摘 要

计算机算法技术日新月异，虚拟现实技术也随之不断地发展，以此为基础的汽车虚拟驾驶系统也方兴未艾，其研究和开发正在逐渐成为一个越发重要的研发热点，并且也拥有着良好的发展趋势。汽车虚拟仿真驾驶能够充分发挥虚拟现实技术的沉浸感、交互性和想象性三大特点，真实地模拟汽车在虚拟场景中的空间姿态、运动参数以及外界场景效果等，给操作人员真实的驾驶感受。虚拟仿真驾驶系统因此被应用于驾驶员培训中，高精度动力学仿真的虚拟驾驶系统还可以应用于汽车的测试研发中，提高研发效率，降低研发成本。

本文在对汽车虚拟仿真驾驶系统进行了基础研究之后，以虚拟场景的建立和渲染为课题，利用三维建模软件3ds Max和渲染软件VUE，对汽车道路场景进行了建模和渲染，论文的主要内容包括：

（1）对汽车的道路场景进行建模。

借助三维建模软件3ds Max，参考了相关的国家标准，建立了高速环路、标准纵坡以及山路的道路模型，并且配套了相关的地形场景。

（2）对VUE渲染的参数进行研究应用。

通过对VUE中各种主要渲染参数的研究，建立了针对外景渲染的方法，并且可以发挥VUE在自然场景建立方面的强项，将其应用于地形场景的建立。

本文通过3ds Max建立的道路为精确建模，符合相关标准要求，并可以进行动力学仿真；通过VUE搭建场景，进行渲染，可以得到高质量、真实可信的场景图片，这为虚拟仿真驾驶系统的进一步研发提供了一定的研究基础。

关键词：道路建模；渲染；3ds Max；VUE

Abstract

Computer algorithm technology is changing with each passing day, and virtual reality technology is also constantly developing. The automotive virtual driving system based on this is also in the ascendant. Its research and development is gradually becoming an increasingly important research and development hotspot, and also has a good development trend. Automobile virtual simulation driving can give full play to the three characteristics of immersion, interactivity and imagination of virtual reality technology, and realistically simulate the spatial posture, motion parameters and external scene effects of the car in the virtual scene, giving the operator a real driving experience. The virtual simulation driving system is therefore used in driver training, and the virtual driving system with high-precision dynamics simulation can also be used in the testing and development of automobiles to improve research and development efficiency and reduce research and development costs.

After basic research on automobile virtual simulation driving system, this article takes the establishment and rendering of virtual scenes as the subject, and uses 3d modeling software 3ds Max and rendering software VUE to model and render automobile road scenes. content include:

(1) Model the road scene of the car.

With the help of the 3D modeling software 3ds Max, referring to the relevant national standards, road models of high-speed loops, standard longitudinal slopes and mountain roads were established, and related terrain scenes were matched.

(2) Research and apply the parameters of VUE rendering.

Through the study of various main parameters in VUE, a method for rendering outside scenes is established, and the strengths of VUE in the establishment of natural scenes can be exerted and applied to the establishment of terrain scenes.

In this article, the road established by 3ds Max is accurately modeled, meets the requirements of relevant standards, and can be used for dynamic simulation; building a scene through VUE and rendering it can obtain high-quality, authentic and reliable scene pictures, which is a virtual simulation driving system The further R amp; D provided a certain research foundation.

Key Words：road modeling; rendering; 3ds Max; VUE

目 录

第1章 绪 论 1

1.1 引言 1

1.2 研究背景 1

1.3 国内外研究现状 1

1.4 研究意义 2

1.5 研究内容 2

第2章 场景设计概述 4

2.1 场景设计概述 4

2.2 场景设计 4

2.2.1 赛车场赛道 4

2.2.2 平直试验路段 4

2.2.3 标准纵坡 5

2.2.4 山区道路 6

第3章 场景建模 7

3.1三维软件 7

3.2 三维建模 7

3.2.1道路建模的一般方法 7

3.2.2 赛车场道路建模 9

3.2.3 试车场道路建模 10

3.2.4 山坡道路建模 11

3.2.5 汽车建模 12

3.3场景导入 13

第4章 场景渲染 14

4.1渲染技术的发展 14

4.2渲染软件介绍 14

4.3场景搭建 14

4.4渲染参数调整 15

4.5进行渲染 17

4.6道路场景渲染 18

第5章 总结与展望 20

参考文献 22

致 谢 23

第1章 绪 论

1.1 引言

近年来，中国汽车的产销量与保有量一直处于持续增长的状态，随之一同急剧增加的还有驾驶员的多样性和数量，这为新型汽车产品的开发以及驾驶员的培训都带来了了更大的挑战。随着虚拟现实技术的不断发展，汽车虚拟驾驶系统的研究与开发逐渐成为一个越发重要的研究热点和发展趋势，这也为解决上面的问题提供了有效的途径。

1.2 研究背景

汽车虚拟仿真驾驶系统基于计算机算法技术，产生汽车正在行驶过程中的虚拟场景、外界的声音效果和车辆、人体的运动仿真等，使驾驶员沉浸在虚拟场景的复杂交通环境中，通过这样的场景使虚拟仿真系统的驾驶员产生真实的驾驶感觉。基于此特性以及近年来计算机软硬件的高速发展，汽车虚拟仿真驾驶系统已经在驾驶员培训和公共交通等领域得到了初步的应用。

除此之外，汽车虚拟仿真驾驶技术，也同样可以在汽车性能测试中得到很好的应用。通过建立虚拟试验场景，实时记录试验车辆的行驶状况及相关参数数据，并将驾驶员的真实想法带入到虚拟驾驶中，使得测试结果能够尽可能地贴近于现实，从而得到在虚拟系统中对汽车测试的综合评价。这不仅对车辆的研究和开发测试提供了巨大的帮助，减少了成本，也为新产品新技术的推出做出了良好的铺垫。

1.3 国内外研究现状

汽车虚拟仿真驾驶系统在国外的发展较早，在六十年前，汽车虚拟仿真驾驶系统就已经在美国等发达国家的驾驶培训和公共交通领域得到了应用。而近年来，在汽车开发设计领域，很多企业也做出了具有代表性的范例。