采礦三維動畫技術(shù)

1、 6.3 3D Studio Max制作采礦三維動畫隨著計算機三維影像技術(shù)的不斷發(fā)展，三維圖形技術(shù)越來越受到重視。在采礦工程中，由于地下開采的特殊性，很多因地下開采引起的現(xiàn)象或問題無法直接看到，三維動畫就可以實現(xiàn)讓地下開采的特殊現(xiàn)象呈現(xiàn)出來。3D Studio Max3D Studio Max ，常簡稱為3ds max或 MAX ，是 Autodesk 公司基于PC 系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件。被廣泛應用于廣告、影視、工業(yè)設計、建筑設計、多媒體制作、游戲、輔 助教學以及工程可視化等領(lǐng)域。1三維設計功能可利用 3ds max 提供的現(xiàn)成的可編輯修改的預置模型（用掃描法生成不規(guī)則實體）通過布爾運

2、算生成規(guī)則或不規(guī)則的三維實體；對于一些復雜的曲面，可用Nurbs（非統(tǒng)一有理B樣條） 建模技術(shù)和Patch（修補）修飾器完成（例如， 用 Nurbs 建模技術(shù)做一個茶壺；用 Patch修飾器做連綿起伏的山峰等）。但是要想提高作圖效率及減少建模過程中的錯誤，就必須在創(chuàng)建三維模型時遵守一定的步驟，使整個建模過程有序且合理的進行。作圖前，應規(guī)劃整個建模過程，首先對模型結(jié)構(gòu)進行分析，考慮各組成部分的形成方法，然后從模型的某一部分入手,逐一繪出所有的結(jié)構(gòu)特征。2動畫設計功能在 3ds max 中， 動畫主要分為兩類：關(guān)鍵幀動畫和動力學動畫。關(guān)鍵幀動畫是通過在不同的時間上記錄對象的變化參數(shù)來實現(xiàn)的動畫，主

3、要涵蓋了模型基本參數(shù)的變化，應用修改器產(chǎn)生的變化，材質(zhì)及燈光的變化等。動力學動畫是指在空間中建立使物體變形的力，并將這些力、 對象以及力與對象之間的相互關(guān)系在空間進行變動所完成的一種動畫效果，主要涵蓋了粒子系統(tǒng)，動力學動畫等。3ds max 的強大功能和普及性說明該軟件適合制作采礦三維動畫。下面以普采工作面回采支柱移動動畫為例，從易到難地介紹了從三維模型到動畫制作的全過程。初識 3ds max 83ds max 8 是 Autodesk 公司與 2005 年 10 月發(fā)布的三維建模、動畫、渲染軟件，它提供了一個集成化的操作環(huán)境，在圖形化的界面窗口中，用戶可以完成建模、渲染、動畫制作等各項工作。

4、3ds max 8 是一個面向?qū)ο蟮闹悄芑瘧密浖ㄟ^菜單選項、命令按鈕等，可以實現(xiàn)針對對象的操作。1安裝3ds max 83ds max 8 系統(tǒng)有自動安裝文件Setup.exe，在光盤中找到并雙擊該文件即可進行自動安裝， 安裝過程中用戶只需要按照提示操作，在必要時輸入軟件包中提供的軟件激活號碼即可。2啟動3ds max 8在 Windows 桌面上雙擊3ds max 8快捷方式圖標即可啟動3ds max 8。注意， 如果電腦配置不是很高，就需要關(guān)閉一些常駐內(nèi)存的Windows 程序以節(jié)省內(nèi)存。有的程序有關(guān)閉命令，有的則沒有，如果無法關(guān)閉，可以在啟動3ds max 8 之前同時按下Ctrl

5、+Alt+Del 三個鍵彈出Windows 任務管理器對話框，在應用程序中選擇Windows 本身以外的任何一項，單擊結(jié)束任務按鈕將其一一關(guān)閉。3ds max 8用戶界面了解軟件操作的界面窗口是使用軟件的基礎(chǔ)，3ds max 8 雖然功能復雜，操作命令繁多，按鈕和面板安排得井然有序，用戶很容易就可以找到所需操作的功能命令、按啟動成功的3ds max 8 用戶界面，如圖6.3.1 所示。1菜單欄菜單欄如圖6.3.2 所示，位于操作界面的上方，它是標準的Windows 菜單欄，帶有典圖 6.3.1 3ds max 8用戶界面型的“文件”、 “編輯”和“幫助”菜單。特殊菜單包括：“工具” 菜單： 包

6、含許多主工具欄命令的重復項。用于精確的模型變換，調(diào)整對象間的對齊、鏡像、陣列等空間位置?！敖M” 菜單：包含管理組合對象的命令。用于對組操作進行設置和管理。組操作是一種常用的操作，可以將兩個或多個對象定義成一個組集作為一個對象，其作用是圖 6.3.2 菜單欄的命令選項方便對組進行移動或旋轉(zhuǎn)等變換。組允許嵌套定義，也就是說，可以將多個組再定義為更高一級的組。“創(chuàng)建”菜單： 包含創(chuàng)建對象的命令，并與創(chuàng)建面板上的選項相對應，例如標準基本體、擴展基本體、粒子、圖形、擴展圖形、燈光、攝像機等?！靶薷钠鳌辈藛危喊薷膶ο蟮拿?。例如選擇次對象的編輯器、編輯樣條和面片的編輯器、動畫編輯器、UV 坐標貼圖的編

7、輯器等?！耙晥D”菜單： 包含設置和控制視口的命令，例如保存激活的視圖、設置視圖的背景圖像、更新背景圖像、重畫所有視圖等。“角色”菜單：有編輯骨骼、鏈接結(jié)構(gòu)和角色集合的工具?！皠赢嫛辈藛危喊O置對象動畫和約束對象的命令?！皥D表編輯器”菜單：使您可以使用圖形方式編輯對象和動畫： “軌跡視圖”允許您在 “軌跡視圖”窗口中打開和管理動畫軌跡， “圖解視圖”提供給您另一種方法在場景中編輯和導航到對象?！颁秩尽辈藛危喊秩?、 Video Post、光能傳遞和環(huán)境等命令?！白远x”菜單：讓您可以使用自定義用戶界面的控制。“ MAXScript （腳本） ”菜單：有編輯 MAXScript （內(nèi)置腳本語言

8、）的命令。2工具欄工具欄位于3ds max 菜單欄的下方，其中放置了常用的功能命令按鈕，如圖 6.3.3 所示。用戶只需單擊按鈕，即可進行相關(guān)的操作。3ds max中的功能命令按鈕直觀形象，通過它用戶可以快速識別出相應按鈕的用途，如圖 6.3.3 工具欄按鈕用于移動，按鈕用于進行層操作。如果用戶不能通過圖標辨別按鈕功能，則可以將光標放置在按鈕上停留幾分鐘，即可顯示出該按鈕的功能提示，如圖6.3.4 所示。3命令面板 3ds max 中的命令面板位于操作界面里的右側(cè)，其中提供了 “創(chuàng)建” 、 “修改” 、 “層次” 、 “運動” 、 “顯示” 和 “工具”6 個命令面板，單擊不同的命令面板按鈕，

9、即可實現(xiàn)各命令面板之間的切換。用戶可以通過各個面板中的展卷欄，設置操作命令的具體參數(shù)選項，如圖6.3.5 所示?！皠?chuàng)建”面板：單擊命令面板中的“創(chuàng)建”選項卡 ，既可打開“創(chuàng)建”命令面板， “創(chuàng)建”面板提供用于創(chuàng)建對象的控件。這是在 3ds max 中構(gòu)建新場景的第一步。很可能要在整個項目過程中繼續(xù)添加對象。例如，當渲染場景時需要添加更多燈光。 “創(chuàng)建”面板將所創(chuàng)建的對象種類分為7 個類別。每一個類別有自己的按鈕。每一個類別內(nèi)可能包含幾個不同的對象子類別。使用下拉列表可以選擇對象子類別，每一類對象都有自己的按鈕，單擊該按鈕即可開始創(chuàng)建。 “創(chuàng)建”面板提供的對象類別包括幾何體、圖形、燈光、攝像機、

10、輔助對象、空間扭曲和系統(tǒng)。“修改”面板：單擊命令面板中的“修改”選項卡既可打開“修改”命令面板。該面板由上至下被分成名圖 6.3.4 命令按鈕的提示效果圖 6.3.5 命令面板稱和顏色、修改器列表、對象類型、子對象修改區(qū)域等 部分?！皩哟巍泵姘澹簡螕裘蠲姘逯械摹皩哟巍边x項卡 既可打開“層次”命令面板。通過“層次”面板可以訪問用來調(diào)整對象間層次鏈接的工具。 通過將一個對象與另一個對象相鏈接，可以創(chuàng)建父子關(guān)系。應用到父對象的變換同時將傳遞給子對象。通過將多個對象同時鏈接到父對象和子對象，可以創(chuàng)建復雜的層次。該面板包括控制IK 運動、樞軸點、連接信息等參數(shù)選項?！斑\動”面板：單擊命令面板中的“運動

11、”選項卡 ，既可打開“運動”命令面板。 該面板提供許多用于控制連接在一起的多個對象運動的選項。另外， 還可以對動畫參數(shù)、控制器等高級屬性進行設置?！帮@示”面板：單擊命令面板中的“顯示”選項卡 ，既可打開“顯示”命令面板。該面板用于設置場景中對象的顯示、隱藏等特性，包括顯示顏色、凍結(jié)、顯示屬性、鏈接顯示等?！肮ぞ摺泵姘澹簡螕裘蠲姘逯械摹肮ぞ摺边x項卡 ，既可打開“工具”命令面板。該面板主要用于3ds max 中特殊參數(shù)選項的設置。如當有些插件、功能在菜單或其他面板中不能體現(xiàn)的時候，可在這里通過添加新功能的方法將他們加入。4視圖窗口及其參數(shù)設置（ 1）視圖窗口視圖窗口是3ds max 的操作區(qū)域。

12、3ds max8 默認情況下是4 視圖窗口結(jié)構(gòu)，分別是 “頂”視圖、 “左”視圖、 “前”視圖和“透視”視圖，如圖 6.3.6 所示。圖 6.3.6 視圖窗口其中， 頂視圖、 左視圖、 前視圖是指場景在該方向上的平行投影效果，所以稱為正視圖，而透視視圖則能夠表現(xiàn)人視覺上觀察對象的透視效果。每個視圖窗口都具有如下特性?？梢燥@示創(chuàng)建的模型對象、燈光、攝像機等。 可以顯示場景中模型對象的簡單材質(zhì)和簡單照明效果。 可以改變對象在視圖窗口中的顯示方式、如線框方式。2）視圖的參數(shù)設置6.3.13 所示為選擇平面視圖窗 6.3.13 所示為選擇平面視圖窗 圖 6.3.9 時間滑快 如果在視圖名稱上右擊，會彈

13、出試圖設置快捷菜單，如圖6.3.7 所示。在該快捷菜單中主要命令的功能如下?！耙晥D”命令：用于設置當前視圖窗口的顯示視圖方式，如設置“左”視圖、 “右”視圖。“平滑 +高光” 命令： 用于使視圖中的對象以平滑和光照效果方式顯示。不過，該種顯示模式會占用較多的 系統(tǒng)資源?！熬€框” 命令： 用于使對象在視圖中以線的形式顯示。用戶確定對象之間的位置等圖 6.3.7 視圖設置快捷菜單這樣就可以清楚地了解這樣就無需進行材質(zhì)和光照的運算，因此比較節(jié)省系 統(tǒng)資源。“其他”命令：用于對視圖顯示對象的其他方式進行 設置?！斑吤妗?命令： 用于顯示其他形式的同時顯示對象的線框， 對象的結(jié)構(gòu)特征。“透明”命令：用于

14、設置對象被設置透明材質(zhì)的顯示方式。“顯示柵格”命令： 視圖上的柵格用于顯示系統(tǒng)坐標。重要選項，一般都要選擇顯示柵格。為了更好地觀察場景中模型的效果，有時也將它隱藏。“顯示背景”命令： 用于切換是否顯示視圖背景。只有在為視圖指定背景以后，該功能才起作用?！帮@示安全框”命令： 在視口中顯示多個同心矩形框。當對不匹配視口縱橫比的輸出進行渲染時，這一選項特別有用?！耙暱诩羟小泵睿河糜谠谝晥D中顯示剪切范圍，在范圍以外區(qū)域會被剪切?！凹y理校正”命令：用于改善視圖中顯示的材質(zhì)紋理效果?！敖靡晥D”命令： 用于在其他視圖中使用同時縮放所有視圖等命令時，該視圖不會發(fā)生改變；而在該視圖中進行這些操作時，其他視圖

15、則會一起改變?！叭∠焙汀爸刈觥泵睿河糜谌∠蛑刈鰧σ晥D進行縮放等變換操作?！芭渲谩泵睿河糜趯Σ僮鹘缑娴牟季值葏?shù)選項進行設置。5提示欄提示欄用于顯示當前使用工具的操作提示，以及顯示場景中對象的選擇數(shù)目和光標的坐標位置等狀態(tài)信息，如圖6.3.8 所示。圖 6.3.8 提示欄6時間滑動塊如果當前制作的是動畫場景，那么用戶可以通過移動時間滑塊確定動畫時間，如圖 6.3.9所示。然后通過動畫控制按鈕設置動畫。時間滑快上數(shù)值0/100，表示當前動畫場景時間設置是 100 幀，當前時間滑快所在的位置是第0 幀。7動畫控制區(qū)域動畫控制區(qū)域由制作和播放的按鈕組成，如圖6.3.10 所示。各按鈕的功能如下

16、?！霸O置關(guān)鍵點”按鈕 ：用于在手動設置關(guān)鍵點模式下將時間滑圖 6.3.10 動畫控制區(qū)域塊所在時間線上的位置確定為一 個動畫關(guān)鍵點的位置?！白詣雨P(guān)鍵點”按鈕： 用于在時間線上移動時間滑塊時，將場景中的變化自動記錄為動畫?！霸O置關(guān)鍵點”按鈕：用于切換設置關(guān)鍵點模式，通常配合 按鈕一起使用?！靶陆P(guān)鍵點的默認入 出切線”按鈕 ：用于設置“軌跡視圖”窗口中默認新建 關(guān)鍵點的“入 出”切線樣式?！瓣P(guān)鍵點過濾器”用于確定對象在哪種變化產(chǎn)生關(guān)鍵點效果?！稗D(zhuǎn)至開頭”按鈕 和 “轉(zhuǎn)至結(jié)尾”按鈕 ：用于調(diào)整時間滑塊到動畫起始或者結(jié)束位置?！吧弦粠卑粹o 和“下一幀”按鈕 ：用于設置時間滑塊向前或者向后移動一個單

17、位?！安シ艅赢嫛卑粹o ：用于播放動畫?！瓣P(guān)鍵點模式切換”按鈕 ： 用于切換播放動畫是以幀為單位，還是以關(guān)鍵點方式。文本框：用于顯示輸入時間，使時間滑塊移動至該位置。“時間配置”按鈕 ：用于打開“時間配置”對話框，如圖的時間及相關(guān)參數(shù)。圖 6.3.11 “時間配置”對話框6.3.11 所示，設置動畫捕捉用于確定光標的空間位置，在建模中經(jīng)常利用捕捉功能實現(xiàn)精確建模。在工具欄中提供了4 種捕捉按鈕，它們的功能如下：“捕捉開關(guān)”按鈕 ：用于對光標的空間位置進行捕捉。3d max“角度捕捉切換”按鈕 化的角度進行捕捉?！鞍俜直炔蹲角袚Q”按鈕 變換的百分比進行捕捉。：用于對旋轉(zhuǎn)變：用于對縮放“微調(diào)器捕捉切

18、換” 中捕捉功能進行微調(diào)。如果在捕捉按鈕上右擊，按鈕 ： 用于對上面3將打開如圖6.3.12 所示圖 6.3.12 “柵格和捕捉設置”對話框的 “柵格和捕捉設置”對話框，可以對捕捉的具體參數(shù)選項進行設置。9視圖導航區(qū)域 視圖導航區(qū)域是對視圖進行縮放、旋轉(zhuǎn)等變換的區(qū)域。圖8捕捉選項區(qū)域 圖 6.3.15 普采工作面回采支柱移架動畫取景 “縮放”按鈕 ：用于縮小或放大視圖，包括“透視”視圖窗口?！翱s放所有視圖”按鈕 ：與“縮圖 6.3.13 選擇平面視圖窗口時的視圖導航區(qū)域放”按鈕 的作用相同。不同之處在于它同時對4 個視圖都有效。注意，它不能縮放“攝像機”視圖。“最大化顯示”按鈕 ：當該按鈕中長

19、方體圖案是白色時。其作用是將視圖中被選擇的對象最大化地顯示。當該按鈕中長方體圖案是灰色時，其功能是對整個場景進行自動調(diào)整。用戶可以單擊該按鈕右下方的三角標志，在打開的上述兩個按鈕之間選擇使用?！八幸晥D最大化顯示”按鈕 ：與“最大化顯示”按鈕 的作用相同。不同之處在于它同時對4 個視圖都有效?！翱s放區(qū)域”按鈕 ：用于局部縮放視圖。當“透視”視圖被激活時，該按鈕位 置會顯示為“視野”按鈕 “平移視圖”按鈕 ：用于平面移動視圖顯示區(qū)域范圍?！盎⌒涡D(zhuǎn)”按鈕：用于按軸心旋轉(zhuǎn)角度調(diào)整顯示視圖。單擊該按鈕后，當前選擇的視圖窗口中會顯示一個帶有4 個方塊的黃色圓圈?！白畲蠡暱谇袚Q”按鈕： 選擇任何一個視

20、圖，并單擊該按鈕，會將在 3ds mas界面中單獨顯示該視圖窗口，而不顯示其他視圖窗口。如果用戶再次單擊， 則可以切換回原來視圖窗口圖 6.3.14 選擇 “透視” 視圖窗口時的視圖導航區(qū)域分布的狀態(tài)。如果選擇透視視口窗口，那么視圖導航區(qū)域如圖6.3.14所示狀態(tài)。 “視野” 按鈕 用于調(diào)整“透視”視圖的視眼顯示范圍。6.3.4 應用實例普采工作面回采支柱移動三維動畫3ds max 的強大功能和普及性說明該軟件適合制作采礦三維動畫。下面以普采工作面回采支柱移動動畫為例，從易到難地介紹從三維模型到動畫制作的全過程。普采工作面回采支柱移動動畫取景，如圖6.3.15所示。1采礦三維模型制作三維動畫制

21、作中的第一步就是建立物體的模型。模型的建立是整個制作中的關(guān)鍵，也是三維制作中最為基礎(chǔ)的操作。分析圖6.3.15 中的 普采工作面回采支柱移動動畫組成可知，整個場景模型由八部分組成：煤壁、底板、矸石堆、頂板、輸送機、單體支柱、鉸接頂梁、。下面將從模型制作的復雜程度，由易到難分別闡述各部分的制作。1）煤壁和底板模型的制作分析場景可知煤層和底板模型可制作成基本長方體。單擊命令面板中的 “創(chuàng)建” 選項卡，在“創(chuàng)建”命令面板中，單擊“幾何體”按鈕 ，從下拉框中選擇“標準基本體”，在下面的面板中選擇“對象類型”，按下“對象類型”卷展欄中的“長方體”按鈕，如圖 6.3.16所示。在“前”視圖的中心位置單擊，

22、拉出一個任意大小的長方體，如圖 6.3.17 所示。圖 6.3.16 “對象類型”卷展欄上的“長方體”按鈕圖 6.3.17 創(chuàng)建長方體對象單擊命令面板中的“修改”選項卡 ，即可打開“修改”命令面板。在該命令面板的“修改器列表”中的 “參數(shù)” 卷展欄中，設置長方體的參數(shù) “長度” 為50.0、 “寬度” 為 200.0、“高度”為32.0。作為煤壁對象。圖6.3.18 所示為創(chuàng)建的煤壁形態(tài)和其創(chuàng)建時的“參數(shù)”卷展欄狀態(tài)。圖 6.3.18 創(chuàng)建的煤壁形態(tài)和“參數(shù)”卷展欄單擊“幾何體”按鈕 ，在創(chuàng)建好的煤壁模型下方再拉出一個長方體，設置長方體的參數(shù)“長度”為 200.0、 “寬度”為 200.0、

23、“高度”為5.0。作為底板對象。選中底板模型，在工具欄中按下“移動”按鈕 ，對照“頂”視圖和“左”視圖將底板模型移動到煤壁模型下方合適的位置，如圖6.3.19所示。2）矸石堆模型的制作矸石堆模型是由大小不等的矸石塊組成，在 3ds max中制作矸石塊的方法是將球體對象“” “噪波”命令可以在不破壞對象表面的情況下，使對象的表面突起、破圖 6.3.19 創(chuàng)建底板圖 6.3.20 創(chuàng)建球體對象單擊“創(chuàng)建”面板中“幾何體”按鈕，在“標準基本體”命令面板中單擊“球體”按鈕，并設置其 “半徑” 為 5.0， “分段” 為5，如圖 6.3.20 所示。 在 “修圖 6.3.21 “噪波”命令面板和“噪波”

24、命令編輯效果改”命令面板的“修改器列表”下拉框中，選擇“噪波”命令，設置“種子”為800， “比例”為20.0， “強度 X” 為20.0， “強度 Y”為 15.0， “強度Z”為10.0。 “噪波”命令面板和“噪波”命令編輯效果，如圖 6.3.21 所示。改變“噪波”命令面板中的參數(shù)值，如將“比例”調(diào)小、改變“強度 X ”的值都會改變選擇菜單欄“編輯”中的“克隆”命令，即可彈出 “克隆” 命令面板，如圖 6.3.22 所示。 選擇 “克隆”命令面板上的“復制”后點確認，將剛做好的矸石塊克隆多個。逐個選擇克隆出的其它矸石塊，在“修改”命令面板上改變“Noise（噪波） ”的參數(shù)值，同時改變“

25、Sphere（球體）”的“半徑”值，形成多個矸石塊。最后將大量的不同形狀的矸石組合到一起就形成了矸石堆模型。矸石堆效果，如圖6.3.23 所示。3）頂板模型的制作如圖 6.3.24 所示， 是我們下面將要制作的頂板模型。 我們將創(chuàng)建二維模型，并使用到修改器中的“擠出”命令來創(chuàng)建頂板模型。二維圖形在三維建模中具有重要的作用。在“創(chuàng)建”面板中單擊“圖形”按鈕 ，然后單擊創(chuàng)建 “圖形” 面板中的 “線” 按鈕， 即可打開創(chuàng)建 “線”命令面板。在“左”視圖中繪制頂板的外輪框線，如圖 6.3.25 所示。擠出是將二維圖形轉(zhuǎn)換為三維模型的重要方法，也是3ds max 中極為重要的編輯手段。擠出造圖 6.3

26、.22 “克隆”命令面板圖 6.3.23 矸石堆效果型的基本原理是利用二維圖形作為輪廓，制作出相同形狀、厚度可以調(diào)節(jié)的三維模型。打開“修改”命令面板，在“修改器列表”下拉列表中選擇“擠出”選項，在“參數(shù)”卷展欄中設置“數(shù)量”為200.0。這樣就得到了如圖6.3.24 所示的頂板模型。圖 6.3.24 頂板模型4）輸送機模型制作輸送機的模型制作同頂板模型的制作步驟相同，也是用二維圖形作為刮板輸送機的輪廓，使用修改器中的 “擠出”命令擠出刮板輸送機的造型，只是輸送機的外輪框線有別于頂板的外輪框線。圖6.3.26 所示為輸送機的外輪框線和擠出的輸送機模型。5）單體支柱和鉸接頂梁模型制作單體支柱模型可

27、分為六部分：底座、柱筒、活柱、鉸接頂蓋、把手和三用閥。各部分模圖 6.3.26 刮板輸送機的外輪框線和擠出的刮板輸送機模型6.3.27 所示。圖 6.3.28 創(chuàng)建底座底座模型制作：單擊“創(chuàng)建”面板中“幾何體”按鈕，在“標準基本體”命令面板中單1”為1.4， “半徑2”為1.2， “高度”為 1.0，6.3.28 所示。柱筒和活柱模型制作：為簡化模型，我們在做一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復雜而不需要表現(xiàn)其內(nèi)部構(gòu)造的模型時，常常只制作模型的外部形狀，而不考慮看不到的內(nèi)部構(gòu)造。例如柱筒和活柱模型我們就可以用圓柱體代替。單擊“創(chuàng)建”面板中“幾何體”按鈕，在“標準基本體”命令面板中單擊“圓柱體”按鈕，設置“參數(shù)”

28、的“半徑”為1.0， “高度”為 14.0，作為柱筒模型；再創(chuàng)建一個“半徑”為0.8， “高度”為 8.0 的圓柱體作為活柱模型，如圖6.3.29 所圖 6.3.29 創(chuàng)建柱筒和活柱示。鉸接頂蓋模型制作：鉸接頂蓋模型由兩個圓柱體、一個長方體和四個圓椎體組合而成，如圖 6.3.30 所示為組合而成的鉸接頂蓋模型。其中兩個圓柱體模型 “參數(shù)” 為 “半徑”1.0、“高度” 1.5 和“半徑”0.85、 “高度”3.0；長方體模型的“參數(shù)”為“長度”2.3、 “寬度”2.3 和“高度”0.3；相同的四個圓椎體的“參數(shù)”為“半徑1” 0.15、 “半徑2” 0.1、 “高度”0.3。最后使用工具欄中的

29、“選擇并移動”按鈕把做好的模型移動到合適的位置組成鉸接頂蓋模型。圖 6.3.30 鉸接頂蓋模型把手模型制作：單擊“創(chuàng)建”面板中“幾何體”按鈕，在“標準基本體”命令面板中單擊“管狀體”按鈕，在“參數(shù)”中輸入“半徑 1”為 1.25， “半徑2”為1.0， “高度”為0.8。單擊創(chuàng)建“圖形”面板中的“線”按鈕，在“頂”視圖中繪制把手的外輪框線，然后用“擠0.36、 “高度”圖 6.3.32 未處理得三用閥基礎(chǔ)模型出”命令擠出 “數(shù)量”為 0.5的把手造型，如圖6.3.31 所示。三用閥模型制作：創(chuàng)建兩個圓柱體，一個圓柱體“參數(shù)”設置“半徑”為 為 3.4，另一個圓柱體“參數(shù)”設置“半徑”為0.18

30、、 “高度”為1.0。然后使用工具欄中“選擇并移動”按鈕把兩個圓柱體移動到如圖 6.3.32所示位置。選擇創(chuàng)建的第一個圓柱體，單擊 “創(chuàng)建”面板中“幾何體”按鈕，在創(chuàng)建標準基本體類型下拉列表中選擇“復合對象”選項，然后單擊面板中的“布爾”按鈕，在打開的布爾運算命令面板中選擇 “移動” 單選按鈕，在 “操作”選項區(qū)域中選擇“差集（ A-B ） ”單選按鈕，然后單擊“拾取操作對象”按鈕，在場景中選擇相對尺寸較小的圓柱體對象，這樣就得到了圖 6.3.33 創(chuàng)建三用閥模型我們想要的三用閥模型，如圖6.3.33 所示。鉸接頂梁模型制作：鉸接頂梁模型很簡單，這里使用了兩個長方體來表現(xiàn)鉸接頂梁。兩個長方體的

31、 “參數(shù)” 分別設置為 “長度”20.0、 “寬度” 2.5、 “高度” 1.5 和“長度”2.5、 “寬度”2.5、 “高度”1.5，如圖6.3.34所示。單體支柱和鉸接頂梁各部分的模型制作完成后，需要使用工具欄中的“選擇并移動”按鈕將各部分組合成整體。如圖6.3.35 所示為組合成的單根單體支柱。使用菜單欄“編輯”中的“克隆”命令，克隆多根單體支柱和鉸接頂梁，同時結(jié)合“選圖 6.3.35 單根單體支柱模型圖 6.3.34 創(chuàng)建鉸接頂梁模型圖 6.3.36 多根單體支柱和鉸接頂梁組合場景擇并移動”工具，調(diào)整克隆出的模型位置，最后組合場景，如圖 6.3.36所示。6）組合模型各部分模型建好后需

32、要組合到一起才能形成我們需要的最后場景，分別選擇建好的模型，點擊工具欄中的“選擇并移動”按鈕，結(jié)合“頂”視圖、 “前”視圖、 “左”視圖和“透視”視圖移動組合模型形成最后的整體模型，如圖 6.3.37 所示。圖 6.3.37 組合模型 圖 6.3.41 設置煤壁動畫 7）材質(zhì)與貼圖材質(zhì)與貼圖用于增強模型的真實感和感染力。 “材質(zhì)”的概念就是可以為物體的次對象面設置不同顏色，并使其具有光學特征。常用的光學特征有環(huán)境色、散射、透明度、反光強度等。 “貼圖”是用編輯的二維圖片代替材質(zhì)的光學特征表現(xiàn)對象特質(zhì)，如應用位圖代替物體表面散射光的區(qū)域，使物體表面產(chǎn)生紋理效果。因 3ds max 的材質(zhì)與貼圖功

33、能十分強大，操作也很復雜，因篇蝠限制，在此就不做太多講解。下面根據(jù)我們場景的實際需要，介紹一種賦予對象材質(zhì)與貼圖的簡單方法。在我們創(chuàng)建好的場景中設置對象材質(zhì)與貼圖的方法是：在場景中選擇一個對象，如頂板對象，然后最小化3ds max，在我們的電腦硬盤里找一張“巖石”位圖，選中位圖后直接拖拉入 3ds max中我們選中的頂板對象上面，這樣就可以在視圖中看到巖石貼圖被賦予在了頂板對象上。如果賦予了貼圖的對象和我們現(xiàn)實中看到的實物相差太遠，需要單擊工具欄中 “材質(zhì)編輯器”按鈕 ，打開“材質(zhì)編輯器”對話框做進一步調(diào)整。8）建立攝像機在 3ds max 中創(chuàng)建攝像機可以模擬真實攝像機拍攝三維場景。同時，

34、它也是制作動畫的一種重要的表現(xiàn)手法。單擊“創(chuàng)建”命令面板中的“攝像機”按鈕 ，可以打開“攝像機”創(chuàng)建命令面板。攝像機共有兩種，分別是目標攝像機和自由攝像機。在“攝像機”創(chuàng)建命令面板上點擊“自由” 按鈕， 再點擊 “左” 視圖， 移動攝像機，將其放在我們的場景前面合適的位置上。在 “透視” 視圖的左上角點擊右鍵，在彈出的菜單上選擇 “視圖”菜單里的 “ camera01” 選項， “透視” 視圖就變成我們設置的攝相機視圖了。調(diào)整好攝像機的角度和位置，使我們在攝相機視圖中可以看到整個場景即可。設置的攝像機，如圖6.3.38所示。圖 6.3.38 建立攝像機2普采工作面回采支柱移動三維動畫制作在 3

35、ds max 中，用戶可以在不同時間設置對象的動畫狀態(tài)，這個狀態(tài)也稱為關(guān)鍵點。設置關(guān)鍵點后，3ds max會自動計算出兩個關(guān)鍵點之間的動畫過渡，最終創(chuàng)建出用戶所需的動畫效果。大家只需要創(chuàng)建記錄每個動畫序列的起始、結(jié)束和關(guān)鍵點。在3ds max 中可對場景對象的任意參數(shù)進行動畫記錄，當對象的參數(shù)確定后，就可以通過3ds max的渲染器完成每一幀的渲染工作，生成高質(zhì)量的動畫。制作關(guān)鍵幀動畫的基本思路是：首先針對物體的運動路徑設置關(guān)鍵幀，然后在 “曲線編輯器” 中對物體的運動方式進行設置來完成動畫。下面我們在已經(jīng)做好的普采工作面回采模型場景中完成支柱移動的動畫。1）策劃動畫普采工作面回采支柱移動步驟

36、，如圖6.3.39 所示。圖 6.3.39 普采工作面回采支柱移動步驟a-開始采煤；b-破煤；c-裝煤；d-移輸送機；e-支架；f-處理采空區(qū)在制作好的場景中，需要設置動畫的模型有煤壁、體支柱， 其中靠近煤壁的一排單體支柱和鉸接頂梁、刮板輸送機、矸石堆、鉸接頂梁和單 靠近矸石堆的一排單體支柱和鉸接頂梁需要設置動畫，其它處于這兩排單體支柱中間的單體支柱和鉸接頂梁不需要設置動畫。所以需要設置六組動畫，包括：煤壁推進一個截深；輸送機前移； 掛鉸接頂梁；支設單體支柱； 撤掉最后一排支柱和頂梁；頂板跨落。2）設置動畫長度單擊位于軟件界面右下角的 “時間配置”按鈕在彈出的窗口中設置動畫的總幀數(shù)為500，這

37、個參數(shù)決定了制作動畫的長度，如圖6.3.40 所示。圖 6.3.40 設置動畫長度3）煤壁推進一個截深現(xiàn)在對煤壁的動畫進行設置，首先選擇煤壁對象，激活 “自動關(guān)鍵點”設置按鈕，將 “新建關(guān)鍵點的默認入出切線”按鈕改為 ，移動時間滑塊到第100 幀處，如圖6.3.41 所示。在煤壁對象的“參數(shù)”設置面板上將“長度”改為 30.0，軟件會自動記錄下該關(guān)鍵點的動畫，這樣煤壁推進一個截深的動畫就完成了。點擊“轉(zhuǎn)至開頭”按鈕 ，讓時間滑塊移動至開頭，點擊“播放動畫”按鈕 ，播放該段動畫，檢查動畫效果。煤壁推進一個截深的動畫關(guān)鍵幀取景如圖6.3.42 所示。圖 6.3.42 在“左”視圖中觀察煤壁第 1

38、幀及第 100 幀的取景4）輸送機前移選擇輸送機對象，激活“設置關(guān)鍵點”設置按鈕，保持“新建關(guān)鍵點的默認入 出切線”按鈕為，將時間滑塊移動到100 幀處，然后單擊“設置關(guān)鍵點”按 鈕 ， 記錄一個關(guān)鍵點 ，如圖 6.3.43 所示。圖 6.3.43 設置輸送機動畫將時間滑塊移動至150 幀處，移動輸送機至靠近煤壁的位置，單擊“設置關(guān)鍵點”按鈕，記錄 150 幀處關(guān)鍵點動畫。時間滑塊移動至開頭，點擊“播放動畫”按鈕 ，檢查動畫。輸送機前移的動畫關(guān)鍵幀取景，如圖6.3.44 所示。圖 6.3.44 在“左”視圖中觀察輸送機第100 幀及第 150 幀的取景5）掛鉸接頂梁“克隆”一個鉸接頂梁對象，在

39、“克隆”面板中點擊“復制”單選項，確認克隆。移動克隆的鉸接頂梁對象至需要掛鉸接頂梁的位置，激活“自動關(guān)鍵點”設置按鈕，將時間滑塊移動到 50 幀處，改變“新建關(guān)鍵點的默認入 出切線”按鈕為 ，右鍵點擊鉸接頂梁，在彈出的菜單中選擇“屬性”項，改變“對象屬性”菜單“常規(guī)”中“渲染控制”的“可見性”值為0。將時間滑塊移動至100 幀處，改變鉸接頂梁對象“可見性”值為1.0， “對象屬性” 窗體，如圖6.3.45 所示。發(fā)現(xiàn)在第0 幀產(chǎn)生了一個關(guān)鍵點，刪除它即可完成掛一根鉸接頂梁動畫。使用“實例”克隆，復制帶動畫的鉸接頂梁并移動到其他需要掛鉸接頂梁的地方。時間滑塊移動至開頭，點擊“播放動畫”按鈕 ，檢

40、查動畫。掛鉸接頂梁的動畫關(guān)鍵幀取景，如圖 6.3.46 所示。6）支設單體支柱需要克隆一根單體支柱并移動至需要支設單體支柱的位置上，激活“自動關(guān)鍵點”設置按鈕，在“新建關(guān)鍵點的默認入 出切線”按鈕為 的情況下，設置克隆的單體支柱第0 幀時的“可見性”為 0，然后再設置第150 幀時對象的“可見性”為1.0。設置對象可見性的方法參考掛鉸接頂梁的設置。選中克隆的單體支柱上半部分（活柱、 鉸接圖 6.3.45 “對象屬性”窗體圖 6.3.46 在“左”視圖中觀察鉸接頂梁第50 幀及第 100 幀的取景頂蓋和三用閥）， 激活 “設置關(guān)鍵點”設置按鈕，將“新建關(guān)鍵點的默認入 出切線”按鈕改為 ，移動時間滑塊到第160 幀，單體支柱上半部分移動至支柱沒有注液加壓時的位置上，單擊“設置關(guān)鍵點”按鈕 ，記錄一個關(guān)鍵點。移動時間滑塊至第200 幀， 把單體支柱上半部分移動至支柱注液加壓后的位置上，單擊 “設置關(guān)鍵點”按鈕 ，記錄一個關(guān)鍵點。如圖6.3.47 所示為克隆的單體支柱第160 幀和第 200幀的位置。使用“實例”克隆，復制帶動畫的單體支柱并移動到其他需要支設單體支柱的位置， 完成支設單體支柱動畫。時間滑塊移動至開頭，點擊“播放動畫”按鈕 ，檢查動畫。圖 6.3.47 克隆