第5章-虛擬現(xiàn)實建模工具3ds-Max

虛擬現(xiàn)實技術(shù)天津天獅學院黃金棟第5章虛擬現(xiàn)實建模工具3dsMax

5.1 3dsMax的基礎(chǔ)知識5.2 幾何體建模5.3 二維圖形建模5.4 高級造型技巧5.5 材質(zhì)與貼圖5.6 燈光與環(huán)境5.7 三維動畫制作5.8 3dsMax與VRML5.13dsMax的基礎(chǔ)知識5.1.1 系統(tǒng)需求5.1.2 3dsMax的用戶界面5.1.3 3dsMax的文件操作5.13dsMax的基礎(chǔ)知識5.1.1 系統(tǒng)需求操作系統(tǒng)：Windows2000/XP或WindowsNT4.0以上CPU：P3以上，建議使用P4，這是影響軟件運行速度的重要因素。內(nèi)存：128MB以上，最好配備256MB以上DDR內(nèi)存。顯卡：支持1024×768以上分辨率，24位真彩，16MB以上顯存。硬盤：建議使用40GB以上，且至少有500MB空余空間以供緩存文件的存取。其他部件：聲卡和音箱。5.13dsMax的基礎(chǔ)知識5.1.2 3dsMax的用戶界面1、主工具欄：位于菜單欄的下方，它由多種常用工具的快捷按鈕組成。2、視圖（或稱視窗）：主要的工作區(qū)，用戶可以通過它們從各種角度來觀看所建立的三維場景。3、視圖控制區(qū)：用于控制視窗中物體顯示的大小、方向和形態(tài)等。4、命令面板區(qū)：包括了眾多的工具和命令，供在場景中建立模型，并對模型加以編輯。5、動畫控制區(qū)：主要用來進行動畫的記錄、動畫幀的選擇、動畫的播放以及動畫時間的控制等操作。6、狀態(tài)欄和信息提示欄：狀態(tài)欄用于標明所選對象、提供當前視圖中X、Y、Z三個坐標位置的數(shù)值、及其當前視圖柵格所使用的距離單位；提示欄位于狀態(tài)欄的下方，用于顯示當前所選工具的擴展描述。5.13dsMax的基礎(chǔ)知識5.1.3 3dsMax的文件操作1、文件的合并：利用Merge（合并）功能，用戶可以將指定文件的場景與當前場景合為一體。2、文件的導入與導出：可以讀入或輸出不屬于其標準格式的場景文件，格式可以是：DXF、DWG、PRJ、STL、AI、SHP、WRL和ASC等。5.2

幾何體建模在3dsMax中，可以直接在命令面板Create（建立）\Geometry（幾何模型）下，選擇StandardPrimitives（標準幾何體）或ExtendedPrimitives（擴展幾何體）的工具按鈕，創(chuàng)建和組合各種簡單的三維物體。

5.2.1 創(chuàng)建三維幾何體模型5.2.2 三維物體的修改編輯5.2

幾何體建模5.2.1 創(chuàng)建三維幾何體模型

系統(tǒng)提供了10種標準模型（如Box立方體、Sphere球體、Cylinder圓柱體、Teapot茶壺等）和13種擴展模型（如Hedra多面體、ChamferBox倒角方體、TorusKnot環(huán)形結(jié)、RingWave環(huán)形波浪等）的3D造型工具。

[例5-1]制作布藝沙發(fā)

參見教材P87。5.2

幾何體建模5.2.2 三維物體的修改編輯系統(tǒng)提供了眾多的修改命令，例如Bend（彎曲），Taper（削切），Twist（扭曲）和Noise（噪聲）等。

[例5-2]制作臺燈

參見教材P90。5.3

二維圖形建模5.3.1 創(chuàng)建和編輯二維圖形5.3.2 使用二維圖形建立三維模型5.3

二維圖形建模5.3.1 創(chuàng)建和編輯二維圖形用戶可以直接選擇命令面板Create（建立）\Shapes（圖形）下的Line（直線或曲線）、Circle（圓）、NGon（多邊形）、Text（文字）、Star（星型）、Helix（螺旋線）等工具按鈕創(chuàng)建二維圖形。利用修改器中的EditSpline（編輯樣條）功能，還可以對已繪制的圖形做進一步的編輯和調(diào)整，對2D圖形的修改可以分為：Vertex（節(jié)點）、Segment（線段）、Spline（樣條）和Object（造型）等4個層次。進入Sub-Object模式修改功能，則可以對圖形的節(jié)點、線段以及樣條的形狀和曲度進行調(diào)整。其中，節(jié)點的控制占了非常重要的地位，用戶可以分別在Corner（角點）、Smooth（光滑曲線點）、Bezier（貝塞爾點）、BezierCorner（貝塞爾角點）這四種節(jié)點類型中任選其一。5.3

二維圖形建模5.3.2 使用二維圖形建立三維模型使用Extrude修改功能，把創(chuàng)造的2D平面拉伸成一個3D物體。利用Lathe修改功能，使2D造型自行旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生成一個3D物體。使用Loft修改功能，將2D截面沿路徑（另一個平面或立體化的2D造型）放樣生成一個3D物體。

[例5-3]制作花瓶

參見教材P95。

[例5-4]制作油畫參見教材P97。5.4

高級造型技巧5.4.1 放樣及放樣變形5.4.2NURBS曲面造型5.4

高級造型技巧5.4.1 放樣及放樣變形Scale（變比）：沿放樣物體的X軸或Y軸，對截面進行百分比縮放。Twist（扭曲）：以路徑為軸，對截面進行扭曲變形。Teeter（旋轉(zhuǎn)）：將截面沿放樣物體的軸旋轉(zhuǎn)，可改變物體在路徑始末端的傾斜度。Bevel（倒角）：對截面進行縮放，可產(chǎn)生內(nèi)外倒角。Fit（擬合）：通過指定頂視圖（FitX）、側(cè)視圖（FitY）和前視圖（Loft）的二維輪廓造型來創(chuàng)建三維物體。

[例5-5]制作導彈

參見教材P101。5.4

高級造型技巧5.4.2NURBS曲面造型創(chuàng)建NURBS造型的常用方法有以下幾種：建立一個原始的NURBS曲面，然后在Modify修改命令面板中對其進行修改。建立多個原始的NURBS二維曲線形，然后在Modify修改命令面板中對其進行旋轉(zhuǎn)、拉伸等修改。先建立一個標準幾何物體，將其轉(zhuǎn)化為NURBS造型。

[例5-6]制作床罩

參見教材P105。5.5

材質(zhì)與貼圖5.5.1 材質(zhì)編輯器5.5.2 復合材質(zhì)與貼圖5.5

材質(zhì)與貼圖5.5.1 材質(zhì)編輯器

材質(zhì)，是網(wǎng)格物體表面的一種屬性，它將影響物體的顏色、反光度、透明度和圖案等。在材質(zhì)編輯器中，用戶可以生成和編輯材質(zhì)、貼圖以及兩者的任意組合。

[例5-7]制作油漆反射桌面和陶壺

參見教材P108。5.5

材質(zhì)與貼圖5.5.2 復合材質(zhì)與貼圖用戶可以可以建立材質(zhì)或貼圖層級。一個材質(zhì)層級是指一個包含其它材質(zhì)或貼圖的材質(zhì)，相應的一個貼圖層級是指一個包含其它貼圖的貼圖。我們將它們稱為復合材質(zhì)和貼圖。設(shè)定貼圖坐標主要有三類方法：內(nèi)建式，即按照系統(tǒng)預設(shè)的方式給物體指定貼圖坐標。外部指定式，即我們可以根據(jù)物體的形狀自己指定貼圖方式。放樣物體貼圖方式，即在放樣物體生成或修改時按照物體的縱向或橫向指定的貼圖方式。

[例5-8]制作彩罐參見教材P111。5.6

燈光與環(huán)境5.6.1 燈光的運用5.6.2 霧的運用5.6

燈光與環(huán)境5.6.1 燈光的運用泛光燈（Omni），是一種可以向四面八方均勻照射的點光源。目標聚光燈（TargetSpot），是一種可調(diào)整的、有方向的光束，它可產(chǎn)生陰影和其它特殊效果，是最為常用的一種光源。自由聚光燈（FreeSpot），是一種沒有投射目標的聚光燈，通常用于運動路徑上或與其它物體相連而成為子物體。目標定向光源（TargetDirect），是一種可發(fā)射出平行光束的燈光，通常用于模擬日光的照射效果。自由定向光源（FreeDirect），是一種沒有投射目標的定向光源，通常用于動畫路徑上或與其它物體相連而成為子物體。

[例5-9]制作燈光舞臺

參見教材P114。5.6

燈光與環(huán)境5.6.2 霧的運用標準霧（StandardFog），常用于增加場景中空氣的不透明度，產(chǎn)生霧茫茫的大氣效果。層狀霧（LayeredFog），常用于表現(xiàn)仙境、舞臺等特殊效果。體積霧（VolumeFog），又稱質(zhì)量霧，可產(chǎn)生三維空間的云團，是真實的云霧效果，在三維空間中以真實的體積存在。燃燒（FireEffect）效果，可以用于產(chǎn)生真實動態(tài)的火焰、煙霧、爆炸等特殊效果。

[例5-10]制作云霧繚繞的山脈

參見教材P117。5.7

三維動畫制作在3dsMax中，可以制作變換動畫（移動、旋轉(zhuǎn)、縮放）、放樣動畫、粒子動畫、管理器動畫、動力學動畫、正向或反向鏈接動畫、環(huán)境動畫、材質(zhì)動畫、變形動畫等。本節(jié)中介紹幾種最為常用的動畫制作方法：參數(shù)動畫、動畫控制器和攝像機動畫。5.7.1 參數(shù)動畫5.7.2 動畫控制器5.7.3 攝像機動畫5.7

三維動畫制作5.7.1 參數(shù)動畫當按下動畫錄制按鈕，并將幀滑塊移出第0幀后，對物體參數(shù)所進行的修改就將成為動畫參數(shù)。制作一組動畫并不是要把所有幀的狀態(tài)都制作出來，用戶只需設(shè)置好幾個關(guān)鍵幀的場景參數(shù)，然后就可以由系統(tǒng)自動完成這些關(guān)鍵場景之間的幀的渲染與繪制。

[例5-11]制作搖擺的圓柱

參見教材P120。5.7

三維動畫制作5.7.2 動畫控制器每次對場景中的物體做動態(tài)設(shè)定時，3dsMax會自動指定一個動畫控制器，所有的動畫數(shù)據(jù)都將由它來處理。動畫控制器能夠存儲動畫值，安排兩個關(guān)鍵幀之間的插入值，并決定以何種方式來產(chǎn)生動畫。

[例5-12]制作騰空而起的導彈參見教材P121。5.7

三維動畫制作5.7.3 攝像機動畫在虛擬空間中建立模型后，如果再建立一臺攝像機，并使它運動起來拍攝這個虛擬空間的景象，就可以獲得一個動態(tài)的、連續(xù)的攝影過程，從而形成一種全方位的場景瀏覽動畫。

[例5-13]制作場景瀏覽動畫參見教材P122。5.8 3dsMax與VRML5.8.1

將3dsMax的場景導出到VRML5.8.2

在3dsMax中插入VRML節(jié)點5.8.3

3dsMax與VRML的結(jié)合5.8 3dsMax與VRML5.8.1將3dsMax的場景導出到VRML

3dsMax創(chuàng)建的三維場景可以通過文件的Export功能直接導出到VRML中。在導出時需要一定的參數(shù)設(shè)置和一些技巧。

[例5-14]制作觀海亭參見教材P125。5.8 3dsMax與VRML5.8.2 在3dsMax中插入VRML節(jié)點VRML節(jié)點的類型：Anchor（錨點）、TouchSensor（觸摸傳感器）、ProxSensor（接近傳感器）、TimeSensor（時鐘）、NavInfo（導航信息）、Background（背景）、Fog（霧）、AudioClip（聲音）、Sound（立體聲音）、Billboard（公告板）、LOD（細節(jié)控制）、Inline（行插入）等。VRML節(jié)點的插入：需要通過插入圖標的方式來引入。

[例5-15]制作風車

參見教材P128。5.8 3dsMax與VRML5.8.3 3dsMax與VRML的結(jié)合將3dsMax與VRML結(jié)合使用的方法可以是：首先，利用3dsMax制作三維場景的造型、材質(zhì)貼圖和動畫；接著，將3dsMax場景利用Export功能導出到VRML中；最后，在文本編輯器中打開生成的.wrl源程序文