第1章 初识3ds max 2008.doc

第1章 初识3ds max 2008本章学习重点：l 了解3ds max的历史及现状l 了解3ds max在行业中的应用l 了解3ds max的工作流程l 了解3ds max视图布局l 学习3ds max视图设置l 学习3ds max视图背景l 熟悉3ds max操作视图1.1 3ds max的历史及现状基于DOS操作平台的3D Studio诞生在20世纪80年代末，那时它对硬件的要求是386以上。1993年初，Gary Yost与编程专家一起展开了3D Studio MAX的开发工作，但他们只是分散在美国各地进行工作，这无形中增加了开发的难度。与此同时，他们还要进行3D Studio 3的开发工作。虽然不能全力以赴地开发3D Studio MAX，但他们清楚，如果1996年之前拿不出针对Windows平台的应用程序，3D Studio就会被淘汰。1994年10月，MAX开始进入外壳编写工作，1995年8月，第一次向公众展示了3D Studio MAX，虽然没有渲染器，但其他部分运行良好。3ds max自1996年诞生以来，一直受到3D动画创作者的极大青睐。3ds max提供了十分友好的操作界面，使创作者可以很容易地创作出专业级别的三维图形和动画。在过去的几年中，3ds max软件得到了迅速的发展和完善，其应用领域也得到了不断的拓宽，可以毫不夸张地说，3ds max是世界上目前最优秀、使用最广泛的三维动画制作软件之一，其无比强大的建模功能、丰富多彩的动画技巧、直观简单的操作方式已深入人心。3ds max已经广泛应用于电影特技、电视广告、工业造型、建筑艺术等各个领域，并不断地吸引着越来越多的动画爱好制作者和三维专业人员。目前，最新版本为3ds max 2008，它已成为世界上应用最广泛的三维动画制作软件之一，拥有强大的建模、动画、材质和渲染等功能的应用软件。从1996年问世以来，3ds max已经荣获了近百项业内大奖，获得业内一致好评，并成为众多三维设计师首选开发工具，如图1-1所示的为目前最新版本3ds max 2008的启动画面。图1-1 3ds max 8的启动界面1.2 3ds max的应用领域随着社会的发展，软件技术的进步，从行业上看，三维动画的分工越来越细，目前已经形成了几个比较重要的制作行业，如建筑、广告和影视等。1.2.1 建筑行业的应用在建筑行业的应用主要表现在建筑效果图的制作，建筑动画和虚拟现实技术。随着我国经济的发展，房地产行业的持续升温，带动了其相关产业的发展。这几年，在一些大型的规划项目中也应用了虚拟现实技术，说明3ds max在建筑行业中的应用也日趋完善了。图1-2至图1-4是3ds max在建筑行业中应用的截图。图1-2 建筑效果图图1-3 建筑动画图1-4 虚拟城堡废墟1.2.2 广告包装行业的应用一个好的广告包装往往是创意和技术的完美结合，所以广告包装对三维软件的技术要求比较高，它一般包括复杂的建模、角色动画和实景合成等方面。随着我国广告相关制度的健全和人们对产品品牌意识的提高，这一行业将有更加广阔的空间。图1-5所示是百事健怡的广告宣传片截图，这个广告的制作完全由3ds max完成。图1-5 百事健怡的广告宣传片1.2.3 影视行业的应用影视行业的应用主要分两个方面：电视片头动画和电视台的栏目包装。这个行业的特点是高效率，一个完整的片子几天就必须完成，前期策划、场景制作和后期制作一气呵成。图1-6所示是一些优秀的电视栏目包装图片。图1-6 优秀的栏目包装1.2.4 电影特效行业的应用近几年来，三维动画和合成技术在电影特技中得到了广泛的应用。像最近热播的电影星球大战3杰迪归来中就使用了大量的三维动画镜头；三维动画技术创造出了许多现实中无法实现的场景，而且也大大地降低了制作的成本。目前，国内电影工业对三维动画的应用已初显起色。电影英雄、功夫中就使用了大量的电脑特技，在效果上丝毫不逊色欧美大片，但是，国内整体技术还很滞后。在制作电影特技方面，Maya、SoftImage做得比较好，但是随着3ds max的不断升级，其功能也在向电影特技靠拢，制作电影级的特效也得到了广泛的应用。图1-7所示是电影后天中制作的虚拟三维城市，图1-8所示是合成技术在电影蜘蛛侠中的应用。 图1-7 电影后天中的虚拟城市 图1-8 电影蜘蛛侠中合成技术的应用1.2.5 游戏行业的应用3ds max在全球应用最广的就是游戏行业。游戏开发在美国、日本和韩国都是支柱性的娱乐产业，但在中国开发游戏公司的却很少。究其原因，一是国内相关制度不健全，盗版市场猖獗，二是国内缺少高级的游戏开发人员。这几年，随着外来游戏的不断侵入，很多国内投资商也看到了这一商机，纷纷推出自己开发的游戏，在国内游戏市场上也有一片天地，但是始终无法占据主流市场。我们相信，随着盗版市场的抑制，国内cg水平的不断提高，游戏这一行业很快就会有长足的发展。这个行业的制作人员一般需要很好的美术功底，要能熟练地掌握多边形建模、手绘贴图、程序开发、角色动画等多项技术。目前，国内这样的技术人员缺口还很大，相信再过几年会有越来越多的人投入到这一行业中来，尽快地追赶国外先进水平。图1-9所示是优秀的游戏虚幻竞技场2007中的游戏画面，图1-10所示是三维游戏中的战车模型。 图1-9 图1-10 1.3 3ds max的工作流程3ds max可以创造专业品质的cg模型，如图1-11所示；照片级的静态图像，如图1-12所示；电影品质的动画，如图1-13所示。3ds max的工作流程一般分为六步，分别为设置场景、建立对象模型、使用材质、放置灯光及摄影机、设置场景动画和渲染场景。下面将每一步作为一小节来讲述。图1-11 专业品质的cg模型 图1-12 照片级的静态图像 图1-13 电影品质的动画1.3.1 设置场景设置场景首先要打开3ds max程序，如图1-14所示，然后通过设置系统单位、设置栅格间距、设置视图显示来建立一个场景。具体设置方法在后面的章节中会有详细的讲述。图1-14 设置场景1.3.2 建立对象模型建立对象模型是通过创建标准对象，如3D几何体或者2D物体，然后对这些物体添加修改器，也可以使用变换工具“移动”、“旋转”和“缩放”，将这些物体定位到场景中去。对象模型的建立过程如图1-15所示图1-15 建立对象模型1.3.3 使用材质可以使用“材质编辑器”来制作材质和贴图，从而控制对象曲面的外观。贴图也可以被用来控制环境效果的外观，如灯光、雾和背景。通过应用贴图来控制曲面属性，例如纹理、凹凸度、不透明度和反射，也可以扩展材质的真实度。大多数基本属性都可以使用贴图进行增强。任何图像文件，例如在画图程序中（比如Photoshop软件）创建的文件，都能作为贴图使用，或者根据设置的参数来选择创建图案的程序贴图。如图1-16所示，上图为一辆车的模型，下图为使用材质后的效果。图1-16 使用材质1.3.4 放置灯光及摄影机默认照明均匀地为整个场景提供照明。当建模时此类照明很有用，但不是特别有美感或真实感，当想在场景中获得更加真实的照明效果时，可以从“创建”面板的“灯光”类别中创建和放置灯光。可以从“创建”面板的“摄影机”类别中创建和放置摄影机。摄影机定义用来渲染的视图，还可以通过设置摄影机动画来产生电影的效果。如图1-17所示，左图为灯光和摄影机建立图示，右图是在摄影机视角渲染好的场景。图1-17 放置灯光及摄影机1.3.5 设置场景动画可以对场景中的几乎任何东西进行动画设置。单击【自动关键点】按钮启用自动创建动画，拖动时间滑块，并在场景中做出更改来创建动画效果。可以打开“轨迹视图”窗口或更改“运动”面板上的选项来编辑动画。“轨迹视图”就像一张电子表格，它沿时间线显示动画关键点。更改这些关键点可以编辑动画。1.3.6 渲染场景渲染是将颜色、阴影、照明效果等加入到几何体中，如图1-18所示。可以设置最终输出的大小和质量，可以完全地控制专业级别的电影和视频属性及效果，例如，反射、抗锯齿、阴影属性和运动模糊。图1-18 照片级精细渲染1.4 认识3ds max界面（1）首先看一下3ds max的主菜单，如图1-19所示。主菜单包括File、Edit、Character、Reactor及Animation等子菜单。关于子菜单功能的具体应用在以后的章节中会逐步涉及到。图1-19 3ds max主菜单（2）3ds max的主工具栏，如图1-20所示。工具栏包含了很多常用命令，在电脑屏幕不能完全显示的情况下可以通过鼠标中键拖动查看。 图1-20 3ds max主工具栏在主工具栏上单击鼠标右键，可以将隐藏的一些工具面板打开，如图1-21所示。图1-21显示隐藏的工具面板（3）命令面板，如图1-22所示。 图1-22 命令面板创建命令面板，是用于创建模型、图形、灯光、摄影机及辅助体等。修改命令面板主要是提供对模型的各种各样的修改功能。层级是设置层级的物体关系，包括父子连接，IK设置等。运动命令面板主要是调节运动控制器的面板，如果对当前的物体指定了不同的运动控制器，那么它的参数设置可以在这个面板上进行设置。显示命令面板主要是调整对场景中模型的显示控制能力，包括将指定的模型隐藏或者显示。程序命令面板主要是提供一些辅助程序，它是独立运行的。（4）正中央是视图区，是主要的工作区域。它可以划分成不同的视图方式，或者进行不同方式的视图大小比例的定位，如图1-23所示。 图1-23 命令面板（5）动画控制区，包括用来播放动画的划块及划块下面的一个时间片段。在制作动画的时候有很多操作将要在这个区域进行，如图1-24所示。图1-24 动画控制区单击图1-24所示字母A处图标，就会显示出“曲线编辑器”。使用“曲线编辑器”可以轻松地实现多个场景的管理和动画控制任务。如图1-25所示。图1-25 曲线编辑器（6）信息面板，包括输入3ds max脚本语言和命令。当前的操作状态及提示下一步的操作和固定的坐标输入方式，如图1-26所示。图1-26 信息面板（7）视图控制区主要是实现对当前视图的操作。例如可以控制摄影机的角度的改变或者将它切换成单视图显示方式等，如图1-27所示。图1-27 视图控制区1.5 物体的显示方式模型在视图中有不同的显示方式，根据不同的显示方式进行不同的操作，在默认情况下模型是以实体显示的。（1）实体显示方式：即“Smooth + Highlights”显示方式。可以在视图中看到物体明暗的显示面及高光效果，如图1-28所示。图1-28 实体显示方式（2）线框显示方式：即“Wireframe”显示方式。模型以它本身的网格线框形式显示，这个时候模型的材质是没有意义的，如图1-29所示。图1-29 线框显示方式（3）平滑显示方式：即“Smooth”显示方式。当平滑显示方式时，在视图中的物体没有高光效果，如图1-30所示。图1-30 平滑显示方式（4）面状+高光显示方式：即“Facets+ Highlights”显示方式。这种显示方式时模型表面没有光滑处理，如图1-31所示。图1-31面状+高光显示方式（5）面状显示方式：即“Facets”显示方式。它和“Facets+ Highlights”显示方式不同的是，显示速度更快一些。但是没有了高光的效果，如图1-32所示。图1-32 面状显示方式（6）光影线框显示方式：即“Lit Wireframes”显示方式。它也是一种线框的显示方式，但是这样线框的显示方式是根据材质的颜色，并且表现出物体的明暗面，如图1-33所示。图1-33 光影线框显示方式（7）边界盒显示方式：即“Bounding box”显示方式。也是最简单的一种显示方式，比较适合大型的场景，用这种显示方式加快视图的显示速度，如图1-34所示。图1-34 边界盒显示方式（8）实体+线框显示方式：在“Smooth+Highlights”显示方式打开的时候，还可以打开“Edged faces”显示方式，如图1-35所示。这样模型既能显示出平滑的阴影面，又能看到模型的线框结构，也是比较常用的一种显示方式。图1-35 实体+线框显示方式1.6 3ds max的视图布局3ds max的视图布局，在默认的3ds max屏幕上是四个视图布局方式。四个视图是均匀划分的，在默认情况下左上角是它的当前属性标志。（1）四个常用视图：即Top视图、Front视图、Left视图和Perspective视图，如图1-36所示。图1-36 四个常用视图（2）其他视图的操作：具体操作方法是用鼠标选择将要改的视图，然后按快捷键【V】，如图1-37所示，用鼠标选择将要更换的视图即可。图1-37 其他视图的操作1.7 3ds max的视图设置视图设置，具体操作办法是在主菜单选择【Customize】/【Viewport Configuration】命令，打开View port Configuration（视图设置）面板，如图1-38所示。图1-38 视图设置（1）视图设置一共有五个区域，如图1-39所示，是视图渲染方式控制区域。这个区域里面可以设置一些不同的渲染级别及渲染属性。图1-39 视图渲染方式控制区域（2）第二个区域是通过更改视图设置来改变视图的布局，可以很方便地设置适合我们工作的视图布局，如图1-40所示。图1-40 更改视图布局（3）第三个区域是安全框设置窗口。安全框设置主要目的是表明显示在TV监视器上工作的安全区域，如图1-41所示。图1-41 安全框区域设置（4）第四个区域是自适应降级选项。自适应降级切换可以更改着色视图中的显示状态，以便显示能够与当前操作保持同步，如图1-42所示。图1-42 自适应降级选项（5）最后一个是区域设置选项。区域设置选项可以指定“放大区域”和“子区域”的默认选择矩形大小，以及设置虚拟视图的参数，如图1-43所示。图1-43 区域设置选项1.8 3ds max的视图背景视图背景的作用是，在当前窗口区域，可以将图像引入作为制作的参考图像。具体操作在主菜单选择【Views】/【Viewport Background】（视图背景）命令，打开Viewport Background对话框，如图1-44所示。（1）下面详细讲述如何将准备好的图片作为视图背景显示。单击【Files】按钮，如图1-45所示。图片见配套光盘cd1/Scenes/02/car.bmp。 图1-44 视图背景 图1-45 背景视图对话框（2）单击【Files】按钮，会打开一个对话框，如图1-46所示。然后选择准备好的图片，单击【打开】按钮。（3）单击【打开】按钮后，会再次打开Viewport Background对话框，在View port Background对话框的Aspect Ratio区域钩选Match Bitmap选项，如图1-47所示。这样图片加入到背景视图中会自动匹配视图。 图1-46 选择图片 图1-47 选择正确的选项（4）按照上一步的设置完成后，单击【OK】按钮，图片就会出现在3ds max的窗口视图中。这个图片就可以作为制作模型的参考，如图1-48所示。图1-48 添加图片1.9 操作视图操作视图主要是通过右下角的视图操作工具来进行的。根据视图的内容不同，会发生相应的变化，如图1-49所示。图1-49视图操作工具（1）缩放视图：当在“透视”或“正交”视图中进行拖动时，使用“缩放”可调整视图放大值，如图1-50所示。缩放视图后物体在窗口中显示变小。缩放视图前 缩放视图后图1-50 缩放视图（2）缩放所有视图：使用“缩放所有视图”选项可以同时调整所有“透视”和“正交”视图的放大值。在默认情况下，“缩放所有视图”将会放大或缩小视图的中心，如图1-51所示，缩放后所有的视图均变小。缩放所有视图前 缩放所有视图后图1-51 缩放所有视图（3）最大化显示可见对象：将所有可见的对象在“透视”或“正交”视图中居中显示。当在单个视图中查看场景的每个对象时，这个功能非常有用，如图1-52所示。最大化显示前 最大化显示后图1-52 最大化显示可见对象（4）最大化显示所选对象：将选定对象或对象集在“透视”或“正交”视图中居中显示。当浏览的小对象在复杂场景中丢失时，该功能非常有用，如图1-53所示。最大化显示所选对象前 最大化显示所选对象后图1-53 最大化显示所选对象（5）缩放区域：使用“缩放区域”可放大在视图内拖动的矩形区域。当活动视图是正交、透视或用户三向投影视图时，该功能才可用。该功能不可用于摄影机视图，如图1-54所示。使用缩放区域前 使用缩放区域后图1-54 缩放区域（6）平移视图：平移视图可以在与当前视图平面平行的方向移动视图，还可以通过按下鼠标的中键，同时在视图中拖动来进行平移，无需启用“平移”按钮即可进行平移，如图1-55所示。平移前 平移后图1-55 平移视图（7）弧形旋转：使用该功能可以使视图围绕中心自由自旋转，如图1-56所示。图1-56 弧形旋转（8）最大化视图切换：使用“最大化视图切换”，可在其正常大小和全屏大小之间进行切换，如图1-57所示。图1-57 最大化视图切换1.10 隐藏冻结物体隐藏冻结物体，是指对视图中物体的显示，可以进行隐藏和冻结的操作。一般情况下单击【Display】（显示命令面板）来进行隐藏和冻结的设置。首先讲述隐藏展卷栏，如图1-58所示。图1-58 隐藏展卷栏（1）Hide Selected（隐藏选择对象）：意思是将选中的视图中的物体加以隐藏，如图1-59所示。选择蓝色的Box物体，单击【Hide Selected】按钮，蓝色的Box迅速被隐藏。图1-59 隐藏选择对象（2）Hide Unselected（隐藏未选择对象）：隐藏除选择对象外的其他所有可见对象。使用此方法可以隐藏除正在处理的对象以外的其他所有对象，如图1-60所示。选择蓝色的Box物体，单击【Hide Unselected】按钮，其他两个物体迅速被隐藏。图1-60 隐藏未选择对象（3）Hide by Name（按名字隐藏）：显示一个对话框。使用这个对话框可以隐藏从列表中选择的对象，如图1-61所示，打开“Hide Objects”对话框，选择Box03物体，然后单击【Hide】按钮，红色的Box物体迅速被隐藏。图1-61 按名字隐藏（4）Hide by hit（按点击隐藏）：隐藏在视图中单击的所有对象。如果按住【Ctrl】键的同时选择某对象，则将隐藏该对象和其他所有子对象。要退出“按点击隐藏”模式，请使用鼠标右键单击，按【Esc】键，或选择不同功能。如果隐藏场景中的所有对象，则此模式将自动关闭，如图1-62所示，单击【Hide by hit】按钮，然后单击黄色的Box物体，物体立刻被隐藏。图1-62 按单击隐藏（5）Unhide All（全部取消隐藏）：将所有隐藏的对象取消隐藏。仅在指定隐藏一个或多个对象时，此取消隐藏按钮才可用，如图1-63所示。图左是将场景中的所有物体已经隐藏，如全部显示的话，单击【Unhide All】按钮，图右是隐藏的物体又显示在视图中。图1-63 全部取消隐藏（6）Unhide by Name（按名称取消隐藏）：显示一个对话框。使用这个对话框取消隐藏从列表中选择的对象。如图1-64、图1-65所示，先将黄色和红色的Box隐藏，然后再打开Unhide Objects对话框，选择Box01和Box02，单击【Unhide】按钮，被隐藏的物体通过名字的选择被显示出来。步骤：首先，隐藏其他两个物体，如图1-64所示。然后打开Unhide Objects对话框，选择不需要隐藏的物体名字，如图1-65所示。 图1-64 隐藏其他两个物体 图1-65 选择不需要隐藏的物体名字最终，选择的物体重新显示在视图中，如图1-66所示。冻结展卷栏，如图1-67所示。“冻结”展卷栏提供了通过选择单独对象来对其进行冻结或者解冻的控制。使用冻结控制后，冻结的对象仍会保留在屏幕上，但是不能对其进行选择、变换或修改。默认情况下，冻结的对象呈现暗灰色。 图1-66 物体重新显示在视图中 图1-67 冻结展卷栏（7）Freeze Selected（冻结选定对象）：冻结所选择的物体。同样用上面例子中的三个Box作为实验对象。如图1-68所示，选择黄色的Box物体，单击【Freeze Selected】按钮，黄色的Box物体立刻呈现暗灰色，表示黄色的Box物体被冻结。图1-68 冻结选定对象（8）Freeze Unselected（冻结未选定对象）：冻结除选定对象外的其他所有可见对象。使用此方法可以快速冻结除正在处理的对象以外的其他所有对象。如图1-69所示，首先选择蓝色的Box物体，然后单击【Freeze Unselected】按钮，其他的两个Box