtools支持nmo、cmo等格式，其中，VT插件生成的文件格式為nmo格式。Virtools可直接打開cmo格式文件而不能直打開nmo格式文件，使用nmo格式文件可用導(dǎo)入的方式導(dǎo)入至場(chǎng)景中，比較規(guī)范的操作是將這類文件復(fù)制到在Virtools中已經(jīng)建立好的資料文件庫(kù)相應(yīng)的文件夾中，然后通過資料文件管理器在場(chǎng)景中用導(dǎo)入的方式調(diào)用。

（二）角色與動(dòng)作輸出

1.導(dǎo)出角色模型和動(dòng)畫

將MAX角色與動(dòng)作輸出為VT的nmo格式文件中，可包含動(dòng)作也可不包含動(dòng)作兩種形式，在輸出面板中作適當(dāng)?shù)倪x取實(shí)現(xiàn)輸出的要求。MAX輸出的模型分為三種，即Exprot as Objects、Export as a Character和Export Animation Only。

選取Exprot as Objects選項(xiàng)，通常用于輸出場(chǎng)景。當(dāng)選擇這種方式輸出時(shí)，右邊的三個(gè)文本框（即Character Name、Animation和Starting Camera）僅其中一個(gè)是有效，只能把整個(gè)場(chǎng)景作為一個(gè)文件名輸出。對(duì)于輸出角色的模型可選取這種方式輸出一個(gè)不帶動(dòng)畫信息的角色的模型。

選取Export as a Character選項(xiàng)，輸出一個(gè)帶有動(dòng)畫信息的角色模型，選中該選項(xiàng)，右邊的Character name 和Animation name文本框可用，在相應(yīng)的文本框中分別輸入角色和動(dòng)畫名字，這些名字可被Virtools交互模塊識(shí)別。

選取Export Animation Only選項(xiàng)，只輸出動(dòng)畫信息，所輸出的動(dòng)畫文件的名字與之對(duì)應(yīng)的角色的名字可以不同。

2.從MAX中導(dǎo)出模型與動(dòng)畫實(shí)例

設(shè)已有角色模型model.max并已梆定骨骼，wait.fig、run.fig和attack動(dòng)畫信息文件，則有兩種導(dǎo)出方法。

方法一，分別導(dǎo)出角色模型和動(dòng)畫，步驟如下：

（1）在3DMax中打開model.max文件，打開導(dǎo)出對(duì)話框，選擇Export as a Character，在右側(cè)第一個(gè)活動(dòng)文本框中輸入model，第二個(gè)文本活動(dòng)文本框置空，則輸出文件為model.nmo，并且只包含角色模型，沒有動(dòng)畫信息。

（2）給model的骨骼加載wait.fig動(dòng)畫信息，打開導(dǎo)出對(duì)話框，選擇Export Animation Only，此時(shí)在右側(cè)唯一一個(gè)活動(dòng)文本框中輸入wait，則輸出文件為wait.nmo，并且只包含wait動(dòng)畫信息；同理輸出只包含動(dòng)畫信息的run.nmo和attack.nmo文件。

方法二，導(dǎo)出包含動(dòng)畫信息的角色模型，步驟如下：

（1）在3DMax中打開model.max文件并為相應(yīng)的骨骼加載wait.fig動(dòng)畫文件，打開導(dǎo)出對(duì)話框，選擇Export as a Character，在右側(cè)第一個(gè)活動(dòng)文本框中輸入model，第二個(gè)文本活動(dòng)文本框輸入wait，則輸出文件為model.nmo，并且只包含wait動(dòng)畫信息。

（2）依照方法一的單獨(dú)輸出動(dòng)畫信息文件的方法，輸出只包含動(dòng)畫信息的run.nmo和attack.nmo文件。

（三）VT中角色和動(dòng)畫的導(dǎo)入

1.導(dǎo)入角色和動(dòng)畫

在virtools中，新建一個(gè)資源文件（設(shè)選取路徑為F：＼ abc），然后將以上（按方法一）生成的nmo文件復(fù)制到F：＼ abc ＼ Characters ＼ Animations中，選擇abc資原庫(kù)，依次展開其Category下級(jí)菜單character->animations，model.nmo、wait.nmo、run.nmo和attack.nmo文件出現(xiàn)在右側(cè)列表框中。

選中model.nmo并載入場(chǎng)景；分別將動(dòng)畫文件wait.nmo、run.nmo和attack.nmo通過拖放方式分別加載到model角色上，操作完成后，展開Level Manager下的Glogal，進(jìn)而展開character，即出現(xiàn)層級(jí)關(guān)系，此時(shí)，model角色已經(jīng)帶有wait.nmo、run.nmo和attack.nmo三個(gè)預(yù)設(shè)動(dòng)畫。

2.識(shí)別角色動(dòng)畫交互模塊及調(diào)用

導(dǎo)入角色模型并加載預(yù)設(shè)動(dòng)畫后，角色的動(dòng)畫只能被Virtools交互模塊識(shí)別，要看到預(yù)設(shè)角色的動(dòng)作，需要加入相應(yīng)的BB模組。方法如下：

首先，在Level Manager面板下的lever ＼ Global ＼ Character ＼ model上單擊右鍵，在彈出的菜單中選擇Create Script，創(chuàng)建model的Script。

其次，切換到Schematicdm面板，在從BB面板中選取character ＼ Movement ＼ Unlimited Controller模塊并作如下設(shè)置：雙擊Unlimited Controller模塊后，在設(shè)置界面中，將Message欄下的Joy_Up所對(duì)應(yīng)的Animation為run，第3行空白處的Animation為wiat，使角色呈待機(jī)狀態(tài)。完成以上設(shè)置后，按測(cè)試按鈕，可以看到角色處于等待的動(dòng)作，至此，角色及動(dòng)畫的導(dǎo)入以及測(cè)試已完成。

三、小結(jié)

本文闡述了用3DMax（或Maya）與Virttools組合模式中，角色與動(dòng)畫導(dǎo)出及導(dǎo)入的方法，要在Virtools場(chǎng)景中調(diào)用角色和預(yù)設(shè)動(dòng)畫，須在3DMax（或Maya）三維軟件中完成角色建模和動(dòng)畫的制作，并通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換軟件插件按正確的方式將其導(dǎo)出，這樣才能導(dǎo)入到Virtools中，進(jìn)而制作出具有交互功能產(chǎn)品。因此，利用3DMax（或Maya）與Virttools組合制作帶有角色交互的功能，完成角色與動(dòng)畫的導(dǎo)出與導(dǎo)入，才能為制作角色的交互做好了準(zhǔn)備，換言之，角色與動(dòng)畫導(dǎo)出與導(dǎo)入，是制作流程中關(guān)鍵的一個(gè)步驟，掌握了這一步驟才能制作出帶有角色的交互功能。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 劉明昆.就是要做3D游戲3DMax場(chǎng)景篇[M].北京：中國(guó)青年出版社，2010.

[2] 劉明昆.就是要做3D游戲——Virtools秘笈篇[M].北京：中國(guó)青年出版社，2010.

[3] 劉明昆.VT游戲創(chuàng)作秘笈[M].北京：中國(guó)青年出版社，2010.

[責(zé)任編輯：黃緊德]