用3DMAX制作化學(xué)三維結(jié)構(gòu)技法

1、巧用3Ds MAX陣列建模方法制作化學(xué)三維結(jié)構(gòu)圖像摘要 在開展化學(xué)多媒體教學(xué)的過程中，我們經(jīng)常要用三維結(jié)構(gòu)圖像和動(dòng)畫模擬一些化學(xué)中的微觀結(jié)構(gòu)。但在制作多媒體課件時(shí)，我們往往覺得3Ds MAX非常深?yuàn)W、難學(xué)。本文談?wù)勛约和ㄟ^大量的實(shí)踐和研究掌握的一些化學(xué)三維結(jié)構(gòu)圖像和動(dòng)畫制作技巧。 關(guān)鍵詞 3Ds MAX 三維球棍模型 甲烷 在3Ds MAX中制作化學(xué)三維結(jié)構(gòu)圖像和動(dòng)畫的基礎(chǔ)是三維結(jié)構(gòu)的建模。建模方法很多，有對(duì)象建模、放樣建模、布爾建模、次對(duì)象建模、網(wǎng)格建模和面片建模等。本人根據(jù)大量的實(shí)踐得出，中學(xué)化學(xué)的三維結(jié)構(gòu)建模只要幾步即可完成。下面介紹自創(chuàng)的建模方法：陣列法。一、 用陣列法創(chuàng)建三維球棍模型

2、1.前期準(zhǔn)備數(shù)據(jù)處理 3Ds MAX是一個(gè)可視化工具，正確顯示模型各部分的比例，可以使模型看起來合理、易理解。因此，在建模前須了解各原子的半徑及鍵長。有關(guān)數(shù)據(jù)如下(單位：nm)： r(H)r(C)r(O)I(C-H)I(C-C)I(C-O)I(O-H)0.0320.0770.0660.1090.1540.1430.096若以rH為8個(gè)單位，即原數(shù)據(jù)的250倍，鍵長再乘以2，則有： r(H)r(C)r(O)I(C-H)I(C-C)I(C-O)I(O-H)819.2516.554.57771.548以創(chuàng)建甲烷（CH4）三維球棍模型為例，甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子位于正四面體的中心，氫原子在正四

3、面體的四個(gè)頂點(diǎn)，C-H鍵長0.109nm ,鍵角109.52.制作過程創(chuàng)建甲烷三維球棍模型下面介紹用3Ds MAX 7.0 中文版創(chuàng)建甲烷三維球棍模型的全過程：（1）選取命令面板（圖1）左上角的創(chuàng)建命令,單擊標(biāo)準(zhǔn)基本體按鈕。單擊對(duì)象類型欄球體按鈕，再單擊鍵盤輸入項(xiàng)，打開參數(shù)項(xiàng)卷展欄，輸入?yún)?shù)(如圖2)，可創(chuàng)建碳原子模型(其中參數(shù)X、Y、Z分別為三維空間的坐標(biāo)系，半徑為球體的半徑)。輸入?yún)?shù)完畢，單擊創(chuàng)建按鈕，即完成碳原子的建模。（2）在對(duì)象類型欄中單擊圓柱體，創(chuàng)建CH鍵。具體參數(shù)見圖3。（3） 選前視圖為當(dāng)透視圖,再創(chuàng)建一球體，作為H原子接在CH鍵的一端。球體的參數(shù)見圖4。輸入?yún)?shù)完畢，單擊創(chuàng)

4、建，即可看到一個(gè)CH(如圖5)。 (4)選中圓柱體和球體，并在菜單欄組中選擇成組命令，使它們合并。選透視圖為當(dāng)前視圖，將坐標(biāo)系切換為 (以X、Y、Z坐標(biāo)系中心為中心)。單擊工具菜單中陣列命令，輸入x或y軸旋轉(zhuǎn)數(shù)值109.5 (甲烷的鍵角)，其它參數(shù)見圖6，單擊確定。得到H。 重復(fù)操作：單擊工具菜單中陣列命令，輸入z軸旋轉(zhuǎn)數(shù)值120度，1D項(xiàng)中輸入個(gè)數(shù)3，單擊確定。在透視圖即可以得到如圖7所示的甲烷結(jié)構(gòu)。 運(yùn)用這種方法可以比較輕松地創(chuàng)建烷烴類結(jié)構(gòu)(多個(gè)甲烷連接)和其它絕大多數(shù)的有機(jī)分子結(jié)構(gòu)，也可以比較方便地創(chuàng)建金剛石(把甲烷結(jié)構(gòu)中的氫原子都改成碳原子，然后迭加成金剛石)、晶體硅(與金剛石的模型相同)、金剛砂(把甲烷結(jié)構(gòu)模型迭加)、石英(在金剛石結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，每個(gè)CC鍵中間增加一個(gè)氧原子)等晶體結(jié)構(gòu)。3.動(dòng)畫制作選中所有的圓柱體和球體，并在菜單欄組中選擇成組命令，使它們合并。單擊動(dòng)畫設(shè)置區(qū)（如圖8）中的自動(dòng)關(guān)鍵點(diǎn)按鈕，自動(dòng)建立動(dòng)畫的關(guān)鍵幀，將時(shí)間滑塊拖到80幀處（當(dāng)然可根據(jù)需要設(shè)置幀數(shù)的多少）。在透視圖中右鍵單擊甲烷分子，選擇旋轉(zhuǎn)命令，再拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)線至所需位置即可（如圖9）。單擊播放動(dòng)畫按鈕，可觀看動(dòng)畫效果。然后用菜單中動(dòng)畫