光影魔術(shù)-三維數(shù)字模型制作 課件 項(xiàng)目1 拷貝桌面動(dòng)畫(huà)

項(xiàng)目一拷貝桌面動(dòng)畫(huà)浙江省普通高?！笆濉毙滦螒B(tài)教材光影魔術(shù)—三維數(shù)字模型制作拷貝桌動(dòng)畫(huà)了解三維動(dòng)畫(huà)的一般概念和應(yīng)用領(lǐng)域，初步了解3dsMax基本使用方法;掌握基本簡(jiǎn)單模型制作的技巧與方法,了解比例和尺寸對(duì)于道具制作的重要性。該項(xiàng)目是為動(dòng)漫專(zhuān)業(yè)的拷貝實(shí)訓(xùn)室設(shè)計(jì)一種新型拷貝桌，為了更好地讓木工師傅了解桌子的結(jié)構(gòu)，需要制作出由不同零件組成的桌子實(shí)體效果。該項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)能符合使用要求，制作符合實(shí)際樣式。在制作本項(xiàng)目前，先了解3dsMax的基本使用方法，熟悉基本操作，在設(shè)計(jì)拷貝桌時(shí)要進(jìn)行需求分析，注意比例尺寸。項(xiàng)目目標(biāo)項(xiàng)目介紹項(xiàng)目分析01拷貝桌的結(jié)構(gòu)PARTONE一、拷貝桌的結(jié)構(gòu)拷貝桌又被稱(chēng)為透寫(xiě)桌，是制作漫畫(huà)、動(dòng)畫(huà)的專(zhuān)業(yè)工具，和一般桌子不同的地方在于它的桌面，桌面由一個(gè)燈箱或LED燈帶上面覆蓋一塊鋼化玻璃組成。它既要具備普通桌子的功能，又能滿足拷貝、描畫(huà)的功能，因此結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。下面先了解鉑貝桌的大致結(jié)構(gòu)?？截愖婪譃閮刹糠?，上半部分是拷貝臺(tái)，下半部分是木質(zhì)或金屬框架。使用時(shí)將多張畫(huà)稿重疊在一起，可以很清楚地看到底層畫(huà)稿上的圖，在第一張紙上拷貝或修改畫(huà)稿。動(dòng)畫(huà)家可以用來(lái)畫(huà)分解動(dòng)作（中間畫(huà)），漫畫(huà)家可以用來(lái)將草稿描繪成正稿，并可以方便網(wǎng)點(diǎn)紙的使用。拷貝臺(tái)是拷貝桌的關(guān)鍵設(shè)備，拷貝臺(tái)下面的框架主要是為了支撐整個(gè)拷貝桌，并且使拷貝臺(tái)使用起來(lái)更加方便，工作更加舒適，放在房間內(nèi)不僅美觀大方，而且平穩(wěn)安全（見(jiàn)圖2-1-1）。02桌子模型的搭建PARTTWO二、桌子模型的搭建當(dāng)首次啟動(dòng)3dsMax時(shí)，項(xiàng)目文件夾默認(rèn)路徑為“MyDocuments\3dsMaxl”，可以通過(guò)使用“設(shè)定項(xiàng)目文件夾”指定項(xiàng)目文件夾的路徑。當(dāng)設(shè)置項(xiàng)目文件夾時(shí)，3dsMax會(huì)自動(dòng)在其中創(chuàng)建一系列的文件夾，如“scenes”和“renderOutput”。在默認(rèn)情況下，可以通過(guò)項(xiàng)目文件夾的默認(rèn)路徑打開(kāi)文件。對(duì)組織和共享文件而言，使用一致的項(xiàng)目文件夾結(jié)構(gòu)非常實(shí)用。在3dsMax中進(jìn)行模型搭建和在現(xiàn)實(shí)生活中做桌子的過(guò)程很類(lèi)似，首先找到材料，然后根據(jù)桌子的樣式裁剪各個(gè)部件，最后將各個(gè)部位拼接起來(lái)。打開(kāi)3dsMax的工作界面（見(jiàn)圖2-1-2）。二、桌子模型的搭建01

打開(kāi)“創(chuàng)建”命令面板，單擊“幾何體”按鈕，可以看到一共有10種幾何體類(lèi)型。在“對(duì)象類(lèi)型”卷展欄中單擊“長(zhǎng)方體”按鈕，在場(chǎng)景中按住鼠標(biāo)左鍵，拉出一個(gè)和桌面大小差不多的立方體（見(jiàn)圖2-1-3），釋放鼠標(biāo)左鍵。我們可以在幾何體下面的“參數(shù)”卷展欄中設(shè)置相關(guān)數(shù)值來(lái)改變長(zhǎng)方體的形狀及大小（見(jiàn)圖2-1-4）。二、桌子模型的搭建02

繼續(xù)創(chuàng)建桌子的各個(gè)部件，在此過(guò)程中，注意選擇合適的視圖，可以提高制作效率。當(dāng)按照桌子的結(jié)構(gòu)將大小不一的各個(gè)部件都創(chuàng)建出來(lái)后，選擇“工具欄”中的“選擇和移動(dòng)”工具，將這些部件按照桌子設(shè)計(jì)圖的要求進(jìn)行組合搭配，這樣就創(chuàng)建完桌子的基本形狀（見(jiàn)圖2-1-5）。這里可以按住Shift鍵的同時(shí)單擊鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行物體的快速?gòu)?fù)制，按住Ctrl鍵的同時(shí)單擊鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行物體連選。對(duì)于同一部位的部件可以使用“文件”中的“群組”命令進(jìn)行群組（群組相當(dāng)于把很多個(gè)雞蛋放在一個(gè)籃子里，雞蛋還是相互獨(dú)立的，只是形成了行動(dòng)統(tǒng)一的團(tuán)隊(duì)）。在將創(chuàng)建好的部件進(jìn)行搭配的過(guò)程中，需要不斷地切換視圖，合適的視圖操作有助于提高制作效率，同時(shí)訓(xùn)練用戶(hù)三維空間想象能力。二、桌子模型的搭建03

在創(chuàng)建完桌子基本形狀之后，搭建斜坡的桌面部位。由于在“幾何體”面板中無(wú)法找到類(lèi)似的形體，需要更換一個(gè)建模的思路。打開(kāi)“創(chuàng)建”命令面板中的“圖形”面板，單擊“線”按鈕，在場(chǎng)景中繪制圖形（見(jiàn)圖2-1-6）。二、桌子模型的搭建在繪制圖形過(guò)程中，可以按Shift鍵進(jìn)行直線繪制，注意要讓曲線閉合。在選擇“樣條線”次對(duì)象的前提下，打開(kāi)“修改”命令面板，選擇“擠出”命令，并設(shè)置擠出大小，這樣斜面的桌面就制作完了（見(jiàn)圖2-1-7）。利用二維圖形進(jìn)行三維圖形的創(chuàng)建是一種非常有效的建模方式，在后面章節(jié)介紹“多邊形建?！睍r(shí)就要先創(chuàng)建一個(gè)基礎(chǔ)模型，再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)雜建模的操作。04

將所有創(chuàng)建完的部件像搭積木一樣搭配起來(lái)，一張桌子模型就呈現(xiàn)在眼前。在進(jìn)行部件搭配時(shí)，初學(xué)者往往習(xí)慣在透視圖中移動(dòng)部件，這其實(shí)是錯(cuò)誤的，要學(xué)會(huì)利用其他幾個(gè)二維視圖對(duì)部件進(jìn)行移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)操作，這樣可以避免因?yàn)橥敢暥a(chǎn)生視覺(jué)錯(cuò)覺(jué)。03桌子材質(zhì)的制作PARTTHREE三、桌子材質(zhì)的制作01

單擊工具欄中的“材質(zhì)編輯器”按鈕，打開(kāi)“材質(zhì)編輯器”對(duì)話框，選擇―個(gè)材質(zhì)秋，將材質(zhì)名稱(chēng)命名為“桌子”，然后設(shè)置環(huán)境光顏色，繼續(xù)設(shè)置“高光級(jí)別”和“光澤度”參數(shù)，創(chuàng)造出材質(zhì)的基礎(chǔ)光影效果。高光級(jí)別數(shù)值越高，高光點(diǎn)亮度越強(qiáng)；光澤度數(shù)值越高，高光點(diǎn)面積越小。也就是說(shuō)，光澤度用于調(diào)節(jié)反光的面積大小，高光級(jí)別用于調(diào)節(jié)反光的強(qiáng)度高低（見(jiàn)圖2-1-8）。三、桌子材質(zhì)的制作02

選擇場(chǎng)景中的桌子，在“材質(zhì)編輯器-桌子”對(duì)話框中單擊“將材質(zhì)指定給選中對(duì)象”按鈕，這樣就可將制作完的材質(zhì)賦到部件上去，按照同樣的方法，可以制作出其他部件的材質(zhì)。03

為了使材質(zhì)表現(xiàn)得更加真實(shí)，需要給材質(zhì)球貼上貼圖，單擊漫反射右側(cè)的方塊，在打開(kāi)的“選擇位圖圖像文件”對(duì)話框中選擇相應(yīng)文件中的木紋貼圖（見(jiàn)圖2-1-9）。三、桌子材質(zhì)的制作04

在本實(shí)例中，有些部件是不規(guī)則形狀，如桌子的梯形桌面，為了能將貼圖準(zhǔn)確地貼到模型上去，需要給這些部件添加“UVW貼圖”修改器。選擇“UVW貼圖”的子對(duì)象“Gizmo”，可以看到包裹在物體表面的黃色邊框，通過(guò)“縮放”命令，可以調(diào)整這個(gè)材質(zhì)包裹物體的效果。我們可以比較下，不同的貼圖類(lèi)型會(huì)讓材質(zhì)在物體表面產(chǎn)生不同的材質(zhì)效果，不同的Gizmo形狀也會(huì)產(chǎn)生不同的貼圖效果（見(jiàn)圖2-1-10）。三、桌子材質(zhì)的制作05

選擇一個(gè)材質(zhì)球，將材質(zhì)名稱(chēng)命名為“磨砂玻璃”。將漫反射顏色設(shè)置為淺藍(lán)色，“不透明度”設(shè)置為“80”，“高光級(jí)別”設(shè)置為“66”和“光澤度”設(shè)置為“49”。由于磨砂玻璃比木頭有更好的反射效應(yīng)，因此需要讓光斑更小，反射效果更強(qiáng)烈。如果想要更好地觀察材質(zhì)，則單擊“背景”按鈕，這時(shí)材質(zhì)球的背景就變成由彩色方塊組成的透明背景（圖2-1-11）。三、桌子材質(zhì)的制作06

為了制造出磨砂玻璃的質(zhì)感，打開(kāi)“貼圖”卷展欄，勾選列表中的“不透明度”，單擊后面的長(zhǎng)方塊，打開(kāi)“材質(zhì)/貼圖瀏覽器”對(duì)話框，選擇“噪波”貼圖，在“噪波參數(shù)”卷展欄中設(shè)置“大小”為“0.2”，該值越小，噪點(diǎn)也就越細(xì)小，大家可以根據(jù)實(shí)際效果設(shè)置（見(jiàn)圖2-1-12)。三、桌子材質(zhì)的制作07

單擊“返回父對(duì)象”按鈕，返回材質(zhì)球基本屬性設(shè)置面板，將“不透明度”設(shè)置為“30”，這樣簡(jiǎn)單的磨砂玻璃材質(zhì)就制作完了，將它賦予玻璃面板（見(jiàn)圖2-1-13）。知識(shí)儲(chǔ)備—關(guān)于“UVW”貼圖（1）“UVW貼圖”是一種坐標(biāo)映射技術(shù)，使用戶(hù)能夠?qū)?D紋理投射到3D對(duì)象的表面上。使用“UVW貼圖”修改器可以編輯模型上顯示的貼圖材質(zhì)和程序材質(zhì)。既可以選擇與所需貼圖模型最接近的形狀選項(xiàng)，又可以通過(guò)Gizmo調(diào)整貼圖坐標(biāo)。（2）“UVW貼圖”通過(guò)Gizmo將貼圖坐標(biāo)投影到對(duì)象上。既可以定位、旋轉(zhuǎn)或縮放Gizmo以調(diào)整對(duì)象上的貼圖坐標(biāo)，還可以設(shè)置Gizmo的動(dòng)畫(huà)。如果選擇新的貼圖類(lèi)型，則Gizmo變換仍然生效(見(jiàn)圖2-1-14）。關(guān)于“UVW”貼圖知識(shí)儲(chǔ)備—關(guān)于“UVW”貼圖（3）不同貼圖類(lèi)型的Gizmo顯示。對(duì)平面、球形、圓柱形和收縮包裹貼圖來(lái)說(shuō)，一條黃色短線指示貼圖頂部。Gizmo的綠色邊指示貼圖右側(cè)。在球形或圓柱形貼圖上，綠色邊是左右邊的接合處。必須在修改器顯示層次中選擇Gizmo，才能顯示Gizmo（見(jiàn)圖2-1-15）。（4）移動(dòng)Gizmo會(huì)更改投影中心并影響所有類(lèi)型的貼圖。旋轉(zhuǎn)Gizmo會(huì)更改貼圖方向，影響所有類(lèi)型的貼圖。均勻縮放不會(huì)影響球形或收縮包裹貼圖。非均勻縮放會(huì)影響所有類(lèi)型的貼圖（見(jiàn)圖2-1-16)。（5）如果縮放的Gizmo小于幾何體，會(huì)創(chuàng)建平鋪效果，除非縮放對(duì)所使用的貼圖類(lèi)型不生效?；贕izmo大小的平鋪是對(duì)“材質(zhì)編輯器坐標(biāo)”卷展欄中設(shè)置的貼圖平鋪值或“UVW貼圖”修改器中的平鋪控件的補(bǔ)充。關(guān)于“UVW”貼圖04渲染與展示PARTFOUR四、渲染與展示01

將場(chǎng)景中桌子擺好位置，并創(chuàng)建一個(gè)“平面”，將其賦予一個(gè)灰色調(diào)的材質(zhì)，單擊“貼圖”卷展欄中的“反射”按鈕，打開(kāi)“材質(zhì)/貼圖瀏覽器”對(duì)話框，選擇“光線跟蹤”貼圖或“反射/折射”貼圖,并將“反射”值設(shè)置為“10～20”（見(jiàn)圖2-1-17)。使用“光線跟蹤”貼圖可以提供全部光線跟蹤反射和折射，生成的反射和折射比“反射/折射”貼圖更精確。但渲染光線跟蹤對(duì)象的速度比渲染“反射/折射”對(duì)象的速度低。四、渲染與展示02

創(chuàng)建一個(gè)模擬現(xiàn)實(shí)照明的環(huán)境，由于制作的是靜物道具，因此在燈光設(shè)置上采用了“天光”+“光跟蹤器”的組合，這樣的組合設(shè)置不僅簡(jiǎn)單，又可以產(chǎn)生較好的漫反射效果。如果是第一次進(jìn)行模型渲染，則可以先嘗試用這種方法，這樣可以讓靜物道具渲染得更加真實(shí)。單擊“對(duì)象類(lèi)型”選項(xiàng)區(qū)中的“天光”按鈕，再在場(chǎng)景任意位置單擊。需要注意的是，“天光”本身只是一種照明符號(hào)，表示在這個(gè)場(chǎng)景中有模擬現(xiàn)實(shí)條件下的日光效果，所以“天光”放置的位置并不會(huì)影響效果。將“天光”放置好后，選擇“渲染”→“光跟蹤器”命令，打開(kāi)“渲染設(shè)置：掃描線渲染器”對(duì)話框，保持默認(rèn)參數(shù)設(shè)置即可（見(jiàn)圖2-1-18）。四、渲染與展示03

在完成燈光設(shè)置后，在透視圖中將視圖調(diào)整到合適的位置，或者使用攝像頭，采用攝影機(jī)視角，進(jìn)行最后的渲染。按F9鍵進(jìn)行渲染，渲染結(jié)束后，將渲染結(jié)果保存為JPG格式或PNG格式的文件，得到渲染效果圖（見(jiàn)圖2-1-19）。知識(shí)儲(chǔ)備—關(guān)于天光1．使用單個(gè)“天光”和“光跟蹤器”渲染模型當(dāng)使用默認(rèn)掃描線渲染器進(jìn)行渲染時(shí)，將“天光”與“高級(jí)照明”〈光跟蹤器或光能傳遞）結(jié)合使用渲染效果會(huì)更佳。建立天光模型作為場(chǎng)景上方的圓屋頂(見(jiàn)圖2-1-20）。注意:在3dsMax中有多種創(chuàng)建日光模型的方法，但如果使用“光跟蹤器”創(chuàng)建日光模型，通常天光能提供最佳效果。當(dāng)使用“天光”渲染凹凸貼圖的材質(zhì)時(shí)，如果遇到視覺(jué)異常，則將材質(zhì)轉(zhuǎn)換為高級(jí)照明覆蓋材質(zhì)，然后減小“間接凹凸比例”值。關(guān)于天光知識(shí)儲(chǔ)備—關(guān)于天光2．使用帶有天光的貼圖如果使用帶有天光的貼圖，以下設(shè)置可以改善其效果，確保貼圖坐標(biāo)為球形或圓柱形。對(duì)“光跟蹤器”來(lái)說(shuō)，確保使用足夠的采樣。一條經(jīng)驗(yàn)規(guī)則是至少使用1000個(gè)采樣，將“初始采樣間距”設(shè)置為“8×8”或“4x4”，并將“過(guò)濾器大小”的值設(shè)置為“2.0”。使用圖像處理應(yīng)用程序模糊以前使用的貼圖。有了模糊的貼圖,可以使用較少的采樣獲得較好的效果。當(dāng)與“天光”一起使用時(shí)，模糊的貼圖將仍然被很好地渲染。需要注意的是，將足夠采樣與貼圖的“天光”一起使用會(huì)延長(zhǎng)渲染時(shí)間。關(guān)于天光知識(shí)儲(chǔ)備—關(guān)于天光3．建筑設(shè)計(jì)中的天光和光能傳遞在向場(chǎng)景中添加天光時(shí)，為了正確處理光能傳遞，需要確保墻壁具有封閉的角落，并且地板和天花板的厚度要比墻壁薄。在本質(zhì)上，構(gòu)建3D模型就應(yīng)該像構(gòu)建真實(shí)世界的結(jié)構(gòu)一樣。如果所構(gòu)建模型的墻壁是通過(guò)單邊相連的，或者地板和天花板均為簡(jiǎn)單的平面，則在添加天光后處理光能傳遞時(shí)，最終這些邊會(huì)產(chǎn)生“漏光”。修復(fù)模型防止出現(xiàn)燈光泄漏的方法如下?！?/p>

確保地面和天花板具有一定的厚度。通過(guò)擠出子對(duì)象層級(jí)上的曲面或應(yīng)用“殼”修改器與“擠出”修改器，可以