Multigen Creator背景知识

类型：整理 | 来自：86CG | 时间：2007-11-29 | 点击：

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Multigen Creator是一个高度专业化的工具，帮助建模者创建高效的三维模型和地形用于交互式实时应用。交互式应用据其性质有多种，范围从用于军事的个人飞行和驾驶训练模拟到建筑项目的视景演示。

不仅仅是一个基本的建模工具，Creator也是一个设计工具，用来创建低多边形数的模型来简化和减少实时应用的程序要求。Creator提供了一个用户界面用于建造模型、地形和场景，并包括符合OpenFlight（.flt）文件格式标准的层次视景数据库。OpenFlight文件在输入到运行软件后，如Multigen-Paradigm公司的Vega，就成为了实时应用的一部分。

在开始用Creator建模以前，理解在本章中描述的一些在实时模型建立后面的概念是非常有用的，包括三维图形、实时和动画的区别、用Multigen-Paradigm的工具创建实时仿真的过程。本书中的其他章节提供了对建模技巧和工具的解释来帮助你在Creator中建模并达到你实时应用所要求的结果。

一、实时应用与动画的区别

实时和动画应用都是模拟真实和想象的世界，用高度细节模型，产生平滑连续的运动，并以一定的FPS（祯/秒）进行绘制来达到无缝的演示。动画主要用于电影、印刷图画以及预先设计好的演示。实时应用主要用于仿真，需要对用户输入做出反应，如：飞行训练、影视游戏和交互式建筑演示。

主要区别：

实时应用：每帧都是实时绘制，这意味着当用户改变方向以及从何处穿越场景、如何观看时，帧是连续地重新计算并绘制。

动画：每帧是预先绘制好的，即动画设计师设置帧绘制顺序并选择要观看的场景。每一帧甚至要化上数小时来进行绘制，而在实时应用中，每帧通常要在1/30秒内绘制完成。

实时应用是高度交互的，用户控制场景中物体的运动；动画没有用户交互，用户只是被动的观察者。

实时应用的重点是交互性和意图实现。实时应用中的模型与动画模型相比较，通常有较少的细节，以提高绘制速度并减少“滞后时间”（指用户输入和应用程序做出相应反应之间的时间）。为了达到真实的实时仿真效果，“滞后时间”要尽可能短到用户无法发觉。

动画的重点是非交互的美学和视觉效果。在动画中的模型常有很多细节，因为每帧都是预先绘制的，绘制速度的效果就能被预先决定。

实时应用可以用多种帧速率来显示，从16－60FPS,取决于应用的目的和屏幕场景的复杂性；动画常以24帧每秒的速度来显示预先绘制好的影像序列，是既定的。

二、什么是三维图形

计算机生成的二维图形仅在X/Y轴有水平和垂直的坐标，而三维图形除了有X/Y坐标外，还有Z轴的维度来定义深度信息。当光照和纹理应用于三维物体时，这个物体显得比二维的物体要真实得多。而且，你能在三维空间中穿过或环绕三维模型和图形，就如同在虚拟的世界中游览一样。

你创建的三维模型网格化（Tessellate）为简单（Simple）的凸(Convex)多边形。网格化（Tessellation）是一个将物体的数学表达转化为多个多边形的过程。简单多边形是指其每边（Edge）仅仅交汇于多边形的顶点（Vertices）,而且交点是在边的顶点（vertex）上,如一个圆。凸多边形指没有缺口并且任何多边形内部两点的连线也存在于多边形的内部。

多边形的简单、凸的属性使得它能被OpenGL所接受（OpenGL是一个图形硬件的软件界面，用来显示多边形）。其它多边形的属性，不管其形状如何，对绘制而言过于复杂，OpenGL可能不会产生你所希望的结果。满足OpenGL的最基本的多边形类型是三角形。

OpenGL将非规则形状的物体分解为三角形和其它规则的形状，使计算机容易管理。

三角形的使用，还有以下原因：

三角形的三个顶点能表达为三维空间的X/Y/Z坐标；

三角形的顶点总是在一个平面上，使得当物体在三维空间旋转时，OpenGL能够正确绘制。当面的顶点不共面时，旋转时就会复杂（Complex）和凹(Concave)，使得OpenGL不能正确绘制。

三、基本的实时应用过程

Multigen-Paradigm的软件产品Creator和Vega，是用于三维实时应用的基本工具。上图显示了在SGI图形系统中一个基本的实时应用的开发过程：

用Creator的地形（Terrain）工具，你能将源数据，如卫星照片和数字高程数据，转成Creator的文件格式并用这些文件在Creator中创建地表。源数据也包括特征数据，你也能转化并引入到Creator中，用来在地形上加入文化特征，如道路和建筑物等。

用Creator的建模（Modeling）工具，你能手工创建三维模型。并且，可对地形、特征、模型加入如颜色、材质、纹理等以使其更真实。所有的这些元素：地形、特征、模型和各种属性，组成了Creator视景数据库，且OpenGL API是支持的。视景数据库存成Multigen-Paradigm的OpenFlight(.flt)文件格式，它已成为大多数实时系统标准的文件格式。

你能用Vega开发环境来创建实时应用。Vega的Lynx功能提供了一个图形用户界面，用来创建用于实时应用的ADF（应用定义文件）文件。ADF描述了用于实时应用的OpenFlight文件、运动体及路径、如爆炸等的特殊效果、环境效果及其他功能。在ADF之外，你也可以自己写程序来满足你仿真的需求。

你最好在VEGA的开发环境和功能库中写自己的代码，以产生独立的实时应用。Vega开发环境包括API、自定义的代码和运行引擎，如用于SGI IRIX的、基于IRIS Performer的Per-Fly。

在图形生成器（IG，绘制场景的图形硬件）中，IRIS Performer装载器将Creator中创建的OpenFlight文件引入到VEGA中。IG可以是SGI的图形工作站，也可以是PC。ADF文件和其他用户程序也将载入到VEGA中。

在实时应用编译后，就可以运行了。实时应用程序和计算机平台常常被一起称为运行系统（Runtime System）。

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