3D实验指导书110文档格式.docx
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3、变换操作工具实现对象的移动、旋转和缩放
变换按钮及变换边框:
选择并移动、选择并旋转、选择并缩放
变换输入对话框的使用
变换管理器:
参考坐标系、变换中心设置、约束轴设置
(二)制作斜面上的轮胎
在顶视图创建长方体作地面
在顶视图创建半径为25的球体
用对齐工具将球体置于紧贴地面上
创建长方体作木板
在前视图用选择和旋转将木板搭到球体上
在前视图用圆环按钮创建轮胎
拾取轮胎变换坐标系统
移动轮胎并渲染得斜面上的轮胎
(三)制作凉亭
1、创建圆锥体作凉亭的顶,把边数参数改为6并取消平滑选项;
2、再在顶视图六棱锥的一角附近,用创建几何体面板创建高度及半径比例适当的圆柱体作为凉亭的立柱;
3、拾取六棱锥为坐标系并“使用变换中心”;
4、用“栅格和捕捉设置”对话框确定圆柱旋转复制角度,在顶视图中,按住shift键的同时,用鼠标拖动选中的圆柱旋转60度,得到立柱的五个副本。
掌握标准基本体和扩展基本体的创建过程并建造教堂模型,通过“布尔运算”的命令来实现烟灰缸的制作。
(一)实验三维基本形的创建
了解以下基本体的调整参数和创建步骤,通过实际操作感受各参数对最终效果的影响。
标准基本体:
长方体、球体、柱体、圆环、茶壶
锥体、几何球体、圆管、棱锥体、平面
扩展基本体:
多面体、倒角方体、油桶、纺锤体、多边体、软环管等
(二)运用基本几何体建造教堂模型
用长方体创建教堂地基及石柱的柱基
用环形波体创建柱身
用长方体创建柱头
群组后运用阵列命令复制石柱
用镜像复制命令创建另一侧的石柱
用C型延展体创建教堂的墙体与内门
用棱柱扩展图元创建教堂的屋顶
用复制的石柱及圆管创建教堂的拱门
完善后得到教堂模型
(三)实验布尔运算
练习合、交及差的运算过程
运算得到等径圆柱垂直相交部分
运用基本体的布尔运算完成烟灰缸的建模
掌握十一种二维图形的创建过程,能通过“编辑样条线”命令的子层级编辑而改变二维图形的形状;
掌握用放样方法来创建三维体并进行必要的调整。
(一)二维图形的创建
了解线、矩形、圆、椭圆、弧、圆环、多边形、星形、文本、螺旋线、截面的调整参数,通过实际操作感受各参数对最终效果的影响。
(二)编辑与修改二维图形
二维线形能够在执行“编辑样条线”命令后,再通过点、线段及样条线子层级的编辑可以改变其形状。
实验了解编辑顶点、编辑线段及编辑样条曲线面板的选项、命令以及参数。
心形的造型:
1、重新设定系统。
单击“创建”面板中的“图形”页面中的“弧”对象按钮,在前视图中创建一个圆弧。
2、在“修改”面板中选择“编辑样条线”命令,展开编辑层次后选择“顶点”项。
在展开“选择”卷展栏中选“显示顶点编号”复选框。
3、依次选中1号和4号顶点并将其顶点类型改为“角点”,然后用“选择并移动”按钮通过顶点的调整将圆弧调整至合适位置。
4、取消顶点显示编号。
进入“样条线”编辑层级,在“几何体”卷展栏,选中“镜像”按钮下的“复制”和“围绕轴心”复选框,再单击“镜像”按钮,对圆弧施加了一个镜像复制。
5、选中“自动焊接”复选框,然后移动新生成的弧使之与原弧相接。
6、退出子对象编辑层级,单击颜色按钮,在弹出的“对象颜色”对话框中将对象设置为红色。
完成“红心”造型后将结果保存为文件“心形.max”备用。
(三)从二维对象生成三维对象
1、实验掌握挤出、车削、倒角常用修改器的应用
2、放样物体的创建
单截面放样:
以星形截面图形为例实验在曲弧路径上的放样
2、多截面放样
制作台布:
创建一个圆形为台布的上截面,创建一个18角星形作为台布的下截面,创建一线条作为放样路径。
在创建面板的“几何体”页面,用“放样”按钮创建“复合物体”。
先对圆使用“获取截面”命令生成一个圆柱,再在“路径”参数为100处对星形使用“获取截面”命令而生成台布。
放样制作螺丝刀:
先以矩形沿直线放样,再在“路径”参数50处针对星形“获取图形”,而在100处针对圆形“获取图形”;
在选中放样体时,进入“修改”面板,展开Loft选项,进入“图形”次对象编辑状态,点击打开卷展栏的“比较”按钮,依次拾取放样体上的三截面形,再使用“选择并旋转”工具把放样体上的截面形的第一顶点对齐;
用“选择并均匀缩放”工具调整至合适大小,再借助于Shift键复制圆形、星形及矩形截面图形进行复制并调整就得到模型了。
高级建模包括网格建模、多边形建模和NURBS建模,它们常用来制作复杂而精细的模型。
通过实例操作,了解网格建模、多边形建模和NURBS建模的具体应用。
一)网格建模
网格对象不是直接创建的,而是由其他三维图形转换而来的。
将对象转换为网格对象的方法有两种:
用快捷命令将对象转换为可编辑网格,使用“编辑网格”编辑修改器。
(一)足球建模
足球球面是由五边形和六边形围成的,所以我们先点击创建面板中的几何体创建按钮,选择扩展几何物体,在透视图中创建一个异面体,右键结束创建;
然后点击修改命令面板,在“参数”卷展栏下的“系列”栏中选“十二面体/二十面体”,然后在“系列参数”栏中把P值改为0.35,就得到了足球的基本形状;
在该物体上用快捷命令把它转化为可编辑网格物体,在修改命令面板中,点击多边形层级,然后在透视图中框选整个形体,再到修改命令面板中,在面板下方找到“炸开”按钮,选择“元素”而不能选“对象”方式,点击“炸开”按钮,将形体炸开成分离的五边形面元素和六边形面元素;
退出子对象编辑方式,给物体加上一个“网格平滑”修改器。
光滑级别为1,在该修改器的基础上再加一个球形化修改器,参数默认。
再在上面加一个体积选择修改器,选择级别选“面”,再加一个面挤出修改器,将数量设置为1,比例为90%,最后再加一个“网格平滑”修改器,光滑级别为设为1,将细分方法改为“四边形输出”,足球建模就此完成。
(二)立体五角星制作
除了用锥化修改器五角星之外,我们还可以用“编辑网格”命令来实现。
选择星形,改为五角后创建,再执行“挤出”命令,然后执行“编辑网格”命令,最后选择前面顶点并确定缩放量为1%或直接按“塌陷”按钮。
二)多边形建模
多边形建模为非参数化的建模方法,多边形建模与曲面建模(即NURBS建模)是目前三维软件两大流行建模方法,用这种方法创建的物体表面由直线组成。
“可编辑多边形”不能作为修改命令直接指定给几何体,而是只能先选择一个几何体然后将它塌陷成“可编辑多边形”。
被塌陷物体的取消修改历史,不利于对其进行编辑和修改,还可以给物体指定“编辑多边形”修改器。
多边形实现水杯建模:
创建半径40、高度110的圆柱体为基础,高度分段16,边数为18,点击右键转为可编辑多边形,把透视图转换为“边面”显示方式,在多边形子层级选择上端面,指定插入量为4,挤出值为-100;
为制作杯子把手,在柱体侧面选择上下两个多边形,以挤出量10连续三次挤出,为使杯子把手的上下部分连接起来,再选中上部分的末端下多边形和下部分的末端上多边形,挤出量为10,删除挤出后的两多边形,换到顶点层级,分别选择下面四个顶点,按下“目标焊接”按钮,对应地拖动到上面的四个顶点上。
为使杯子变得圆滑一些,切换到左视图,如果制把手之初在柱体侧面所选择的两个多边形并不是处于前视图的正中央,则需要旋转杯子使得其把手侧面到正对的方向而使其前后顶点对齐,在顶点子层级利用框选同时选中把手的前后顶点而进行调整,使把手的拐角处呈现出倒角;
然后,在透视图中,在边子层级选择水杯口外缘的相邻两段,再用“循环”按钮选中水杯口边外缘,按住CTRL键一并选中水杯口内缘,点击切角设置按钮,确定切角量为0.5,在左视图中同时选择水杯底的内外缘,也确定切角量为0.5。
最后退出子层级编辑状态,添加“网格平滑”修改器,迭代次数为2,一个水杯就做出来了。
三)NURBS建模
NURBS建模是一种曲面建模方式,并且被其他三维软件所支持。
NURBS模型的内部空间用数学表达方式构建的曲线和曲面来表现模型的结构,所以NURBS曲面建模方式能够创建更为光滑、逼真生动的模型。
在NURBS建模中,应用最多的有U轴放样技术和CV曲线车削技术。
下面我们NURBS建模创建一个带孔的苹果。
在前视图中,单击“点曲线”按钮,用鼠标绘制一条与半个苹果外形轮廓相似的线,在点子层级下进行调整后,进入修改面板,在“NURBS”对话框中,单击“创建车削曲面”按钮,把鼠标放在所绘线上并双击,就得到了苹果的模型。
利用NURBS对话框的各工具,我们还可以给这苹果挖上一个孔。
具体办法是:
在前视图中创建一个圆形,用附加命令把圆形合并到NURBS对象上,然后在前视图中用“创建向量投影曲线”把圆形拖动NURBS曲面上并单击,再启用修改面板中的“修剪”命令就在曲面上剪出一个洞来,最后用“创建挤出曲面”按钮
(数量取负值并翻转法线)及“创建圆角曲面”按钮
(单击苹果外表面后再单击挤出的曲面,选择“修剪第一曲面”与“修剪第二曲面”)就得到圆孔了。
苹果柄部分也可以通过“创建U形放样表面”及“封口”来实现。
练习并掌握弯曲、锥化、扭曲等修改器的使用,把握修改器与修改器堆栈的概念,运用所学过的编辑修改器实现雨伞、冰淇淋模型的制作。
(一)实验弯曲、锥化、扭曲等修改器
通过实际操作了解各相关参数的意义,明确其作用效果
(二)雨伞的制作
先在顶视图创建一个六角星线形,后施加挤出命令,取消封口始端和封口末端两选项,挤出的分段数取5;
再加入锥化命令,设置数值为-1,曲线值取0.7,一个伞面就出来了;
用细圆柱体制作伞把儿,圆柱体的高度分段数取得大一些,使用弯曲修改器的限制效果选项得到弯曲的伞把儿。
(三)冰淇淋的制作
(1)选择创建面板中的“图形”按钮
,选择“星形”,键盘输入设为半径1为90、半径2为70、倒角半径1为16,在顶视图创建一个六角星;
(2)进入修改面板,将名称改为“雪糕”,颜色调为左边的黄色;
(3)打开修改器列表,找到“挤出”工具,修改“数量”为120,段数设为20,创建一个柱子
;
(4)再打开修改器列表,找到“扭转”工具,对柱子进行扭转;
设置扭转参数的“角度”设为180,即拧180度,“偏移”设为30,即螺旋向上集中,这时就形成了一个螺纹
(5)再打开修改器列表,找到“锥化”工具,修改锥化参数,将数量设为-1(负数是上小下大,尖在上面),曲率设为1,让尖弯曲得比较圆滑,这时我们就得到一个冰淇淋的造型
(6)以“冰淇淋”为文件名,保存文件。
一)了解材质及贴图的相关概念,熟悉材质编辑器面板中各按钮的功能,明确常用材质及贴图各参数的意义,掌握常用材质的设置方法;
二)实验显示器例,确认在使用了“UVW贴图”命令后,还必须选择对齐为Y轴并按“适配”按钮。
否则将无法渲染得到画面效果。
一)赋予桌子及画框木材材质
以长方体工具创作一张桌子,使用在漫反射通道为桌子添加木材贴图,并将它应用于场景中的桌子;
用长方体工具及布尔运算创建一个画框并事先将画框中央贴画部分留存复制,然后为画框赋予木材材质,并把一幅画贴到中央部分。
二)蓝天背景之材质动画例
材质动画甚至可以像下例那样运用到“蓝天背景”上。
执行“渲染-环境”命令,添加一蓝天图片为环境贴图,在任何一个视图中渲染后即可见到背景的效果。
将环境贴图拖放复制给打开的材质编辑器的材质球,这样我们就可以通过(一张贴图的!
)材质编辑来实现背景动画了。
“应用”位图参数之“裁切/放置”,然后单击“查看图像”按钮,通过调节虚线框并启用自动关键点按钮就记录下动画了。
打开渲染对话框,指定“活动时间段”,单击“文件”按钮,确定文件所存名称及格式(avi),再点击“渲染”按钮。
渲染完成后,用“渲染-RAM播放器”打开文件并加载后即可播放了。
三)金属壶材质设置:
在顶视图创建一只茶壶,打开材质编辑器,选择一个空白示例球;
选择金属明暗器,确定环境光颜色为黑色,漫反射颜色(116,121,127)高光级别150,光泽度84,自发光取10;
在“贴图”卷展栏中,确定反射通道的数量为65,为其贴入“衰减”贴图;
在“衰减”参数卷展栏中,单击黑色色块右侧的长按钮,选择光线跟踪贴图;
回到材质顶层级,在“贴图”卷展栏中调整漫反射颜色通道的数量为85,光泽度通道的数量为55,然后将反射贴图通道的贴图以“实例”方式复制到“漫反射颜色”和“光泽度”右侧的长按钮上;
把材质赋予茶壶上,单击“渲染产品”按钮,将场景另存为“金属壶.max”文件。
一)了解摄像机的理论知识及参数,自操作中体会自由摄像机与目标摄像机的异同,熟悉摄像机视图的转换与摄像机的调整,能运用视图控制器中的工具按钮来快速获得所需要的视图,具有准确应用摄像机的其它实际操作能力;
二)了解泛光灯和目标聚光灯等类型灯光的理论知识及调整参数,熟练运用参数对灯光进行阴影设置、颜色与密度调整以及灯光光强及颜色设置,具有准确应用各种灯光的其它实际操作能力。
一)了解创建面板中摄像机、灯光各选项所对应的卷展栏中各参数的意义。
二)制作巡视茶壶
①在顶视图中创建一个茶壶,并将其半径设置为30。
②再在顶视图中创建一条螺旋线,设其四指标之半径1为300,半径2为150,高度设为300,其螺旋圈数设为2。
③再在顶视图中创建一个长度为35mm的目标摄像机。
镜头位于螺旋线的右侧并指向螺旋线的起点。
④选中摄像机并将透视图转为摄像机视图。
⑤单击命令面板上的“运动”按钮,在打开的“运动”面板中的“指定控制器”卷展栏,选中“位置”层次。
⑥点击卷展栏左上角被激活的控制器选择按钮
,在弹出的“指定位置控制器”对话框中选择“路径约束”控制器并“确定”。
⑦打开“路径参数”卷展栏,用鼠标按下其中的“添加路径”按钮,然后在视图中单击螺旋线。
⑧在“注视参数”卷展栏中点击“拾取目标”按钮将摄像机的目标定位到茶壶上。
⑨单击动画播放按钮
,将看到摄像机沿着螺旋线拍摄时的运动动画。
三)制作金光透字
①在前视图中创建文字及围起文字的矩形框,选中文字并执行编辑样条线命令,在样条线项上选中文字并将其轮廓值改为-1,再将全部选中的文字附加到矩形框上,然后退出子对象编辑状态。
②对附加后的对象执行挤出命令,挤出数量可取为0。
③在顶视图的文字后方创建目标聚光灯,调整灯的位置使光照在对象上的范围不超过矩形部分。
④从渲染菜单打开环境和效果对话框,在大气栏中为灯添加体积光,拾取聚光灯后修改光颜色为(230,195,10),密度改为10,再从修改面板中打开阴影选项。
⑤在顶视图中在文字前加目标摄像机并将透视图转为摄像机视图。
⑥渲染摄像机视图察看金光透字效果。
了解粒子系统面板和空间扭曲面板中各按钮选项所对应的卷展栏的参数及选项,调整它们的大小等以实例来试验这些参数及选项的作用。
一)以粒子阵列制作爆炸动画
下面介绍的爆炸实例是以粒子阵列来实现的,粒子阵列以一个三维物体作为目标对象,从它的表面向外发散出粒子阵列。
1)在场景中创建一只茶壶;
2)单击创建命令面板粒子系统下的粒子阵列按钮,在顶视图中创建一个粒子阵列物体;
3)进入修改命令面板。
在基本参数卷展栏中,单击“拾取物体”按钮,选择茶壶,然后确定图标大小并选择“网格”视口显示项,而所谓“网格”视口显示项是指用实体显示的效果;
4)在粒子生成面板中,设置粒子运动速度与变化及粒子计时参数,其中发射开始的帧数即是爆炸开始的时刻定为20帧;
5)在粒子类型中,选择“对象碎片”项,并设定碎片厚度与数目,“对象碎片”是粒子阵列特有的一种粒子类型选项;
当然,粒子类型还可以选用“实例几何体”;
6)在旋转和碰撞面板中,用自旋时间来控制粒子自身旋转的节拍;
7)拖动时间滑块可以观察到动态效果,爆炸已经产生,但原茶壶却仍处于场景之中。
为此,选中茶壶,单击“自动关键帧”按钮,将时间滑块拖到第20帧上;
在茶壶上单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择“属性”选项,在弹出的“对象属性”对话框中,将可见性设为0并确定。
我们也可以在曲线编辑器中调整可视性,当然首先要从轨迹菜单中“添加可见性轨迹”;
在轨迹栏第20帧上单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择Teapot01可见性项并确认。
在弹出的对话框中控制输入与输出的曲线形态为步幅跃迁,以使得茶壶在第20帧时突然消失,而非在20帧间逐步消失;
8)也可以创建摄像机并设置动画,播放动画、察看效果并保存文件。
爆炸后还可以添加燃烧效果。
在波浪空间扭曲之下,还有一个“爆炸”的空间扭曲按钮。
大家实验一下,它的参数和以粒子阵列实现的爆炸情况下的参数以及效果的明显不同。
二)喷射的饮料
喷射的饮料的效果是用粒子系统及重力空间扭曲来实现的。
饮料的制作用的是超级喷射粒子,在设置参数及选项时,粒子大小取10,粒子类型选用的是变形球粒子,再参照教材为粒子系统设置材质。
重力空间扭曲是在顶视图中创建的,它的强度是0.2,把粒子系统绑定到重力上。
添加摄像机并激活摄影机视图,确定参数,渲染后查看为饮料添加重力后的效果。
然后,在创建命令面板执行空间扭曲物体中的导向器命令,在弹出的对象类型卷展栏中单击按钮,在顶视图中创建一个全导向器。
创建一个方体桌面,单击其基本参数面板中的“拾取对象”按钮后拾取方体作为导向物体,移动方体位置至阻挡水流处,将其作为撞击物体并调整其参数。
单击工具栏中的绑定空间扭曲按钮,单击超级喷射粒子,按住鼠标拖动到方体这一导向物体上释放,使其与导向物体空间扭曲系统连接在一起。
调整导向器参数,拖动时间滑块到20帧,渲染后察看效果。
三)波浪字制作
在3DMAX中,利用波浪空间扭曲物体可以实现对文字产生动态的波浪变形效果。
1)创建文字物体
进入3DMAX,使用一张蓝天白云的图片,以柱形方式贴图;
加上一些模糊偏移值来去除图片局部放大后产生的网纹;
对其U向偏移值制作了动画,以产生背景移动的效果,这里注意不要露出贴图的接缝。
创建“波浪字”的文字物体。
制作一金属材质赋予文字物体;
放置摄影机;
设置总帧数为100帧,PAL制;
2)创建空间扭曲物体
点取创建/空间扭曲/几何体/变形/波浪命令,在前视图文字中央处拉出一个矩形框(对比在视口平面内旋转90度的效果),释放鼠标后再次点击以建立一个波浪空间扭曲物体;
将其两个振幅值均设为-10;
波长值设为110;
3)制作波浪动画
打开动画记录钮,拨动时间滑块至100帧,将相位值设为3.5;
关闭动画记录钮,拖动时间滑块来观察效果
4)对文字物体进一步处理
选择文字物体,加入倒角修改命令,进行下列参数的设置,将级别1的高度设为30;
级别2的高度设为1,轮廓值设为-0.8;
将分段数设为5,这将大大增加文字的复杂度,但可以在弯曲时产生圆滑的效果;
点取绑定空间扭曲工具
点取文字物体,将它拖到至波浪空间扭曲物体上,使之与波浪绑定,结果文字物体发生了波浪变形,文字已随波浪进行波动。
运用所学动画知识,实现环球文字动画制作及电视节目片头设计。
一)环球文字动画制作
环球文字是运用了路径约束控制器而使对象沿着指定路径而运动的,这类似于二维动画中的路径引导动画。
1)重新设置场景,在“创建”面板中,按下“几何体”按钮,打开“几何体”页面。
在下拉列表中选择“标准几何体”,单击“物体类型”卷展栏中的“球体”按钮,在顶视图中创建一个球体,其半径值为50mm,分段数为50。
2)单击视图控制器中的“全部缩放到最大”按钮,使球体在各个视图中以最大方式显示。
3)在“创建”面板中单击“图形”按钮 ,打开“图形”页面。
在“物体类型”卷展栏中单击“文字”按钮,在“缓冲参数”卷展栏中修改文本为:
环球文字,字体为黑体。
然后在前视图中建立文字并将文字移到球的正前方。
4)在视图中选中文字,打开“修改”面板,在编辑器列表中选择“弯曲”,打开“弯曲”编辑器,在“缓冲参数”卷展栏中选择“弯曲轴”栏下的X轴,并调整“角度”值为180。
5)在编辑器列表中选择“挤出”,打开“挤出”编辑器,在“缓冲参数”卷展栏中设置“数量”值为3mm,为文字增加一定的厚度。
6)为对象指定材质。
单击“材质编辑器”按钮 ,打开材质编辑器。
选取一个示例球,在“胶性基本参数”卷展栏中,单击“表面色”右端的按钮,从弹出的“材质/贴图浏览器”中选择“星云”,按“确定”按钮返回材质编辑器后,单击 按钮将材质赋给球体。
用同样的方法为文字指定一种材质。
7)制作动画。
在“创建”面板中单击“图形”按钮 ,打开“图形”页面。
在“物体类型”卷展栏中单击“圆形”按钮,在顶视图中建立一个圆,作为文字运动路径,调整圆的半径,使其与球的中心对齐。
8)在视图中选中文字,单击命令面板中的“运动”按钮 ,打开“运动”面板。
在“分配控制器”卷展栏中,选择“位置”项,卷展栏左上角的按钮被激活,单击该按钮,在弹出的“指定位置控制器”对话框中选取“路径约束”并单击“确定”按钮返回;
再在命令面板的“路径参数”卷展栏中按下“添加路径”按钮,然后在视图中用鼠标选择圆,文字就到路径上了。
“路径约束”命令亦可从“动画”菜单中调用。
9)在“路径参数”卷展栏中选中“跟随”复选框,设置“跟随路径”值为50%,可以看到文字围绕球体旋转。
10)单击动画播放按钮,观察环球体文字效果。
二)电视节目片头设计
1)创建文本标题
打开时间配置对话框,确定动画长度;
利用“文本”工具创建文本标题;
用“倒角”修改器创建文本的三维体;
再用“文本”工具创建汉语拼音副标题;
用“挤出”修改器创建汉语拼音副标题的三维体;
2)创建文本材质
在材质编辑器中调配“标题”材质,指定贴图,将设置好的材质指定给标题;
再调配好“汉语拼音副标题”材质,并指定给其三维体;
3)创建摄影机和灯光
在顶视图中创建一目标摄影机,确定各参数,然后把透视图转为摄影机视图;
在顶视图中创建两盏泛光灯,调整它的位置和参数;
4)添加并设置背景
打开“环境和效果”对话框,为“背景”选择一张位图贴图;
把环境贴
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