毕业论文（设计）：机器人的设计与控制——设计建模部分.doc

毕 业 设 计（论 文）机器人的设计与控制设计建模部分专业年级 学 号 姓 名 指导教师 评 阅 人 、毕业设计（论文）题目： 机器人的设计与控制 设计建模部分 、毕业设计（论文）工作内容（从综合运用知识、研究方案的设计、研究方法和手段的运用、应用文献资料、数据分析处理、图纸质量、技术或观点创新等方面详细说明）：这次课题的任务主要是采用3D建模和虚拟交互技术，实现机器人的设计与控制。该同学主要负责机器人的设计与建模。 （1）使用3ds max、cult 3d等软件，综合运用3D技术与交互技术，以逐步细化的方法设计完成本项目。 （2）了解学习各项建模技术，从中选出最适合本项目的建模方法。（3）掌握 3ds max脚本语言，能设计相关程序实现对三维模型的简单动画控制。（4）查阅、整理、分析相关文献资料，做好文档资料的保存工作。 （5）对于项目设计过程中的难点，要在查阅总结各解决方法的基础上选择最佳方案。 （6） 程序力求正确、简洁、可读性好 ，做好程序的注释工作。 （7）严格按照分析、设计、实施的步骤，合理分配各阶段时间，按时完成各阶段的任务。 、进度安排：2010.12 熟悉项目需求，收集资料，熟悉开发环境，学习开发工具2011.1 总体设计机器人各个部件，确定部件间关系，各部件功能 2011.2 详细实现机器人各个部件的建模 2011.3-4 用 3ds max脚本语言编码，实现对三维模型的简单动画控制 2011.5 测试与调试 2011.6 撰写毕业论文 、答辩 、主要参考资料： 1 吕建忠，3ds max中文建模技术案例精选M，科学出版社 2 王伟，3ds max6 工业设计与创意M，电子工业学出版社 3 徐立，精通3ds max 7M，科学出版社 4 黄伟焕，三维动画制作过程for 3ds max 7M，国防工业出版社 5火星时代，3ds max 8白金手册M，人民邮电出版社 系负责人审核意见（从选题是否符合专业培养目标、是否结合科研或工程实际、综合训练程度、内容难度及工作量等方面加以审核）： 系负责人签字： 摘要随着3D软件技术的日益成熟，使得3D技术能够被越来越多的运用，从电视的广告、到经典的电影，都可以见到它的影子,由于它能实现逼真的效果以及各种迷人的特效，这使越来越多的人对之青睐有加。本课题综合运用3D建模和交互技术，实现机器人的设计与控制。首先运用3ds max软件来建立机器人的模型，然后再运用Cult3D软件对其进行交互控制,使其能够实现交警的一些基本动作。同时通过嵌入Java脚本程序对机器人和场景进行高层次的复杂交互控制。本人主要完成的是机器人模型的建模部分。使用三维交互技术建立的产品模型，操作起来非常方便，而且设定相对简单。能够使人在观察和操作中对产品有更加全面的认识和了解，具有信息传递效率高、受众接受度高、宣传效果好等显著优势。关键字：建模，机器人，3DS MAX, Cult 3DAbstractWith the increasingly matureness of 3D software technology and virtual interactive technology, the three-dimensional virtual model which is created by 3D interactive software can show the lifelike and various interactive visual effects. From TV ads, to classic movie, we can see 3D software technologys shadow.The subject mainly uses modeling technology and interactive technology to achieve the robots design and control.First,we establish the model in 3ds max. Then we use Cult3D software to achieve the control of the robot. Adding animation, sound, clicked regions and movements achieve the interaction design of the robot. Cult3D supports the Java language. High-level complex interactive control of the robot and scene can be established by Java code. I mainly complete the robot model of the modeling part.The model product which is created by three-dimensional interactive technology is operated conveniently and setted relatively simple. It makes people obtain more comprehensive knowledge for the product in the observation and operation. It has significant advantages, for example: high efficiency of information transmission, high audience acceptance, good publicity effect etc. Key words: Modeling, robot, 3DS MAX, Cult 3D目 录第一章绪论1一、项目背景1二、项目任务3第二章项目平台的技术框架及流程设计4一、3D软件介绍4（一）3D软件的发展4（二）3D软件的分类4（三）3D软件的应用5二、交互软件介绍6三、项目设计的流程图9第三章机器人在3ds max中的建模10一、3ds max软件简介10（一）3ds max软件发展历程10（二）3ds max 优点及特点10（三）3ds max 应用11二、3ds max工作界面介绍11三、3ds max创建面板13四、3ds max建模方法15五、机器人模型的详细设计18（一）机器人的头部建模19（二）机器人身体各部分的建模20（三）摄像机与灯光的配置26（四）材质的配置27（五）背景及渲染29（六）文件格式的转化31第四章 机器人在Cult 3D中的交互设计32一、 Cult 3D简介32二、机器人交互动作设计33三、机器人在Cult 3D中的预览34第五章Java在Cult 3D中的运用35一、Java语言简介35二、Java在Cult 3D中的开发环境35三、Java程序实现机器人交互设计36（一）控制机器人运动的Java程序36（二）实现改变材质的Java程序39第六章总结42致谢43附录44参考文献：44机器人的设计与控制设计建模部分第一章 绪论一、 项目背景通过建立正确的模型来描述和表现事物的各种属性，是现代科学探索事物本身发展、运行规律的一个普遍而且重要的方法。不论是在应用领域还是在科学领域，三维建模研究都是一个不断兴起的领域，对现实世界的建模和模拟，就是根据研究的目标和重点，在数字空间中对其形状、材质、运动等属性进行数字化再现得过程。诞生于90年代的三维交互多媒体技术是计算机技术发展的产物，她是一种将文字与漂亮可人的画面、生动的二、三维动画、优美的配音配乐、影视视频、计算机编程等技术融于一体的传播媒体技术。既具有平面广告的特点，又能达到影视广告的效果，还能同软件一样让观众参与其中，是兼三者之长的最理想的整合媒体技术。它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同三维交互环境中的实体相互作用，使之产生身临其境的感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。与传统的模拟技术相比，其主要特征是：操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，与之产生互动，进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用，并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，帮助启发参与者的思维，以全方位地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。三维交互多媒体技术在商业、教育、娱乐、和虚拟社区等领域有着广泛的应用。比如在机械制造领域：利用三维动画研究机械零配件的造型，模拟它们运行时的工作情况。建筑装潢设计：以三维的形式展现建筑物和室内外装潢的效果。不仅快捷方便，还能完整预览建筑物的各个角度的效果，且透视十分精确。商业产品造型和包装设计：比如瓶子、盒子、玩具等的设计，可以对包装品的外观形态、色彩图案等进行设计。影视和商业广告：很多电视栏目的片头是用3DSMAX制作的，更多的产品广告、房地产广告等都可以用3DSMAX来制作。电脑游戏和娱乐：优美的动画画面和游戏程序同样重要。其他：生物化学中用于生物分子之间的结构组成的研究，军事科技中可用于飞行员的模拟飞行、导弹飞行的动态研究，在医学中可以形象地演示人体内部组织等等，在此无法一一列举。虚拟现实(Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。伴随着互联网的快速发展,Web3D作为一种最先进的网上物品浏览技术，它可以从各个方位360的任意角度观察产品,具有全方位、互动式、两维与三维结合的特点。立方体虚拟的技术不是一般的全景图，并非将单纯的照片合成，也不同于在网上播放动画，而是创建出逼真的三维物品虚拟模型,然后通过基于网上浏览不需要插件Java3D技术，在网上呈现出丰富的3D交互视觉效果。企业要宣传自己的产品必然要有宣传的手段和渠道，而多媒体行业就是利用电子的方法来进行。电脑是一个最重要的演示平台。在电脑普及化程度很高的今天，只要有一台配置不是很高电脑就可以从网络、多媒体光碟中浏览到企业想要宣传的资料！ 电视台、网站、个人电脑会是以后人们获得信息最多的渠道！而现在的多媒体行为就是建立在这三点的平台上。例如在汽车工业：企业要卖出他们的汽车，就要做宣传，宣传他们的汽车跟同类型的汽车多出了什么优势（加了ABS防抱死系统、价格更为大众化、引擎的改进等等），但这些优势要怎样才能更易于被大众理解和接受，就要靠直观的介绍。而在实际上不可能把整部汽车拉到每一个可能会买车的客户面前去把汽车解体，然后把各部分的零件都给客户讲解！而三维交互多媒体软件就可以做到。设计好的演示程序可以模拟出整部汽车，按一个按钮就可以将车子解体；各个悬浮、自旋的零件可以让客户或经销商看个透切；点击零件就可以得到它们的各项参数；还可让汽车组合起来，换了车身的颜色等。而在电视台上，多媒体技术又可以制作出惊人效果的汽车广告！三维交互模拟现实技术可以说是一种新型的影像表达技术，它打破了以往平面的框框，对视觉印象的影响远胜于平面！可以制作出一只奔跑中的老虎变成汽车的效果来突出汽车的性能等！这样的效果比单单是放一个明星在车上说话要好得多！而且成本会比请明星要低得多！这样对于整间的企业来说，他们的成本会降低很多，这是传统的宣传方法无法比拟的！在网络上，web 3D技术现在正在开始发展，企业的网站会是以后宣传的一个重点。Direcor+3d+xml等结合数据流传输的技术是以后建立新式网站的主流技术。在汽车企业的数据流技术的3D汽车模型来模拟真实的情况，可以给客户一个对于这类型汽车的总体印象。众多的互动连接可以方便客户了解所需的资料！多媒体技术包括网络组建（网站建设、网际传输）、电脑影像表达（三维虚拟现实技术）、图形交互（触摸屏技术）等很多新兴的技术组合而成。三维交互虚拟技术可以说是一种新型的影像表达技术，它打破了以往平面的框框，对视觉印象的影响远胜于平面！三维技术在外国已经成熟，我们可以从外国的电影中看到，但在中国，它还处于成长期。中国的市场对于三维技术的需求量很高，小到酒类、药品广告，大到电影、电视的特效处理。我们项目设计的机器人在市场上已有具体的应用例子，两年前索尼公司推出了AIBO机器人到现在依然受欢迎。作为电子宠物的高端产品，需要在网上发布它的产品。那就会运用到使用3D 技术来实现的交互式机器人模型产品。二、 项目任务本毕业设计就是通过3D MAX软件实现机器人的建模，然后使用cult3D来实现机器人的交互动作，其中部分的复杂交互动作是由Java程序来实现的。此毕业设计是由本人和其他同学合作完成的。本人负责的工作主要有：1.使用3D MAX完成机器人的建模；2.使用 Java程序实现部分高层次的复杂交互设计。第二章 项目平台的技术框架及流程设计本课题综合运用建模技术和交互技术，实现机器人的设计与控制，创建出来的三维虚拟模型，能够呈现出逼真丰富的交互视觉效果。一、 3D软件介绍3D图像要算是图像家族的特殊成员，但是随着其应用的日益广泛，我们也需要对它有所了解。三维动画软件创建了一个模拟的三维空间，设置有各种工具，用这些工具可以在这个软件平台上制作各种立体模型。然后设置好相应的材质并把材质赋予模型。无论材质的变化还是物体位置的变化或造型的变化都能被录制为动画。 （一） 3D软件的发展三维软件是利用电脑制作几何模型的软件。最先只能在专业图形工作站上使用，随着PC机的飞速发展和普及，三维动画软件也纷纷被移植到PC机上。在DOS时代，美国Autodesk公司的3DS三维动画软件几乎垄断了PC机三维动画的市场。1994年Microsoft用13亿美元收购Softimage公司，1995年推出基于NT平台的SOFTIMAGE3D30版本，激荡了三维动画领域。迫于压力，为了维护3DS在三维动画领域的霸主地位，在1997年8月4日的时候，Kinetix公司推出3DS的WindowsNT版本3DSMAX10。这个版本在操作界面、组织结构和功能上都有质的飞跃，获得了巨大的成功。1998年，Maya、Alias、Houdini相继在NT平台上出现。同年，Autodesk公司奋起迎击，推出偏重于建筑设计的3DSMAXVIZ版本，该版本实际是在3DSMAX的基础上进行一些增减，增加一些与建筑有关的模块，删去一些动画功能。随着三维软件应用的迅速普及，小型三维软件也如雨后春笋般涌现出来。（二） 3D软件的分类3D动画软件可以按软件功能的复杂程度分为小型、中型、大型三类。1、小型软件整体功能较弱，或偏重某些功能，学习相对容易。小型软件很多，常见的、有特殊功能的软件如下： Poser：快速制作各种人体模型。通过拖动鼠标可以迅速改变人体的姿势，还可以生成简单的动画。 Rhino：三维造型软件，长于NURBS曲面造型，能以三维轮廓线建立模型。 Cool3D：专用于立体文字制作的软件，可提供很多背景图和动态，很容易上手。LightScape：渲染专用软件，只能对输入的模型进行渲染，能进行材质灯光的设定，采用光能传递算法，是最好的渲染器。多用于室内外效果图的渲染。目前为32版本。Bryce3D：长于自然景观如山、水、天空的建造，效果很好。 2、 中型软件 3DSMAX：功能强大、开放性好，集建立模型、材质设置、摄影灯光、场景设计、动画制作、影片剪辑于一体。 LightWave3D：功能强大、质感细腻、界面简捷明快、易学易用、渲染质感非常优秀。目前版本为56c。 3、大型软件 SOFTIMAGE 3D：功能极其强大、长于卡通造型和角色动画、渲染效果极好，是电影制作不可缺少的工具，国内许多电视广告公司都使用它制作电视片头和广告。 MAYA：功能比SOFTIMAGE 3D更强大，但更难掌握。 HOUDINI：将平面图像处理、三维动画和视频合成有机结合起来。 三维动画软件呈现一片百花齐放、百家争鸣的繁荣景象，很多都是功能强大的精品。（三） 3D软件的应用1、 机械制造：利用三维动画研究机械零配件的造型，模拟它们运行时的工作情况。 2、 建筑装潢设计：以三维的形式展现建筑物和室内外装潢的效果。不仅快捷方便，还能完整预览建筑物的各个角度的效果，且透视十分精确。3、 商业产品造型和包装设计：比如瓶子、盒子、玩具等的设计，可以对包装品的外观形态、色彩图案等进行设计。 4、 影视和商业广告：很多电视栏目的片头是用3DSMAX制作的，更多的产品广告、房地产广告等都可以用3DSMAX来制作。 5、 电脑游戏和娱乐：优美的动画画面和游戏程序同样重要。 其他：生物化学中用于生物分子之间的结构组成的研究，军事科技中可用于飞行员的模拟飞行、导弹飞行的动态研究，在医学中可以形象地演示人体内部组织等等。其中，3DSMAX是一款功能强大、开放性好的3D软件。本课题使用3ds max来完成机器人的建模。二、 交互软件介绍本课题使用cult3d 软件实现机器人的交互控制。交互技术是一种将文字与漂亮可人的画面、生动的二、三维动画、优美的配音配乐、影视视频、计算机编程等技术融于一体的计算机技术。本课题使用cult 3d软件完成机器人的交互设计。Cult3D是Cycore公司的一个面向电子商务的交互三维软件，主要应用于主流操作系统和应用程序的交互三维渲染软件，使用Cult3D技术，用户可 以在线浏览、观察可交互的三维产品模型，同时Cult3D文件可以应用于网页、Office文档、Acrobat文档以及支持ActiveX的开发语言如 VB等。对于协助电子商务提高销量，增强销售时的产品描述效果以及做好售后服务都是很有帮助的。它在低带宽的连接上提供了高品质的渲染技术，而这对于知名 公司的市场运作非常重要例如：钟表，电子消费品等。 仅通过使用鼠标，用户就可以旋转和缩放产品的Cult3D模型并从可从任意角度观察；通过点击模型的功能按钮就可以开启产品的部件，移动部件，在显示/菜 单系统中漫步，也可以倾听优美的音乐和清晰的解说。此外，Cult3D可以让用户在线配置产品。通过使用Cult3D，客户可以允许自主的组合部件，选择颜色和添加可选件,并可获得迅速的视觉反馈。同时他们的选择可以被存储并作为给后来客户的个性化配置的服务。 2001年2月15, 2001 Cycore,公司发布了 Cult3d的5.2版本提了一系列更方便的交互特性，制作更容易，下载速度更快。在新版本中主要提升体现在Tooltips和Cult Objects (CO). Tooltips让设计师能够在3d对象上出现提示文字, 让用户在观看3d物体的时候更好的知道他们可以如何行事。 新的Cult Objects (.CO) 允许开发者导入和合并独立的.CO文件到别的.CO文件中. 这意味着拥有多物体(.CO)的3D环境可以打散成为多个独立文件- 这样可以带来更小的文件尺寸和下载速度。在此之前，3D环境重的所有物体，比如房间和他里面的家具，必须保存在一个巨大的.CO文件中。现在,房间和里面 的每件家具都可以有自己的Co文件并且元素可以在用户动作比如鼠标单击之类调用他的时候才装入。这个改进将意味着用户更快的装入和设计师更快的建立场景。 同时新版Cult3D 5.2对Intel Pentium 4进行了优化. 借助Intel处理器的强大处理能力，可以加速多边形的渲染，同样加快Cult3D模型更快出现，图像质量也更高。 伴随着新特性,例如Tooltips和Cult Objects文件, Cult3D 5.2加强了自己在电子商务的交互三维软件的领导地位。可以在Cult3D对象和JavaScript之间进行通信。开发者现在可以使用熟悉的Web用户界面例如按钮和下拉列表框控制Cult3D对象的外观和 行为。同样的, Cult3D对象可以被设定为接受JavaScript事件，例如当一个对象的某些部分被用户单击的时候触发动作。例如用户可以在页面上选择轮子来切换相应的车辆。同时Cult3D支持世界上的主流三维建模工具例如：Discreet公司的 3ds Max, Alias|Wavefront公司的 Maya, Realviz 公司专为Cult3D开发的Image Modeler等；使用Cult3D的设计工具，复杂的产品动作和用户交互可以轻松的添加；Cult3D的内建产品配置特征能够用于开发用户自主的三维产品配置解决方案，例如：用户可以选择一间房间，然后往里面添置家具并可以浏览三维的最终效果；Cult3D支持标准的后端系统和数据库界面，允许产品配置人员在线实施并和现有的数据库连接。产品属性，选件和价格的改变都可以立刻在页面上显示并且这些用户配置可以存储到数据库中以供后来的用户参考；Cult3D利用多重信息简化和压缩技术来降低Cult3D的文件大小使其适合于低带宽的连接；Cult3D可以嵌入到HTML页面，微软办公系列和PDF文档中；Cult3D是一种基于软件的渲染引擎可以在多数的主流平台上运行并且在所有的平台上都保持很高的渲染速度和品质。 Cult3D的技术优势 ：Cult3D支持世界上的主流三维建模工具例如：Discreet公司的 3ds Max, Alias（Wavefront）公司的 Maya, Realviz 公司专为Cult3D开发的Image Modeler等；Cult3D支持标准的后端系统和数据库界面，允许产品配置人员在线实施并和现有的数据库连接。产品属性，选件和价格的改变都可以立刻在页面上显示并且这些用户配置可以存储到数据库中以供后来的用户参考；Cult3D利用多重信息简化和压缩技术来降低Cult3D的文件大小使其适合于低带宽的连接；可以嵌入到HTML页面，微软办公系列和PDF文档中； Cult3D使用java编写的引擎，可以调用java的class实现只有在java3D/GL4java中才能表现的效果实时阴影、顶点级动画（Vector）、矩阵级动画（Matrix）、碰撞检测（collision detection）。三、 项目设计的流程图 本项目先使用3ds max 软件实现机器人的建模，再使用cult 3d来实现机器人的交互设计，其中部分交互设计的动作会通过Java语言来实现。流程图如下所示：第三章 机器人在3ds max中的建模本章主要介绍如何使用3ds max 软件来实现机器人的建模。一、 3ds max软件简介（一）3ds max软件发展历程Autodesk出品的一款著名3D动画软件，是著名软件3d Studio的升级版本。3DS MAX是世界上应用最广泛的三维建模、动画、渲染软件，广泛应用于游戏开发、角色动画、电影电视视觉效果和设计行业等领域。而在国内发展的相对比较成熟的建筑效果图和建筑动画制作中，3DS MAX的使用率更是占据了绝对的优势。根据不同行业的应用特点对3DS MAX的掌握程度也有不同的要求，建筑方面的应用相对来说要局限性大一些，它只要求单帧的渲染效果和环境效果，只涉及到比较简单的动画；片头动画和视频游戏应用中动画占的比例很大，特别是视频游戏对角色动画的要求要高一些；影视特效方面的应用则把3DS MAX的功能发挥到了极至。 3d Studio最初版本由Kinetix开发，后为Discreet收购，Discreet后又被Autodesk收购。最新版本是Autodesk 3ds Max 2011，它新增了3ds Max Composite合成贴图等许多工具。新的3ds Max Composite合成贴图工具可支持动态高光（HDR）等特效，该工具基于Autodesk公司的Toxik软件。Autodesk公司数字娱乐部门的副总裁Stig Gruman表示：“我们推出3ds Max2011的首要目标是要提升用户日常创作工作的效率.我们对3ds Max2011的核心部件进行了重新设计，推出了新的基于节点的材质编辑器工具，并为这款软件加入了包括Quicksilver 硬件渲染等许多新功能，在3ds Max2011的帮助下，3D创作者将能在更短的时间内创作出更高质量的3D作品。（二）3ds max 优点及特点选择3DSMAX。理由有三：第一、很多一流的三维动画软件对硬件的要求很高，如Sumatra，显示器分辨率必须达到12801024；Maya则要求内存至少有256MB。3DSMAX对硬件的要求相对较低，多数三维动画迷都有能力配置；第二、由于3DS的缘故，现在3DSMAX的使用者也最多，教材和其他学习资料多如牛毛，有利于自学；第三、3DSMAX除渲染质感较差外，功能强大、插件众多，可以制作广播级的动画效果，对一般的广告、游戏等的制作已完全可以胜任。3DSMAX的特点是：1、功能强大，扩展性好。建模功能强大、另外在角色动画方面具备很强的优势，外丰富的插件也是其一大亮点2、操作简单，容易上手。与强大的功能相比，3ds max可以说是最容易上手的3D软件3、和其它相关软件配合流畅。（三）3ds max 应用1、电影作品：著名的作品有加菲猫、特洛伊、蜘蛛侠2、后天等等。2、游戏动画：主要客户有EA、Epic、SEGA等，大量应用于游戏的场景、角色建模和游戏动画制作。3、室内设计：在3DSMAX等软件中，可以制作出3D模型，可用于室内设计，例如沙发模型、客厅模型、餐厅模型、卧室模型、室内设计效果图模型等等。4、建筑动画：北京申奥宣传片等。二、 3ds max工作界面介绍3ds max是一个非常复杂的三维软件，相对于其他软件，3ds max在对象管理和数据处理方面有着完全不同的方法和概念。其工作界面图如下。3DS MAX它分为菜单栏、工具图标栏、操作视窗、命令面板、时间滑块及轨迹栏、辅助信息区域、辅助信息区域等几个部份,先来了解下它各部份的简介：1. 菜单栏3DSMAX的菜单栏使用的是标准的 Windows 菜单栏模式，带有非常典型的“文件”、“编辑”以及“帮助”菜单。其他的菜单包括“工具”、“ 组”、“视图”、“创建”、“修改器”、“动画”、“ 图表编辑器”、“渲染”、“自定义”等所有的3DSMAX的功能内容。2. 工具图标栏3DSMAX为了能够让用户更好的进行三维的设计工作，专门提供了快速方便的工具图表栏，把平时工作中最习惯常用的基本操作功能集成进来，比如：重做、选择、旋转、缩放、拖拽、材质、锁定、渲染等最基本常用的功能，用图标的方式展现出来，加快平时的操作。3. 操作视窗启动3DSMAX之后，主屏幕包含四个同样大小的视窗。透视图位于右下角，其他三个视图的相应位置为：顶视图、前视图、左视图。视窗占据了主窗口的大部分，您可在视窗中查看和编辑场景及物体。您可以显示一到四个视窗，它们可以显示同一个几何体的多个视图，以及“轨迹视图”、“图解视图”和其他信息显示。窗窗的剩余区域用于容纳控制功能以及显示状态信息。4. 命令面板在3DSMAX里借助于这六个面板的集合，可以访问绝大部分建模和动画命令。您可以将命令面板拖放至任意位置。 默认情况下，命令面板位于屏幕的右边。在命令面板上单击右键会显示一个菜单，您可以通过该菜单浮动或消除命令面板。如果菜单没有显示，或者您要更改其位置和停靠或浮动状态，请在任何工具栏的空白区域单击右键，然后从快捷键菜单中进行选择。 5. 时间滑块及轨迹栏在3DSMAX里，如果已经完成了动画的设计，那么就可以快速的在每个视图中通过时间滑块可以看到在不同的时间点上动画的效果以及轨迹，也可以通过视图上的时间刻度查看详细的节点以及关键帧细节。6. 辅助信息区域在3DSMAX里，包括以往的所有版本，左下角永远是辅助信息区域，包括了MAXScript 迷你侦听器、提示行和状态栏，快速的显示脚本的反馈情况以及操作的基本显示，提示行主要进行所进行任务的文字解释以及文件信息等，状态栏主要显示视窗内物体的XYZ的三维坐标信息以及相关的一些辅助功能，比如锁定等。7. 动画关键点控制区域在3DSMAX里，通过这个动画关键点控制区域可以快速的对物体的位移、形态等各种预置的环节进行关键动画帧的设置记录，可以通过自动和手动的模式进行动画的记录。8. 动画播放控制区域在3DSMAX里，这个区域用来进行动画的记录、动画帧选择、动画时间、播放的功能，通过记录关键帧之后，通过这个区域的播放以及前后倒退的功能按钮可以快速进行之前操作记录的动画在视图内的快速播放。9. 视口导航控制区在3DSMAX9视图里的右下角，主要进行控制视窗显示和导航的按钮组合区域，导航控件取决于活动视口。透视视窗、正交视窗、摄影机视窗和灯光视窗都拥有特定的控件。正交视口是指用户视图及顶视图、前视图等。所有视窗中的“所有视图最大化显示”弹出按钮和“最大化视口切换”都包括在透视和正视图控件中。一些按钮针对摄影机和灯光视口而进行更改。三、 3ds max创建面板在3dsmax等三维软件中，必须经过建模、材质、动画、渲染这四个流程我们才能看到最终的效果，建模就是需要建立三维的模型，通过3dsmax强大的模型建立功能，可以使用许多方法和途径来建模。可以使用软件内部建模工具和各种外挂插件建立这些模型。在3dsmax中，要建立模型，就要先了解3dsmax的基本造型模块-“创建”(Greate)面板。“创建”(Greate)面板位于整个视图的右侧，提供用于创建对象的控件。这是在3dsmax中构建新场景的第一步。“创建”(Greate)面板分为 7 个建立类别。每一个类别有自己的按钮，都包含几个不同的对象子类别。“创建”面板提供的对象类别如下： 1.几何体几何体是指3dsmax中默认的可渲染标准长方体、球体、锥体这样的几何基本体，以及像布尔运算、楼体以及粒子系统等这样的更加高级的几何体形式。 2.图形图形是样条线或 NURBS 曲线，简单点说就是二维的线条，都是3dsmax中默认预置的模式，可以自己建立线条，可以选择预置的各种形式的线条，方便三维的设计工作。 3.灯光灯光类似于生活的灯光及阳光，功能是可以照亮场景及物体，并且可以增加真实感。有很多种灯光分类，每一种灯光都将模拟现实世界中不同类型的灯光。 4.摄影机摄影机类似与生活中的照相机和摄影机，给操作者提供场景的视图，并且可以对摄影机位置等参数设置动画。 5.辅助对象辅助对象比较抽象，就是用来协助构建场景，可以帮助您定位、测量场景的可渲染几何体，以及设置其动画，或者作为参照物进行相关的捆绑和链接。 6.空间扭曲对象空间扭曲类似于生活中的风等动力的模拟，在围绕其他对象的空间中产生各种不同的扭曲效果，一些空间扭曲专用于粒子系统的演算模拟。 7.系统系统就是将三维物体、命令控制器和层次组合在一起，提供行为关联的几何体，也包含了模拟三维场景中的阳光以及日照系统。四、 3ds max建模方法在3ds max中，包含多种类型的建模方法，这些建模方式可以适用于用户对软件的不同需求。 1 基础形体建模基础形体建模是3ds max中最简单的建模方式，易于操作和掌握，但受到的限制较多，只能创建一些较为简单的对象。基础形体分为标准三维体和扩展单位形体，用户只需单击“创建”命令按钮，然后在场景视图内单击并拖动鼠标，即可直接生成相应的三维体，并可以在“修改”命令面板对其参数进行编辑，基础形体可编辑的参数包括长，宽，高，分段数等，一些基础形体还可以设置光滑和切片参数。 2编辑修改器建模编辑修改器有许多类型，其中有专门针对于对象外形修改的编辑修改器，这些编辑修改器主要用于辅助对象外形的编辑。编辑修改器只是能够辅助对象，而不能创建对象，使用编辑修改器对模型及进行编辑，可以创建一些仅靠编辑基础形体难以完成的对象。 3二维形建模二维形建模的方法，是通过将二维形以某种方式转化为三维形的方法来完成模型的创建，这种建模方式具有操作简单，模型建立数据精确以及编辑方式灵活的特点。在3ds max中提供的二维形创建工具，能够创建规则形体和不规则形体两种类型的二维形，另外还包括“螺旋线”和“横截面”两种特殊的二维形创建工具，“螺旋线”能够创建三维形式的螺旋线，“横截面”能够捕捉对象的截面，并将其转化为二维形，合理的利用这些工具，能够创建较为复杂的对象。 4组合对象建模组合对象建模是一种特殊的建模方式，这种建模方式能够将两种或两种以上的对象进行合并，利用拼合过程，对被拼合对象的外形进行编辑，使其产生外形上的变化。3ds max中包括了10种组合对象的类型，其中大部分是针对于对象外形编辑的。当创建组合对象后，可以进入其次对象层进行编辑，创建更为复杂的模型。 5放样建模放样建模是3ds max中一种较为简单，较易掌握的建模方法，这种建模方法属于组合对象建模的一种，放样对象由界面和路径两部分组成，通过将截面放置于路径的方法完成模型的创建。一个放样对象至少需要两个二维形组成：其中一个形用来做放样的“路径”，主要用于定义放样的中心和高度。另一个形则用来作放样的截面，称为“图形”或是“横截面”。在路径上可以放置多个不同形态的截面形，创建更为复杂的对象。 6网格建模网格建模能够进入到次对象模式，对小到一个点，达到整个形体的任意部分，进行编辑和修改，最终达到创建形体的目的，其过程很像用橡皮泥塑造形体的过程。在3ds max中，具有这一特性的建模方式还包括多边形建模，面片建模和NURBS建模方式，相对于其他几种建模方式，网格建模具有易于掌握，易于操作，占用系统资源较少，可控制性较强等特点，通常被应用于低级计数模型的创建。7多边形建模多边形建模与网格建模的方法较为类似，但多边形建模以多边形来定义面，并且增加了边界次对象，能够选择只有一则与其他边界或面相连的边界，大大方便了建模工作。在3ds max中，对象只有塌陷后才能转化为多边形对象，在3ds max中，新增了“编辑多边形”编辑修改器，在不塌陷对象的情况下，也可以将对象作为多边形对象进行编辑，并且功能也有所增加。 8 面片建模面片建模能够基于Bezier曲线创建平滑的曲面，这样就可以使用较少的面实现面的光滑效果，相对于多边形建模和网格建模，面片建模能够创建更为复杂的模型，并且更易于控制。另外还可以使用“曲面”编辑修改器将二维线框转化为三维面片，这样可以更准确的把握形体。 9 NURBS建模NURBS建模方法是当前最为流行的建模方法之一，也是许多高级三维软件首选的建模方法，NURBS建模方法是用点顶点和CV顶点来控制NURBS曲线和NURBS表面，并可以使用NURBS浮动工具面板，来辅助创建和编辑NURBS对象。NURBS建模是3ds max中最为复杂的建模方式，对系统资源的要求也很高，但可以创建非常复杂非常光滑的表面，并且保留了创建数据，随时可以对其进行编辑，NURBS建模方法是一种在创建精度较高的模型时常见的建模方法。五、 机器人模型的详细设计机器人建模的流程图如下所示：（一） 机器人的头部建模1. 在3dsmax 2010 中创建标准基本体“球体”，大致拖拉成头的大小，选中该模型，右键单击选择“转换-转换为可编辑多边形”，则该模型被转换为“可编辑多边形”了，即可对其进行“Polygon建模”；2. 选择右侧菜单的修改，在栈列表中选择“可编辑多边形-多边形”，选择一半的面将其删除，制作成为头部的样子；3. 通过使用“挤出”命令，挤出需要挤出的面，形成大致形状；4. 在进行多边形操作的时候最好能够先做好基础样子，再对细节部分进行处理，而且不要盲目的添加不需要的线，最好能够在需要使用时再通过“连接”命令增加线，这样会大大减少无用的线，使模型在导入其他程序时减少cpu与显卡的负担； 5. 检查挤出之后的模型是否出现面重叠的状态，和点线互相分离的状态，删除重叠的面，并通过 “塌陷”或者“焊接”/“目标焊接”将分离的点或线合并在一起，如图所示； 塌陷选择 焊接顶点6. 观察机器人的面部细节部分，制作细节，面状态下使用“插入”命令在一块面上增加小面，在小面中使用Ctrl+C切割面将其切割成改图的样子，最后使用“挤出”命令将一部分挤入模型内部，因为模型内部是无法观察到的地方，因此内部不需要进行加工处理，如图所示； 挤出命令7. 调整“顶点”、“边”、“多边形”的位置调整模型比例，如图所示。（二） 机器人身体各部分的建模1. 制作身体造型。新建长方体模型，转换为可编辑多边形，制作出胸的样子，如图所示；2. 制作手臂。手臂主要由上臂、小臂和手组合而成。（1） 首先创建手。单击创建标准基本体命令面板中的下拉列表框，选中圆锥体选项，创建一个圆锥体模型，减少多边形个数，再转换成可编辑多边形，利用Select and Non-uniform Scale，Select and Rotate和Select and Move工具将它变形；再创建一个长方体模型，制作出各个指节，最后组合成手，如图所示；（2）制作小臂。新建一个管状体，转换为可编辑多边形，利用Select and Non-uniform Scale，Select and Rotate和Select and Move工具，将上部变弯曲，并利用Select and Non-uniform Scale工具将上部放大，如图所示；（3）制作上臂。运用同样的方法创建上臂，如图所示；（4）组合手臂。如图所示。3. 制作腿部。机器人的腿部由脚趾、脚掌、小腿和大腿组成。（1）首先制作脚趾和脚掌两部分。如图所示；（2）制作小腿。创建一个长方体模型，增加多