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第6章三维建模及动画制作6．13dsMax简介•3dsMax前身是3dstudio版本，简称3ds，运行于DOS平台，随着3dstudiomax1.0的诞生，它在Windows平台上的卓越表现及不断的版本升级，使得3dstudiomax（简称3dsMax）越来越广泛地受到三维动画爱好者的青睐。•3dsMax8.0是由Autodesk公司于2005年发布的一款三维设计与动画制作软件，不仅可以制作人物、动物和物品的模型，也可以创建复杂三维场景及动画。另外，很好的开放性和兼容性特点，使它现在拥有最多的第三方软件，具有成百上千种插件，极大扩展了3dsMax的功能。•3dsMax目前被广泛应用于机械设计、实体演示、模拟分析、商业宣传、影视娱乐、广告制作、建筑设计与多媒体制作等方面。6.23dsMax的工作界面6．2．1工作界面介绍3dsMax主要分为以图所示的各功能区，随着对各部分的深入讨论，可通过实际操作逐步熟悉各部分的功能与使用方法。•定制工具栏•调整视图布局•调整栅格属性•系统单位设定6．2．2定制工作界面6．2．3坐标系统简介在3dsMax中的坐标系统主要有：•屏幕坐标系统•世界坐标系统•视图坐标系统•父物体坐标系统•自身坐标系统•栅格坐标系统•自选或拾取坐标系统•万向坐标系统另外，3dsMax还会根据当前激活的不同视图类别，如透视图、摄像机视图、灯光视图等，自动给出相应的视图控制按钮组合。6．2．4坐标轴向的控制对物体进行移动、旋转和缩放，可以先指定其变换的轴向，再选择对应视图进行操作。6．3三维建模6．3．1标准几何体建模•3dsMax中可以直接创建10种标准几何体，包括长方体、球体、圆柱体、圆环、茶壶、锥体、几何球体、圆管、四棱锥和平面，其创建命令面板如图所示。【实例6-3-1】木纹茶几模型6．3．2扩展几何体建模•在创建命令面板中创建几何体的下拉列表中，选择“扩展几何体”选项，可创建异面体、倒角立方体、油桶、纺锤体、球棱柱、环形波、软管、环形结、切角圆柱体、胶囊体、L-Ext（L形延伸体）、C-Ext（C形延伸体）和棱柱。•这些都是相对复杂的几何体，是标准几何体的延伸。其创建面板如图所示。【实例6-3-1】沙发模型6．3．3三维建模综合实例•本实例通过对一个长方体修改，从而创建出一个战斗机模型，进一步学习修改器的使用，尤其是学习编辑网格修改器的一些常用功能。6．4从二维图形到三维建模•以上介绍的建模方法，主要是利用标准几何体或扩展几何体，通过添加修改器来完成的。除此之外，还有一种利用二维图形来创建三维模型的方法也是常用的。其原理就是先绘制模型的二维轮廓，然后通过使用挤压、倒角等修改器的应用生成三维模型。6．4．1二维图形的创建与编辑•在3dsMax的创建面板下，单击按钮，或使用【创建】|【图形】命令，即可进入二维图形绘制面板，如图所示。•有三种类型的曲线可选择，分别是样条线、NURBS曲线和扩展的样条曲线。•创建时需注意在命令面板中“创建方法”项对“初始类型”和“拖动类型”的设置，这些设置将影响线型。•如果要结束输入，单击鼠标右键即可；如果需要闭合曲线，则在起始点上单击鼠标左键，按对话框提示操作即可。配合Shift或Ctrl键可分别绘制垂直或水平的样条曲线。•选择线，切换到修改面板，可以对点、线、面等各种次物体进行操作，这是二维图形处理中非常重要的一项内容。6．4．2从二维图形到三维建模•创建好二维图形后，使用挤出、倒角、倒角剖面及旋转等常用修改器，就可完成从二维向三维的转换。•【实例6-4-1】匾额•【实例6-4-2】体积光的文字模型6．5材质与贴图6．5．1材质概述材质主要用于反映物体表面的颜色、反光程度、透明度等基本属性。举例而言，就是如果将一匹白布染成彩色的效果，就需要调整其染料的颜色，即材质的颜色属性。在3dsMax中，这些颜色、反光等效果在“材质编辑器”进行设置。6．5．3贴图•在3dsMax中，对物体真实质感的模拟，还需在材质的表面贴上各种纹理图案，如木纹、布纹等，这些纹理图案称为贴图。•在实际操作中，可以使用图像处理软件如Photoshop或Coreldraw等制作一部分静态素材，但如果需要真实物体的纹理表现，则需要借助扫描仪、摄像机、照像机等工具来帮助获取，并通过计算机图像处理软件完成相应的处理后，保存为可以应用的文件格式，即可得到贴图的素材。•贴图效果及其参数控制同样是在材质编辑器中完成【实例6-5-1】茶几贴图效果【实例6-5-2】台灯贴图效果【实例6-5-2】飞机的材质与背景设置6．6灯光与摄像机6．6．1灯光概述•在3dsMax中，灯光是场景中不可缺少的对象。灯光不仅可用于照明，还可制造一些特殊的情景氛围，如体积光、雾等。•在3dsMax中，提供了两种类型的灯光：标准灯光和光度学灯光，所有类型在视图中显示为灯光对象。•3dsMax中可以直接创建8种标准灯光，包括泛光灯、目标聚光灯、自由聚光灯、目标平行光、自由平行光、天光等。•在此，将通过对已完成的“台灯”进行灯光设置，以目标聚光灯为主学习灯光的使用。•【实例6-6-1】台灯的灯光设置6．6．2摄像机概述•在3dsMax中的摄像机非常类似真实的摄像机，主要用于帮助选取合适的视角、录制动画等。此外，摄像机的可修改性很强，可以随意地修改其位置与角度，这样就大大提高了在三维场景中高速视角以及创建动画的效率。•有关概念焦距（Lens）视野（FOV）FOV和透视的关系•摄像机类型在3dsMax中，摄像机被分为两类。一种是目标摄像机，另一种是自由摄像机。其中，目标摄像机带有目标点，是一种常用类型；而自由摄像机没有目标点，常用于动画制作。•创建摄像机在命令面板单击“摄像机”按钮，可创建目标和自由两种摄像机。灯光与摄像机的综合实用•【实例6-6-2】体积光本节将通过介绍体积光的效果制作，进一步学习灯光的应用，并掌握摄像机的基本设置。完成效果如图所示。6．7三维动画制作6．7．13dsMax动画的概念与原理•动画是基于人的视觉原理来创建运动图像的。在短时间内观看一系列相关联的静止画面时，会产生画面连续的效果，而每个单幅画面被称为帧。其基本原理与电影、电视一样，都是视觉原理。医学已证明，人类具有“视觉暂留”的特性，即当人的眼睛观察到一幅画或一个物体后，在1/24秒内不会消失。利用这一原理，在一幅画还没有消失前播放下一幅画，就会给人造成一种流畅的变化效果。因此，电影采用了每秒24帧画面的速度播放，而电视则采用每秒25帧（PAL制）或30帧（NTFS制）的速度拍摄播放。•利用3dsMax制作动画时，因为动画所需帧数很多，因此手工定义每一帧的位置与形状是很困难的。如制作对象移动的动画效果，和其他一些动画制作软件一样，3dsMax也可以在时间轴的的几个关键点定义对象的位置信息，由系统自动计算出中间帧变化的位置，从而制作出流畅的动画。这种需要手工定义的帧就称为关键帧。•在3dsMax中可以涉及到任何参数的变化，包括位置、旋转、大小比例与材质特征等均可以设置动画。因此，3dsMax中的关键帧只是在时间的某个特定位置指定了一个特定数值的的标记。通常创建一个对象的关键帧动画，主要经过以下几个操作过程：•选择对象后，在如图所示的动画控制工具区，单击“自动关键帧”按钮或“设置关键帧”按钮，进入动画编辑状态。•拖动时间滑块移动到目标位置，设置关键帧。•设置参数•渲染输出【实例6-7-1】体积光动画•本实例是对目标摄像机的光源点设置关键帧，从而进行动画设计的，读者可自行选择对象。如果分别选择目标聚光灯的光源点、目标点或目标聚光灯自身做为关键帧对象，进行动画设计，则可得到不同的动画效果。【实例6-7-2】星球运动•本实例设置了小球链接到大球的动画效果。选择小球，使用工具栏上的（选择并链接）按钮，然后从小球上拖出一条虚线指向大球，就完成了链接设置。单击动画控制工具区的播放按钮，可观察到小球不仅自转，同时还绕大球旋转的效果。【实例6-7-3】蝴蝶动画本实例主要应用了以下设计：•使用虚拟对象帮助创建复杂的运动和构建复杂的层次。•为虚拟对象设置路径约束•为虚拟对象设置注视约束。