应用Multigen Creator软件三维模型的制作

玛丽莲梦兔
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2020年08月09日 06:32
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1




应用Multigen Creator软件制作三维模型
人民英雄纪念碑











2013年11


一.实验名称
头盔、数据手套人机交互实验
二.实验内容
1. 使用Multigen Creator软件设计人民英雄纪念碑模型, 包括纪念碑主体结构的建
立、颜色与材质的使用及添加纹理图案;
2. 生成模型文件(.flt文件),并转化成.vt文件,最后在Vtree程序中导入。
三.实验设备
实验中所使用的设备为三维交互设备包括:头盔立体显示器、数据手套、三维跟踪
传感器、声音 及系统集成设备、网络分频器和计算机等。
 计算机:三台通用PC机
 网络通信设备:10100M自适应网卡交换机
 监视器:两台通用PC机显示器
 头盔式显示器,V6,LCD 双通道头盔显示器一个,全彩色,分辨率为 640*480
 数据手套一只,右手,18个传感器,不带触觉与力反馈和手势识别
 6自由度(DOF)运动跟踪传感器:Flock 六自由度电磁位置跟踪器一套。
四.实验所有硬件及软件
1、实验所用到的硬件:
系统的基本结构如下图1所示:



图1 系统基本结构
如系统基本结构可知,实验中使用的硬件主要 包括:三台通用PC机、网络通信设
备、监视器、头盔式显示器、数据手套一只和6自由度(DOF)运 动跟踪传感器六大部分。
各部分实物图如图2所示。



图2 系统硬件实物图
2、实验软件
系统的软件工具平台包括:
 操作系统:Microsoft Windows 2000 Professional
 开发平台:Microsoft Visual C++
底层开发工具:
 CG2 VTreeOpenGL
 Virtual Hand Suit
 MultiGen Creator
其中本次实验使用的主要开发工具为Multigen Crea tor三维建模软件系统,应用该
软件设计制作人民英雄纪念碑的三维模型,生成.flt文件,并转化 为.vt文件,最终在Vtree
程序中导入测试。
Creator是完全针对可视化仿真应 用,集成了多边形建模、矢量建模等多种功能,提
供了一个“所见即所得”的可视化仿真建模环境(类似 CAXA),模型数据库的图形视图
在一个虚拟的三维空间中实时显示。
五、实验目的及原理
1、实验目的
本次实验的目的主要有以下几个方面:
1) 学习头盔式显示器和数据手套的基本功能和基本工作原理;
2) 学习头盔、数据手套人机交互系统的 硬件和软件总体框架结构的构成及如何建


立一个简单的人-机交互系统;
3) 学习建模方法和建模步骤,并利用头盔显示器和数据手套及相关的其它硬件设
备建立一个小型的虚拟现实 环境;
2、实验原理
虚拟现实 (VR) 是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。 虚拟环境是由计算
机生成的,通过看、听、触觉等作用于用户,使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真 。
虚拟现实(VR)具有三个最突出的特征,即三“ I ”特征:交互性、沉浸感、想象性
本实验是虚拟现实技术的一个应用实例,系统的原理图如图3所示:
T
FLOCKF LOCK
FBB
PC
1
R
控制盒
R

套< br>H
U
B
PC
2
监视器左
分频器





PC
3
分频器
监视器右

图3 系统原理图
其中:
 HUB集线器:网络连接设备,将三台计算机组成局域网,一发多收,主计算机
发,左右眼计算机收;
 分频器:将PC机的视频输出分给两个设备:显示器和头盔;
 控制盒:将左眼计算机与右眼计算机的输出合成给头盔;
 监视器:即计算机的显示器。原计算机输 出直接给显示器,现在计算机输出给
了分频器,由分频器再分别给显示器和控制盒;
 T发送机:发送电磁场信号;
 R接收机:头盔和手套上带有传感器,感受头盔所在位置(图中虚线 表示),接


收机接收到的位置信号传给FLOCK,再传给主计算机,由主计算机进行计 算;
 FBB(Fast Bird Bus),Flock-of- Bird(简称Flock)电磁运动跟踪系统之间连接线,
是一种串口数据传送
因此,系统 通过3台通用计算机(PC1,PC2,PC3)和相应的VR设备用基于TCPIP
协议的100 M HUB相连;在任务处理上,PC1完成数据手套和6自由度运动跟踪传感
器信号的采集、计算,网络数 据的管理,头盔显示器的双眼同步等任务,另2台成像计
算机PC2 、PC3分别完成左、右眼三维图 像的实时生成任务,并将生成的视频信号输
出到头盔显示器;头盔显示器和数据手套用于交互式操作。
六、实验具体步骤
本实验主要使用MultiGen Creator软件开发平台创建创建 三维场景模型。模型内容
为大家熟悉的人民英雄纪念碑,以下是详细的建模过程及步骤:
1、建立建筑平面图
1) 打开软件,新建数据库文件(New Database File);
2) 打开“View Panel”,打开网格“Grid On”,设置网格单位“Dimension”为5;
3) 打开“View panelCoord”进入到输入坐标状态
4) 选择“Face ToolsPolygon”工具建立多边形,输入多边形坐标值为:
顶点
X
Y
1
0
17
2
17
17
3
17
0
4
123
0
5
123
17
6
140
17
7
140
123
8
123
123
9
123
140
10
17
140
11
17
123
12
0
123
5) 由于所画多边形超出网格面积,此时点击“View PanelViewGrid Larger”进行放
大,结果如图4所示:



图4 绘制建筑平面图多边形
6) 进入层次结构观察窗口,点击“g2”,并使用快捷键“Ctrl + J”将“g2”重命名为
“Mo nument”。按照同样的步骤将“o1”重命名为“Step1”,如图5所示:

图5 修改层次结构
2、生成人民英雄纪念碑纪念碑的第一个平台
1) 进入面模式,选择上步生成的多边形,选择“GeometryWall”;
2) 设置高度Height为10,点击“OK”按钮。如图6所示:



图6 生成建筑的第一个平台
3、制作建筑的第二个平台
1) 在层次结构观察窗口中点击“Mo nument”将其设置为父节点,并点击工具箱中的
“CreateCreate Group”,命名为“Step2”;
2) 将“Step2”设置为父节点;
3) 利用工具箱中的“FaceRectangle Plus”绘制一个长方形,坐标设置为:Bottom Left
为(35,35,10),Top Right为(105,105,10),点击“OK”按钮。如图7所示:

图7 制作第二个平台地面长方形
4) 选择“GeometryWall”,设置高度为8,生成第二个平台,如图8所示:



图8 生产第二个平台
4、制作其他平台
1) 按照第3步中的步骤,分别制作其他平台及建筑主体部分,各个平台的尺寸及
制作过程如下;
2) 第三个平台:
长方形顶点坐标为:(52,52,18),(88,88,18)
高度:2
3) 第四个平台:
长方形顶点坐标为:(54,54,20),(86,86,20)
高度:10
4) 第五个平台
长方形顶点坐标为:(58,58,30),(82,82,30)
高度:1
5) 第六个平台
长方形顶点坐标为:(59,59,31),(81,81,31)
高度:6
6) 第七个平台
长方形顶点坐标为:(58,58,37),(82,82,37)
高度:1
7) 第八个平台


长方形顶点坐标为:(58,58,37),(82,82,37)
高度:70
8) 制作结果如下图9所示,层次结构如下图10所示:

图9 主体结构制作效果图

图10 主体结构层次关系图
5、制作平台第一个台阶
1) 制作台阶两边的侧面体:绘制多边形(35,0,0)、(3 5,0,10)、(35,-35,0),并利用
墙体工具“Wall”生成墙体高度5;利用复制工具 将侧面1复制并沿着X轴方向
平移65个单位;结果如图11所示:



图11 制作台阶两边侧面体
2) 利用长方形工具绘制第一级台阶长方形,坐标(40,-35,0)、(100,0,0);
3) 利 用长方形工具绘制第二级台阶长方形,坐标(40,-28,0)、(100,0,0),并用
“Fac eWall”生成高度为2的墙面;
4) 利用长方形工具绘制第三级台阶长方形,坐标(40,-2 1,0)、(100,0,2),并用
“FaceWall”生成高度为2的墙面;
5) 利 用长方形工具绘制第四级台阶长方形,坐标(40,-14,0)、(100,0,4),并用
“Fac eWall”生成高度为2的墙面;
6) 利用长方形工具绘制第五级台阶长方形,坐标(40,-7 ,0)、(100,0,6),并用
“FaceWall”生成高度为2的墙面;
7) 至此 已制作好第一个台阶,在制作的过程中注意层次结构的设计,制作效果及
层次结构分别如图12、图13 所示:

图12 制作第一个台阶效果图



图13 台阶层次结构图
6、制作平台其他台阶
1) 利用镜像工具制作第二个台阶:设置“Sta ir2”为父节点,并选择“Stair1”,在工
具箱中点击“DuplicateDuplicat e”,点击“OK”按钮,复制“Stair1”;选择“XZ”坐
标面,Y轴平移量为70;工具箱中 选择“ModGeomMirror”,制作完成。如下图
14所示:


图14 利用镜像工具制作第二个台阶


2) 利用旋转工具制作剩余两个台阶 :制作参考面;选择“Stair1”和“Stair2”并复制;
选择工具箱中“ManeuverR otate About Edge”,并选择参考边;设置旋转角度为
90°,点击“OK”;删除参 考面;调整层次结构。结果如图15所示:

图15 利用Rotate About Edge工具制作剩余台阶
3) 按照同样的方法制作第二个平台上的台阶,效果图如图16所示:


图16 第二平台上台阶的制作效果图
7、制作平台上的柱子
1) 使用的工具有:长方形、墙体生成、复制平移、多边形、镜像和旋转;
2) 制作后的效果图如图17所示:

图17 柱子制作完成后效果图
8、制作纪念碑顶端结构
制作后的效果图如图18所示:



图18 纪念碑顶端结构制作
9、制作地面
用长方形工具绘制一个面作为地面,顶点坐标为(-80,-80,0)、(220,220,0)。
10、添加颜色
点击快捷键“Current Primary Color”选择相应的颜色,然后在模型中选择要改变颜
色的区域,选择“EditInsert Color”即可。
11、添加材质
类似于10中的过程,点击快捷键“Current Material”选择相应的材质,然后在模型
中选择要改变颜色的模块,选择“EditInser t Material”即可。
12、添加纹理
纹理的添加过程比较繁琐,首先要准备好纹 理图案,本实验中使用的图案格式
为.jpeg格式;然后点击快捷键“Current Texture”,在弹出的对话框中双击黑色区域或者
选择菜单“FileRead Pattern ”,并在接下来的打开对话框中选择之前准备好的图片,点
击“打开”按钮;最后选择要插入的纹理图案 ,并将其插入到对应的位置即可。
本实验制作的模型最终效果图如图19所示,其中包括模型整体图和细节图。



图19-1 模型整体效果图



图19-2 模型侧视效果图




图19-3 模型局部细节图
七. 实验心得体会
略。
八. 附件
1. 模型文件(.flt格式):人民英雄纪念碑.flt


2. 模型中使用到的纹理图案

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