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三维场景设计与表现 毕业设计（论文）任务书南京化工职业技术学院毕业设计（论文）论文题目：三维场景设计与表现 论文题目：The design and performance of 3D scene 作者姓名: 所在系部: 信息技术系 班级名称: 多媒体1025 指导教师: 2013 年 3 月三维场景设计与表现 毕业设计（论文）任务书 毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：三维场景设计与表现指导教师：庄唯职称：讲师类别：毕业设计1、设计（论文）的主要任务 1) 根据题目要求，通过查阅文献资料与大量收集包含场景设计资料，总结规律，完成毕业论文。论文内容可以包括：室内场景设计与表现室外场景设计与表现建筑场景设计与表现三维软件制作研究2）完成一组三维场景设计，要求原创。2、设计（论文）的主要内容1)探索各种设计风格在当前三维场景中的运用，了解每一种设计风格代表作品，分析其文化意义，造型特点、材质选择、色彩运用等。并结合基地现有状况，把研究的成果创造性地运用于自己基地项目中去。2）详细描述整个三维制作的过程与步骤，并配以制作过程中的图片（可以截图的方式），加以说明佐证。3) 利用三维设计软件完成场景设计的制作，要求包括电子版原始文件和jpg图片两种格式，3D渲染最终图片大小不小于2000*1500。合理运用造型元素，从结构、造型、材料、色彩等不同角度，构思设计一组场景，有一定视觉张力。可以出若干套风格方案，但每个方案之间要有不同的表现点，能形成对比。3、设计（论文）的基本要求1）毕业论文由每位同学独立完成。2）毕业论文中应有自己的设计与同类设计的分析比较。3）毕业设计中的设计作品要求原创，并且由每位同学独立完成。4）毕业论文中应有自己一些技术要点难点的制作描述。4、主要参考文献 可参考现有各类三维场景设计与表现5、毕业设计（论文）时间安排 第一周：资料收集整理第二周：对资料进行分析，构思论文，确定三维场景设计方案。第三周：论文编写，三维场景设计的设计。第四周：毕业论文的编写、完善修改设计。6、展现形式 毕业论文以word文档展现。（格式务必参照学校规范严格执行）毕业设计以JPG图片形式展示。（最终图片大小不小于2000*1500）备注：毕业论文答辩时间为大约为2013年4月上旬，以系部通知时间为准，有特殊情况的学生请提前与系里联系。注：1、此表一式三份，系部、指导教师、学生各一份。2、类别是指毕业论文或毕业设计，类型指应用型、理论研究型和其他。摘 要建筑，通常指的是对那些为人类活动提供空间的、或者说拥有内部空间的构造物进行规划、设计、施工而后使用的行为过程的全体或一部分。另外，它也可指通过这一系列行为而成的构造物。我们身在一个三维的世界中，三维的世界是立体的、真实的。同时，我们处于一个信息化的时代里信息化的时代是以计算机和数字化为表征的。随着计算机在各行各业的广泛应用，人们开始不满足于计算机仅能显示二维的图像，更希望计算机能表达出具有强烈真实感的现实三维世界。三维建模可以使计算机作到这一点。所谓三维建模，就是利用三维数据将现实中的三维物体或场景在计算机中进行重建最终实现在计算机上模拟出真实的三维物体或场景。建筑表现是房地产和设计院作为项目宣传和方案展示必不可少的一种手段。随着新技术的发展三维环境的展示给效果图带来创新。在设计与工程的各个阶段，从方案草图、初步设计到建筑施工、建筑推广、计算机图像、CG技术，都充分发挥出其展现未来想象力的特点，把设计师的想象转化成具备视觉震撼力的完工建照片，乃至精美的建筑表现宣传片，建筑表现是艺术和实践的完美展现。 关键词：三维技术，建筑表现，三维建模 IIABSTRACTConstruction, usually refers to those who provide space for human activities, or the structure of the internal space planning, design, construction and then the use of the whole course of conduct or part. In addition, it can also refer to a structure formed through this series of acts. We are in a three-dimensional world, the three-dimensional world is three-dimensional, real. At the same time, we characterized in the information technology era is an era of information technology, computer and digitized. With the extensive application of computers in all walks of life, people start not satisfied with the computer can only display two-dimensional image, the more you want the computer to be able to express a realistic three-dimensional world with a strong realistic. The three-dimensional modeling may be causing the computer to do that. The so-called three-dimensional modeling, is the use of three-dimensional data real three-dimensional object or scene reconstruction in the computer, and ultimately on the computer to simulate the real three-dimensional object or scene. Building performance is a means of real estate and design institute as a showcase project for advocacy and program essential. Bring innovation to the effect diagram showing the three-dimensional environment with the development of new technologies. Preliminary design sketches from the program, in various stages of design and engineering, construction, construction promotion, computer images, CG technology to give full play to the show the characteristics of the imagination, into the imagination of the designer with visually stunning the completion of construction photos, performance videos even fine buildings, construction, performance art and practice perfect show.Keywords:3-D technology, building performance, three-dimensional modelingIII三维场景设计与表现 目录目 录第一章 绪 论1第二章 三维技术的概念32.1 三维技术概述32.2三维建模的概述52.3 关于本设计6第三章 建筑设计73.1 前期准备73.2 制作流程73.3 整体思路整理21第四章 建筑表现的后期处理224.1 灯光224.2渲染25第五章 总结与展望28参考文献29致 谢30IV三维场景设计与表现 第一章 绪论第一章 绪论据爱因斯坦相对论所说：我们生活中所面对的三维空间加上时间构成所谓四维空间。由于我们在地球上所感觉到的时间很慢，所以不会明显的感觉到四维空间的存在，但一旦登上宇宙飞船或到达宇宙之中，使本身所在参照系的速度开始变快或开始接近光速时，我们能对比的找到时间的变化。如果你在时速接近光速的飞船里航行，你的生命会比在地球上的人要长很多。这里有一种势场所在，物质的能量会随着速度的改变而改变。所以时间的变化及对比是以物质的速度为参照系的。这就是时间为什么是四维空间的要素之一。植物是典型的一维空间生物，它的枝叶的成长是延伸的，也就是延伸式的成长，也就可以下个定论，植物一般都是一维空间中的生物！蚂蚁是典型的适应二维空间的生命形式。它们的认知能力只对前后(长)、左右(宽)所确立的面性空间有感应，不知有上下(高)。尽管它们的身体具有一定的高度，那也只是对三维空间的横截面式的关联。蚂蚁上树也并不知有高，因为循着身体留下的气味而去，它们在树上只会感知到前后和左右。我们都做过这样的游戏：一群蚂蚁搬运一块食物向巢里爬去。我们用针把食物挑起，放在它们头上很近的地方，所有蚂蚁只会前后左右在一个面上寻找，决不会向上搜索。对于蚂蚁来说，眼前的食物突然消失实在是个谜。当它们依据自己的认知能力在被长、宽确立的面上遍寻不着时，这块食物对它们来说就是神秘失踪了，因为这块食物已由二维空间进入到三维空间里。只有我们把这块食物再放在它们能感知到的面上，蚂蚁才可能重新发现它。这对于蚂蚁来说，却又是神秘出现了。人类是生存在三维空间里的生命形式，我们的认知极限是空间只可能由长、宽、高确立，并占据一个时间点(现在)。人类社会的万千事物都只能存在于长、宽、高确立的空间和与时间的接触点“现在”所构成的生存模式中。就是说在四维空间中，长、宽、高形成的体与时间的结合不是一点(现在)。而是拉长的“现在”，就是我们在三维空间中所认为的“过去”、“现在”和“将来”的集合。就像生存于一维空间的草木不知有二维空间的蚂蚁，二维空间的蚂蚁不知有三维空间的人类一样，我们又怎么知道生存于四维空间的生命形式呢？它们或许就在我们身边伸手可及的地方。 现在科学家已承认十一维空间。空间维数愈高，说明其境界愈不可思议。空间信息技术由二维转变为三维，不仅仅是简单的增加了一个维度，而是质的飞跃，可以说是人类管理世界朝更精细化发展的一个里程碑。例如一栋房子，在二维时代仅能用一个点或一个面表达，而在三维时代，一栋房子本身及房子里的管线、设施即可成为一个庞大的空间信息系统，不但可以大大提高人类管理世界的精度和力度，从产业化角度讲，更意味着空间信息产业有十倍乃至于百倍以上的增长空间。建筑表现图纸就是人们常说的效果图，所谓效果图就是在建筑装饰、施工之前，通过施工图纸，把施工后的实际效果用真实和直观的视图表现出来，让大家能够一目了然地看到施工后的实际效果。建筑表现是一个发展历程不超过10年的新兴行业，从新兴到快速发展也只不过短短几年时间，但它无论是从技术还是软件的发展态势都已经引起了整个建筑界的广泛关注。从上个世纪末到本世纪初的几年是中国城乡建设最繁荣的时期，建筑、房地产市场一片兴旺。在行业中各方面参与者的推动下“建筑表现”行业的发展非常迅速。如今，房地产业、建筑装饰业急需建筑表现行业的专业性人才。学习建筑表现技术后可在各大建筑设计院、房地产公司、建筑表现公司、建筑相关行业从事室内外建筑模型师、渲染师、后期师、动画师、公司中高层管理人员等职务。所谓三维，按大众理论来讲，只是人为规定的互相交错的三个方向，用这个三维坐标，看起来可以把整个世界任意一点的位置确定下来。三维既是坐标轴的三个轴，即x轴、y轴、z轴，其中x表示左右空间、y表示上下空间、z表示前后空间，这样就形成了人的视觉立体感。空间形式就是指若干空间是以什么方式衔接在一起的我们可以从千变万化、错综复杂的现象中概括出若干种具有典型意义的空间组合形式。三维空间技术越来越广泛地应用于计算机软件的开发中,而三维图形建模软件也越来越多地采用这种设计方法,三维图形的描述和表达相当复杂,如果采用传统的面向过程的设计方法,既给程序员带来诸多的不便,又不利于程序的扩充。所以三维空间技术的产生及普及势不可挡。32三维场景设计与表现 第二章 三维技术的概念第二章 三维技术的概念2.1三维技术概述 三维空间：维是一种度量，如几何平面即二维。长、宽、高便构成三维空间。定义成三维空间之后，横向移动被定义成为X轴方向上的运动，纵向移动被定义成为Y轴向上的运动，另外还新增一个表示深度的轴向Z轴向。三维空间中的对象会与所处空间和其他三位对象相互发生影响，比如阴影、遮挡等等。而且由于观察视角的关系，还会产生各种透视等特殊的效果。2.2三维建模的概述 三维空间技术的存在与三维建模是密不可分的，三维建模可以更加清晰的反映出三维空间的重要性，也可以说三维建模是三维空间技术的一种直观地表现形式。由此可以延伸出我们学习三维建模的重要性，学习三维建模的有益之处相当之多，不仅可以开发我们的智力与想象力，三维建模在工程建筑、机器制造、计算机辅助制造等领域可以让抽象的图形变得更加的直观和形象容易被人理解。其中涉及到了虚拟现实的范畴，虚拟现实（筒称；又译作灵境）是由美国且公司的奠基人于年提出了一词，用以统一表述当前纷纷涌现的各种借助计算机技术及最新研制的传感装置所创建的一种崭新的模拟环境。它是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、人工智能等领域。它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉。使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互。最终使得参与者产生身临其境感觉。虚拟现实的特征虚拟现实系统就是要利用各种先进的硬件技术和软件工具，设计出合理的硬件、软件及交互手段。是参与者能交互地观察和操纵系统生成的虚拟世界。从概念上讲，任何一个虚拟现实系统都要产生“多感知”、“沉浸”、交互”、“构想”的特征，交互性和沉浸性是任何虚拟现实经历的两个实质性的特性：多感知性是指除了计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、运动感知、味觉感知和嗅觉感知等。沉浸性足使参与者有“真实”的体验。就足产生在虚拟世界中的幻觉，完全沉浸于计算机生成的虚拟环境中。有身临其境的感觉而不是旁观者。交互性是指系统要提供方便的、丰富的、主要是基于自然技能的人机交互手段。用户与虚拟场景中各种对象相互作用的能力，在虚拟现实所创设的虚拟环境中用户可以通过多种传感器与多维化信息的环境发生交互作用，进行必要的操作。 在我国虚拟现实技术的研究和一些发达国家相比还有很大的一段距离，但是近十年来虚拟现实技术已经得到了相当的重视。国家都已将虚拟现实技术的研究列为重点攻关项目，国内许多研究机构和高校也都在进行虚拟现实的研究和应用并取得了一些不错的研究成果，北京航空航天大学计算机系是国内最早进行虚拟现实技术研究的单位之一。在虚拟环境中物体物理特性的表示、分布式虚拟环境网络设计、实时三维动态数据库开发等方面都取得了很多有意义的成果。此外，他们还成功研制了虚拟现实演示环境、虚拟现实应用系统开发平台等实用系统。清华大学计算机科学和技术系主要对虚拟现实的沉浸感进行研究，例如对球面屏幕显示和图像随动、克服立体图闪烁的措施和深度感实验等方面都提出了不少独特的方法。虚拟现实可视化的实现在综合分析国内外二维虚拟化数字城市建设相关技术的基础上，并结合现有城市的实际情况，在建设过程中大胆使用新技术、新方法，在综合分析现有三维虚拟景观建设相关技术的基础上。制定了以下总体技术框架。我们在虚拟化三维建模中使用的是模型贴纹理的方法用这种方法的好处是节约数据量。同时也增强模型的逼真度和可观赏性。所以纹理也是模型栩栩如生的关键。结合遥感影像、现有二维空问信息，我们已经得到建筑物的精细三维信息。进一步利用这些信息和三维模型库中模型和纹理信息实现建筑物的三维建模。我们在一个三维的现实世界里，三维的世界一切都是真实的、立体的，我们存在的这个世界也是一个信息化的时代信息化也就意味着是以计算机及数字化来作为表征的。随着各行各业不断的发展和创新，计算机被应用于几乎所有的领域里，同时人们对于计算机的要求也越来越高，不仅局限于要求配置，更重要的是，不满足于计算机显示的二维图像，希望计算机可显示表达出更加真实的的现实世界。三维建模可以使计算机达到人们的要求，。所谓三维建模就是利用三维数据将现实中的三维物体或场景在计算机中进行重建，最终实现在计算机上模拟出真实的三维物体或场景。在三维建模之前，需要先采集物体的各种信息资料，比如长、宽、高、颜色、结构等，之后就可以真实还原物体的本身（如图2-1 、 图2-2）。三维建模正在广泛地应用于越来越多的领域，并且以其提供直观、方便的三维图像等特点在各领域中发挥越来越重要的作用。我们的生活也与三维建模越来越密不可分。三维建模是物体的三维多边形表示，通常使用计算机或者其它视频设备进行显示。显示的物体可以是现实世界的实体，同时也可以是虚构的东西，既可以微小到原子，也可以大到同等于地球，因此任何物理自然界存在的东西都可以通过三维模型进行表示。三维模型经常用三维建模工具这种专门的软件设计，但是也可以用其它方法生成。作为点和其它信息集合的数据，三维模型可以手工生成，也可以通过编程按照一定的算法生成。尽管三维模型通常按照虚拟的方式存在于计算机或者计算机文件中。三维模型广泛用任何使用三维图形的地方。实际上，三维模型的应用早于个人电脑上三维图形的流行。比如在游戏行业里，许多3D计算机游戏使用预先渲染的三维模型图像用于实时计算机渲染。现在，三维模型已经用于各种不同的领域。在医疗行业使用它们制作器官的精确模型电影行业将它们用于活动的人物、物体以及现实电影，可以给观众带来更加强烈的视觉冲击。 图2-1 3D模型 图2-2 实景拍摄在各个领域里，三维建模都充当着一个不可或缺的角色，建筑业将它们用来展示提议的建筑物或者风景表现，在科学领域将它们作为化合物的精确模型，工程界将它们用于设计新设备、交通工具、结构以及其它应用领域。尤其值得注意的是三维建模技术已经应用于地质，不仅可以还原不同的山丘地貌，也有助于更好的城市规划。现在随着数字城市的普遍规划，三维建模在其中担任的重要性不言而喻，虚拟现实技术在城市规划上的应用也被称之为：数字城市;城市仿真”它是将“虚拟现实”技术应用在城市规划、建筑设计等领域。在虚拟系统中用户可以通过自己订制各种不同的纹理和模拟选项，人们能够在一个虚拟的三维环境中，用动态交互的方式对未来的建筑或城区进行身临其境的全方位的审视：可以从任意角度、距离和精细程度观察场景；可以选择并自由切换多种运动模式，如：行走、驾驶、飞翔等，并可以自由控制浏览的路线。而且，在漫游过程中，还可以实现多种设计方案、多种环境效果的实时切换比较。这是传统的建筑效果图和预渲染回放的三维动画所无法达到的。数字城市将城市地理、资源、环境、人口、经济、社会社情和各种社会服务等复杂系统进行数字化、网络化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化。通过宽带多媒体信息网络、地理信息系统、虚拟现实技术等基础技术，整合城市信息资源，构建基础信息平台，建立电子政务、电子商务等信息系统和信息化社区，实现全市国民经济信息化和社会公众服务信息化数字化。为响应胡锦涛主席“加快国家基础地理信息系统建设，构建数字中国地理空间基础框架”的号召，增强数字城市地理空间框架的规范性、权威性和严肃性，保障国家安全，促进城市地理空间信息的共享和广泛应用，减少重复投入，加快城市信息化进程，国家测绘局于2006年启动了“数字城市地理空间框架建设示范工程”项目，通过在全国选择若干具备条件的城市作为试点开展数字城市地理空间框架建设，总结经验，推动数字中国、数字省区的建设。数字城市代表了城市信息化的发展方向，是推动整个国家信息化的重要手段。数字城市地理空间框架既是一城市的空间基础信息平台，也是国家空间数据基础设施的基本组成部分，它是信息集成的载体、是数字城市赖以实现的不可或缺的基础支撑。由此可见，三维建模将会是未来的重中之重。2.3关于本设计在本设计中，用了3Dmax、Photoshop、CAD软件，把老师给的毕业课题“三维场景设计与表现”通过自己的理解、联想和创新制作成了一个具体的模型。该制作分为：信息的采集、素材的准备、模型大体的分析、颜色的搭配、整体协调修改等几个部分。3d max简称max软件，由国际著名的Autodesk公司的子公司Discreet公司制作开发的，它是集造型、渲染和制作动画于一身的三维制作软件。从它出现的那一天起，即受到了全世界无数三维动画制作爱好者的热情赞誉，max也不负众望，屡屡在国际上获得大奖。当前，它已逐步成为在个人PC机上最优秀的三维动画制作软件。三维场景设计与表现 第三章 建筑设计第三章 建筑设计3.1 前期准备 制作一个三维建筑模型是要严格同现实世界中的物体来决定的，在制作中力求真实还原所看到的物体的结构、色彩、环境等各个因素，当然这是还原现实世界中的物体，三维模型不仅仅局限于此，我们也可以通过三维建模来设计一些想象中的物体，可以让我们的思维更加不受局限，充分发挥出自己的想象力与创造力。3.2 制作流程首先收集资料，其中包括CAD图，真实的建筑照片（包含各个角度），建筑的高度等数据。现在演示如何制作一个建筑的外观效果，一般来说，制作一个建筑模型的外观需要CAD制作的俯视图（如图3-1 ）、前视图（如图3-2 ）、左视图（如图3-3），右视图（如图3-4） 图3-1 俯视图 图3-2 前视图 图3-3 左视图图3-4 右视图还需要一些拍摄的实景图片，如图3-5、图3-6等 图3-5 实景拍摄图 图3-6 实景拍摄图实景照片拍摄得越清晰，角度越多，模型的还原度就更强，接下来就是开始建模，这里所用的是3Dmax软件（2009英文版），其操作界面如图3-7，在制作开始首先要设置好一些参数要求，比如度量 图3-7 3Dmax主界面 的单位等，接来下就可以开始建模了，首先按照CAD俯视图用样条线勾勒出基础的模型再转polygon如图3-8显示，然后在面级别中选择顶部面片，运用inset缩小出一部分，再通过Exturde（挤压），把建筑的一些突出或收缩的形态表现出来，然后分线，通过实景拍摄的图片对应地画出条条框框，使一些结构，如窗户、门等可以在建模完成之后更加方便的贴图，如图3-9所示。图3-8 CAD视图 图3-9 建筑分线图 在完成建筑的基本形状之后还要注意的一点就是，在制作过程中会遗留一些废线或者废面，这些要在建筑基本模型完成的时候就删除，不然这些废线废面不但影响整个文件的大小，还可能造成结构的重合，使建筑出现重合面、阴影、拉扯等显眼的问题出现，甚至在中期贴图的时候造成贴图的扭曲，闪面等问题，因此在模型的初期，就应该细心做好，防止留下隐患。 在制作模型中会遇到很多功能键，因此对软件的各个按钮的效果要相当熟悉，也要灵活的运用，在建模时，运用connect可以很方便的画出等分的线段来，运用mirror镜像功能可以将对称的模型只做出一半来，再调整坐标轴复制，则可以适当的减少工作量。在做一些弧形的物体时需要用到样条线，在调整弧度时，当选择“BEZIER 角点”时只能调节一边的手柄，选择BEZIER时候则是同时调节两边的手柄，而选择角点，手柄就会消失。只能移动角点成尖突状，在调节手柄时先要选中手柄坐标的平面，放样修改器里有变形命令可以修改物体形状，给边缘做切角处理后再做网格平滑处理可以使物体做细微而不大的圆滑处理，棱角将变得清楚。 ALT+X可以使图形半透明显示，更方便我们透视观察物体的总体结构，自定义菜单里有单位设置选项，可以设置单位，一般用CM 单位可以影响数值操作力度，也可以影响渲染的速度，有些材质编辑器里制作的效果在视图区里不会显示，但在渲染时显示图像投影,反射,折射等效果。 对于建筑的构造要仔细的对比拍摄的实景，比如房顶的凹陷和窗户之间的间距等，都是要极其注意的细节，不然做出来的建筑会与实物的差距很大，失去了还原的真实度，这是要特别注意的。 接来下就是要对图片的处理，我是用的是Photoshop3，建筑的贴图；来自拍摄的实景照片，主要就是将一些如窗户、门、招牌等元素抠下来作为模型的贴图，当然模型的贴图也是还原实景建筑的一个很重要的因素，我们第一眼看到的是模型的具体外观，因此，贴图会首先占据我们的眼睛，给我的视觉带来冲击，在Photoshop3中，将拍摄的图片通过斜切、裁剪、调整色阶、饱和度、明度等方法，尽量使得图片与原图相似如图3-10，并且，还有一点需要说明的是，在门窗等各个元素的排列，最好也是要比较紧凑，可以尽量节省完成的建筑的存储大小，如图3-11。图3-10 PS图片处理 图3-11 图片排版 在制作贴图中也会遇到一些模糊不清、无法清晰看到的地方，这个时候也可以通过photoshop自带的几个功能自己来制作元素，自己制作的元素通常都比较鲜明、线条硬朗，因此，还要通过高斯模糊、添加阴影或者浮雕等一些处理方法，使得其更加贴近真实，如图3-12。 图3-12 自制材质图在制作贴图中，我们也会碰到一些需要用到透贴做法的元素，如图3-13，图3-13 网上素材一些需要重点表现出来的构造，比如栏杆、镂空招牌等。对于透贴的做法是，首先要选定图片中需要透出的部分并且背景设置为黑色，遵循白透黑不透的原则，如图3-14，然后打开通道新建一个Alpha通道 ，复制图层中选择的部分粘贴在Alpha通道中，同时在选择的虚线部分内填充白色，如图3-15 图3-14 制作透贴（1）图3-15 制作透贴（2）图3-16 制作透贴（3）对于透贴是否成功的检查方法是打开RGB通道使其成为可见状态，然后再打开Alpha通道，会出现如图3-16的红色区域就是成功的标志，不是红色的地方全都不会透出来，这样就达到了需要的要求，然后保存文件为TGA格式。接下来就是要给做好的模型上贴图，首先在3Dmax中把材质球打开，将制作好的模型贴图赋予好，如果材质球的数量有限则可以使用多维材质球，追加材质球的数量，具体操作是点击下方的standard按钮，出现如图3-17的选项面板，再双击打开MultiObject，出现Replace Material对话框，点击OK就可以了，然后再通过Set Number 来设置多维材质球的数量。 图3-17 3Dmax 材质球界面 然后在面的级别里选择各个面，通过Unwrap UVW进行贴图的调整，如图3-18所示，选择好的面在Unwrap UVW里可能会显示很乱的布局，因此可以通过Edit UVWs里任务栏中的Mapping选项里的Unfold Mapping 操作使其还原选择的面的形状，或者使用右下角的选项中的Quick Planar Map 快速平面操作。图3-18 UV贴图界面 在贴图的工程中也会遇到一些形状比较不规则的情况，比如，建筑的屋顶等，在原先Photoshop中做出来的元素都是规则的，如果还是使用Unwrap UVW，那样显示出来的效果就会差强人意，因此，在贴图的过程中还可以使用到一个功能键就是MapScale，它的主要功能就是循环贴图，可以十分方便的将一些类似瓷砖方块等形状的贴图，如图3-20，铺满所需要的区域之中，调整循环贴图的大小可以同过调整MapScale中的图3-19 mapscale 使用界面Scale，初始的数值是100，大于100那么图形就会放大贴图中的形状会相应坚守，小于100就会缩小，同时贴图中的形状也会相应增多，如图3-21所示。 图3-20 循环贴图示例 在贴图中主要使用的就是这两种方法，在建筑中，有很多相同大小和材质的窗户，如果只是这样一个一个地去对齐，会花费相当多的时间，因此在3Dmax中我们也可以利用一些小插件来辅助完成贴图或者建模等。 图3-21 建筑基本成型图 在贴图全部完成之后，有一些特殊的地方需要设置一下材质球的属性，比如玻璃的漫反射、高光、半透明等特殊处理，这些设置可以在材质球的属性中进行调整，如图3-22，还要注意检查一下建筑的各个部分，由于建筑的面数过多，线条繁杂，因此在选面进行贴图是很容易选择到背面的面片，使得贴图混乱，要仔细检查每个面的贴图是否清晰、正确。还有，贴图要求合理，不能将类似门的材质赋予给窗户上，不然显得不伦不类，一切按照拍摄的真实场景为主，一些盲区的贴图则需要自己重新制作贴图，并且色彩要与附近的颜色匹配。图3-22 材质球属性界面 以上全部完成之后，一个建筑就做好了，如果感觉整体的建筑模型偏暗可以按上方数字键8，之后会弹出如图3-23的对话框之后点击Ambient出现调整色彩的对话框，移动上方的侧三角可以调整环境光，使之更适合视觉观察，然后就是对建筑模型的保存，首先 图3-23 环境光调整界面设置好如图3-24中的Bitmap/Photometric Paths和Resource Collector两个按键，保存时先点击Bitmap/Photometric Paths，再点击下方的Edit Resources弹出对话框如图3-25所示，图3-24 作品保存路径（1） 图3-25 作品保存路径（2）上方黄色按钮是选择丢失的文件，这是查看贴图丢失的方法，下方黄色按钮是打断路径，贴图与建筑模型的max文件应放在同一文件夹内，防止丢失贴图或者路径错误，否则导致下次打开贴图丢失或者无法渲染等情况出现。打断完路径之后再点击Resource Collector按钮，再点击其中的Browse会出现如图3-26的对话框，Browse是设置贴图的路径，路径应该设置与先前制作贴图的所放置的文件夹一致，然后再在Include MAX File前方打勾，然后就可以点击Begin开始存储。图3-26 作品保存路径（3）3.3 整体思路整理制作一个三维建筑模型主要步骤是：实地拍摄建筑外观、上网或者通过其他渠道得到建筑的基本数据、运用3Dmax软件进行基本建模、对照实景建筑仔细勾画细节部分、运用Photoshop3制作相对应建筑的贴图、在3Dmax中对模型进行贴图、正确保存文件。三维场景设计与表现 第四章 表现的后期处理 第四章 建筑表现的后期处理 随着三维技术的不断升级和应用，我们对于三维建模的要求也越来越高，不仅仅单一的需要一个三维模型建筑，还需要它本身附带的一些其他因素和附近环境的因素，比如建筑受灯光的影响，将建筑放置于植被环境中等，都是对单一三维模型建筑需要的升级。下面就介绍几种建筑表现的后期处理方法。4.1 灯光 对于3D 图形的现状而言，“接近真实照片”是一种常见选择。要达到这种真实效果通过模型的精确、细腻是远远不够的。考虑一下动作冒险影片的照片和人站在街上的普通照片之间的视觉差异，两张照片看起来都具有真实性，但动作片已经经过小心剪辑，形成了一种强化，聚焦的现实。缩短的焦距小心高速的光线和摄相机角度产生了比现实更真实的效果，这种真实对于能否产生心跳，手心出汗的效果至关重要。对于一帧静态的图片或是连续的动画来说，要体现出它的真实感与艺术性就必须通过精心地灯光效果处理与相机角度选择。可以说，灯光与相机决定了你作品的品味。 为了使建筑的视觉张力更加强烈，为建筑打上一些合适角度的灯光可以更加突出三维建筑的表现，建筑不同部分的明暗差别可以更加突出三维空间的感觉。 在三维场景中灯光的作用不仅仅是将物体照亮，而是要通过灯光效果向观众传达更多的信息。也就是通过灯光来决定这一场景的基调或是感觉，拱托场景气氛。要达到场景最终的真实效果，我们需要建立许多不同的灯光来实现，因为在现实世界中光源是多方面的，如阳光、烛光、莹光灯等，在这些不同光源的影响下所观察到的事物效果也会不同。3D Studio MAX 中灯光分5 种：Target Spot（目标射灯）；Target Direct（目标平行光）；Free Spot（自由射灯）；Free Direct（自由平行光）；Omni（泛光灯）。这5 种灯光可通过Create 命令面板中Lights 项目栏中创建。Target Light是单方向的灯光，如图4-1所示，可以通过移动光源及照射点来影响三维建筑的明亮区域，也可以通光属性里调整灯光的强弱。图4-1 单方向灯光三点照明，又称为区域照明，一般用于较小范围的场景照明。如果场景很大，可以把它拆分成若干个较小的区域进行布光。一般有三盏灯即可，分别为主体光、辅助光与背景光。 主体光：通常用它来照亮场景中的主要对象与其周围区域，并且担任给主体对象投影的功能。主要的明暗关系由主体光决定，包括投影的方向。主体光的任务根据需要也可以用几盏灯光来共同完成。如主光灯在1 5度到30度的位置上，称顺光；在45度到90度的位置上，称为侧光；在90度到120度的位置上成为侧逆光。主体光常用聚光灯来完成。笔者喜欢把主体光的亮度设置为2 40左右。 辅助光：又称为补光。用一个聚光灯照射扇形反射面，以形成一种均匀的、非直射性的柔和光源，用它来填充阴影区以及被主体光遗漏的场景区域、调和明暗区域之间的反差，同时能形成景深与层次，而且这种广泛均匀布光的特性使它为场景打一层底色，定义了场景的基调。由于要达到柔和照明的效果，通常辅助光的亮度只有主体光的5 0%-80%。 背景光：它的作用是增加背景的亮度，从而衬托主体，并使主体对象与背景相分离。一般使用泛光灯，亮度宜暗不可太亮。自然光照: 如果你不想使用基于物理的灯光类型去模拟自然光，你可以使用Direct Light 去模拟太阳光，使用skylight 去模拟天光。 曝光控制：因为标准灯光不是基于精确物理学的灯光, 所以你需要只能对光能传递的结果进行调整而不影响直接光照。使用 Logarithmic Exposure Control，打开仅影响间接光照功能，这用你就可以使用曝光控制的亮度对比度功能去控制光能传递的结果了。灯光宜精不宜多。过多的灯光使工作过程变得杂乱无章，难以处理，显示与渲染速度也会受到严重影响。只有必要的灯光才能保留。另外要注意灯光投影与阴影贴图及材质贴图的用处，能用贴图替代灯光的地方最好用贴图去做。例如(1)要表现晚上从室外观看到的窗户内灯火通明的效果，用自发光贴图去做会方便得多，效果也很好，而不不要用灯光去模拟。切忌随手布光，否则成功率将非常低。对于可有可无的灯光，要坚决不予保留。（2）灯光要体现场景的明暗分布，要有层次性，切不可把所有灯光一概处理。根据需要选用不同种类的灯光，如选用聚光灯还是泛光灯；根据需要决定灯光是否投影，以及阴影的浓度；根据需要决定灯光的亮度与对比度。如果要达到更真实的效果，一定要在灯光衰减方面下一番功夫。可以利用暂时关闭某些灯光的方法排除干扰对其他的灯光进行更好地设置。（3）要知道MAX中的灯光是可以超现实的。要学会利用灯光的“排除”与“包括”功能绝对灯光对某个物体是否起到照明或投影作用。例如要模拟烛光的照明与投影效果，我们通常在蜡烛灯芯位置放置一盏泛光灯。如果这盏灯不对蜡烛主体进行投影排除，那么蜡烛主体产生在桌面上的很大一片阴影可能要让我们头痛半天。在建筑效果图中，也往往会通过“排除”的方法使灯光不对某些物体产生照明或投影效果。（4）布光时应该遵循由主题到局部、由简到繁的过程。对于灯光效果的形成，应该先调角度定下主格调，再调节灯光的衰减等特性来增强现实感。最后再调整灯光的颜色做细致修改。如果要逼真地模拟自然光的效果，还必须对自然光源有足够深刻的理解。多看些摄影用光的书，多做试验会很有帮助的。不同场合下的布光用灯也是不一样的。在室内效果图的制作中，为了表现出一种金碧辉煌的效果，往往会把一些主灯光的颜色设置为淡淡的橘黄色，可以达到材质不容易做到的效果。Free Light是由中心点向外扩散的全方位的散射光照如图4-2所示图4-2 散射光mr Sky Portal是由上向下的光照如图4-3所示图4-3 mr Sky Portal灯与不加修饰的三维建筑相比而言，加了灯光的三维建筑更加逼真，更加贴近现实。如图4-4图4-5比较。图4-4的明暗效果明显比图4-5的强烈，其中 图4-4 添加灯光效果 图4-5 未添加灯光效果的明暗差使人看起来更加贴近现实世界的光照效果。4.2渲染渲染，是指根据场景的设置、赋予物体的材质和贴图、灯光等，由程序绘出一幅完整的画面或一段动画。三维动画必须渲染才能输出，造型的最终目的是得到静态或动画效果图，而这些都需要渲染才能完成。渲染是由渲染器完成，渲染器有线扫描方式(Linescan如3dsMAX内建的)、光线跟踪方式(Raytracing)以及辐射度渲染方式(如Lightscape渲染软件)等，其渲染质量依次递增，但所需时间也相应增加。较好的渲染器有Softimage公司的Metal Ray和Pixal公司的Render Man(Maya软件也支持Render Man渲染输出)。通常输出为AVI类的视频文件。所以本例使用了Softimage公司的MetalRay这个渲染技巧。 VRay是一款小巧而功能强大的渲染器，在3D中以插件的方式安装和使用。柔和的面阴影、准确快速的接近真实的反射效果使Vray成为大家喜欢的渲染器，是渲染各个设计领域的良好选择。我们在短片的制作过程中发现VR的速度效果确实是不错的，而且要很快学习起来也不难，因为其参数调节小，简单，所以很多无基础的人也会选择它。图4-5最终效果图(1) 图4-6 最终效果图(2)图4-7 最终效果图(3)三维场景设计与表现 第五章 总结与展望 第五章 总结与展望这次的毕业作品是关于如何做成一个三维建筑及如何修饰的方法，这个作品虽然不是什么很好的作品，对于一些细节或者更加深奥的东西没有过多的应用，局限于现在水平还不是很高，但这是我对于三维建筑模型的一个更加深远的展望，未来必定是三维技术充斥现实世界。这次的毕业设计也同样让我受益匪浅，从开始学习3Dmax到现在的总结和反思已经有一个不短的时间了，现在深深的反省了一番，领悟了很多平时没有发现的细节，这更有助于我在三维场景设计中走得更远，每一条路都是荆棘遍布的，在行走的过程中，我们不断遇