第1章__3DMAX2010教程-计算机三维

1、主讲教师：张冰 3ds max是一种流行的专业三维动画制作软 件，在动画、多媒体、数码游戏、影视、广告和 效果图设计等领域有着广泛的应用。 本课程是一门技术性和艺术性并重的课程， 注重培养学生实际操作能力和艺术审美能力。学 生学习动画艺术的理论知识及三维动画的设计流 程和设计方法。从而使学生对三维动画有更全面、 系统的了解。 有关3ds max方面的书籍 讲课以Autodesk 3ds max I 级动画工程师 的标准培训教材为基础 1平时成绩40% （作业：30% 出勤： 10%） 2 课程论文 60% 课程论文内容 设计思想 建模方法 材质 灯光的设计 摄影机设计 处理方法技巧 制作中遇到

2、的困难 经验体会和收获 第一章 三维动画概述 主要内容 3D动画及其发展史 三维动画设计流程 三维动画主要设计软件 3DS MAX介绍 3DS MAX常用工具 什么是3D动画 什么是动画（Animation）？ 拉丁文字根anima意为灵魂，动词animare指 赋予生命，引申为使某物活起来，animation 可以解释为经由创作者的安排，使原本不具生 命的东西像获得生命一般地活动。 动画是指一系列静止图像以足够快的速度(称为 帧速) 播放，使得肉眼看上去它们是连续的，即 运动图像。 3D？ 人眼的特性是近大远小，从而使得二维的图像 呈现出立体感，丰富的颜色变化模拟出了真实 的世界。 3D效果

3、 3D动画制作原理 建立3D模型 在时间轴上设置关键帧 (key frame) 软件自动产生中间帧 （插值） 输出一段完整的动画 模型的代表性 位置和形状 动画的3D化趋势 目前3D化趋势明显，迪斯尼对米老鼠也进 行了3D化 3D能够给影视和游戏带来高度的真实感， 是3D化的动力 计算机和显卡技术的进步、3D引擎和3D软 件的完善是保障 动画的应用领域 创建影视特效 视频游戏 科学模拟 建筑漫游 3D动画史早期的动画 19世纪的西洋 镜： 圆盘转动并带 动图像产生动 画效果。 3D动画史早期的动画 1906年出现第一部接近现代动画片的影片 “滑稽面孔的幽默形象（Humorous phases

4、of funny faces）”。 3D动画史早期的动画 1914年的电影“恐龙格蒂（Gertie, the trained dinosaur）”向公众展示了动画 的魅力。 3D动画史早期的动画 1923年迪斯尼兄弟动画制作公司成立，这 一年是动画历史上最伟大的一年，从此迪 斯尼公司逐步将动画影片推向巅峰。 迪斯尼出品的电影“轮船威利号（Steam Boat Willy）”介绍了米老鼠的故事，成为 第一部有声卡通电影。 3D动画史3D动画的出现 20世纪8090年代，大量3D软件开发公司 成立，3D技术研究和软件开发在高校和公 司不断开展。 1995年的电影 “玩具总动员（ Toy Story

5、）” 成为第一部全3D 电脑动画制作的 电影。 3D动画史3D动画的盛行 2001年电影“怪物 史瑞克（Shrek）” 获得奥斯卡首次最 佳动画长篇奖 3D动画史3D动画的盛行 2003年电影“海底总动员 （Finding Nemo） ”创下动画片全美 票房记录。 3D动画的未来 3D效果更加真实 向实时动画方向发展： 目前的大部分动画都是预渲 染的，如电影制作 游戏属于实时动画范畴 今后的电影可能会和游戏一 样，只需要编写程序就可以 实现，这需要计算机软硬件 提供强大的支持 3D动画的未来 的一个场景 精彩剧情比 肩好莱坞经 典大片 3D动画总体制作流程 前期制作 (Pre-producti

6、on) 内容制作 (Production) 后期制作 (Post-production) 脚本拟定 情节架构 模型与场景建立 动画制作 特效制作 影片剪辑 影片输出 3D游戏动画制作流程 构思及计划建立剧情脚本编写 角色造型设定 场景设定 分镜头绘制 3D模型制作 贴图制作 材质设定 实景拍摄 角色骨架设定 灯光设定3D摄影机设定 角色动作设定 灯光动画设定 摄影机动画设定 材质动画设定 任务旁白录制 场景渲染 动画整合 影像合成 音效制作 影片剪辑 配乐及音效合成 3D动画主要设计软件 我们该选择哪一款3D动画设计软件？ 3ds max Maya Softimage/XSI Lightwav

7、e3D 提高3D设计的才能是关键，各种软件的工 作流程都是相通的。 关于3ds Max Autodesk公司的AutoCAD是其旗舰产品， 它是一款标准的建筑设计软件。 但是，大部分客户需要看到的并不是专业 的设计图纸，他们需要的是直观、立体的 真实效果。 作为CAD的辅助系统，Autodesk公司研发 了一套基于PC的三维视效处理软件3D Studio 。这套系统能够在DOS系统这样及 其低端的环境下，制作较比复杂的三维效 果。 3ds Max简介 3ds Max是一款应用于PC平台的元老级三维 动画软件，由Autodesk公司出品。 它具有优良的多线程运算能力，支持多处理器 的并行运算，丰

8、富的建模和动画能力，出色的 材质编辑系统。 在中国，3ds Max的使用人数大大超过其他三 维软件。 3ds Max的成功在很大的程度上要归功于它的 插件。全世界有许多专业技术公司在为它设计 各种插件。 3ds Max简介 自3ds Max 2009 版开始，3ds Max分割 成两个产品线。用于游戏及影视制作的3ds Max 。另一个用于建筑，工业设计，以及 视觉效果设计的3ds Max Design 。 3DS MAX 概述 在游戏制作、影视 特效、 广告动画、建筑业 等方 面都广泛应用。 3DS MAX工作流程 1、建模 根据设计的物体形状选择建模方法， 同样的物 体造型可以有多种方法生

9、成，要选择既准确又 快捷的方法，还要考虑建模完成以后的修改编 辑。 在满足结构要求和渲染精度的前提下尽量减少 物体的顶点数和面数，以减少渲染时间，这一 点对于复杂场景特别重要 3DS MAX工作流程 2、编辑修改 初步创建好三维模型，需要进一步编辑修改才 能达到要求，编辑方法很多，要选择最方便有 效的，编辑命令的使用要考虑先后顺序 3DS MAX工作流程 3、材质贴图 完成建模只完成了物体的几何形状，色彩、质 感等物理属性必须通过材质编辑才能实现。赋 予材质后，场景才具有真实感 3DS MAX工作流程 4、灯光设置 有了灯光才能看见物体， 对于体现物体的形态 灯光很重要，特别在室内设计效果图中

10、，灯光 更加重要 3DS MAX工作流程 5、摄影机设置 要产生好的效果图，摄影机也很重要，直接影 响透视效果。选择视点、视角以产生令人满意 的透视图 3DS MAX工作流程 6、渲染输出 选择渲染参数，渲染成图，用其他软件进行后 期处理。对于效果图到此就完成了。对于动画 制作，还需要继续以下流程 3DS MAX工作流程 7、动画制作 以完成的静态图为动画的第一帧，设计动作 （物体的各种变化或场景里灯光、摄影机的变 化），反 复调试渲染和修改，最后制作成动画， 经后期处理完成作品。 在实际工作时，这一过程并非一成不变的，有 时需要交叉进行，反复几次 3DS MAX2010 中文版界面 视图区

11、从上往从上往 下看下看 从左往从左往 右看右看 从前往从前往 后看后看 默认的默认的 摄像机摄像机 视图，视图， 立体感立体感 较强较强 Top视图视图 Front视图视图 Left视图视图 Perspective视图视图 正交投影类型 透视投影类型 视图控制区 3DS MAX常用工具 主要内容 对象的选择操作 对象的平移、旋转和缩放等操作 对象的复制操作 对象的镜像操作 对象的对齐操作 对象的阵列操作 对象的选择操作 要对视图中的对象进行移动、旋转、缩放 等变换，设置对象材质贴图，调整灯光、 摄影机参数等操作，就必须选中所要操作 的对象。被选中的对象在视图中以白色的 线框方式显示，而在Per

12、spective视图和 Camera视图中被选中时，在对象外有一个 白色的边框（包围体）。 工具栏上的对象选择按钮 工具栏上“选择对象”对应的按钮为： 也可以按照名称来进行选择，按钮为： 其它一些命令按钮也有选择功能： 选择并平移按钮： 选择并旋转按钮： 选择并缩放按钮： 选择并操纵按钮： 对象的选择操作 单击选择对象： 配合Ctrl键选择多个或者取消选择 区域选择 配合Ctrl键多选，Alt键取消选择 区域形状： 选择模式：窗口模式 和交叉模式 根据名称选择 对于复杂的场景，一般要使用名称选择，因此 对场景中的物体要有良好的命名 根据颜色选择 对于复制、镜像、阵列得到的物体往往颜色都 一样，

13、可以使用颜色选择（Edit菜单下） 对象的平移操作 平移的轴约束特点 3个坐标轴X、Y、Z颜色分别为红、绿、蓝 鼠标移动到某个轴，使它变成黄色后可以将对 象沿着该轴移动 鼠标移动到某个坐标平面，使它变成黄色后可 以将对象沿着该平面移动 打开/关闭轴约束的快捷键为X键 对象的旋转操作 按下“旋转”按钮并在透视图中选择物体， 操作对象位置上出现5个圆形控制柄 对象的旋转操作 其它的几个正交图只出现4个，少了一个坐 标轴（所有的控制柄将减小一个自由度） 对象的旋转操作 操作方法： 在视图中将鼠标指针移到某一轴向的旋转控制 柄上变为黄色时拖动鼠标，可将操作对象绕该 轨迹圆旋转 内部透明的切片上显示旋转

14、的角度值变化 视图旋转控制柄可以使变换对象沿垂直视 图的方向产生旋转的效果 自由旋转控制柄允许用户根据鼠标移动方 向产生自由旋转的效果 对象的缩放操作 提供三种缩放变换工具按钮 Select and Uniform Scale（选择并均匀缩放） Select and Non-uniform Scale（选择并非均 匀缩放） Select and Squash（选择并挤压） 操作方法 前2种：可以沿着1个轴、2个轴之间构成的平 面，3个轴（等比例）进行缩放 第3种：沿着选定轴、平面缩放时，其它方向上 被挤压，从而保持体积不变，无法进行等比例 缩放 控制柄的使用方法与选择并移动工具的控制柄 相似

15、对象的精确变换 在选中 中的 一个工具按钮后，在按钮 上单击鼠标右键，将弹出 对话框，输入具体的数值， 可以精确地变换 对象的复制操作 当场景中存在相同或者相似的物体时，复 制操作显得非常快捷方便 复制方法： 单击Edit（编辑）Clone（克隆）菜单命令 按住Shift键后，执行变换操作（包括移动、旋 转、缩放） 提示：当使用不同的变换操作时，可以分别对 复制的对象进行移动、旋转和缩放。 对象的复制操作 执行复制时会弹出Clone Options（克隆 选项）对话框，如下图 复制类型 复制：两个模型没有任何关系（完全独立型） 实例：修改任一个都会改变另一个（完全依赖 型） 参考：对原对象修改

16、会影响到新对象，而新对 象的修改不会影响原对象 （单方依赖型） 如何验证？ 分别以3个不同的选项复制出3个新的对 像，然后分别对4个对象加入修改器(比 如锥化)，检查相互之间的影响情况 对象的镜像操作 当场景中的物体之间具有某种对称性时， 镜像操作非常有用，比如桌子对立两侧放 置的两把椅子 镜像其实是缩放操作的特例（1的缩放率） 几个参数 镜像轴：坐标值需要取负（如X：表示 X坐标值改变，而Y、Z不变，即YZ平 面对称。YZ呢？ 偏移：对坐标值取负之后再加上偏移值 才是最终的位置 克隆选项和复制操作类似 对象的对齐操作 对齐操作可以用于精确的约束两个对象之 间的位置关系 操作方法：先选择当前对

17、象，然后选择工 具栏上的 按钮，再单击目标对象弹出 右图的对话框。 对齐位置栏参数含义： 当前对象沿哪个约束轴往目标对象移动（目标 对象不动），移动到什么时候结束就看当前对 象的哪部分和目标对象的哪部分对齐（分别有 最小、中心、轴点和最 大） 对象的对齐操作 其它对齐操作 快速对齐：直接使有轴对齐（或者中心对齐） 法线对齐：按两个对象的法线对齐，先选择源 对象，点击工具栏上的 按钮，在原对象上 拖动鼠标，根据蓝色箭头确定当前法线。然后 在目标对象上拖动鼠标，根据绿色箭头确定法 线。 放置高光：对物体定义高光，选择灯光再操作 对齐摄影机：将摄影机和物体的平面对齐 对齐到视图：将物体按照某个轴和视

18、图的Z轴 对齐 对象的阵列操作 当场景中的对象有大量的、有规律的重复 时，就需要阵列操作 创建方法：选择对象，单击Tools（工具） Array（阵列）菜单命令，弹出阵列对话 框 对象的阵列操作 参数设置： Array Transformation：World Coordinates （Use Pivot Point Center）栏：设置阵列对象 沿坐标轴移动的距离、旋转的角度和缩放的比 例，分为Incremental（增量）和Totals（总计） 两个区域。 如果在这部分要使用Rotate（旋转）进行阵列， 则一定要注意轴心点是否合适 Re-Orient（重新定向）和Uniform（均匀）： 选中Re-Orient复选框，在移动、旋转或缩放时， 阵列对象中的每一个对象相对于前一个对象都 要重新确定方向；选中Uniform复选框，阵列 对象中每一个对象的方向都保持一致。 对