虚拟现实技术3(三维场景制作)113

三维场景创设第二部分1基础篇1.1认识三维动画1.23DSMAX的工作环境1.3一个3D动画的制作过程1.1三维动画基础1.1.1动画的原理1.1.2三维动画1.1.3三维动画的作用1.1.1动画的原理1.1.2三维动画–3DSMAX的历史•3DStudioMAX←3DStudio←AutoDesk–3DSMAX的应用领域•电影电视、广告与工业设计、音乐MTV、电脑游戏、现代艺术、建筑装璜、机械制造、多媒体教育、科研领域–其它三级动画设计软件•Maya、AutoCAD、Cool3D、SoftImage3D1.13DSMAX简介1.1.23DSMAX概貌–3DSMAX的造型－－对三维物体进修改、调整、变形等，通过二维图形放样等各种方法–3DSMAX的视图－－正交视图和透视视图–3DSMAX的色彩和材质－－赋予物体颜色和质感–3DSMAX的灯光－－营造场景的氛围–3DSMAX的运动－－设定物体运动轨迹，设定父、子层级之间的继承关系，完成复杂动画–3DSMAX的镜头－－镜头的操作：推拉、变焦、摇移、旋转等；镜头的轨迹运动1.13DSMAX简介1.1.3三维动画的创作过程–构思–绘制草图（可以省略）–建模–材质灯光–动画－－物体、摄像机、灯光、色彩等–特效–渲染1.1.3三维动画与虚拟现实1.23DSMAX简介1.1.1关于3DSMAX1.23DSMAX的工作环境3DSMAX的屏幕布局：–菜单栏、工具栏、反应器面板–视图区、命令面板–时间轴、动画区、动画控制区、视图控制区–MAXScript区、提示栏、状态栏1.2.1菜单栏及文件操作•新建文件－清除屏幕内容，保留当前系统设置KeepObjectsandHierarchy保留所有对象以及它们之间的层次链接关系，但删除所有动画关键点以便重新制作动画。KeepObjects保留所有对象，但删除它们之间的层次链接关系及所有动画关键点。NewAll清除所有对象以便重新开始。•重设场景（Reset）－清除所有数据，恢复到系统初始状态•合并文件（Merge）1.2.2工具栏及其相关操作3dsmax7中一般只显示主工具栏，主工具样中包括选择类工具、选择并操作类工具、选择集锁定工具、坐标类工具、渲染类工具、连接关系类工具及其它如帮助、对齐、阵列复制等。3dsmax7的一些工具只能在工具栏中找到，当工具栏不能完全显示时，可将鼠标指针从按钮上移开（变为手形），拖动可以看到隐藏的工具按钮。1.2.2工具栏及其相关操作1.选择操作–选择对象：直接点取，也可以拖动鼠标框选多个对象，被选择物体以白色线框方式显示–按名称选择：用于复杂场景的对象选择，提供了选择类型过滤器、组的选择、名称排序等，还可显示层次关系，可通过EditSelectByName命令，调出SelectObject对话框。–区域选择：矩形、椭圆、多边形、套索–设定选择方式（窗口/交叉）–选择过滤器：过滤选择物体1.2.2工具栏及其相关操作2.选择并变换操作–选择并移动按钮－移动时根据定义的坐标轴向来进行–选择并旋转按钮－根据坐标轴向进行旋转–选择并缩放按钮•选择并等比缩放：在三个轴向上对物体进行等比缩放•选择并非等比缩放：在指定的坐标轴上对物体做缩放•选择并挤压：在指定的坐标轴上时挤压变形当上述工具开启时，鼠标右键单击按钮，可调出变换输入浮动框，通过输入数值改变对象比例，也可通过ToolsTransformType-In命令调出1.2.2工具栏及其相关操作3.选择并链接操作–选择并连接：将两个连接成父子关系–取消连接–绑定到空间扭曲1.2.2工具栏及其相关操作4.复制、视图工具–镜像–对齐、快速对齐、法线对齐、放置高光、对齐摄像机、对齐到视图–层管理器–轨迹视图（曲线编辑器）–图解视图：显示关联物体的父子关系–材质编辑器1.2.2工具栏及其相关操作4.其它–渲染–渲染区域–快速渲染1.2.3命令面板1.创建命令面板几何体、图形灯光、摄像机辅助工具空间扭曲系统2.修改命令面板3.层级命令面板4.运动命令面板5.显示命令面板6.工具命令面板1.2.4视图及其控制视图区：是创作作品的地方视图快捷菜单：右键单击视图标识符物体快捷菜单：右键单击物体视图配置：选择CustomizeViewportConfigurtion或在视图名称上的右键菜单中打开对话框。1.2.4视图及其控制1.视图类型（在配置中选择布局）–标准视图：顶、底、前、后、左、右和用户视图、透视图，透视图类似于摄像机视图，透视角度（FOV值）通过视图控制工具Field-of-View调节，右击视图控制工具进入视图设置框，在RenderingMethods下可调整FOV值。–摄像机和灯光视图：用于场景制作，场景渲染都是在摄像机视图中完成的，快捷键为C；灯光视图从聚光灯的出射点来观察场景，以便调节灯光效果，快捷切换键为Shift+S；–轨迹视图：通过曲线编辑器按钮调出。1.2.4视图及其控制2.视图显示类型–Smooth+Highlights实体着色模式–Smooth–Factes+Highlights面状+高光–Factes–LitWireframes光影线框–Wireframe线框–BouningBox边界盒在视图右上角标识上右击，打开视图快捷菜单1.2.4视图及其控制3.视图控制工具–缩放–缩放全部–最佳缩放–最佳缩放所有–视角–平移–旋转–最大/最小1.2.5动画及控制动画控制区–开启动画制作模式、插入关键帧、播放动画等–动画时间的设置•在屏幕右下方选择TimeConfigration按钮，在FrameRate区域中复选PAL选项，在Animation区域中将End时间设为200•提示栏、状态栏、MAXScript区1.23DSMAX的工作环境1.2.6坐标系统–参考坐标系•视图坐标系统、屏幕坐标系统、世界坐标系统、父物体坐标系统、自身坐标系统、自选坐标系统–轴心点的控制按钮•使用轴心点中心•使用选择集中心•使用坐标变换中心–X、Y、Z轴向限制按钮1.3一个3D动画的制作过程–创建山脉对象–创建文字对象–创建摄像机–设定动画–设定材质–动态材质效果–添加粒子系统–渲染输出2三维建模2.1建立标准几何体2.2对象的基本操作2.3建立其它几何体2.4三维编辑修改器2.5可编辑网络2.6复合建模2.1建立标准几何体2.1.1标准几何体的一般参数2.1.2标准几何体2.1.1标准几何体的一般参数1.基本参数如长方体的长宽高，球体的半径等2.分段设定分段数，可产生栅格体，用作修改加工的原形物体，如波浪平面、山脉地形等3.切片制作标准几何体的切片4.生成贴图坐标2.1.2标准几何体长方体、圆椎体、球体、几何球体、圆柱体、管状体、圆环、四棱椎、茶壶、平面几何球体－－以三角面拼接成的球体或半球体，可用来制作分离特技（如爆炸），可分解成三角面或标准四面体或八面体。平面－－常用制作地面、山川等2.1.2标准几何体实例1－－石头：球体，噪波Noise，Scale缩放155，分形Fractal，StrengthXYZ为807580；实例2－－弯曲环：圆柱，顶视图，高度200，高度片段数15，Autokey，100帧处，Front视图，弯曲编辑修改器（Bend），角度180；2.1.2标准几何体实例3－－创建动态环：圆环，顶视图，在100帧位置处，修改半径1实例4－－建立锥体切片：圆椎实例5－－切片动画：管状体实例6－－长起的锥体：四棱锥实例7－－建立山脉：平面实例8－－茶壶的旋转：顶视图，旋转工具，360°2.2物体的基本操作2.2.1对齐操作2.2.2物体的组合2.2.3物体的复制2.2.4实例制作2.2.1对齐操作1.对齐物体选择物体，选择“工具|对齐”或工具栏中的“对齐工具”，再单击要对齐的物体，打开对话框。2.对齐摄像机选择“工具|对齐摄像机”或“对齐摄像机”工具选择摄像机，选择对齐工具，再选择面并单击3.对齐视图选择“工具|对齐到视图”或“对齐到视图”工具2.2.2物体的组合对象的组合2.2.3对象的复制–使用Clone命令–使用Shift键–使用Mirror–使用Array•矩形阵列•环形阵列–使用Spacing复制：独立于原对象实例：修改原对象或复制对象时等于同时修改两个对象参考：修改原对象时会影响参考对象，修改参考对象时不会影响原对象2.2.4实例制作林中小木屋的制作2.3建立其它几何体2.3.1建立扩展几何体异面体、环型结等2.3.2门枢轴门、推拉门、折叠门2.3.3窗平开窗、推拉窗、旋开窗等2.3.4楼梯直线楼梯、L型楼梯等2.4三维编辑修改器2.4.1编辑修改器的类型2.4.2常用编辑修改器2.4.1编辑修改器的类型标准修改器：针对物体进行变形修饰，如Bend表面修改器：改变对象表面特性，如UVWMap编辑修改器：修改子物体参数（编辑网格、编辑面片、编辑样条曲线）样条编辑：Pillet/Chamfer(倒圆/倒棱）、Trim/Extend（修剪/延伸）空间扭曲：空间变形修改–弯曲Bend–锥化Taper–扭曲Twist–倾斜Skew–松弛Relax–涟漪Ripple2.4.2常用编辑修改器–波浪Wave–噪波Noise–自由变形：FFD修改器，通过改变控制点来改变物体的形状FFD2*2*2、FFD3*3*3、FFD4*4*4与FFD（长方体）功能相同，FFD（圆柱体）适合对圆柱体模型进行修改。2.4.2常用编辑修改器常用的建模方法有：网格、面片、NURBS、实体建模。物体上右键单击，选择：•CoverttoEditableMesh（可编辑网格）•CoverttoEditablePoly（可编辑多边形）•CoverttoEditablePatch（可编辑面片）•CoverttoEditableNURBS（可编辑NURBS）通过CoverttoEditableMesh命令可以把物体转换为可编辑的网格物体2.5可编辑网格2.5.1网络物体与几何参数物体Mesh（网络）对象与几何参数对象的区别在于：几何参数对象采用参数化的整体控制方式；网格对象没有几何控制参数，而采用局部的次选择集构成元素控制方式，该建模方式主要通过编辑次选择集结构对象的Vertex（节点）、Edge（边界）、Face（面）、Polygon（多边形）和Element（元素）创建复杂的三维模型。2.5.2网格物体转化为网格物体网络物体不能直接创建生成，要将其它模型转化成网络对象。–在物体上单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择ConverttoEditableMesh命令–在修改命令面板中选择物体，单击鼠标右键，选择ConverttoEditableMesh命令。2.5.3网格物体的常用参数1.Selection（选择集）参数Vertex（点）Edge（边）Face（面）Polygon（多边形）Element（元素）2.5.3网格物体的常用参数2.EditGeometry（编辑几何体）参数Create（创建），Delete（删除）Attach（连接），Extrude（挤压），例：创建方桌Bevel（倒角），例：Bevel修改的使用Tessellate（细化）：边界细化和面中心细化Explode（爆炸），ViewAlign（视图对齐），Collapse（塌陷）2.5.3网格物体的常用参数3.SurfaceProperties（表面属性）参数Normals（法线）Flip（反转法线方向）Unify（统一法线方向）FlipNormalMode（反转法线模式）ID（分配材质ID号）SelectByID（根据ID号选择）SmoothingGroups（光滑组）2.5.4实战演练1.水滴的制作2.苹果的制作2.6复合建模2.6.1布尔运算模型2.6.2变形物体及变形动画2.6.1布尔运算模型将两个物体通过布尔运算进行组合，成为一个新的复合物体–选择创建命令面板，选择几何体，选择复合对象，选择布尔–CreateGeometryCompoundObjectsBoolean2.6.1布尔运算模型1.拾取方式–Copy（