数控加工中心面板按键仿真模型组设计方法探索


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与普通CG影视动画相比,虚拟仿真要求模型不仅要看起来“像”,更要细节具体,像模型对应的实物本身一样具有“功能性”——因为仿真模型通常会被反复观察,必须能经受用户复动态观察的考验。数控车)末、数控加工中心加工中心、数控冲床等数控加工中心的面板上的按键是一类独特的模型:按键几何模型基本上是完全相同的,外观材质也基本一样,但在每个按键上的符号是独有的。仿真模型中,这一类模型数量通常比较多,如计算机的键盘、许多设备的按钮或旋钮也是类似的情况。这类模型的建立,如果在建模设计时没有很奸的策略,将会给建模、UV划分和纹理制作带来沉重的工作量,甚至影响到仿真系统的运行效率。很多学者对仿真模型的管理、重用和纹理自动生成等方面做出了卓有成效的研究:郑利平等学者提出了使用纹理模板,借助图像分割方法,实现纹理图像的纯色着色和图案填充,进而实现人群仿真的角色多样化的方法;姜翰青等学者提出了一种新的多视图纹理实现高质量纹理映射的方法;杜国红等学者提tLl了针对陆军合成营作战仿真模型的基于组件化建模方法的模型体系架构;熊嵩分析了目前可重用方法的主要思路与瓶颈,提出了大型仿真模型体系的可重用性实现方法。然而,对于数控加工中心面板按键这一类经常遇到的仿真模型组高效建模的方法,尚未有学者关注。

2对建模和UV设计的要求

本文通过对数控加工中心面板按键类似模型建模和uv设计的多种方法比较,探索最为高效、可行的建模设计方法。比较的方面包括:(1)建模效率好的建模方法要求高效建模,最大程度的模型重周。

(1)      直观、易于理解的贴图布局。(3)易于设计和绘制的贴图纹理。4 )优质的纹理。

3几种设计方法的对比

下文对数控加工中心面板按键的几种建模方法就以上的目标达成情况进行对比。

(1)  普通无复用的独立建模方法。该方法把每一个按键模型当作互不相关的模型,每一个模型独立建模、划分UV并且制作和映射贴图。其特点是各个模型的建模顺序没有现有制约和先后顺序要求,每个模型独占一张纹理贴图,纹理质量高,但由于模型网格和UV都没有重用,建模、UV划分都贴图制作的,工作量极大。

(2) 复用网格、复用UV独立纹理的建模设计方法。由于数控加工中心按键类模型具有几何模型完全相同,建模时很容易想到方法就是.先建立一个模型,并划分好UV,然后将模型复制和阵列。由于每个按键的纹理不一样,阵列后分别去配置纹理贴图。这种方法的特点是:操作简单,建模操作不需要严密的逻辑顺序,每个模型独立使用一张纹理贴图,能获得最好的纹理质量。但是由于按键类模型数量通常很大,少则二三十,多则上百个按键,贴图的制作和配置工作量就特别大,而且由于贴图数量多,增加了仿真图形引擎的压力

(图]).

复用网格、复用UV共用纹理的建模设计方法。在上一建模方法的基础上,使用同一张纹理,阵列模型后,修改UV映射到纹理的不同部位。这种方法较好地改变了上一方法中纹理制作工作量大的问题,但是由于多个模型的UV共用一个纹理,导致每个模型在贴图上分得的映射面积较小,纹理质量下降(图2 ).

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结束语:

本文提出的数控加工中心面板按键仿真模型组的建模方法,能够在获得较高贴图品质的同时,最大限度减少重复工作,提高建模效率,对类似的大部分重复的仿真模型组设计和建模具有参考意义。对于复杂的、大规模的仿真建模,与其一头扎进沉重的建模工作中,不如冷静思考和总结模型的特征,提高建模的效率。


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