第5章-虚拟现实建模工具3ds-Max

虚拟现实技术天津天狮学院黄金栋第5章虚拟现实建模工具3dsMax

5.1 3dsMax的基础知识5.2 几何体建模5.3 二维图形建模5.4 高级造型技巧5.5 材质与贴图5.6 灯光与环境5.7 三维动画制作5.8 3dsMax与VRML5.13dsMax的基础知识5.1.1 系统需求5.1.2 3dsMax的用户界面5.1.3 3dsMax的文件操作5.13dsMax的基础知识5.1.1 系统需求操作系统：Windows2000/XP或WindowsNT4.0以上CPU：P3以上，建议使用P4，这是影响软件运行速度的重要因素。内存：128MB以上，最好配备256MB以上DDR内存。显卡：支持1024×768以上分辨率，24位真彩，16MB以上显存。硬盘：建议使用40GB以上，且至少有500MB空余空间以供缓存文件的存取。其他部件：声卡和音箱。5.13dsMax的基础知识5.1.2 3dsMax的用户界面1、主工具栏：位于菜单栏的下方，它由多种常用工具的快捷按钮组成。2、视图（或称视窗）：主要的工作区，用户可以通过它们从各种角度来观看所建立的三维场景。3、视图控制区：用于控制视窗中物体显示的大小、方向和形态等。4、命令面板区：包括了众多的工具和命令，供在场景中建立模型，并对模型加以编辑。5、动画控制区：主要用来进行动画的记录、动画帧的选择、动画的播放以及动画时间的控制等操作。6、状态栏和信息提示栏：状态栏用于标明所选对象、提供当前视图中X、Y、Z三个坐标位置的数值、及其当前视图栅格所使用的距离单位；提示栏位于状态栏的下方，用于显示当前所选工具的扩展描述。5.13dsMax的基础知识5.1.3 3dsMax的文件操作1、文件的合并：利用Merge（合并）功能，用户可以将指定文件的场景与当前场景合为一体。2、文件的导入与导出：可以读入或输出不属于其标准格式的场景文件，格式可以是：DXF、DWG、PRJ、STL、AI、SHP、WRL和ASC等。5.2

几何体建模在3dsMax中，可以直接在命令面板Create（建立）\Geometry（几何模型）下，选择StandardPrimitives（标准几何体）或ExtendedPrimitives（扩展几何体）的工具按钮，创建和组合各种简单的三维物体。

5.2.1 创建三维几何体模型5.2.2 三维物体的修改编辑5.2

几何体建模5.2.1 创建三维几何体模型

系统提供了10种标准模型（如Box立方体、Sphere球体、Cylinder圆柱体、Teapot茶壶等）和13种扩展模型（如Hedra多面体、ChamferBox倒角方体、TorusKnot环形结、RingWave环形波浪等）的3D造型工具。

[例5-1]制作布艺沙发

参见教材P87。5.2

几何体建模5.2.2 三维物体的修改编辑系统提供了众多的修改命令，例如Bend（弯曲），Taper（削切），Twist（扭曲）和Noise（噪声）等。

[例5-2]制作台灯

参见教材P90。5.3

二维图形建模5.3.1 创建和编辑二维图形5.3.2 使用二维图形建立三维模型5.3

二维图形建模5.3.1 创建和编辑二维图形用户可以直接选择命令面板Create（建立）\Shapes（图形）下的Line（直线或曲线）、Circle（圆）、NGon（多边形）、Text（文字）、Star（星型）、Helix（螺旋线）等工具按钮创建二维图形。利用修改器中的EditSpline（编辑样条）功能，还可以对已绘制的图形做进一步的编辑和调整，对2D图形的修改可以分为：Vertex（节点）、Segment（线段）、Spline（样条）和Object（造型）等4个层次。进入Sub-Object模式修改功能，则可以对图形的节点、线段以及样条的形状和曲度进行调整。其中，节点的控制占了非常重要的地位，用户可以分别在Corner（角点）、Smooth（光滑曲线点）、Bezier（贝塞尔点）、BezierCorner（贝塞尔角点）这四种节点类型中任选其一。5.3

二维图形建模5.3.2 使用二维图形建立三维模型使用Extrude修改功能，把创造的2D平面拉伸成一个3D物体。利用Lathe修改功能，使2D造型自行旋转产生成一个3D物体。使用Loft修改功能，将2D截面沿路径（另一个平面或立体化的2D造型）放样生成一个3D物体。

[例5-3]制作花瓶

参见教材P95。

[例5-4]制作油画参见教材P97。5.4

高级造型技巧5.4.1 放样及放样变形5.4.2NURBS曲面造型5.4

高级造型技巧5.4.1 放样及放样变形Scale（变比）：沿放样物体的X轴或Y轴，对截面进行百分比缩放。Twist（扭曲）：以路径为轴，对截面进行扭曲变形。Teeter（旋转）：将截面沿放样物体的轴旋转，可改变物体在路径始末端的倾斜度。Bevel（倒角）：对截面进行缩放，可产生内外倒角。Fit（拟合）：通过指定顶视图（FitX）、侧视图（FitY）和前视图（Loft）的二维轮廓造型来创建三维物体。

[例5-5]制作导弹

参见教材P101。5.4

高级造型技巧5.4.2NURBS曲面造型创建NURBS造型的常用方法有以下几种：建立一个原始的NURBS曲面，然后在Modify修改命令面板中对其进行修改。建立多个原始的NURBS二维曲线形，然后在Modify修改命令面板中对其进行旋转、拉伸等修改。先建立一个标准几何物体，将其转化为NURBS造型。

[例5-6]制作床罩

参见教材P105。5.5

材质与贴图5.5.1 材质编辑器5.5.2 复合材质与贴图5.5

材质与贴图5.5.1 材质编辑器

材质，是网格物体表面的一种属性，它将影响物体的颜色、反光度、透明度和图案等。在材质编辑器中，用户可以生成和编辑材质、贴图以及两者的任意组合。

[例5-7]制作油漆反射桌面和陶壶

参见教材P108。5.5

材质与贴图5.5.2 复合材质与贴图用户可以可以建立材质或贴图层级。一个材质层级是指一个包含其它材质或贴图的材质，相应的一个贴图层级是指一个包含其它贴图的贴图。我们将它们称为复合材质和贴图。设定贴图坐标主要有三类方法：内建式，即按照系统预设的方式给物体指定贴图坐标。外部指定式，即我们可以根据物体的形状自己指定贴图方式。放样物体贴图方式，即在放样物体生成或修改时按照物体的纵向或横向指定的贴图方式。

[例5-8]制作彩罐参见教材P111。5.6

灯光与环境5.6.1 灯光的运用5.6.2 雾的运用5.6

灯光与环境5.6.1 灯光的运用泛光灯（Omni），是一种可以向四面八方均匀照射的点光源。目标聚光灯（TargetSpot），是一种可调整的、有方向的光束，它可产生阴影和其它特殊效果，是最为常用的一种光源。自由聚光灯（FreeSpot），是一种没有投射目标的聚光灯，通常用于运动路径上或与其它物体相连而成为子物体。目标定向光源（TargetDirect），是一种可发射出平行光束的灯光，通常用于模拟日光的照射效果。自由定向光源（FreeDirect），是一种没有投射目标的定向光源，通常用于动画路径上或与其它物体相连而成为子物体。

[例5-9]制作灯光舞台

参见教材P114。5.6

灯光与环境5.6.2 雾的运用标准雾（StandardFog），常用于增加场景中空气的不透明度，产生雾茫茫的大气效果。层状雾（LayeredFog），常用于表现仙境、舞台等特殊效果。体积雾（VolumeFog），又称质量雾，可产生三维空间的云团，是真实的云雾效果，在三维空间中以真实的体积存在。燃烧（FireEffect）效果，可以用于产生真实动态的火焰、烟雾、爆炸等特殊效果。

[例5-10]制作云雾缭绕的山脉

参见教材P117。5.7

三维动画制作在3dsMax中，可以制作变换动画（移动、旋转、缩放）、放样动画、粒子动画、管理器动画、动力学动画、正向或反向链接动画、环境动画、材质动画、变形动画等。本节中介绍几种最为常用的动画制作方法：参数动画、动画控制器和摄像机动画。5.7.1 参数动画5.7.2 动画控制器5.7.3 摄像机动画5.7

三维动画制作5.7.1 参数动画当按下动画录制按钮，并将帧滑块移出第0帧后，对物体参数所进行的修改就将成为动画参数。制作一组动画并不是要把所有帧的状态都制作出来，用户只需设置好几个关键帧的场景参数，然后就可以由系统自动完成这些关键场景之间的帧的渲染与绘制。

[例5-11]制作摇摆的圆柱

参见教材P120。5.7

三维动画制作5.7.2 动画控制器每次对场景中的物体做动态设定时，3dsMax会自动指定一个动画控制器，所有的动画数据都将由它来处理。动画控制器能够存储动画值，安排两个关键帧之间的插入值，并决定以何种方式来产生动画。

[例5-12]制作腾空而起的导弹参见教材P121。5.7

三维动画制作5.7.3 摄像机动画在虚拟空间中建立模型后，如果再建立一台摄像机，并使它运动起来拍摄这个虚拟空间的景象，就可以获得一个动态的、连续的摄影过程，从而形成一种全方位的场景浏览动画。

[例5-13]制作场景浏览动画参见教材P122。5.8 3dsMax与VRML5.8.1

将3dsMax的场景导出到VRML5.8.2

在3dsMax中插入VRML节点5.8.3

3dsMax与VRML的结合5.8 3dsMax与VRML5.8.1将3dsMax的场景导出到VRML

3dsMax创建的三维场景可以通过文件的Export功能直接导出到VRML中。在导出时需要一定的参数设置和一些技巧。

[例5-14]制作观海亭参见教材P125。5.8 3dsMax与VRML5.8.2 在3dsMax中插入VRML节点VRML节点的类型：Anchor（锚点）、TouchSensor（触摸传感器）、ProxSensor（接近传感器）、TimeSensor（时钟）、NavInfo（导航信息）、Background（背景）、Fog（雾）、AudioClip（声音）、Sound（立体声音）、Billboard（公告板）、LOD（细节控制）、Inline（行插入）等。VRML节点的插入：需要通过插入图标的方式来引入。

[例5-15]制作风车

参见教材P128。5.8 3dsMax与VRML5.8.3 3dsMax与VRML的结合将3dsMax与VRML结合使用的方法可以是：首先，利用3dsMax制作三维场景的造型、材质贴图和动画；接着，将3dsMax场景利用Export功能导出到VRML中；最后，在文本编辑器中打开生成的.wrl源程序文