《虛擬現(xiàn)實逆向建模》高職全套教學課件

teaching虛擬現(xiàn)實逆向建模本課件是可編輯的正常PPT課件全套可編輯PPT課件

項目1.桌面級掃描儀模型數(shù)據采集項目2.工業(yè)級掃描儀數(shù)據采集項目3.掃描數(shù)據處理項目4.VR模型處理項目5.虛擬博物館項目1桌面級掃描儀模型數(shù)據采集本課件是可編輯的正常PPT課件1.1項目描述1.熟悉三維掃描方案的制訂。2.熟悉掃描對象的前處理。3.熟悉三維掃描儀軟件的安裝與使用。4.熟悉三維掃描儀硬件的安裝與調試。5.掌握三維掃描的操作技術。知識目標1.能夠根據掃描對象,制訂掃描方案。2.學會對掃描對象進行前處理。3.學會桌面級三維掃描儀軟件的安裝與使用。4.學會桌面級三維掃描儀硬件的安裝與調試。5.能夠操作桌面級三維掃描儀精確采集數(shù)據。能力目標本課件是可編輯的正常PPT課件1.1項目描述1.善于發(fā)現(xiàn)和提出問題。2.具有改進和創(chuàng)新工作方式、提高工作效率的意識。3.能夠設計不同的解決方案并進行對比,在工作過程中不斷總結經驗,改進工作方法。4.能夠對已完成的工作進行反思,并提出更好的方案設想。5.有不斷改進、追求卓越的意識。6.有嚴謹?shù)那笾凸ぷ鲬B(tài)度。7.有堅持不懈的探索精神。思政目標本課件是可編輯的正常PPT課件1.2我導你學1.2.1認識三維掃描儀設備本課件是可編輯的正常PPT課件1.2我導你學1.2.2掃描儀驅動軟件本課件是可編輯的正常PPT課件1.2我導你學1.2.2掃描儀驅動軟件本課件是可編輯的正常PPT課件1.2我導你學1.2.2掃描儀驅動軟件本課件是可編輯的正常PPT課件1.3你做我導任務1-1連接ZH-Scan-Z掃描儀硬件任務引入掃描儀一般由硬件和軟件組成。硬件一般包含掃描頭(掃描儀核心)、電源適配器、電源線、數(shù)據線(typeC線)、掃描頭支架等組成。掃描儀不用時一般會裝箱保存,使用時再拿出來組裝,避免放置不當造成損壞。ZH-can-Z掃描儀也包含上述部件,使用時,我們一般需要連接。因此,我們需要學會掃描儀硬件的連接、安裝與標定。任務分析我們拿到掃描儀,首先要對掃描儀硬件進行安裝連接,才能進行使用。使用時,我們先從包裝箱中取出組件,有序安放,養(yǎng)成良好的職業(yè)習慣,如圖1-15所示,ZH-Scan-Z掃描儀主要由掃描頭、電源適配器、電源線、掃描頭支架、數(shù)據線(typeC線)等組成,下面請跟隨小編完成掃描儀的安裝。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件1.3你做我導任務1-2安裝與卸載掃描儀驅動軟件任務引入完成掃描儀硬件連接后,我們需要安裝掃描儀驅動軟件,才能使用掃描儀。下面請各位跟隨小編一起安裝掃描儀驅動軟件。任務分析

ZH-Scan-Z掃描儀的驅動軟件的目前版本為志航科技,在隨機附帶的U盤中。下面我們就來實踐一下。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件1.3你做我導任務1-3ZH-Scan-Z掃描儀標定任務引入機器視覺測量中,被測物體表面上一點的三維幾何位置與其成像中的對應點之間的相互關系是由相機成像幾何模型決定的,模型的參數(shù)就是相機參數(shù),通常確定這些參數(shù)的過程就被稱為相機標定。ZH-Scan-Z掃描儀提供固定掃描,在每次打開軟件時都要重新標定才能使用,因此我們需要學會掃描儀的標定,不然無法使用。任務分析標定所用到的硬件有掃描儀、標定板,軟件有志杭科技軟件。因此我們要先取出標定板,連接好掃描頭,然后打開軟件,注意在剛開始時轉臺會自動調整,此時不要把任何東西放在轉臺上面,調好后,把標定板支架調成60°,以及將標定板對向掃描頭,進入界面后,單擊左側的“校準”即可。下面我們來完成標定操作。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件1.3你做我導任務1-4恐龍的數(shù)據采集與處理任務引入恐龍是中生代時期(2.3億年前)的一類爬行動物,矯健的四肢、長長的尾巴和龐大的身軀是大多數(shù)恐龍的寫照。它們主要棲息于湖岸平原(或海岸平原)上的森林或開闊地帶。恐龍在6500萬年前白堊紀結束的時候突然全部消失,成為地球生物進化史上的一個謎,這個謎至今仍無人能解。地球上曾經的生物,均被記錄在化石之中。中生代的地層中,曾發(fā)現(xiàn)許多恐龍的化石,其中,可以見到大量呈現(xiàn)各種各樣形狀的骨骼。因為恐龍已經滅絕,所以不能用研究現(xiàn)生動物的方法去研究它,只能憑借其在地球上遺留下來的物質———恐龍化石進行研究。古生物學家們通過對恐龍化石的研究,進而推測恐龍的形態(tài)及習性。某地發(fā)現(xiàn)了大量的恐龍化石,如果建一座恐龍數(shù)字博物館,那么,第一可以研究、模擬恐龍形態(tài)習性,如圖1-50所示;第二可以研究與現(xiàn)代生物的關系;第三可以對大眾進行科普;第四可以發(fā)展旅游業(yè)。恐龍是自然界生物,嚴格來說,沒有兩只恐龍是完全一樣的,它們形態(tài)復雜,姿態(tài)各異,采用軟件正向建模并不容易,因此我們可以通過掃描恐龍化石來建立恐龍數(shù)模,恐龍化石如圖1-51所示。本課件是可編輯的正常PPT課件1.3你做我導任務1-4恐龍的數(shù)據采集與處理任務分析在實驗中不可能有真實的恐龍化石,但設備出廠時會配有彩色的恐龍模型,我們可以通過掃描恐龍模型來替代掃描恐龍化石。另外,現(xiàn)在市場上各類恐龍模型齊全,我們很方便就能獲得。下面我們來操作ZH-Scan-Z掃描儀,完成恐龍數(shù)據的采集,為數(shù)字博物館提供模型,也可通過3D打印等復制模型。我們拿到的恐龍模型長度大約為140mm,高度大約為90mm。如圖1-52所示,恐龍模型帶有色彩,后爪平整,可以直立。直立時,通過轉臺360°旋轉,除后腹和腳底有小部分無法采集,其他部位的數(shù)據我們可以一次采集完成;接著把恐龍模型平躺,再掃描一次,拼接數(shù)據會非常完整,如圖1-53所示。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件1.3你做我導任務1-5齒輪的數(shù)據采集與處理任務引入在西方,公元前300年古希臘哲學家亞里士多德在《機械問題》中,闡述了用青銅或鑄鐵齒輪傳遞旋轉運動的問題,如圖1-79所示為出土的古希臘齒輪裝置。希臘學者亞里士多德和阿基米德都研究過齒輪,希臘發(fā)明家古蒂西比奧斯在圓板工作臺邊緣上均勻地插上銷子,使它與銷輪嚙合,他把這種機構應用到刻漏上。我國東漢初年(公元1世紀)已有人字齒輪。三國時期出現(xiàn)的指南車和記里鼓車已采用齒輪傳動系統(tǒng)。晉代杜預發(fā)明的水轉連磨就是通過齒輪將水輪的動力傳遞給石磨的。史書中關于齒輪傳動系統(tǒng)的最早記載,是對唐代一行、梁令瓚于725年制造的水運渾儀的描述。北宋時制造的水運儀象臺(見中國古代計時器)運用了復雜的齒輪系統(tǒng)。明代茅元儀著《武備志》(成書于1621年)記載了一種齒輪齒條傳動裝置。我國1956年發(fā)掘的河北安午汲古城遺址中,發(fā)現(xiàn)了鐵質青銅齒輪,輪直徑約為80mm,雖已殘缺,但鐵質較好,經研究,確認是戰(zhàn)國末期(公元前3世紀)到西漢(公元前206~公元24年)期間的制品,如圖1-80所示。本課件是可編輯的正常PPT課件1.3你做我導任務1-5齒輪的數(shù)據采集與處理任務引入中國齒輪工業(yè)在“十五”期間得到了快速發(fā)展:2005年齒輪行業(yè)的年產值由2000年的240億元增加到683億元,年復合增長率23.27%,已成為中國機械基礎件中規(guī)模最大的行業(yè)之一。因而齒輪傳動成為機械專業(yè)必修課程,但受場地、設備等條件限制,授課時我們難以把復雜齒輪傳動等機械機構搬到課堂,憑空講授,同學們較難理解。為此,我們可以把齒輪機構、復雜的機械機構掃描建模,以虛擬現(xiàn)實的方式展示,并且可以方便進行交互拆裝等操作,節(jié)省空間和經費。下面我們就以齒輪為例進行掃描。本課件是可編輯的正常PPT課件1.3你做我導任務1-5齒輪的數(shù)據采集與處理任務分析齒輪在我們的生活中比較常見,也比較容易獲得,我們直接從工廠中淘來幾只舊齒輪,如圖1-81所示。我們從中選擇一個中型齒輪,如圖1-82所示,該齒輪模數(shù)為2,齒數(shù)為20。從圖1-82可知,齒輪是舊的并且較臟,而且是金屬件,具有較高的反光性。因此我們需要先用煤油或其他清潔劑清洗除銹;接著對齒輪噴涂掃描顯影劑;噴涂操作我們在后面詳述,噴涂結果如圖1-83所示。噴涂完成后,我們來操作ZH-Scan-Z掃描儀,完成齒輪數(shù)據的采集,為齒輪傳動機構虛擬現(xiàn)實制作提供模型。本課件是可編輯的正常PPT課件1.3你做我導任務1-5齒輪的數(shù)據采集與處理任務分析我們拿到的齒輪模數(shù)為2,齒數(shù)為20,模型厚度大約為8mm,直徑大約為60mm。如圖1-83所示,20個齒形一模一樣,掃描容易誤拼,因此,我們可以在齒輪上人為地做一些標記,例如在齒輪上用彩色的筆做一些記號,并且貼上半個不規(guī)則的標志點,以此增加辨識度,如圖1-84所示。我們把做好標記的齒輪直立在轉臺上,如圖1-85所示,單軸通過轉臺360°旋轉,除齒輪側面,其他部位的數(shù)據我們可以一次采集完成,如圖1-86所示,保存并導出數(shù)據;接著如圖1-87所示把齒輪放平,多軸轉臺再掃描一次,數(shù)據結果如圖1-88所示,拼接數(shù)據會非常完整,但齒輪的相似度太高,自動拼接的誤拼概率較高,因此我們先保存并導出數(shù)據,留待在GeomagicWrap中處理并拼接數(shù)據。下面請跟隨小編進行齒輪的掃描操作。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件1.3你做我導任務1-6編鐘模型的數(shù)據采集與處理任務引入最早的鐘原本是指古代漢族傳統(tǒng)的打擊樂器,形狀扁圓而中空,盛于春秋戰(zhàn)國直至秦漢,多為青銅制,又叫“編鐘”,湖北隨縣曾侯乙墓編鐘是迄今發(fā)現(xiàn)的最龐大的編鐘,共六十四件,如圖1-106所示。分三層懸掛在曲尺形鐘架上。此編鐘的發(fā)現(xiàn)大大彌補了文獻記載的缺失和不足,具有重要的歷史價值和科學價值。它生動地表明了我國春秋戰(zhàn)國時期音樂文化和青銅鑄造工藝所取得的輝煌成就,是中華民族的瑰寶。繼曾侯乙墓編鐘之后,在湖北隨縣擂鼓墩二號墓又發(fā)現(xiàn)三十六件一組的編鐘。但文物只有一件,不能拿來廣泛研究和使用,而且隨著時間的推移,大量參觀者呼吸產生的二氧化碳也對文物造成損害;民族樂器廠家、科研單位和民族樂團都需要研制和使用仿古編鐘。有沒有一種方式,讓我們既能欣賞到文物,又不損害文物呢?而且坐在家中就可以參觀?我們可以應用逆向掃描技術來快速建立編鐘的三維數(shù)模,有了三維數(shù)模,我們可以通過虛擬現(xiàn)實方式,建立數(shù)字博物館,將編鐘等文物以數(shù)字的方式永久保存,保存人類的文明史。下面我們就應用逆向掃描技術建立編鐘VR模型。本課件是可編輯的正常PPT課件1.3你做我導任務1-6編鐘模型的數(shù)據采集與處理任務分析我們利用逆向掃描技術,為VR建立三維數(shù)模。文物珍貴而且稀少,不能用來做練習模型,因此,我們使用青銅仿制件來練習。仿制的編鐘模型是由銅澆注而成的,如圖1-107所示,具有高亮反光特性;模型較為復雜,特征細膩,需要采集細節(jié)特征。因此,我們必須對編鐘模型先噴涂顯影劑才能有效采集數(shù)據,由于編鐘模型細節(jié)特征多,為保證局部特征顯示完整,需多次掃描拼接而成,所以使用自動掃描,借助轉臺拼接。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件1.4相關知識拓展1.4.1常用的三維數(shù)據采集方法與設備1.接觸式本課件是可編輯的正常PPT課件1.4相關知識拓展1.4.1常用的三維數(shù)據采集方法與設備2.非接觸式本課件是可編輯的正常PPT課件1.4相關知識拓展1.4.2面結構光三維測量系統(tǒng)工作原理面結構光三維測量系統(tǒng)的測量原理如圖1-125所示,光源經過投射系統(tǒng)將光柵條紋投射到被測物體上,經過被測物體形面調制形成測量條紋,由相機采集測量條紋圖像進行解碼和相位計算,最后利用外極線約束準則和立體視覺技術獲得測量曲面的三維數(shù)據。本課件是可編輯的正常PPT課件1.4相關知識拓展1.4.3手持掃描儀工作原理如圖1-126所示,三角法可以找到C點至A點和B點的距離,找到三個點的三維坐標。例如從A點向C點拍照,可以得到方向和角度α;B點也可以利用類似的方法得到角度β。如果我們知道A點至B點的距離,可以用正弦定理找到C點的坐標和距離d?，F(xiàn)在,我們把物體想象成照片,由無數(shù)像素點組成的。此時,我們只要用三角法知道所有點的位置,就可以在計算機中形成一個立體圖像。如圖1-127所示。本課件是可編輯的正常PPT課件1.5你做我評1.5.1ZH-Scan-Z掃描儀安裝與校準Step1:在安裝時,注意不要損壞掃描頭和轉臺,正確安裝電源線和傳輸線,如圖1-128所示。Step2:如圖1-129所示,注意標定板支架的安裝角度為60°;如圖1-130所示將標定板和標定板支架居中放于轉臺上。本課件是可編輯的正常PPT課件1.5你做我評1.5.1ZH-Scan-Z掃描儀安裝與校準Step3:打開軟件,標定時,注意標定提示,如圖1-131所示,標定時標定板所放的位置要與軟件上提示一致。Step4:若物體為金屬材質,需提前噴粉。如圖1-132所示,注意將顯影劑置于模型前30~50cm處,并將噴頭向下傾斜30°左右。噴粉要求均勻,厚度適中,以遮住底色為佳,太厚會影響精度;若有未噴粉或粉稀疏處可適當增加。本課件是可編輯的正常PPT課件1.5你做我評1.5.1ZH-Scan-Z掃描儀安裝與校準Step5:如圖1-133所示,注意物體是否為圓柱類,觀察模型在轉臺轉動時是否會移動或轉動。如果會移動或轉動,適當使用不會反光的黑色支架進行固定或用藍丁膠及雙面膠粘牢。Step6:掃描時要注意,除模型外,其他任何背景都不能被掃描出來。不能觸碰模型,以免讓模型產生任何移動,采用轉臺掃描時,掃描件與轉臺不能有任何位移,以免產生位置變動。Step7:注意觀察采集數(shù)據的完整度,適當增加多角度的數(shù)據采集。本課件是可編輯的正常PPT課件1.5你做我評1.5.1ZH-Scan-Z掃描儀安裝與校準Step8:在掃描完成后,注意將掃描出來的模型按不同的應用場合選擇適合的數(shù)據處理方式,采用“曲率”“平面”等,如圖1-134所示,導出時選擇“封閉模型”或者“開放模型”。Step9:在模型封裝后去除多余的面,注意正確選擇,避免過度刪除,造成數(shù)據缺失,如圖1-135所示。本課件是可編輯的正常PPT課件1.5你做我評1.5.1ZH-Scan-Z掃描儀安裝與校準Step10:注意此模型的應用領域,將模型導出正確的格式(如VR應用的.stl格式等),如圖1-136所示。Step11:注意關閉和拆卸掃描儀的順序,避免因為掃描儀的不正確關閉導致掃描儀受到不同程度的損壞。Step12:將掃描儀放回原位,注意每個部分的擺放位置正確,如圖1-137所示。本課件是可編輯的正常PPT課件1.5你做我評1.5.2香爐的數(shù)據采集任務引入歷代使用的香器包含博山爐、手爐、香斗、臥爐、香筒等不同形制的香爐,以及熏球、香插、香盤、香盒、香夾、香鏟、香匙、香筒及香囊等配套器具。香爐使用的材質主要包括銅、陶瓷、金銀、竹木器、琺瑯及玉石等。形狀上常見為方形或圓形,方形的香爐一般有四足;圓形的香爐都有三足,一足在前,兩足在后放置,形狀復雜。逆向建模技術越來越多地應用于虛擬現(xiàn)實模型建立,使得虛擬現(xiàn)實建模相對容易一些。下面我們就應用逆向掃描技術建立香爐VR模型。任務分析我們掃描使用的香爐模型是由銅澆注而成的,具有高亮反光特性,模型較為復雜,特征細膩,需要采集細節(jié)特征。因此,必須對香爐模型先涂抹顯影劑才能有效采集數(shù)據,由于細節(jié)特征多,為保證局部特征,需多次掃描拼接而成,所以使用自動掃描,借助轉臺拼接。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件teaching虛擬現(xiàn)實逆向建模本課件是可編輯的正常PPT課件項目2工業(yè)級掃描儀數(shù)據采集本課件是可編輯的正常PPT課件2.1項目描述1.熟悉三維掃描方案的制訂。2.熟悉掃描前掃描對象的前處理。3.熟悉三維掃描儀軟件的安裝與使用。4.熟悉三維掃描儀硬件的安裝與調試。5.掌握三維掃描的操作技術。知識目標1.能夠根據掃描對象,制訂掃描方案。2.學會對掃描對象進行前處理。3.學會三維掃描儀軟件的安裝與使用。4.學會三維掃描儀硬件的安裝與調試。5.能夠操作三維掃描儀精確采集數(shù)據。能力目標本課件是可編輯的正常PPT課件2.1項目描述1.善于發(fā)現(xiàn)和提出問題。2.具有改進和創(chuàng)新工作方式、提高工作效率的意識。3.能夠設計不同的解決方案并進行對比,在工作過程中不斷總結經驗,改進工作方法。4.能夠對已完成的工作進行反思,并提出更好的方案設想。5.有不斷改進、追求卓越的意識。6.有嚴謹?shù)那笾凸ぷ鲬B(tài)度。7.有堅持不懈的探索精神。思政目標本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.1掃描一般流程圖2-2掃描一般流程本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.1掃描一般流程本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.2三維掃描儀組成本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.2三維掃描儀組成本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.3掃描儀驅動軟件安裝1.安裝環(huán)境要求本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.3掃描儀驅動軟件安裝2.軟件安裝本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.3掃描儀驅動軟件安裝2.軟件安裝本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.3掃描儀驅動軟件安裝2.軟件安裝本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.3掃描儀驅動軟件安裝2.軟件安裝3.卸載說明本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.4掃描軟件介紹2.軟件安裝本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.4掃描軟件介紹2.軟件安裝本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.4掃描軟件介紹2.軟件安裝本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.4掃描軟件介紹2.軟件安裝本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.5掃描模式選擇本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.5掃描模式選擇1.固定式掃描或手持式掃描的選擇本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.5掃描模式選擇2.紋理掃描的選擇本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.5掃描模式選擇1.固定式全自動掃描（工業(yè)模塊）本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.5掃描模式選擇1.固定式全自動掃描（工業(yè)模塊）本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.5掃描模式選擇2.固定式自由掃描本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.5掃描模式選擇3.手持精細Prime掃描（需要Prime模塊）本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.5掃描模式選擇3.手持精細Prime掃描（需要Prime模塊）本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.5掃描模式選擇4.手持快速掃描本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.6掃描件前處理1.噴粉本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.6掃描件前處理1.噴粉本課件是可編輯的正常PPT課件2.2我導你學2.2.6掃描件前處理2.標志點粘貼本課件是可編輯的正常PPT課件2.3你做我導任務2-1安裝三維掃描儀的硬件任務引入掃描儀一般由硬件和軟件組成。硬件一般包含掃描頭(掃描儀核心)、電源適配器、電源線、USB線、三腳架、掃描頭托架等。掃描儀不用時一般會裝箱保存,使用時再拿出來組裝,避免放置不當造成損壞。先臨Shining3d_EinScan-ProEP三維掃描儀也包含上述部件,使用時,我們一般需要先連接。因此,我們需要學會掃描儀硬件的連接、安裝與標定。任務分析我們拿到掃描儀,首先要對掃描儀硬件進行安裝連接,才能進行使用。先臨Shining3d_EinScan-ProEP三維掃描儀有兩種模塊:工業(yè)模塊和基礎模塊。兩種模塊的安裝和使用方法大致相同,工業(yè)模塊包含轉臺。工業(yè)模塊掃描儀主要由掃描頭、電源適配器、電源線、三腳架、掃描頭托架、轉臺、USB線等組成。使用時,我們先從包裝箱中取出組件,有序安放,養(yǎng)成良好的職業(yè)習慣。下面請跟隨小編完成掃描儀的安裝。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件2.3你做我導任務2-2激活掃描設備任務引入在2.2.3節(jié)中我們已經學會掃描儀驅動軟件安裝,按此方法安裝完掃描儀驅動軟件并且連接好硬件設備后,我們需要激活掃描軟件,才能使用掃描儀。下面請各位跟隨小編去激活掃描軟件。任務分析先臨Shining3d_EinScan-ProEP三維掃描儀激活方式有兩種:“在線激活”和“本地激活”,如果有隨機附帶的U盤,可以采用“本地激活”方式;如果沒有隨機U盤激活文件,可以采用“在線激活”方式。下面我們就實踐一下。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件2.3你做我導任務2-3標定掃描儀任務引入機器視覺測量中,被測物體表面上一點的三維幾何位置與其成像中的對應點之間的相互關系是由相機成像幾何模型決定的,模型的參數(shù)就是相機參數(shù),通常確定這些參數(shù)的過程就被稱為相機標定。首次使用掃描儀之前;重新組裝掃描儀之后;掃描儀經受強烈震動之后;長期使用之后,精度檢查誤差大于0.1mm,我們都需要對掃描儀進行重新標定。先臨Shining3d_EinScan_x0002_ProEP三維掃描儀一般只有標定的精度達到0.1mm以上,采集到的數(shù)據才有效,因此,我們需要學會掃描儀標定。任務分析標定所用到的硬件有掃描儀、標定板,軟件為EinScanPro_v3.4.0.1。因此我們先要取出標定板,連接好掃描頭,打開軟件,進入標定界面。相機標定界面左側是視頻,右側是標定操作的導航條,如圖2-62所示。下面我們來完成標定操作。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件2.3你做我導任務2-4采集青花瓷碗的數(shù)據任務引入掃描儀標定后,就可以進行物體數(shù)據采集了。青花瓷器是富有東方民族風情的瓷器品種,它起源于唐代,元代發(fā)展成熟,從明代起成為中國瓷器生產的主流品種。到清代,青花瓷器仍占主導地位,無論是在工藝技術、繪畫水平還是產量方面都達到了歷史上的一個高峰。為了向世人再現(xiàn)瓷器的發(fā)展歷程,讓我國瓷器文化得以傳承,我們將建立瓷器數(shù)字博物館。下面我們應用逆向掃描技術采集青花瓷碗三維數(shù)據,為數(shù)字博物館提供三維VR模型。任務分析如圖2-77所示,我們掃描使用的青花瓷碗模型由陶瓷制成,形狀較為規(guī)則,且尺寸不大,特征較少,所以使用固定掃描,借助轉臺進行拼接。青花瓷碗表面色彩紋理較為豐富,所以選擇帶紋理相機掃描儀,并選擇使用紋理模塊掃描。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件2.3你做我導任務2-5采集青花瓷瓶的數(shù)據任務引入青花瓷又稱為白地青花瓷,常簡稱為青花,是中華陶瓷燒制工藝的珍品。青花瓷是用含氧化鈷的鈷礦為原料,在陶瓷坯體上描繪紋飾,再罩上一層透明釉,經高溫還原焰一次燒制而成的。鈷料燒成后呈藍色,具有著色力強、顏色鮮艷、燒成率高、呈色穩(wěn)定的特點。原始青花瓷于唐宋年間已見端倪,成熟的青花瓷則出現(xiàn)在元代景德鎮(zhèn)的湖田窯。在明代青花瓷成為瓷器的主流。清朝康熙年間發(fā)展到了頂峰。明清時期,還創(chuàng)燒了青花五彩、孔雀綠釉青花、豆青釉青花、青花紅彩、黃地青花、哥釉青花等衍生品種。以下我們通過虛擬現(xiàn)實方式,建立數(shù)字博物館,將文物以數(shù)字的方式永久保存,保存人類的文明史。隨著掃描技術的發(fā)展,逆向建模技術越來越多地應用于虛擬現(xiàn)實模型的建立,使得虛擬現(xiàn)實建模變得更容易一些。下面我們就應用逆向掃描技術建立青花瓷瓶的數(shù)字模型。任務分析我們掃描使用的青花瓷瓶模型是由手工拉坯制作而成的,外形特征接近于旋轉體且無其他明顯特征,如圖2-106所示。因此,我們必須先對青花瓷瓶模型粘貼標志點才能有效采集數(shù)據。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件2.3你做我導任務2-6采集兵馬俑的數(shù)據任務引入兵馬俑,即秦始皇兵馬俑,亦簡稱秦兵馬俑或秦俑,是第一批全國重點保護文物、中國第一批世界遺產,位于今陜西省西安市臨潼區(qū)秦始皇陵以東1.5千米處的兵馬俑坑。兵馬俑的造型基本上是以現(xiàn)實生活為基礎,手法細膩、明快。每個陶俑的裝束、神態(tài)都不一樣,比如人物的發(fā)式就有許多種,手勢也各不相同,面部的表情更是各有差異。數(shù)以千計的陶俑、陶馬都經過精心彩繪,其風格渾厚、洗練,富于感人的藝術魅力,是中國古代塑造藝術臻于成熟的標志。它既繼承了戰(zhàn)國以來中國的陶塑傳統(tǒng),又為唐代塑造藝術的繁榮奠定了基礎,起著承上啟下的作用,被譽為“世界第八大奇跡”和“人類古代精神文明的瑰寶”。彩繪使用礦物顏料進行創(chuàng)作,這不僅在彩繪藝術史上,而且在世界科技史上都有著重要意義。但隨著時間的推移,彩繪開始斑駁脫落,大量參觀者呼出的二氧化碳也對文物造成了損害。有沒有一種方式,讓我們既能欣賞到文物,又不損害文物。而且坐在家中就可以參觀。我們可以通過虛擬現(xiàn)實的方式,建立數(shù)字博物館,將文物以數(shù)字的方式永久保存,保存人類的文明史。下面我們就應用逆向掃描技術建立兵馬俑的數(shù)字模型。任務分析如圖2-40所示,我們掃描使用的兵馬俑模型是用銅澆注而成的,具有高亮反光特性;人物模型較為復雜,面部特征細膩,因此需要采集細節(jié)特征。因此,我們必須先對兵馬俑模型進行噴粉以便有效采集數(shù)據,而且為了保證局部特征,需多次掃描然后拼接而成,所以本任務使用固定掃描方式,并且借助轉臺進行拼接。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件2.3你做我導任務2-6采集兵馬俑的數(shù)據任務引入木雕是雕塑的一種,在我國常常被稱為“民間工藝”。木雕可以分為立體圓雕、根雕、浮雕三大類。木雕是從木工中分離出來的“精細木工”工種。木雕藝術起源于新石器時期的中國,距今已有7000多年的歷史。在浙江余姚河姆渡文化時期,已出現(xiàn)木雕魚。秦漢兩代木雕工藝趨于成熟,繪畫、雕刻技術愈發(fā)精致。施彩木雕的出現(xiàn),標志著古代木雕工藝已達到相當高的水平。唐代是中國工藝技術大放光彩的時期,木雕工藝也日趨精美。許多保存至今的木雕佛像,是中國古代藝術品中的杰作,具有造型凝練、刀法熟練流暢、線條清晰明快的工藝特點,成為當今海內外藝術市場上的“寵兒”。明清時代的木雕品題材,多表現(xiàn)生活風俗、神話故事,諸如吉慶有余、五谷豐登、龍鳳呈祥、平安如意、松鶴延年等木雕作品,深受當時社會歡迎。木雕種類紛繁復雜,各大流派經過數(shù)百年的發(fā)展,形成各自獨特的工藝風格,享譽全國。其中東陽木雕誕生于宋代的浙江東陽,雕刻出的圖案優(yōu)美、結構精巧,在清代乾隆年間,被稱之“雕花之鄉(xiāng)”的東陽地區(qū),竟有400多名工藝師被召進京城,修繕宮殿。樂清黃楊木雕從清代中期起就成為中國民間木雕工藝品之一,以雕小型黃楊木陳設品而聞名中外。廣東金漆木雕起源于唐代,它用樟木雕刻,再上漆貼金,金碧輝煌,具有強烈的藝術效果。

2008年6月7日,木雕經國務院批準列入第二批國家級非物質文化遺產名錄。為了把這一非物質文化遺產傳承和發(fā)揚光大,我們可以通過掃描采集木雕三維數(shù)據,獲得數(shù)字模型,通過VR展示。本課件是可編輯的正常PPT課件2.3你做我導任務2-6采集兵馬俑的數(shù)據任務分析本任務我們將掃描一幅牡丹木雕,如圖2-140所示,雕刻板表面花紋細節(jié)較為細膩,幅面較大,為了保證采集的數(shù)據質量,我們選擇手持精細模式對該雕刻板進行掃描。任務實施

詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件2.4相關知識拓展2.4.1先臨Shining3d_EinScan-ProEP常見故障排除1.通信不穩(wěn)定2.航空線松動本課件是可編輯的正常PPT課件2.4相關知識拓展2.4.1先臨Shining3d_EinScan-ProEP常見故障排除3.設備離線本課件是可編輯的正常PPT課件2.4相關知識拓展2.4.1先臨Shining3d_EinScan-ProEP常見故障排除3.設備離線4.及時更新驅動軟件本課件是可編輯的正常PPT課件2.4相關知識拓展2.4.1先臨Shining3d_EinScan-ProEP常見故障排除5.錯誤警告本課件是可編輯的正常PPT課件2.4相關知識拓展2.4.1先臨Shining3d_EinScan-ProEP常見故障排除6.多顯卡的設置本課件是可編輯的正常PPT課件2.4相關知識拓展2.4.1先臨Shining3d_EinScan-ProEP常見故障排除6.多顯卡的設置本課件是可編輯的正常PPT課件2.4相關知識拓展2.4.1先臨Shining3d_EinScan-ProEP常見故障排除6.多顯卡的設置本課件是可編輯的正常PPT課件2.4相關知識拓展2.4.1先臨Shining3d_EinScan-ProEP常見故障排除6.多顯卡的設置本課件是可編輯的正常PPT課件2.4相關知識拓展2.4.2掃描測頭按鈕功能本課件是可編輯的正常PPT課件2.4相關知識拓展2.4.3手持精細掃描技巧1.手持精細掃描分辨率2.預掃描本課件是可編輯的正常PPT課件2.4相關知識拓展2.4.3手持精細掃描技巧3.掃描本課件是可編輯的正常PPT課件2.4相關知識拓展2.4.3手持精細掃描技巧4.拼接本課件是可編輯的正常PPT課件2.5你做我評筆洗三維數(shù)據采集本課件是可編輯的正常PPT課件2.5你做我評筆洗三維數(shù)據采集本課件是可編輯的正常PPT課件teaching虛擬現(xiàn)實逆向建模本課件是可編輯的正常PPT課件項目3掃描數(shù)據處理本課件是可編輯的正常PPT課件3.1項目描述1.熟悉掃描數(shù)據后處理一般方法。2.熟悉掃描后處理常用軟件。3.掌握三維掃描數(shù)據后處理。知識目標1.能夠根據掃描數(shù)據選擇處理方案。2.學會常用數(shù)據軟件操作。3.學會應用軟件對數(shù)據進行后處理。4.能夠操作軟件精確處理采集數(shù)據。能力目標本課件是可編輯的正常PPT課件3.1項目描述1.愿意學習新知識、新技術、新方法。2.善于發(fā)現(xiàn)和提出問題。3.具有改進和創(chuàng)新工作方式、提高工作效率的意識。4.能夠設計不同的解決方案并進行對比,在工作過程中不斷總結經驗,改進工作方法。5.能夠對已完成的工作進行反思,并提出更好的方案設想。6.能夠形成共同的決策。7.具有達成目標的持續(xù)行動力。8.具有不斷改進、追求卓越的意識。9.具有嚴謹?shù)那笾凸ぷ鲬B(tài)度。10.具有堅持不懈的探索精神。思政目標本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.1編輯數(shù)據本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.2手動拼接本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.2手動拼接本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.3封裝本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.4數(shù)據后處理1.平滑/銳化本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.4數(shù)據后處理1.平滑/銳化本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.4數(shù)據后處理2.補洞(1)標志點補洞本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.4數(shù)據后處理2.補洞(2)手動補洞本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.4數(shù)據后處理2.補洞(3)自動補洞本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.4數(shù)據后處理3.數(shù)據簡化本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.4數(shù)據后處理3.數(shù)據簡化本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.5精度和細節(jié)度的區(qū)分本課件是可編輯的正常PPT課件3.2我導你學3.2.6貼圖的導出本課件是可編輯的正常PPT課件3.3你做我導任務3-1處理青花瓷瓶數(shù)據任務引入采集青花瓷瓶的數(shù)據在項目2的任務2-5中已完成,并且進行了封裝導出,當時是在小編幫助下完成的操作,并不明白為什么要這樣操作。接著我們就來弄明白為什么這樣處理青花瓷瓶數(shù)據。任務分析青花瓷瓶無明顯特征,直接進行掃描時,根據2.2.3掃描對象前處理的提示,難以滿足掃描特征識別。我們掃描時會不規(guī)則地加貼設備附帶的外徑7mm標志點,并且保證重疊區(qū)域內至少有3個不共線點,因此,在標志點處肯定存在標志點孔洞,需要修補。掃描方式采用“手持快速掃描”,拼接模式選擇“標志點/特征”,選擇紋理選擇“紋理掃描”,需要進行紋理融合。下面就和小編一起,重溫一下數(shù)據處理過程。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件3.3你做我導任務3-2處理編鐘數(shù)據任務引入草廟編鐘模型是2017年全國電子信息行業(yè)新技術應用職業(yè)技能競賽行賽時全國總決賽職工組賽題,掃描儀是使用杭州先臨的手持式掃描儀,自帶軟件為EinScanPro_v3.4.0.1。掃描時,由于編鐘內孔較深,內部數(shù)據難以完整取得,封裝后內部不平整,雖然不影響VR模型外觀展示,但不能細觀;大賽還要求3D打印制造與涂裝,因此需要借用第三方軟件進行修復處理。任務分析如圖3-40所示,編鐘模型用EinScanPro_v3.4.0.1軟件封裝后導出.stl格式文件,內部質量較差,多有凸起,需要修復。我們借助GeomagicWrap軟件,導入文件后進行去除特征、開流刪除碎片、光滑等處理,達到復原內孔目的,修復結果如圖3-41所示。下面大家就跟隨小編完成編鐘模型數(shù)據修復。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件3.3你做我導任務3-3處理齒輪數(shù)據任務引入齒輪是機械上常用零件,在項目1中,我們完成了齒輪的掃描,由于齒輪的相似度太高,在掃描軟件中易產生拼接錯誤,因此我們當時保存了.asc格式的點云文件和.stl格式文件,現(xiàn)在我們將其導入GeomagicWrap中進行處理。任務分析如果從點云文件開始,我們可以應用GeomagicWrap去除孤點、刪除非連接項、降噪、平滑等,使得數(shù)據更加精純。使用N點注冊和全局注冊,拼接精度也會高一些,點云處理完成后再進行封裝,應用任務3-2所學修補技巧,可以使齒輪模型更加完善。下面就來學習如何操作,完成齒輪點云數(shù)據的處理。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件3.4相關知識拓展

GeomagicWrap可根據任何實物零部件自動生成準確的數(shù)字模型。作為全球首選的自動化逆向工程軟件,GeomagicWrap還為新興應用提供了理想的選擇,如定制設備大批量生產、即定即造的生產模式,以及原始零部件的自動重造。GeomagicWrap具有以下特點:(1)兼容性強。(2)曲面封閉。(3)支持多種數(shù)據格式。(4)新增直觀的“草圖”功能。(5)強大的腳本語言環(huán)境。(6)改進了編輯、導航和可視化的功能。(7)增強的硬測頭功能,可使用硬測頭合作伙伴)提供的接觸式測頭、便攜式三坐標測量臂和類似設備對特征進行準確的測量和創(chuàng)建。(8)“重劃網格”工具。本課件是可編輯的正常PPT課件3.5你做我評本課件是可編輯的正常PPT課件teaching虛擬現(xiàn)實逆向建模本課件是可編輯的正常PPT課件項目４

VR模型處理本課件是可編輯的正常PPT課件4.1項目描述1.了解Unity軟件中模型素材的參數(shù)。2.熟練掌握模型的后處理方法。3.掌握模型貼圖制作方法。4.了解簡單的動畫制作方法。知識目標1.能夠使用Unity軟件中的模型素材。2.能夠對掃描的逆向模型進行后處理。3.學會進行模型減面的基本操作。4.掌握模型貼圖制作方法。5.掌握簡單的動畫制作方法。能力目標本課件是可編輯的正常PPT課件4.1項目描述1.能夠獨立思考和回答問題。2.能夠理解和接受新的概念和原理。3.能夠建立已有知識和經驗與新知識的聯(lián)系。4.能夠主動向老師和同學學習和提問。5.能夠運用工具書、新媒體等搜集信息。6.能夠從錯誤中學習經驗教訓。7.能夠與人分工協(xié)作并共同完成一項任務。8.能夠在團隊中恰當?shù)乇磉_觀點和立場。9.有嚴謹?shù)那笾凸ぷ鲬B(tài)度。10.有堅持不懈的探索精神。思政目標本課件是可編輯的正常PPT課件4.2我導你學4.2.1面板簡介本課件是可編輯的正常PPT課件4.2我導你學4.2.2基礎操作本課件是可編輯的正常PPT課件4.2我導你學4.2.2基礎操作本課件是可編輯的正常PPT課件4.3你做我導任務4-1青花瓷瓶VR模型處理任務引入在項目2中我們完成了逆向掃描,得到了青花瓷瓶高精度的.obj三維模型,并且導出了相關貼圖文件,但該模型未經過后處理,模型面數(shù)十分巨大,直接應用于VR,較難實時驅動,我們需要對之進行處理。雖然在掃描軟件中,可以進行減面處理,但這樣做會降低模型的精細度。為了既可以保證模型的精細度又可以降低面數(shù),需要將其導入Maya軟件中,對其進行減面處理,并將其導出為Unity能夠正確使用的格式。任務分析模型文件后處理的一般流程如圖4-3所示,一般分為四步:第1步:將三維掃描得到的.obj格式模型導入三維建模軟件。第2步:為模型賦予貼圖。第3步:減少面數(shù)模型,最終得到能夠被虛擬仿真軟件正確讀取的模型。第4步:以.fbx格式導出制作完成的三維模型。請各位參照掃描逆向模型后處理一般流程,完成青花瓷瓶后處理,熟悉模型后處理方法和技巧。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件4.3你做我導任務4-2青花瓷碗VR模型處理任務引入任務4-1已經完成了青花瓷瓶的模型后處理,初步學習了模型貼圖方法及減少面數(shù)的方法,本任務主要通過對青花瓷碗進行貼圖、減面處理,分析青花瓷碗和青花瓷瓶之間的結構區(qū)別,學習使用法線貼圖表現(xiàn)模型細節(jié)的處理技巧。任務分析針對一些細節(jié)較多的模型,直接減少面數(shù)會導致細節(jié)度降低,使得細節(jié)出現(xiàn)模糊不清等問題。面對這些問題,可以通過烘焙法線貼圖進行處理,在低面數(shù)的前提下表現(xiàn)出足夠的模型細節(jié)。完成本任務,可達成下列目標:

1.了解模型面數(shù)與細節(jié)的關系。

2.了解法線貼圖的基本概念。

3.掌握法線貼圖的烘焙方法。

4.掌握法線貼圖的貼圖方式。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件4.3你做我導任務4-3編鐘VR模型處理任務引入通過任務4-1與任務4-2的學習,我們已經初步了解了Maya軟件的基本使用方法、貼圖方式、減少模型面數(shù)的方法和法線烘焙流程。已經初步掌握將逆向得到的模型處理成虛擬現(xiàn)實所需要的美術資源的工作流程。但有些三維掃描儀,掃描時不能獲取物體表面顏色,不具備導出貼圖的功能,面對此種情況,我們需要學習如何制作模型貼圖。本任務是對掃描獲取的編鐘模型進行后處理。由于掃描編鐘時,沒能獲取物體表面顏色,因此我們需要拍攝模型貼圖,并對拍攝的圖片進行處理,使其能夠被我們正確使用,同時為模型創(chuàng)建UV,將模型導入Zbrush軟件進行貼圖制作。本課件是可編輯的正常PPT課件4.3你做我導任務4-3編鐘VR模型處理任務分析對于一些掃描設備,其內部算法以.stl格式導出模型,由于.stl格式為純模型格式,不能附帶貼圖,因此需要我們自行制作貼圖。其中,制作貼圖主要需要了解的理論知識為UV的基礎概念,在了解了UV的概念之后,即可開始進行貼圖制作。為了提高貼圖的真實性,我們通常使用相機對模型進行拍攝,將拍攝得到的照片在Zbrush軟件中作為投影紋理,進行貼圖制作并導出。

一些擁有色彩捕捉功能的三維掃描系統(tǒng)能夠在對模型進行三維數(shù)據采集的時候,利用捕捉的色彩自動創(chuàng)建出模型表面的顏色貼圖,這種掃描系統(tǒng)通常能夠將模型導出為.obj格式,如前兩個任務中使用的模型素材———青花瓷瓶和青花瓷碗的.obj模型都自帶貼圖。而一些三維掃描系統(tǒng)不具備色彩捕捉功能,不能制作顏色貼圖,通常導出的模型為.stl格式,如此次任務使用的模型素材———編鐘模型。

.stl格式與.obj格式有很大的不同,因為.stl格式沒有UV,所以模型不能被直接賦予貼圖。UV是多邊形模型的一種坐標映射,可以理解為將三維模型的面展開并平鋪在一個平面上。如圖4-47所示,這個正方體的UV就是將這個正方體像紙盒一樣拆開,平鋪在平面上。同時,如果在這個平面的UV上進行繪制,那么繪制的顏色也會通過UV映射到正方體的模型上。本課件是可編輯的正常PPT課件4.3你做我導任務4-3編鐘VR模型處理任務分析本課件是可編輯的正常PPT課件4.3你做我導任務4-3編鐘VR模型處理任務分析我們具體使用繪制貼圖的軟件為Zbrush,由于Zbrush內部繪制貼圖的算法為頂點繪制,因此模型頂點數(shù)的多少就決定了貼圖的分辨率,也就是說模型面數(shù)越多,繪制所得的貼圖精度越高。為了獲得高精度貼圖,我們在Maya軟件中將原模型分好UV,導出為.obj格式用以通過Zbrush繪制貼圖。再在Maya軟件中將原模型減面,烘焙法線,導出.fbx格式模型,最后在Unity軟件中將Zbrush導出的貼圖賦予.fbx格式模型。從而在保證系統(tǒng)運行效率的前提下,最大限度地保留模型細節(jié)。完成本任務,可達成下列目標:

1.了解模型UV的基本概念。

2.掌握UV拆分的基本方法。

3.掌握貼圖的拍攝方式。

4.掌握使用Zbrush繪制貼圖的基本流程。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件4.3你做我導任務4-4兵馬俑VR模型處理任務引入通過之前任務的學習,我們已經了解了三維掃描逆向模型的后處理方式及貼圖的處理流程,也學習了在三維掃描設備不具備直接捕捉模型貼圖的情況下,通過相機拍攝模型圖片,制作模型貼圖的方法。但是,如果我們沒有三維掃描設備,還能否進行物體逆向建模呢?答案是可以的,我們可以通過一些基于圖像的三維逆向軟件,通過手機、相機拍攝物體,將拍攝的照片導入基于圖像的三維逆向軟件,獲取物體的模型及貼圖。本次任務以兵馬俑模型為例,學習基于圖像的三維逆向軟件RealityCapture的使用方法及工作流程。任務實施

本次任務主要是通過攝相設備拍攝的圖像逆向生成兵馬俑模型,在制作過程中,我們第一步要通過攝相設備拍攝物體的各個角度圖片,第二步是將拍攝圖片導入逆向軟件RealityCapture進行處理,得到高面數(shù)模型及貼圖,第三步是將模型和貼圖導入Maya軟件進行處理,平衡模型面數(shù)與細節(jié)的關系。完成本任務,可達成下列目標:

1.了解通過圖片生成模型的逆向流程。

2.掌握需要逆向的模型的拍攝方法。

3.掌握使用RealityCapture生成高精度模型和貼圖的方法。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件4.3你做我導任務4-5齒輪VR模型處理任務引入通過之前任務學習,我們已經學會了如何減少模型面數(shù),如何處理模型UV及貼圖,但在部分VR程序中,僅僅展示靜態(tài)的模型是不夠的。模型還需要能夠動起來,如展示發(fā)動機內部運行過程時,就需要展現(xiàn)出發(fā)動機內部的齒輪、齒條、鏈條等結構的運行過程。一般情況下,這種結構動畫是我們完成逆向模型的后處理后,交由動畫師制作。但我們仍需要學習簡單的動畫制作方法,以提高團隊開發(fā)的效率。本次任務以齒輪為例,制作齒輪相互嚙合運轉動畫,調整曲線模塊用于控制齒輪旋轉速率,使得動畫更加真實、可信。制作完成后將動畫導出。任務實施

本次任務主要是了解Maya軟件的動畫模塊,便于日后和動畫師配合進行項目開發(fā)。主要工作是為兩個齒輪制作嚙合驅動循環(huán)動畫。主要需要用到的知識點是動畫模塊的相關知識,如k幀、曲線等。完成本任務,可達成下列目標:

1.了解Maya軟件動畫模塊的使用方法。

2.了解制作動畫的基本方式。

3.了解曲線模塊的基本用法。

4.掌握將動畫導出的操作流程。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件4.4相關知識拓展4.4.1VR模型制作規(guī)范1.確立相對比例尺本課件是可編輯的正常PPT課件4.4相關知識拓展4.4.1VR模型制作規(guī)范2.確立原點與比例尺本課件是可編輯的正常PPT課件4.4相關知識拓展4.4.1VR模型制作規(guī)范3.使用模型本課件是可編輯的正常PPT課件4.4相關知識拓展4.4.1VR模型制作規(guī)范4.重復使用物體獨立建模本課件是可編輯的正常PPT課件4.4相關知識拓展4.4.1VR模型制作規(guī)范5.保持面與面之間的間距本課件是可編輯的正常PPT課件4.4相關知識拓展4.4.1VR模型制作規(guī)范6.保持法線一致本課件是可編輯的正常PPT課件4.4相關知識拓展4.4.1VR模型制作規(guī)范7.避免模型數(shù)量過多8.鏡像出來的物體與原物體塌陷在一起9.使用植物簡模本課件是可編輯的正常PPT課件4.4相關知識拓展4.4.2貼圖制作規(guī)范1.使用基本材質球2.Unity支持的貼圖格式

(1).png是無損壓縮,占用內存小,支持透明通道。

(2).jpg是有損壓縮,占用內存小,不支持透明通道。

(3).tga是無損壓縮,占用內存大,支持透明通道。

(4).dds是無損壓縮,占用內存最小,支持透明通道。但.dds不支持IOS平臺。

(5).tif是無損壓縮,占用空間大,支持透明通道,精度最高。本課件是可編輯的正常PPT課件4.4相關知識拓展4.4.2貼圖制作規(guī)范3.圖片壓縮方式和特點

DXT1:.jpg占用內存小(RGB)

DXT5:.png占用內存大(RGBA)5.貼圖和材質的規(guī)范

(1)貼圖與材質可以重名,但是貼圖與貼圖、材質與材質之間不能重名,且盡量以英文命名。

(2)同種貼圖盡量只使用一個材質球。

(3)為了避免資源過度消耗,物體不要使用雙面材質。4.貼圖的分辨率本課件是可編輯的正常PPT課件4.4相關知識拓展4.4.3模型導出規(guī)范UV設置合并頂點分部導出模型檢查大綱視圖刪除多余材質球和多余貼圖文件導出模型文件前，將多余的材質球和貼圖文件刪除。分層設置本課件是可編輯的正常PPT課件4.4相關知識拓展4.4.4項目命名要求場景模型命名:以cj_開頭,如:cj_xx_01、cj_xx_02……角色模型命名:以js_開頭,如:js_xx_01、js_xx_02……貼圖命名:貼圖命名應分兩部分,特效貼圖和模型貼圖。特效貼圖應以effect_開頭;模型貼圖命名應與模型相對應加上后綴,例如漫反射貼圖命名方式應該是模型名稱+_d,如cj_xx_01_d、cj_xx_02_d,法線貼圖命名方式應該是模型名稱+_n,如cj_xx_01_n、cj_xx_02_n,高光貼圖命名方式應該是模型名稱+_l,如cj_xx_01_l、cj_xx_02_l。4.4.5場景制作要求場景的比例應當統(tǒng)一,且盡量正確,在估算比例時可以放一個真人比例的人偶到場景中作為參照物。除了用戶重點觀察的建筑物,其他建筑物要簡化,遠景盡量使用貼圖表現(xiàn)細節(jié)。所有模型的UV尺寸不能失真,要維持正常大小。本課件是可編輯的正常PPT課件4.4相關知識拓展4.4.6常用的建模軟件正向設計軟件:1.3dsMax2.Maya3.Blender4.Zbrush逆向設計軟件:1.1-ware2.Geomagic3CopyCAD4.RapidForm本課件是可編輯的正常PPT課件4.5你做我評本課件是可編輯的正常PPT課件4.5你做我評本課件是可編輯的正常PPT課件teaching虛擬現(xiàn)實逆向建模本課件是可編輯的正常PPT課件項目5虛擬博物館本課件是可編輯的正常PPT課件5.1項目描述1.了解SteamVR程序的安裝方法。2.掌握Unity開啟新的VR項目的基本配置。3.認識Unity插件的導入流程。4.掌握fbx文件在Unity中的貼圖流程。5.掌握修改SteamVR插件示例場景的操作流程。6.掌握VR項目的配置以及導出流程。7.熟悉VR程序的開發(fā)環(huán)境。8.熟悉虛擬現(xiàn)實引擎使用。知識目標1.會安裝SteamVR程序。2.會開啟Unity新的VR項目的基本配置。3.會導入Unity插件。4.能完成Unity中的貼圖。5.會修改SteamVR場景。6.會VR項目的配置以及導出。7.能熟練使用虛擬現(xiàn)實引擎。能力目標本課件是可編輯的正常PPT課件5.1項目描述1.能夠運用工具書、新媒體等搜集信息。2.能夠獨立思考和回答問題。3.能夠建立已有知識和經驗與新知識的聯(lián)系。4.能夠主動向老師和同學學習和提問。5.能夠從錯誤中學習經驗教訓。6.能夠與人分工協(xié)作并共同完成一項任務。7.有嚴謹?shù)那笾凸ぷ鲬B(tài)度。8.有堅持不懈的探索精神。思政目標本課件是可編輯的正常PPT課件5.2我導你學5.2.1面板簡介本課件是可編輯的正常PPT課件5.2我導你學5.2.1面板簡介本課件是可編輯的正常PPT課件5.2我導你學5.2.1面板簡介本課件是可編輯的正常PPT課件5.2我導你學5.2.1面板簡介本課件是可編輯的正常PPT課件5.2我導你學5.2.2操作簡介本課件是可編輯的正常PPT課件5.2我導你學5.2.2操作簡介本課件是可編輯的正常PPT課件5.3你做我導任務5-1虛擬現(xiàn)實程序環(huán)境安裝以及插件配置任務引入掃通過前面項目4模型數(shù)據的處理,我們已經將模型導出為能夠直接被虛擬現(xiàn)實引擎使用的fbx格式,也繪制出了真實可信的貼圖,已經符合在虛擬仿真引擎使用的規(guī)范與條件,但是在開發(fā)之前,還有不少準備工作需要完成。本項目虛擬現(xiàn)實程序由Unity開發(fā),由于Unity并非是專用于虛擬現(xiàn)實程序的開發(fā)工具。所以開發(fā)之前需要配置相關插件,安裝相應軟件環(huán)境,因此本次工作任務是安裝相應軟件環(huán)境以及進行開發(fā)VR程序的相關配置工作。任務分析每當開啟一個新的項目,都需要對我們所使用的虛擬現(xiàn)實平臺Unity進行新項目配置,并導入相應的插件。為了構建Unity開發(fā)VR程序的開發(fā)環(huán)境,我們需要安裝Steam平臺,從Steam平臺上下載SteamVR程序并安裝。同時完成Unity內部相關插件的配置工作。任務實施詳情見教材。本課件是可編輯的正常PPT課件5.3你做我導任務5-2模型導入VR