虚拟实验室的开发分为模型建立、制作交互文档、网络发布三个阶段。
【基于3Dmax建立数字模型】
基于3Dmax建模需注意以下三点:第一,要有相对准确的模型数据,保证产品模型的尺寸比例协调和模型外观在视觉上的真实性。第二,对于复杂对象要考虑三维模型的层次结构,分别建模,最后把所有的模型组合。第三,使用尽量少的面数,删除冗余的几何元素,合并同类模型,降低整个模型的复杂度以优化模型、提高反应速度。建好模型之后,根据虚拟实验室动作制作模型动画。
建好模型后,进行材质编辑和设置场景灯光。材质编辑与模型优化同样重要,因为材质的使用需要与烘焙操作结合,不同类型的材质采取不同的烘焙方式。LightingMap烘焙方式只支持3DSMAX默认的Standard材质,Completemap烘焙方式支持Max大部分材质(例如符合材质、多为材质等),如果Diffuse(漫反射)通道上没有添加纹理贴图,只能选择Completemap烘焙方式。此外,材质贴图只支持jpg,bmp,dds图片格式;灯光按照3DSMAX的标准设置。
烘焙模型,烘焙就是把MAX中的物体的光影以贴图的形式带到VRP中,以求真实感。模型烘焙需要注意三个问题:第一,选择恰当的烘焙模式,Completemap光感好,但烘焙效果模糊,所以小部件物体和产品推荐使用Completemap;Lightmap贴图清晰但光感弱。第二,根据模型大小及其材质进行恰当的烘焙参数设置,大模型采用大贴图尺寸,小模型采用小贴图尺寸,很小的模型和金属、玻璃材质不必烘焙。第三,根据模型烘焙类型和贴图尺寸,把模型进行分类并放在一个图层中,便于管理、修改。最后,利用VRP-for-Max插件导出场景。导出场景之前要检查重名模型并进行修改,然后选择导出类型(静态模型、刚体动画、柔体动画、相机),直接导出VRP格式的文件。
【基于VRP制作的交互文档】
VRP的设置对象主要包括动作、事件和场景三类要素。动作包括物体移动、旋转、平动、缩放、视角切换,现实(隐藏)物体、交互控制、粒子特效等;事件包括场景开始事件、鼠标和键盘时间、计时器和用于特定情况下由其他事件激发自定义事件(例如单机按钮启动机器)等;场景包括文件中后期加入的界面、材质、声音等交互现象。VRP交互设计就是在脚本编辑器中建立事件、动作和场景的相互关系,用户触发某个事件或某个事件自动发生时,相应的场景做出相应的动作。
【利用VRPIE进行网络发布】
在VRP中完成交互设置后,将VRP对象导出为支持网络发布的vrpie格式。学生可通过网络或本地机用IE或Netscape浏览器使用虚拟实验室,随时随地地做实验、分解实验步骤,也可通过旋转或移动对象查看其细节结构及属性、组装和拆卸对象等。虚拟实验室技术既能减少实验室建设的投入成本,又可应用在远程教学网站上,以更好地实现金属焊接实践教学。
实验室反映时代的特征,时代的发展又推动实验室的发展。数字时代的到来使实验室走形虚拟化,带来前所未有的发展空间,促使其发生全方位的变化,呈现出许多新特点和新优势——提升了设计理念、拓展了服务对象、扩大了设计空间、简化了设计流程、缩短了设计周期、降低了设计成本。虚拟实验室的开发具有众多优势,作为走在时代最前沿的教育工作者,应积极地把虚拟化技术运用到实验室开发中,把握时代脉搏,发挥虚拟实验室在新时代教学和科研中的巨大作用。