三维空间

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇三维空间范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

三维空间范文第1篇

荷兰设计师尤哈尼认为，空间能力的释放是情感以及肢体与设计画面的触碰，所表达的效果在于强烈的接触性能。我国的设计大师陈逸飞曾说过“人们在设计时致力于打破视觉的局限，努力颠覆视觉效果，使设计更具有吸引力”。三维空间是一种在传统设计层面上有凸出点、真实存在的空间效果，能够通过平面感官，最大限度地刺激人与画面之间的情感交流。因此，其拓展方向就在于搭建真实世界中的“平面感官”，如图中的三维平面设计展示，设计师利用了镜面效果以及图片矛盾冲击理念将广场地面设计成了倒悬式真空效果，让人走在这样的场景上面体验到了飘在语段的感觉，同时运用了反光影的技术效果，增强了设计的表现能力，最重要的一点是，这一设计从本身摆脱了二维平面设计的束缚，将设计理念活灵活现地添加在了真实场景当中，依靠虚实结合的对比手法，设计出的场景更加真实，同时依靠真实人群以及建筑物的衬托，设计场景又富变幻效果，从不同的角度结合不同的设计理念，都能衬托出不同的效果，这便是人与三维平面设计结合的最好体现。

2拓展平面设计的趣味性

在设计创作中，有趣味的作品常常能吸引人的视线，产生较强的视觉冲击力，从而达到信息高效传达的目的。正如斯蒂芬·贝莱所言：“趣味是设计产品中最人类化、最直接、最能引起人们兴趣的因素。”在平面设计中融入三维设计元素，可为设计的“趣味性”提供广阔的施展空间，在表现形式和传达功能上也拓展了平面设计的领域。设计师可以运用独特的设计方式制造趣味性，为受众创造动态的、立体的联想与想象空间，引导他们充分发挥想象力，从而乐在其中。立体书《爱丽丝漫游奇境》已经在世界各国创下销售奇迹，该书是享有“纸的魔术师”盛名的美国艺术家罗伯特·萨布达之作，它被美国《纽约时报》评为最佳图画书，被美国《出版者》评为最佳读物。

3打破惯性，增强新奇感与感官体验三维平面设计的惯性

在于无法摆脱传统二维平面的束缚，所以许多设计师从真正的空间与平面结合的角度出发，利用事物或者是人的行为动作创造新奇的感受。因此，近年来在许多3d艺术展上展出的设计画面都参入了新奇与感官的效果，如图中的3d设计，设计师的构思是平凡人物与国际人物的零接触交流，整幅画面都设计在二维效果之中，唯有虚拟人物的手是“真实”的，同时依靠色调的明暗变化，以及搭建平台的突出变化，使得整个画面有了立体真实感，此时只需要人握住吐出来的“手”，就能通过双向影响，完成虚实结合的效果，体现绝佳的空间能力。三维效果的拓展方向在于打破传统的束缚，作者认为对于传统设计束缚的利用也是推动三维设计效果拓展的有利因素，如传统设计中在乎运用明暗颜色、虚实对比等，这些设计手法并非是落后的手段，如果将其与真实效果结合，就能够完整的凸显出三维效果。因此，一切传统设计空间中的元素一旦拥有了真实感，就会变成三维空间元素。其拓展重点根本在于真实性的塑造。所以笔者建议，将二维空间中的元素通过增加互动性、趣味性、新奇性等三大特性，利用虚实结合的手法，以“部分真实部分虚拟”的手段进行提升，从而直接打破二维效果的束缚，解放空间能力，释放平面张力，以此突出三维效果实现理念。

4结束语

三维空间范文第2篇

关键词：立体构成；制作；三维空间；空间思维

立体构成是借助空间形态和实体形态共同制作出来的，所以，其是在应用材料的基础上，对力学、美学的综合应用。立体构成的制作便是对学生所展开的基础教学，让学生通过对立体构成制作的练习，来锻炼自身的构想力，使自身养成专业的三维空间思维，进而可以更好的完成三维设计。

一、立体构成制作对三维空间思维的培养分析

空间构想力首先要抛开原有的平面思维，平面是由轮廓曲线来决定的，而立体中既包括轮廓曲线，又包括量，举例来说圆圈是一个平面，而在圆圈的基础上加上量的话，就发生了立体上的很多可能性，比如说变成一个球体或是一个圆锥体。立体构成的制作从形态上来说是千变万化的，因为其有多个不同的视点基本构成，所以，视点的表现不同，所展现出来的形体的状态也就不同。立体的空间形态是制造出来的。对这一形态的制造需要综合考虑多方面的因素，比如说对力学知识的应用，对制造工艺的选择，对结构大体的布局，对模型材料的选择等等，要完成一项立体构成的设计，首先要考虑到这项设计的稳定性，其次还要考虑到这项设计的心理稳定和物理稳定，所谓物理稳定指的是每个支撑点、每个支撑面的重心一定要稳，支撑点的重心垂线必须保证在支撑面内，有了物理上的稳定，再来追求心理动态的平衡，满足人们的心理需求。

二、在培养三维空间思维中对立体构成制作的运用

（一）三维空间思维在大脑中的生成训练

三维空间思维的生成训练是立体构成制作中的一个环节。立体构成是艺术与技术综合训练的基础，每一件立体构成作品都是要用不同材料制作出来的，在教学中引导学生去不喑⑹愿髦植牧系谋硐址椒ǎ启发其对材料的认知和由材料引发的重新构想的能力，不断寻求新的制作技法创造出更多的不同造型的独特能力，并锻炼其对造型的感受力和直观判断力。

教学中学生通过对物体形态及材料特征的了解，在数次反复的体验中不断提炼、升华，最终达到理想的形态构成。这同时也是学生一次次对三维空间思维能力的不断训练和对形式美的验证。在立体构成课的有限时间内，把材料问题作为一个重要的课题来加以研究，其意义是显而易见的。具体到教学中、首先是对材料的关注。筛选积累素材、收集资料也包括收集不同的材料，如石头、木头、玻璃、金属、棉、麻、丝等的视觉教果、质感、触感等有什不同，只有了解了不同材料的性能才能作出选择，设计不同的形态需要用什么材料，学生在选择材料的过程中也是一次对美的发现和体验，是对学生敏锐的观察能力和三维想像力的培养。其次是对材料的加工和运用：不同的材料加工工艺也不一样，只有掌握材料性能才能灵活运用多种方法加工出有创意的作品，在材料加工的研究学习中，可以使以单一材料为主的课堂鲜活起来，例如同是单一材料纸，不同的加工方法可制造出点、线、面、体等多种形态，多种材料的引入运用则为学生个性化的思考和构想增加了新的通道。掌握材料的性能，可以使学生在创造形态的构成中更加主动、积极和敏感三维空间想像能力。更好地让学生积极地体察生活，培养学生在生活中观察、分析、提炼的能力，并学会从材料中获得灵感，进而提升为有创意的行动。

（二）对学生三维空间思维的准确表达训练

对学生三维空间思维的准确表达训练的训练目的，是看学生对立体构成的制作能否把大脑中的设计准确地表达出来。把大脑中的设计表达的越充分、越准确、精度越好，就表明学生的三维空间思维能力越强。教师可据此评判学生三维空间思维能力的水平。教师应当明白，学生对立体构成进行制作，不是为做模型而做模型，是以立体构成制作为基本载体，培养学生的三维空间思维能力，因此，在立体构成制作的每个阶段中，教师应重点关注学生的三维空间思维能力的具体情况，依照其学习的具体情况再对症下药，逐步的加深学习对三维空间的思维能力和判断能力。

三、结束语

综上所述，对学生三维空间思维的培养，可通过对立体构造制作的全面应用来取得学生空间思维能力上的提升，这一过程是缓慢的，初步的培养学习并不能起到立竿见影的效果，需要教师和学生都有很大的耐心，循序渐进的使得教学效果获得提升。通过本文对立体构成的制作对三维空间思维培养的分析，希望能够为学院教师的专业教学和学生的学习提供一些指的参考的意见。

参考文献：

三维空间范文第3篇

关键词： 空间面积勾股定理 射影面积公式 三棱锥体积公式

空间面积勾股定理：如果三棱锥的三条侧棱两两垂直，且三个侧面积分别为S、S、S，底面面积为S，那么S+S+S=S.

在这个关系式中，蕴藏着丰富的几何元素间的关系，既有明显的三角形面积关系，又隐含着三角形的边、高、角等关系.因此，定理不仅有着广泛的运用，而且结合三棱锥体积公式、射影面积公式、三角形面积公式，能使解题思路自然，简洁明快，表达利落.下面举例说明.

1.求距离问题

例1：已知三棱锥P-ABC的三个侧面互相垂直，它们的三个侧面面积都是2，求P到平面ABC的距离.

解：易知PA、PB、PC两两垂直，设PA=a，PB=b，PC=c，则

ab=4ac=4bc=4?圯（abc）=4×4×4?圯abc=8

V=V=×abc=

由空间勾股定理得S+S，得：S=2.

又设P到平面ABC的距离为h，由三棱锥体积公式得：

×2h=

h=

此法有三巧：求体积，设而不求，妙不可言；求面积，直截了当，干脆利落；求距离，避繁就易，简捷明了.

例2：如图1，在长方体ABCD-ABCD中，AA=a，AB=b，AD=c，求相邻两面内对角线AC与BC1的距离.

解：连AD、DC，则BC∥平面ADC，则点D到平面ACD的距离h即为两异面直线AC与BC的距离.由空间勾股定理得：

S=

又V=V=abc，由三棱锥体积公式得：

h×=abc

故h=

此法妙在：“不割不补，实为割补”.从整体，看部分，智求体积.

2.求角的问题

例3：三棱锥S-ABC的三条棱SA、SB、SC两两垂直，且SA=SB=a，SC=2a，求二面角S-BC-A.

解：设所求二面角S-BC-A为θ，由空间勾股定理得：

S==a，由射影面积公式得：

cosθ===.所求二面角为arccos.

此法优点：求面积快速简捷，过程精练；求角度，化难为易，立竿见影.

例4：如图2，两全等矩形ABCD和矩形ABEF所在平面互相垂直，且AB=a，BC=b，求异面直线AC和BF所成的角.

解：以矩形ABCD为底面，矩形ABEF为侧面，作长方体ABCD-FEHG，连CG，则CG∥BF，∠GCA为两异面直线AC与BF所成的角.

由空间勾股定理得：

S=S+S+S

即S=（b）+（ab）+（ab）

S=b，由三角形面积公式得：

AC•CG•sin∠ACG=S，即••sin∠ACG=b，

sin∠ACG=，

故异面直线AC和AF所成的角为arcsin.

此法特点：补全图形，由部分看整体，一目了然.

3.求证几何元素间的关系问题

例5：三棱锥V-ABC的三条侧棱两两垂直，三个侧面与底面所成的角分别为α、β、γ，求征： cosα+cosβ+cosγ=1.

证明：由空间勾股定理可知：S=S+S+S.

又由射影面积公式得：cosα=，cosβ=cosγ=.

cosα+cosβ+cosγ===1.

此法技巧：“死图活看”，巧用射影面积公式.

例6：设三棱锥S-ABC，其侧棱长分别为a、b、c，且三条侧棱两两垂直，由其顶点S到底面的高为，求证：=++.

证明：由空间勾股定理得：S=

又V=abc

由V=V，得•h=abc.

h（ab+ac+bc）=abc，即=++.

此法技巧：“优选底面”，灵活选择底和高.

4.求最值问题

例7：如图3，在平面α内有一个以AB为直径的圆，AB=2a，C为圆周上任意一点，PCα，且PC=a，求C在圆周上哪一位置时，PAB面积最大？

解：设AC=x，则BC=，由空间勾股定理得：

S=（ax）+（a）+（）

=-x+ax+a=-（x-2a）+2a，

当x=2a即x=a时，S最大，也就是当AC=时，（S）=a.

此法优点：利用定理，求表达式，轻而易举.

例8：如图4，过球面上任一点M作互相垂直的三条弦MA、MB、MC，球的半径为R，AB=a，

解：设MB=x，则MA=，又MA+MB=AB，

MC+AB=4R，MA+MB+MC=4R，

即MC=4R-MA-MB=4R-（a-x）-x=4R-a，

由空间勾股定理得：S=S+S+S，

S=（MA•MB）+（MB•MC）+（MA•MC）

=（a-x）x+x（4R-a）+（a-x）（4R-a）

=-x+ax+aR-a

=-（x-a）+aR-a

当x=a即x=a时，S=a.

有趣的是不管M点在小圆上怎样运动，此题蕴含两个定值问题：

三维空间范文第4篇

关键词:DirectX; 可移动平面; 三维移动; 鼠标射线; 射线变换

中图分类号:TP317.4;TP391.73文献标志码:A

Arbitrary movement algorithm of objects in

3D space based on plane

SONG Jihong, LI Fenglong, XU Quansheng

(Info. Sci. & Eng. College, Shenyang Univ. of Tech., Shenyang 110178, China)

Abstract: To optimize the operation of movement of objects in virtual 3D management field and realize the process of using mouse to complete the object movement to any point in 3D space, the concept of movable plane is introduced into the study. A movable plane is built that is perpendicular to the projection of sightline in xz plane; a radial from camera position to mouse point is built and the mouse wheel is used to control the forward and backward movement of the movable plane along the sightline direction; the intersection point of the mouse radial and the movable plane can be moved to any position in 3D space by moving the moveable plane; the coordinate of the intersection point of the radial and the moving plane is calculated, taken as the new coordinate of the object to be moved which is added into the romance pipeline, and the object movement can be implemented. The application shows that the algorithm can ensure the movement accuracy and speed of the objects and reduce the input devices that help to move objects.

Key words: DirectX; movable plane; 3D moving; mouse radial; radial counterchange

收稿日期:2009-02-18修回日期:2009-05-08

作者简介: 宋继红(1968―),女,辽宁福县人,副教授,研究方向为计算机网络通信、计算机网络远程控制、虚拟现实技术,

(E-mail)

0引言

在计算机技术高速发展的今天,虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术作为1门综合计算机图形、多媒体、传感器、人机交互、网络、立体显示以及仿真等多种技术而发展起来的计算机领域的新技术正逐步走向成熟并得到广泛应用.[1]VR本质上是1种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的感知交互手段,最大限度地方便用户操作,从而减轻用户负担,提高整个系统的工作效率.[2]因其在管理领域中所具有的独特优势,近几年VR正逐渐被应用到各种管理领域.特别是在建筑、仓储等管理领域中,传统的窗口式管理软件已不能满足用户需要,人们希望能对数据进行可视化管理,从感观上对仓库中的物品进行管理.因而,VR技术成为数据可视化管理的首选.当VR技术应用于建筑、仓储等管理领域中时,实现物体在虚拟三维场景中的移动成为实现VR技术在该领域应用的基础.因为在三维环境中多了深度信息,反映到坐标系上就增加了z方向的坐标值,从而使得一些在二维空间交互的简单问题到三维空间就变得非常复杂.[3]利用鼠标、触摸板等二维输入设备得到的输入信息只具有x和y方向的二维信息,要实现在三维环境下的物体移动,首先需要解决将二维屏幕上的鼠标点坐标变换为三维场景中的三维坐标.[4]但是,直接利用鼠标获取输入点的高度信息十分困难.最初的三维空间物体移动方案利用键盘等输入设备在三维空间通过在x,y,z 3个坐标增加或减少1个固定值完成,这种方法不但耗费移动时间,而且因其在x,y,z轴上每次只可移动1个固定值,移动精度很难保证.因此,实现通过鼠标控制完成二维屏幕的三维移动操作对VR技术应用于虚拟三维管理工作上具有极其重要的意义.

1基于平面的三维空间物体任意点移动算法

在三维空间中建立垂直于视线在xz平面投影的可移动平面,并建立从摄像机位置,到鼠标位置的射线.计算射线与可移动平面的交点,将其放入渲染流水线作为待移动物体的新坐标值从而完成三维物体的移动.此算法可分解为以下5步:(1)建立可移动平面;(2)建立鼠标射线;(3)拾取物体确定待移动物体;(4)对平面进行移动;(5)计算射线与移动平面交点.

1.1建立可移动平面

通过3点可确定1个平面,该平面要满足以下要求:(1)平面要通过物体重心;(2)平面垂直于xz平面;(3)平面垂直于视线在xz平面的投影.定义P1点为物体重心点,可通过查看物体的当前位置信息获得P1点.设该重心中点垂直上方点为P2, 其坐标为(xP1,yP1+10,zP1).为使平面垂直于视线在xz平面上的投影,此时只需再在xz平面上找到1点P3,即可得到向量A(P1,P2)与向量B(P0Eye,P0vLook),使向量A与B满足A×B=0(1)因P3点在xz平面上,所以yP3=0,又因P3点在x轴上的坐标只要不与P1点在x轴重合,即可建立满足要求的平面,所以设P3=(10 000,0,h), zP3为待求值.由式(1)得

(xP1-xP3)×(xP0vEye-xP0vLook)+

(zP1-zP3)×(zP0vEye-zP0vLook)=0

zP3=zP1(xP1-xP3)×(xP0vEye-xP0vLook)(zP0vEye-zP0vLook)

此时,由已确定的P1,P2和P3点可确定唯一平面.定义向量A,B,C:A=P2-P1;B=P2-P3.利用DirectX SDK库函数D3DXVec3Cross()计算A和B所在平面的法向量: D3DXVec3Cross(C,A,B),所以过P1,P2,P3的平面方程为xc(x-xp1)+yc(y-yp1)+zc(z-zp1)=01.2建立鼠标射线

当按下鼠标并移动到屏幕上的点S时,从屏幕上可想象出1条从摄像机位置到鼠标点处的射线.然而,应用程序不可能仅仅根据得到的屏幕点S的坐标建立这条射线.[5]与二维图形程序的显示方式不同,三维图形程序中的顶点要经过世界变换、摄像机变换、投影变换、剪切以及视口缩放,才能在二维屏幕上显示.[6]为获取鼠标按下点的造型空间坐标,利用造型空间和用户空间之间的坐标变换提取空间坐标.[7]设在投影窗口上与S点对应的点为P,投影面为z=1.建立1条射线,使其从投影空间起点出发穿过点P.建立射线的算法可分解为以下3步:(1)捕捉屏幕上点S,确定S点对应投影窗口上的点P;(2)建立1条从投影坐标系原点出发穿过点P的射线;(3)将射线和模型变换到同一坐标系中.

1.2.1屏幕到投影窗口变换

视口变换矩阵[8]为w2000

0-h200

00zmax-zmin0

x+w2y+h2zmin1投影窗口上的点P通过视口变换产生屏幕上的点S:xs=xpw2+x+w2(2)

ys=yph2+y+h2(3)z坐标在视口变换以后没有作为二维图像的一部分存储被存储到深度缓存中.[9]因此,由式(2)和(3)得到计算xp的式(4)和计算yp的式(5).xp=2xs-2x-ww(4)

yp=-2ys+2y+hh(5)通常情况下,视口中的x和y为0,因此能更进一步得到xp=2xsw-1(6)

yp=-2ysh+1(7)由定义可知,投影窗口就是z=1的平面,因此zp=1(8)投影矩阵缩放投影窗口上的点以适应不同大小的观察视野.为了得到被缩放之前点的值,必须通过缩放变换的逆运算来变换点.设P为投影矩阵,因为变换矩阵的P00和P11是点的x坐标和y坐标的缩放值,所以被缩放之前点的值为xp=2xw-11P00(9)

yp=-2yh+11P11(10)此时点P为屏幕上点S对应投影窗口上的点.

1.2.2建立射线

射线可以表示为等式P(r)=P0+tu,其中,P0是射线的起点位置,u是用于描述射线的方向向量.在前面设定射线的起点为投影空间的起点,因此p0=(0, 0, 0).因为射线通过点P,所以方向向量u可表示为u=P-P0=(xp,yp,1)-(0,0,0)=P.采用上述方法在Direct3D中计算射线.首先定义射线结构体RAY,

Struct RAY

{

D3DXVERCTOR3 Origin;

D3DXVERCTOR3 Direction;

}

创建RAY类型全局变量Ra,其中变量Origin和Direction分别用于存储射线的起点和方向.定义函数GetRay(int x,int y)计算射线.在函数中声明D3DVIEWPORT9 类型结构体Viewport和D3DXMATRIX 类型矩阵Proj.用 pd3dDevice->GetViewport(&Viewport)将视口信息存储于Viewport中,用pd3dDevice->GetTransform(D3DTS_PROJECTION, &Proj)获取投影矩阵,并用Proj返回.根据式(9)和(10)计算出xp和yp,可得射线的起点为D3DXVECTOR3(0.0f,0.0f,0.0f),射线的方向为D3DXVECTOR3(xp,yp,1.0f),最后函数返回射线Ra.

1.2.3射线变换

在第1.2.2节中计算出来的射线是在投影空间中描述的.为了完成射线与第1.1节中建立的移动平面相交,射线和移动平面必须在同一坐标系内.与其将移动平面转换到视图空间中,不如将射线转换到世界空间.[10]通过变换矩阵来改变射线P(r)=P0+tu中的起点P0和方向u,进而实现对射线的变换.定义函数TransformRay(Ray*ray, D3DXMATRIX* T)变换射线.其中,采用函数D3DXVec3TransformCood变换射线起点,第4个分量缺省为1;采用函数D3DXVec3TransformNormal变换射线方向,第4个分量缺省为0.这里,起点作为1个点变换,方向作为1个向量变换.至此,在待移动物体所在的世界坐标系中可得到1条从摄像原点出发并经过鼠标在世界坐标系下对应点的射线Ra.

1.3拾取物体确定待移动物体

通过第1.2节计算得到的射线原点与方向向量,利用DirectX SDK D3DXIntersect()函数逐一判断场景中的物体是否被拾取,以确定待移动物体.函数原型为: D3DXIntersect( pMesh, &vPickRayOrig,&vPickRayDir,&bHit,NULL,NULL,NULL,NULL,NULL,NULL) [11]; 通过bHit返回值是否为1判定物体是否被拾取.利用该函数可以一次性拾取到射线所穿过的几个物体,此时可通过提取物体在三维场景中的位置信息Place[i],并计算找出距摄像机距离最小的物体为拾取物体.

1.4对平面进行移动

前面建立的平面只能实现物体在1个平面上移动,要实现物体在整个三维空间移动需要让该平面在视线方向上向前或向后移动.如图1所示,在xz平面内可移动面可表示为1条直线.要把可移动面从面1位置移动到面2位置只须让面1中的各点分别在z轴和x轴方向上移动1个单位即可.图中视线的方向向量OE=(P0vEye-P0vLook);角α为向量OE与x轴的夹角;d为移动距离.由图可得Δx=d cos α,z=d sin α所以移动后P1,P2,P3的点坐标分别为P4=(xp1+d cos α,yp1,zp1+d sin α)

p5=(xp2+d cos α,yp2,zp2+d sin α)

p6=(xp3+d cos α,yp3,zp3+d sin α)再将P4, P5, P6赋值给P1, P2, P3.

图 1可移动平面变换

采用上述方法在Direct3D中计算.首先定义函数PlanMove(int i),在此函数中完成以上功能,其中参数i用于控制平面向前移动还是向后移动.该函数响应鼠标滚轮事件WM_MOUSEWHEEL,当向前滚动时,使移动距离d>0,反之d

由于第1和2节已建立从摄像原点到鼠标在世界坐标系对应点的射线和垂直于视线在xz平面上投影的可移动平面,所以下一步只要计算射线与可移动平面的交点,得出交点值,将其作为世界坐标系下待移动物体的新坐标,装入渲染流水线即可完成对物体的移动.交点值的计算过程如下:

xc(x-xp1)+yc(y-yp1)+zc(z-zp1)=0

x=xOriginRa+xDirectionRa×t

y=yOriginRa+yDirectionRa×t

z=zOriginRa+zDirectionRa×t

式中:t为参数方程的参数.解方程得t=xc(xp1-xOriginRa)+yc(yp1-yOriginRa)+zc(zp1-yOriginRa)xc×xDirectionRa+yc×yDirectionRa+zc×zDirectionRa

x=xOriginRa+xOriginRa×xc(xp1-xOriginRa)+yc(yp1-yOriginRa)+zc(zp1-yOriginRa)xc×xDirectionRa+yc×yDirectionRa+zc×zDirectionRa

y=yOriginRa+yOriginRa×xc(xp1-xOriginRa)+yc(yp1-yOriginRa)+zc(zp1-yOriginRa)xc×xDirectionRa+yc×yDirectionRa+zc×zDirectionRa

z=zOriginRa+zOriginRa×xc(xp1-xOriginRa)+yc(yp1-yOriginRa)+zc(zp1-yOriginRa)xc×xDirectionRa+yc×yDirectionRa+zc×zDirectionRa此交点值为鼠标射线与移动平面的交点坐标,即待移动物体的新坐标值.将该点装入渲染流水线作为待移动物体的坐标,到此完成物体在三维空间中的移动.

2实验结果

上述算法在PC机(AMD Athlon 64 Processor 3000+处理器,1 GB内存,NVIDIAGeForce 6600LE显卡)上利用Direct3D 9.0c (AGU2006)图形库实现.在场景中,当物体被拾取到后,通过拖动鼠标可以使物体在初始移动平面上自由移动.当滚动鼠标滚轮,物体可在新建立的移动平面上自由移动从而达到通过鼠标使物体在三维空间中作任意位置移动的目的.图2为相关示例.

图 2算法实践

3结束语

为改进物体在三维空间的移动操作,从建立可移动平面和鼠标射线出发,通过移动可移动平面,使鼠标射线与可移动平面的交点可以到达三维空间中的任意位置,而后将该位置坐标作为待移动物体新坐标放入渲染流水线,完成物体移动.该算法能保证移动的速度与精度,同时也可减少因移动所需的输入设备.实际应用证实该方法切实可行.

参考文献:

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[3]TANI B S, NOBREGA T, dos SANTOS T R. Generic visualization and manipulation framework for three-dimensional medical environments[C]// 19th IEEE Int Symp on Comput-Based Med Systems, USA: IEEE COMPUT Soc, 2006: 27-31.

[4]何健鹰, 徐强华, 游佳. 基于OpenGL的一种三维拾取方法[J]. 计算机工程与科学, 2006(1): 45-46.

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[6]王德才, 杨关胜, 孙玉萍. DirectX 3D 图形与动画程序设计[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2007: 85-103.

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[9]金禾工作室. 3D游戏程序设计基础[M]. 北京: 北京希望电子出版社, 2006: 122-126.

三维空间范文第5篇

第一节 博物馆导视系统人文作用与价值

博物馆导视系统的人文作用主要体现在“以人为本”的同时，还要融入该馆的专属特色，当地的风土人情、民族文化特色。每个地区都有各自的文化，它们会利用音乐，绘画、食物、语言等多种载体来形成不同的文化特性，而导视系统的人文作用就要承载这些文化特性。最明显的体现在于导视系统的功能能够通过建筑物主体设计、户外的设计表现出来，博物馆导视系统的价值就是将人、自然、文化三者结合起来，达到三者和谐统一的状态。博物馆导视系统的更多体现在人文价值、思想文明、艺术的相互融合上。无论是从标识的设计，还是颜色、图形的设计都能够显示出导视系统的设计理念与文化特点。

第二节 博物馆导视系统设计的特点与创新

博物馆导视系统的特点主要体现在导向指示与环境的融入程度。导视系统是整体环境中的一部分，那么在设计时就必须考虑与环境相互融合，同时也要服务于环境、升华文化建筑所蕴含的精神内涵，并且不能与环境割裂，让人觉得是两个生硬并存的系统。因为导视系统在环境中起到引路作用，始终居于人们目光聚焦点上，容易成为人们的关注点，所以设计的重点集中在图形、颜色、字体等设计方面。博物馆导视系统的造型相对来说针对的人群都是具有一定文化修养的。博物馆导视系统应该不拘泥于重要通道和功能的指示牌上，要突破传统导视系统的设置框架，利用不同的材料来打造独特的导视系统。这样才能在起到基本导视系统功能的同时，在设计感上营造一种由视觉感上升到精神审美内涵的意境。

一、导视系统的实际功能性、导向性

所有的导视系统根本目的在于传达信息、指引受众到达目的地，博物馆导视系统也不例外，准确、醒目、规范的导视系统是场馆秩序的保证。博物馆导向标识系统是运用地标、标识、路径和环境线索，帮助观众在这个陌生的的环境快速找到和使用具体空间的信息传达系统，基本功能是帮助人在空间内更方便活动，因此导向标识系统的、持续的利用各种元素和方法为观众传达空间信息。根据博物馆内空间的不同属性，空间信息通过图形、文字、色彩进行规划、组合等各种手段传达，所以形成适合具体空间的信息体系。观众通过信息系统获得指引信息之后能够顺利到达目的地，达到在博物馆中无障碍活动。

二、空间环境中的系统性

博物馆这一文化场馆它的导视系统与公共空间导视系统、商业环境导视系统一样，系统性是其特征之一。可以说，系统性是所有导视系统的基本属性之一。博物馆导视系统的设计需要营造一种特殊的文化氛围，让观众走进博物馆时就能感受到文化带来的愉悦心情。在一定程度上让导视系统的设计成为博物馆的艺术品。每个导视系统中所有的设计元素：图案、数字、文字、箭头、颜色、物料等，都该围绕博物馆功能特点进行设计。无论是室内还是室外的标识设计。博物馆导视系统在设计上要符合大众的基本审美规律的同时，还需让导视系统设计元素在设计上富有审美的价值特征，让整个导视系统在尺寸、文字、色彩上渗透出不一样的文化气息。

三、给人身心感受的视觉性

说到导视系统的视觉性，必须要有其鲜明的设计特征：标识牌的尺寸、图形的浅易性、陈设的位置、不同层次分类、颜色的差异、字的粗细、字距与间隔、部位的高低等。博物馆导视系统不仅要实现这些设计的基本要求，而且还要有一定程度的审美价值，这是博物馆，美术馆这些展馆的导视系统与其他导视系统区别最大的地方。一个设计出色的博物馆导视系统，应该具有容易读懂、在瞬间阅读便一目了然、准确传达信息，且不造成任何疑惑的特点，并且让人在视觉上感觉到导视系统不是独立于建筑设计的，与室内设计、建筑外形，乃至于室外标识等相融合，在设计上能与其他设计领域融为一体。博物馆导视系统在设计上的要求上使很大的，它们不仅仅局限于基本的传递信息功能，要与周边建筑、博物馆的主题相结合。博物馆导视系统的视觉性在于几个方面：字体的统一性、颜色的规范性与多样性、图形的通用性、形态的一致性、版式的严谨性、位置的准确性，以及设计的欣赏价值。

四、富有专属特色的独特性

所有的导视系统设计都是相对独立的。对于博物馆导视系统，在需要增加样式的变化的同时在设计上又要强调统一性。博物馆的独特性与统一性应该相辅相成，博物馆除了具有最基本的导向功能以外，也需要强调样式与图形上的创新，在材料、形态选择上，都有可做之处的。博物馆的导视系统中蕴含的文化特性，只要是在利用各种表现手段，传达文化内涵，而它的独特性是把创新的、个性化的形态用在导视系统中，用字体的选用、色彩的对比配置、图形创意、形态的独特样式呈现给观众的。

第三节 博物馆导视系统与博物馆空间整体的关系

博物馆空间的方向、深度、大小、形状、材料、质感都是观众所能直接感知的基本元素，它们营造出来的空间气氛和视觉环境，会直接影响观众情感和思维。这种从整体到局部，从局部到整体的心里感知使人们对整个博物馆空间留下一定程度的感受。但是当我们置身其中，所能感知到最多的是局部的细节感，并会把这些小局部与细节有意识拼凑在一起，让头脑中得以一个完整和深化。空间里的导视系统做出的指示和表达就是对这一过程的最佳指引，此时导视系统促进了观众对空间整体和内部细节印象复原与结合，这个过程呈现的是人们与空间中导视系统之间互相的依赖关系。环境视觉标识设计在复杂的空间环境中可以起到信息传递和信息沟通的桥梁作用。1在环境中设置平面标识或者立体标识，它的目的就是利用特别的造型确立建筑的视觉形象。主要是在于光影、色彩、比例与尺度的关系。

光影可以说是随着自然光线的变化而变化的视觉元素，在设计中对自然光的有效利用，可以让整个博物馆的空间环境协调统一。色彩是导视系统里较难的问题，“因为人们的色彩偏好更多地受到民族习惯、知觉经验、情绪状态以及社会时尚的影响，因而不同的民族、地域、不同的个体，对色彩的偏好都有很大的差距”。2我们可以根据色彩的冷暖和变化去指导设计。其导视系统也主要运用颜色、质地以及版式来区分博物馆不同楼和展区的。每层楼都有单独的配套识别系统，有自己的编码和身份的标志符号。

导视系统设计应用于空间中时，首要目的是它的功能性，当然同时也要遵循空间环境的特点。所以，导视系统设计应从博物馆空间本身的比例和尺度出发，制定相统一、融合的尺度标准和自身比例。合适的尺度与比例它能快速的传达信息，有助于展现美感。在应用比例中，主要可以从内部比例和外部比例两方面进行考虑。而尺度则是某种比例关系给人的视觉感受，它与空间尺度息息相关、高度融合，向人们展示了一种不一定与实际尺寸相符合的视觉感受。

参考文献