国勤技术学院电子工程系

98年度第1組國立勤益技術學院電子工程系日四技實務專題報告題目:3DSMAX虛擬實境動畫製作指導教授：劉正忠組長：王士鳴組員：蔡武翰中華民國99年1月目錄一、簡介…………………………………...............................1二、3DSMAX功能介紹…………………………………….5三、3DSMAX元件製作…………………………………...10四、虛擬實境介紹…………………………………………...12五、虛擬實境製作步驟……………………………………...14六、製作成果………………………………………………...28七、結論……………………………………………………...29八、參考資料………………………………………………...30一、簡介1、3DSMAX的歷史發展3dsMax（原名：3DStudioMax），是Autodesk傳媒娛樂部開發的全功能的三維圖形軟件。它運行在Win32和Win64平臺上。在2007年7月，3dsMax發佈了第十版。在WindowsNT出現以前，工業級的CG製作被SGI圖形工作站所壟斷。3DStudioMax+WindowsNT組合的出現一下子降低了CG製作的門檻，首選開始運用在電腦遊戲中的動畫製作，後更進一步開始參與影視片的特效製作，例如X戰警II，最後的武士等。除外，朱邦復工作室所開發的「導演平臺」也是以Plug-In方式建立在這個軟件上。最初的3DStudio產品由YostGroup為DOS平臺製作，由Autodesk發行。Autodesk從第二版開始買下接下來兩個版本的標誌和內核開發。在3DStudioRelease4後，產品轉到WindowsNT平臺，名字改為「3DStudioMAX」。此版本還是YostGroup製作，由從Autodesk拆分的Kinetix發行。稍後，產品名稱改為「3dsmax」（全小寫字母），為了符合位於蒙特利爾的Discreet公司的命名標準。之後Discreet被Autodesk收購，在第八版產品又重新打上Autodesk的標誌，名稱又變為「3dsMax」（大小寫字母）。3dsMax對CG製作產生了歷史性的影響：CG軟件製作平臺紛紛由Unix工作站向基於網絡的PC平臺轉移CG製作成本大大降低CG製作由電影的高端應用進入電視遊戲等低端應用2、3DSMAX軟體簡介3DStudioMax，坊間俗稱3dsmax或3dmax，是Autodesk公司開發的（原先是屬Discreet公司，最後由Autodesk合併）基於PC系統的三次方立體動畫渲染和製作的軟體。3dmax是目前全球銷售量最大的3D模型、動畫製作及著色的軟體，3dsmax4廣泛應用於視覺效果，角色動畫及下一代的遊戲，並與MarcromediaDirector可以整合，將3D運用在網路上。至今3dsmax獲得過65個以上的業界獎項，在新的4版本的3dsmax功能已經更強大了許多，無論在模型的建構上，動畫的設計上都增添許多新的功能與效果。其前身是基於DOS作業系統的3DStudio系列軟體，最高發行到2010版本。3、3DSMAX的系統需求軟體32位元版本作業系統需求MicrosoftRWindowsRXPProfessional(ServicePack2orhigher)—recommendedMicrosoftRWindowsR2000Professional(ServicePack4)64位元版本作業系統需求MicrosoftRWindowsRXPProfessionalx64瀏覽器：MicrosoftRInternetExplorer6orhigher支援軟體：DirectXR9.0c(required),OpenGLR(optional)硬體32位元版本最小需求IntelRPentiumRIVorAMDAthlonRXPorhigherprocessor512MBRAM(1GBrecommended)500MBswapspace(2GBrecommended)Hardware-acceleratedOpenGLRandDirect3DsupportedMicrosoftWindows-compliantpointingdevice(optimizedforMicrosoftIntelliMouseR)DVD-ROMdrive64位元版本最小需求IntelREM64T,AMDAthlonR64orhigher,AMDOpteronRprocessor1GBRAM(4GBrecommended)500MBswapspace(2GBrecommended)Hardware-acceleratedOpenGLRandDirect3DsupportedMicrosoftWindows-compliantpointingdevice(optimizedforMicrosoftIntelliMouse)DVD-ROMdrive3、3DSMAX的現況由於3dsmax建立於內部模組化的基礎上，使用者設計上增加不少方便性，無論在模型的建構上，動畫的設計上等均是更上一層樓，更是現今實用性高的3D動畫軟體之一。3D動畫在現今使用領域非常廣泛，原有的電影動畫特效外，像是在事前的建築模擬、遊戲模組製作等等、遊戲像是實感賽車等等。此圖用3DSMAX開發的實感賽車遊戲動畫畫面其中一張。二、3DSMAX功能介紹1、環境介紹:當我們進入3DSMAX軟體介面後，首先當然就到先認識環境，俗話說:工欲善其事，必先利其器。但是3DSMAX的每一個名稱和位置以及用途實在太多了，在加上其軟體都是英文介面，讓人剛開始就有想打退堂鼓的念頭，但在正多的指令中我們常用的到指令，據我做這專題的觀察結果來說，也只不過只用的到30％。指令都是英文的對於英文差的人不是用擔心的，只要用過幾次後就知道那指令的用途，而且都是簡單明暸的，並無須強記，只要知道指令的位置即可。甚至有些還是用圖形介面指令，讓使用者更能得心應手，而在這篇報告中也只會介紹常用的指令和介面。此圖為最常用的3DSMAX工作介面此圖為功能介紹，功能位置標示圖只要熟悉環境介面的操作和建立三維空間的概念，製作3D動畫或建模就會輕鬆許多，也能加快其作業速度，3DSMAX的軟體很複雜，往往需操作幾次才能夠上手，但這裡是進入3D中最基本也是最重要的一環。2、功能介紹標題列選單:掌管檔案的置入、讀取、存取和一些電惱及3DSMAX軟體的一些相關設定。主要工具列:這工具列是重要的工具列，常常用的到，像是復原、不復原、連結、不連結、變動、座標系統、鎖點工具….等等，還有很多指令不及備載。編輯工作視窗:顧名思義就是設計3D作品的工作視窗，分為上視圖、前視圖、左視圖、透視圖，當然不指這4種視圖可依使用者的需要去做變更。時間指標:在做動畫設定時，這滑塊可顯示告知使用者現在在第幾影格，在這影格的動畫效果如何，方便設計者做動畫的設定及微調。時間區域:以世界的影格單位來計算的話一秒為30個影格，所以3DSMAX的最原始的設定影格，以100秒來計算的話為3.33秒，以此類推。動畫設定:針對3D物件去設定其動作，使它能夠鮮活起來，設計出理想的動畫。動畫預覽播放:當動畫設定好之後如想要看其設計動畫的效果，利用這指令來觀看預覽動畫。視窗控制工具:會因視圖的狀態隨時會做指令的變換，不過指令都是由圖示所顯示，不難期理解意思，只要多用用幾次熟悉即可。指令面版:是設計物件最重要的面版，不管是飛機、建築、貓、狗、人物等，只要是想的出來的東西，都是由這面版的按鍵指令是做設計、塑造、成型，其他的還有燈光的設定，攝影機和輔助工具等等，使用到的次數非常的多，需熟悉其操作，否則無法作出作品。編輯面版:編輯面板的指令在指令面板的上方，因為其指令非常的多，因此不可能再這一一詳細報告，但在這裡還是會介紹常用的功能。常用功能如下:．Taper(錐化)．Twist(扭轉)．Band(彎曲)．Extrude(擠出)．Bevel(倒角)．Sweep(掃瞄)．EditSpline(編輯曲線)．Lathe(旋轉成型)．MeshSmooth(網格平滑)．TurboSmooth(渦輪平滑)．FFD(自由變形)．Noise(雜訊)．Shell(薄級)．Displace(圖形位移置換)．Symmetry(對稱)．PolySelect(多邊行選取)．MeshSelect(網格選取)．UVWMap(貼圖座標修正)．Material(材質)．Tesslate(多面產生)．PathDeform(WSM)[路徑變形]．Lattice(晶格化)．Mirror(鏡射)．EditMesh(編輯網格)．EditPoly(編輯多邊形)．Align(對齊)…等等。三、3DSMAX元件製作3DSMAX的元件又分為三種型態，其第一種型態為標準(Standard)類基本型物件、延伸(Extended)類基本型物件以及其他基本型物件，例如門(Door)基本型物件、窗(Windows)基本型物件、AEC延伸(AECExtended)型物件。第二種型態是2D線條型態，有直線、方形、圓形、橢圓、弧形、同心圓、多邊形、星形、文字、螺旋形。第三種為複合型物件，像是布林(Boolean)、Loft→Deformations、connent都是屬於第3種的。1、Create創造物件我們透過指令面板中Create項目裡的Geometry幾何圖形來產生基本的模型Box立方體Sphere球體Cylinder圓柱體Torus環體Teapot茶壺Cone圓錐體GeoSphere多面球體Tube圓管體Pyramid金字塔Plane平面1.球體Sphere在指令面板選擇CreateStandardPrimitivesSphere，如圖1所示圖1滑鼠游標移到上視圖(Top)視埠，此時你會發現滑鼠游標變成雙平行線的白色十字游標，按住滑鼠左鍵拖曳產生圓球，如圖2所示圖2註：當滑鼠游標呈現白十字時，表示仍在產生3D物件的狀態下，此時可拖曳滑鼠產生多個3D物件。按滑鼠右鍵，即可取消產生物件的功能。2.立方體Box以滑鼠點選Box，移動到上視圖(Top)視埠，此時你會發現滑鼠游標變成雙平行線的白色十字游標，按住滑鼠左鍵拖曳先架構出立方體的平面長寬，放開滑鼠左鍵後再拖曳滑鼠，拉出立方體的高，確定高度後點滑鼠左鍵確定，如圖3所示圖3註：在產生物件的過程中，有些3D物件可一次拖曳就建構完成，有些物件必須靠多次拖曳，才能完成。3.圓柱體Cylinder選擇Cylinder，移動到上視圖(Top)視埠，此時你會發現滑鼠游標變成雙平行線的白色十字游標，按住滑鼠左鍵拖曳先架構出圓柱體的平面圓，放開滑鼠左鍵後再拖曳滑鼠，拉出圓柱體的高，確定高度後點滑鼠左鍵確定，如圖4所示圖4在各個視埠中我們可以發現，呈現白色狀態的物件，即是我們目前正在編輯的物件，也就是代表目前被選取的物件；那我們要如何再去選取其他物件呢？當我們產生完物件後，按滑鼠右鍵是代表取消目前產生物件的狀態，此時滑鼠游標恢復原本箭頭狀我們就可以移動滑鼠，用按左鍵選取其他物件。當滑鼠接近物件時滑鼠游標會變為小十字狀並秀出物件的名稱，如圖5所示圖5點選即可選取該物件，如圖6所示圖6取消選取狀態的方式為~只要滑鼠在物件之外的空白地方點一下註：若要刪除物件只要選取按Delete即可以下圖片則是簡單的桌子模組。四、虛擬實境介紹1、虛擬實境的介紹、用途和發展趨勢虛擬實境讓你身歷其境虛擬實境（VirtualReality，VR）為電腦利用電腦繪圖或影像合成技術並結合聲音處理所模擬建構的虛擬世界。在此虛擬世界中之物件可為人們所熟悉的周遭事物，或是無法肉眼所見，或者是虛幻想像的空間。你可以在虛擬實境系統的環境中，載上頭盔顯示器，手握3D滑鼠或穿上感應手套等設備，盡情的於虛擬世界中遊走張望，並且控制或觸及物件；而此時間，系統將根據你的行動，由設備上的感應器接收訊息並傳至系統中作運算處理，以即時更新顯示畫面或反應你的行為。所以虛擬實境的確要讓人們完全沉浸於系統環境中，而有身歷其境的感受。或許虛擬