基于虚拟现实技术VT的角色模型与动画的导出和导入方法
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[摘 要]虚拟现实技术是利用计算机技术建立一种逼真的虚拟环境，在这个环境中，人们的视觉、听觉和触觉等的感受像是在真实的环境中一样，即有“身临其境”的感觉，人们可以沉浸在这个环境中与环境进行实时交互。通过虚拟现实技术，对3DMax的虚拟现实技术VT插件进行分析，探讨3DMax输出为nmo的一般方法。实现角色和动画输出为nmo格式文件两种不同的方式。阐述在Virtools中对角色模型和动画文件进行有效的管理的原理，最后给出Virtools调用角色模型、加载预设动作的方法。
[关键词]3DMax VT插件 角色模型 动画文件
[中图分类号] TP391.41 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2014）18-0108-02
一、虚拟现实技术概述
虚拟现实技术是利用计算机技术建立一种逼真的虚拟环境，在这个环境中，人们的视觉、听觉和触觉等的感受像是在真实的环境中一样，即有“身临其境”的感觉，人们可以沉浸在这个环境中与环境进行实时交互。这就是它所谓的“沉浸性”、“实时性”和“主动的交互性”。
从广义上讲，只要是通过三维模型实现一些人机交互操作就可以称为虚拟现实。更严谨的界定是指通过对三维模型的操作、定义，然后应用于相应场景中，并赋予该模型功能性的表现。换言之，只有在同时具备了产品、场景、脚本这三项要素时，才是真正完整的“虚拟现实”。
二、基于Virtools角色模型与动画的导出和导入
在三维动画设计领域，作为三维动画制作软件的3DMax和Maya具有优秀的建模和仿真能力，但3D交互功能略显滞后。Virtools是一种虚拟现实软件，作为3DMax和Maya的后续开发软件，它可以对3D组件进行交互式实时控制，实现部分虚拟现实功能，特别是游戏开发、计算机辅助教学方面具备独特优势。
用3DMax（或Maya）与Virttools组合模式，使得3D交互技术以其逼真的场景、友好的交互界面等优势而在更多的领域得到广泛的应用。这一组合模式应用于多媒体辅助教学中，可以使教师模拟出更加逼真的交互情景，让课件更加生动引人。
近年来对Virtools的理论与应用研究均取得了多方面的成果。如刘明昆的《就是要做3D游戏3DMax场景篇》[1]，描述了运用3DMax制作3D游戏的场景，为输出Virtools做好准备。刘明昆的《就是要做3D游戏》[2]和《vt游戏创作秘笈》[3]描述了运用Virtools制作3D游戏的经验与技巧，通过实例详细介绍了制作3D游戏的方法和流程，书中展示了作者多年积累的丰富经验与运用Virtools娴熟的技巧。但是，对以下问题没有明确阐述：
（1）如何在3DMax中，将制作好的角色的模型和动画输出为nmo格式的文件？
（2）角色文件与动画文件如何关联的？
（3）Virtools是如何对角色文件与动画文件进行管理的？
本文对介绍Virtools的基本功能，通过对3DMax下VT插件的研究，分析3DMax输出为nmo的一般方法，进而通过实例，用两种不同的方式，实现角色和动画输出为nmo格式文件，接着阐述在Virtools中对角色模型和动画文件进行有效的管理，最后给出Virtools调用角色模型、加载预设动作的方法。
（一）MAX输出VT的准备
对于3DMax，max源文件，不管是场景或包含有动画信息的文件，都是以.max格式存放，因此，在3DMax下制作好的角色动画以max格式保存，将max格式通过VT插件输出，生成Virtools可以接受的格式文件，以实现交互功能的制作。Virtools支持nmo、cmo等格式，其中，VT插件生成的文件格式为nmo格式。Virtools可直接打开cmo格式文件而不能直打开nmo格式文件，使用nmo格式文件可用导入的方式导入至场景中，比较规范的操作是将这类文件复制到在Virtools中已经建立好的资料文件库相应的文件夹中，然后通过资料文件管理器在场景中用导入的方式调用。
（二）角色与动作输出
1.导出角色模型和动画
将MAX角色与动作输出为VT的nmo格式文件中，可包含动作也可不包含动作两种形式，在输出面板中作适当的选取实现输出的要求。MAX输出的模型分为三种，即Exprot as Objects、Export as a Character和Export Animation Only。
选取Exprot as Objects选项，通常用于输出场景。当选择这种方式输出时，右边的三个文本框（即Character Name、Animation和Starting Camera）仅其中一个是有效，只能把整个场景作为一个文件名输出。对于输出角色的模型可选取这种方式输出一个不带动画信息的角色的模型。
选取Export as a Character选项，输出一个带有动画信息的角色模型，选中该选项，右边的Character name 和Animation name文本框可用，在相应的文本框中分别输入角色和动画名字，这些名字可被Virtools交互模块识别。
选取Export Animation Only选项，只输出动画信息，所输出的动画文件的名字与之对应的角色的名字可以不同。
2.从MAX中导出模型与动画实例
设已有角色模型model.max并已梆定骨骼，wait.fig、run.fig和attack动画信息文件，则有两种导出方法。
方法一，分别导出角色模型和动画，步骤如下：
（1）在3DMax中打开model.max文件，打开导出对话框，选择Export as a Character，在右侧第一个活动文本框中输入model，第二个文本活动文本框置空，则输出文件为model.nmo，并且只包含角色模型，没有动画信息。
（2）给model的骨骼加载wait.fig动画信息，打开导出对话框，选择Export Animation Only，此时在右侧唯一一个活动文本框中输入wait，则输出文件为wait.nmo，并且只包含wait动画信息；同理输出只包含动画信息的run.nmo和attack.nmo文件。
方法二，导出包含动画信息的角色模型，步骤如下：
（1）在3DMax中打开model.max文件并为相应的骨骼加载wait.fig动画文件，打开导出对话框，选择Export as a Character，在右侧第一个活动文本框中输入model，第二个文本活动文本框输入wait，则输出文件为model.nmo，并且只包含wait动画信息。
（2）依照方法一的单独输出动画信息文件的方法，输出只包含动画信息的run.nmo和attack.nmo文件。
（三）VT中角色和动画的导入
1.导入角色和动画
在virtools中，新建一个资源文件（设选取路径为F：＼ abc），然后将以上（按方法一）生成的nmo文件复制到F：＼ abc ＼ Characters ＼ Animations中，选择abc资原库，依次展开其Category下级菜单character->animations，model.nmo、wait.nmo、run.nmo和attack.nmo文件出现在右侧列表框中。
选中model.nmo并载入场景；分别将动画文件wait.nmo、run.nmo和attack.nmo通过拖放方式分别加载到model角色上，操作完成后，展开Level Manager下的Glogal，进而展开character，即出现层级关系，此时，model角色已经带有wait.nmo、run.nmo和attack.nmo三个预设动画。
2.识别角色动画交互模块及调用
导入角色模型并加载预设动画后，角色的动画只能被Virtools交互模块识别，要看到预设角色的动作，需要加入相应的BB模组。方法如下：
首先，在Level Manager面板下的lever ＼ Global ＼ Character ＼ model上单击右键，在弹出的菜单中选择Create Script，创建model的Script。
其次，切换到Schematicdm面板，在从BB面板中选取character ＼ Movement ＼ Unlimited Controller模块并作如下设置：双击Unlimited Controller模块后，在设置界面中，将Message栏下的Joy_Up所对应的Animation为run，第3行空白处的Animation为wiat，使角色呈待机状态。完成以上设置后，按测试按钮，可以看到角色处于等待的动作，至此，角色及动画的导入以及测试已完成。
三、小结
本文阐述了用3DMax（或Maya）与Virttools组合模式中，角色与动画导出及导入的方法，要在Virtools场景中调用角色和预设动画，须在3DMax（或Maya）三维软件中完成角色建模和动画的制作，并通过相应的转换软件插件按正确的方式将其导出，这样才能导入到Virtools中，进而制作出具有交互功能产品。因此，利用3DMax（或Maya）与Virttools组合制作带有角色交互的功能，完成角色与动画的导出与导入，才能为制作角色的交互做好了准备，换言之，角色与动画导出与导入，是制作流程中关键的一个步骤，掌握了这一步骤才能制作出带有角色的交互功能。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 刘明昆.就是要做3D游戏3DMax场景篇[M].北京：中国青年出版社，2010.
[2] 刘明昆.就是要做3D游戏――Virtools秘笈篇[M].北京：中国青年出版社，2010.
[3] 刘明昆.VT游戏创作秘笈[M].北京：中国青年出版社，2010.