川职院毕业设计论文-3DMAX建筑设计---我的母校.doc

四川职业技术学院毕业（论文） 第 0 页 共 15 页 目 录 引 言.2 1 基本理论知识及开发工具介绍2 1.1 基本理论知识.2 1.1.1 3D Max.2 1.1.2 Photoshop.3 1.2 开发工具的介绍.3 1.2.1 3D Max.3 1.2.2 Photoshop .4 2 校园鸟瞰图开发过程4 2.1 制作的主要方法.4 2.2 开发详细过程.5 2.2.1 确定系统单位.5 2.2.2 地形的创建5 2.2.3 各个教学楼模型、宿舍的创建5 2.2.4 校门的创建6 2.2.5 足球场的创建7 2.3 将各个模型成组.7 2.4 贴材质.7 3.4.1 设置 VRay 渲染器7 2.4.2 创建教学楼、食堂、水等材质8 2.4.3 天空、草地等材质8 2.6 创建场景灯光.9 2.7 渲染出图.9 2.8 最终渲染.10 2.9 PS 后期处理 .11 结束语.13 致 谢.14 参考文献.15 四川职业技术学院毕业（论文） 第 1 页 共 15 页 引 言 随着人们生活水平与欣赏能力的不断提高，公司对鸟瞰图设计的要求也越来越高， 因此，鸟瞰图制作所面临队的挑战越来越大。那么如何才能提高自身的设计和表现水平， 让自己的设计方案得到客户的满意呢？效果图的“表现”无疑是鸟瞰图建筑设计中非常 重要的环节，真实、细致的表现在一定程度上可以起到推波助澜的作用。鸟瞰图据透视 原理从高处某一点俯视地面起伏绘制成的立体图。它比平面图更有真实感 。 统化知识，信息是决策、规划、行动所需要的经验、知识和智慧。在信息社会，以 计算机、网络为代表的信息科技飞跃发展，信息相互关联、彼此融通、普遍对应，使得 世界成为一张全息图和关系网，社会的价值观、思维运行样式因时代的实践方式所决定 和改变。建筑是有鲜明时代认知特征的物质形态，数字化媒体技术和网络技术的出现， 古建筑文化遗产的保护和传承带来了新的契机。信息文明和科技发展使视觉传播由以往 形态上的平面化、静态化，开始逐渐向动态化、综合化方向转变；从单一媒体展示跨越 到多媒体综合交叉演绎；从二维平面延伸到三维立体和虚拟空间；从传统的印刷设计产 品更多转化到新媒体信息的传播。 “3DMAX建筑设计-我的母校”设计是对校园文化和场景进行数字化表现，能够创 造出极其逼真、细腻的虚拟世界，要想在千篇一律的建筑市场吸引人的眼球，必须另辟 蹊径，注重效果，做到既能够吸引人的眼球，又能打动人的内心，引发出人们的共鸣与 思考。 1 基本理论知识及开发工具介绍 1.1 基本理论知识 1.1.1 3D Max： ： 3ds Max（原名：3D Studio Max） ，是 Autodesk 传媒娱乐部开发的全功能的三维计 算机图形软件。它运行在 Win32 和 Win64 平台上。在 2007 年 7 月，3ds Max 发布了第 十版。在 Windows NT 出现以前，工业级的计算机图形学制作被 SGI 图形工作站所垄断。 3D Studio Max + Windows NT 组合的出现一下子降低了 CG 制作的门槛，首选开始运用 在电脑游戏中的动画制作，后更进一步开始参与影视片的特效制作，例如 X 战警 II，最 后的武士等。除外，朱邦复工作室所开发的“导演平台”也是以 Plug-In 方式建立在这个软 四川职业技术学院毕业（论文） 第 2 页 共 15 页 件上。 3D Studio Max，常简称为 3ds Max 或 MAX，是 Autodesk 公司开发的基于 PC 系统的 三维动画渲染和制作软件。其前身是基于 DOS 操作系统的 3D Studio 系列软件，最新版 本是 2014。在 Windows NT 出现以前，工业级的 CG 制作被 SGI 图形工作站所垄断。3D Studio Max + Windows NT 组合的出现一下子降低了 CG 制作的门槛，首选开始运用在电 脑游戏中的动画制作，后更进一步开始参与影视片的特效制作，例如 X 战警 II，最后的 武士等。 3D MAX 的插件非常丰富，几乎可以说已经到了庞大的地步，其插件极大的丰富和强 大了 3D MAX 软件的功能。2 1.1.2 Photoshop： 1. 位图：又称光栅图，一般用于照片品质的图像处理，是由许多像小方块一样的“像素“ 组成的图形。由其位置与颜色值表示，能表现出颜色阴影的变化。在 Photoshop 主要用 于处理位图。 2. 矢量图：通常无法提供生成照片的图像物性，一般用于工程技术绘图。如灯光的质量 效果很难在一幅矢量图表现出来。 3. 分辨率：每单位长度上的像素叫做图像的分辨率，简单讲即是电脑的图像给读者自己 观看的清晰与模糊，分辨率有很多种。如屏幕分辨率，扫描仪的分辨率，打印分辨率。 4. 图像尺寸与图像大小及分辨率的关系：如图像尺寸大，分辨率大，文件较大，所占内 存大，电脑处理速度会慢，相反，任意一个因素减少，处理速度都会加快。 以上是 Photoshop 中最基本的理论知识，必须先要弄清楚这些概念才能对症下药， 其中还有很多 Photoshop 的具体工具的使用，比如：通道 、图像的色彩模式、滤镜以及 绘制图像、处理照片过程中所需要用的快捷键等等。 1.2 开发工具的介绍 1.2.1 3D Max 3D 是 three-dimensional 的缩写，就是三维图形。在计算机里显示3d 图形， 就是说在平面里显示三维图形。不像现实世界里，真实的三维空间，有真实的距离空 间。计算机里只是看起来很像真实世界，因此在计算机显示的3d 图形，就是让人眼 看上就像真的一样。人眼有一个特性就是近大远小，就会形成立体感。计算机屏幕是 平面二维的，我们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像，是因为显示在计算机屏幕 上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉，而将二维的计算机屏幕感知为三维 图像。基于色彩学的有关知识，三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色，而凹下去 四川职业技术学院毕业（论文） 第 3 页 共 15 页 的部分由于受光线的遮挡而显暗色。这一认识被广泛应用于网页或其他应用中对按钮、 3d 线条的绘制。 4 3ds max 是当前世界上销售量最大的三维建模，动画及渲染解决方案。他将广泛 应用于视觉效果，角色动画及下一代的游戏。至今3dsmax 获得过 65 个业界奖项， 而 3dsmax 将继承以往的成功并加入应用于角色动画的新的IK 体系，为下一代游戏 设计的交互图形界面，业界应用最广的建模平台并集成了新的Subdivision 表面和 多边形几何模型，集成了新的 ActiveShade 及 Render Elements 功能的渲染能力。 同时 3dsmax 提供了与高级渲染器的连接比如 MntalRay 和 Renderman，来产生特殊的 渲染能力如全景照亮，聚焦及分布式渲染。创造丰富、复杂的可视化设计，为畅销游 戏生成逼真的角色，把 3D 特效带到大屏幕。 Autodesk 3ds Max 2008 3D 建模、动画和渲染软件通过简化处理复杂场景的过程，可以帮助设计可视化专业人员、 游戏开发人员以及视觉特效艺术家最大化他们的生产力。5 1.2.2 Photoshop Photoshop 是 Adobe 公司的王牌产品，它是一款图像处理软件，在图形图像处理领 域拥有毋庸置疑的权威。无论是平面广告 设计、室内装潢，还是处理个人照片， Photoshop 都已经成为不可或缺的工具。随着近年来个人电脑的普及 ，使用 Photoshop 的家庭用户也多了起来。6 2 校园鸟瞰图开发过程 2.1 制作的主要方法 3DMAX 建模 ：建模占了一半以上的工作量，而且建模也是相当费神的。在建模之前 首先要熟悉建筑方案，对层数，层高，体量，材质等有个大致的了解，必要时可勾一张 徒手草图。然后规划好建模的步骤以及图层，一般可用不同的图层来对应不同的材质。 在 CAD 中先设定一个 snap 值（我一般设为 50,对于建筑效果图来说已经足够了） ，然后把 参考平面整理一下，使之变为只有一个图层的图，并把图层换一个比较灰的颜色，以免 跟其它层混淆。 布光的过程：光的设置方法会根据每个人的布光习惯不同而有很大的差别,这也是灯 光布置难于掌握的原因之一.布光前应对画面的明暗及色彩分布有一定的设想,这主要是 为了使灯光布置具有目的性.接下来就是如何用 3D STUDIO MAX 中超现实的灯光去模拟自 然光复杂的变化.摄像机构图：摄像机在制图过程中的重要作用有以下三点，创建场景对 象, 布置灯光 调整材质： 目的就是为了让电脑绘制一张平面图,需要所有场景元素在二维平面的投 影效果, 而这张图的内容是由摄像机来决定的,此时摄像机代表观众的眼睛, 通过对摄像 四川职业技术学院毕业（论文） 第 4 页 共 15 页 机的调整来决定视图中建筑物的位置和尺寸,摄像机决定构图, 决定你的创作意图. 渲染：比较简单的方法是使用 VRY 渲染器打一盏灯模拟太阳光让后开全局环境光可 以大体的模拟出正常白天的效果。 后期处理：用二维软件 photoshop 处理。水的画法同草地，倒影可以用选区复制再 Paste into 的手法，选择自动生成的 layer mask，通过对 channel 的黑白灰的调整可以 调整倒影的渐变（请看西北湖绿化广场的水面，这几栋建筑都是我在现成图片上截下来 的，因顶部无法做倒影就让它渐隐了） 。水面要亮，也要有退晕。 2.2 开发详细过程 2.2.1 确定系统单位 使用 3D Max 创建模型时，需要设置合适的系统单位，这样可以保证创建的模型与现 实世界中的物体尺寸一致。根据各人不同的习惯，可将单位设置为毫米、厘米或英寸等。 注：在创建大型场景时（如室外、城市规划等）设置较大的单位可以减少场景对内 存的占用，并可以加快渲染速度。 单击 3D Max 主菜单中的“自定义”下的“单位设置” ，在打开的页面中选择公制，在下 面的下拉菜单中改为”米“，最后，再选择系统单位设置，将系统单位比例也改为”米 “。 2.2.2 地形的创建 1 在右侧的命令面板上单击创建项，在下面的命令面板上单击长方体按钮，在顶视图中 创建一个立方体，设置其参数为长：11680、宽：11420、高：10，并将其命名为“主地 面” 。 2 在右侧的命令面板上单击创建项，在下面的命令面板上单击长方体钮，在左视图中创 建几个图形，分别设置其参数，并将其命名为“地形 2” 。 注：为了精确调整主地面和地形 2 的位置，在实际调整它们的相对位置时可以使用屏幕 右下角的缩放工具，对主地面和地形进行局部放大处理，以使它们之间的相对位置更 加精确，这个工具在制作各类建筑效果图的时候要经常用到。 3 单击修改项中的选择挤出命令，在下面的命令面板上单击线按钮，挤出之后再分别调 整它们的参数，从而使他们达到一个较好的效果。在实际制作过程中，为了使图形更加 精确，进入 MODIFY 变动修改命令面板，对样条曲线进行编辑操作后再挤出。利用这种方 法我们就简单的制作出了整个校园的地形。 2.2.3 各个教学楼模型、宿舍的创建 1 在创建项下选中长方体按钮，在顶视图中创建一个长方体，并命名为“教学楼参考” ， 四川职业技术学院毕业（论文） 第 5 页 共 15 页 调整好它的大小比例，按着 shift 键平移实例出一个同样大小的长方体，并更改它的高 度，再多复制好几个长方体，并打组后旋转一下，调整到一个比较合适的位置。 2 在创建项下选择长方体按钮，在顶视图中画一个长方体，长：400、宽：280、高： 35，作为辅助杆；再在创建项下几何体的子菜单中选择“扩展基本体” ，画一个圆角长方 体，长：397、宽：275、高：35、圆角：9，作为教学楼的底层地面：在标准基本体中， 选择“长方体” ，在顶视图中画一个长方体，高度 1：4，按下 shift 键实例出三个，放在 整个，模型的四个角，同理，在画出四个正方体放在整个模型的四个角。做的效果如图： 图 2-1 最终的教学楼的效果图 同样的方法做好一层之后，依次向上复制，就完成了如图所示的效果。 3 宿舍楼:绘制一个长方体，长：130、宽：60、高 26，数值可以一个人随意设置。在 修改面板中为长方体加一个“FFD4*4*4”命令,利用均匀缩放工具将长方体四周的点向 中间挤压，并且将长方体中心的点向上/向下拉出来，使宿舍楼的整体外观达到一个较好 的效果。宿舍楼在渲染的时候是看不清楚的，所以建模也不需要很复杂。 可以继续用“编辑网格”工具细致的调整每一个节点的位置，做到一个近乎完美的感觉。 做好一个之后，可以实例出自己想要的个数。由于是制作的鸟瞰图，所以教学楼我们就 没有必要制作的那么详细了。同时也可以达到节省面数，提高渲染速度的目的。 2.2.4 校门的创建 1 校门顶部：画两个圆弧，然后将他们连接起来，并注意一定要焊接，之后挤出稍加调 整成即可。 2 校门底部、柱子：校门底部分两个部分，中间是一个门，开开可以进入到另一个学校， 四川职业技术学院毕业（论文） 第 6 页 共 15 页 关上就相当校门的一个墙面，做法和做简单的宿舍楼一样，绘制出很多个长、宽、高不 同的长方体，放在合适的位置，最后成组即可，柱子则需要先做一个圆柱体，再分别使 用挤出、缩放等命令调整，如图： 图 2-2 学校大门图 2.2.5 足球场的创建 1 足球场草坪:创建足球场要用到一个新的知识点-图形。 先在 3DMAX 窗口中创建一个矩形，回到修改面板中，下拉菜单中选择圆角，参数设置 合适即可，最后再挤出。 注：长度、厚度数值的设置可以使草坪更加富有真实感，而且可以节省面数，加快渲染 时间。 2 足球场跑道的创建:绘制一个矩形，使用圆角，然后再轮廓出一个与它相同的图形， 缩小它的大小，放大刚刚图形的中间，使用 ALT+A 对齐工具进行对齐，最后再焊接挤出， 放到合适的位置。使它和草坪能够很好的并且无缝衔接起来。 2.3 将各个模型成组 属于一类的模型成组，这样方便以后的使用和修改，以及便于下面马上就要进行的 贴图程序找模型。成组的方法也很简单，先按一下键盘上的“H”键，然后选择同一组的 模型，依次成组即可。 2.4 贴材质 3.4.1 设置 VRay 渲染器 在进行 VRay 渲染之前，首先要将默认的渲染器类型更改为 VRay 渲染器。设置方法 四川职业技术学院毕业（论文） 第 7 页 共 15 页 如下： 按 F10 打开渲染器对话框，公用指定渲染器，选择 Y-Ray Adv1.5 RC5 渲染器。双击 即可。 在对渲染器设置完成后，在渲染对话框中的“渲染器”就会出现 VRay 渲染器的参数 面板，同时，在材质编辑器中也会出现 VRay 自带的材质和贴图。 此工作完成后，接着就是对场景中的模型进行材质设置。通常，首先设置主体模型 的材质，如墙体、地板、门窗等，然后依次设置单个模型的材质，如床、柜子，花家具 和饰物等。 2.4.2 创建教学楼、食堂、水等材质 1 教学楼材质的创建很简单，因为整个校园追求的是一种清新风格，所以就直接在材质 编辑器中将漫射的颜色调成乳白色，最新再轻微调整一下玻璃的材质。 2 食堂材质的创建比教学楼的要麻烦一点，只是需要调整的材质多了一点，如图： 图 2-3 食堂材质部分设置 其他食堂材质的设置方法大同小异，最后把各个模型的位置协调的放好即可。 3 水材质和教学楼、食堂材质的不一样一样，需要将其转换为 Vary 材质，耐心的进行 调整，最后效果要保证渲染出图后既有反射有稍微有点透明和波纹的感觉就可以了。 2.4.3 天空、草地等材质 至于天空的表现，首先，我们需要先创建一个球天，然后再附上一个 360 度的全景 天空贴图，还有草地的材质，调节起来很简单，贴上一个草地的贴图，再凹凸通道上贴 图，最后再改一下它的 UVW 平铺，最终如图所示： 四川职业技术学院毕业（论文） 第 8 页 共 15 页 图 2-4 360 度全景天空 2.6 创建场景灯光 1 创建室外主光源：因为我们是要表现一种白天的感觉，所以用 VRaySun 来模拟阳光， 用 VRaySky 来表现天空光效果。为了保证室内有充足的光源所以在三个窗口都创建了 VRay 的面光源作为场景的补光。在创建命令面板中单击图标，选择下拉菜单中的 VRay 类型下的按钮在顶视图中创建 VRay 的阳光系统，并调整其参数，重点在 于把强度 倍增的参数改为“0.02” ，不然渲染出来由于光线太亮，有可能出现曝光的现 象。 2 设置 VRay 的天空：设置 VRay 的环境颜色以及折射反射颜色为天蓝色，按 F10 打开 渲染面板，进入“公用”栏下的“环境”卷展栏中，设置参数，在“全局光环境（环境） 覆盖”后面加一张“天光贴图” ，在材质编辑器中将 VRaySky 贴图推入材质球上，选择 “复制” ，并在“VR 天关参数栏”中选中“手动阳光节点” ，拾取 VRaySun 即可，参数设 置主要是强度要设置为 0.025。 2.7 渲染出图 1 进行测试渲染：F10 打开渲染面板，进入面板，设置 VRay 的全局参数及图 像采样、抗锯齿参数等，具体为将默认灯光前面的小勾去掉，图像采样器改成“自适应 准蒙特卡洛” ，将抗锯齿过滤器打勾，并把其类型改为“区域” 。 2 设置间接照明类型：将全局光引擎改为“发光贴图” ， “二次反弹”的值改为 0.75， 四川职业技术学院毕业（论文） 第 9 页 共 15 页 这样有助于在渲染的时候节省渲染时间，有能够达到一个比较满意的效果，最后，再把 “二次反弹”的全局光引擎改为“灯光缓存” 。 3 设置发光贴图参数：具体设置参数为：最小比率、最大比率均为-3，半球细分值为 50，插值采样的值为 40。 4 设置灯光缓存：计算参数的值改为 400，采样大小为 0.02。接着在“公用”栏中设置 测试图像的尺寸，将图像的分辨率设为 4000*2560，这时就可以进行测试了，按 F9，对 VRay 摄影机视图进行快速渲染，如果渲染出来的效果符合要求就直接保存图片（.tga 格 式） ；如果测试的结果不符合要求，则需慢慢两者配合调整，最终调整到满意的效果。 2.8 最终渲染 对场景测试满意后，就可以正式渲染出成品图像了。 1 进入卷展栏，在基本参数中设置光照贴图采样级别为：高，半球细分数 值为：50，并激活“细节增强”一栏，最后保存发光贴图，并把切换到保存的贴图那一 栏打钩。 2 进入卷展栏，在“计算参数”栏中将“细分”数值设为：1200，并保存 灯光缓存。 3 设置渲染格式：当发光贴图和光子贴图计算完成后，按 F10 打开渲染面板，设置较大 的渲染尺寸进行最终渲染，并设置图像的保存路径和文件格式为“TGA”格式。 4 最终出图：最后，按 F9 进行渲染。效果图如下： 四川职业技术学院毕业（论文） 第 10 页 共 15 页 图 2-5 渲染最终效果图 2.9 PS 后期处理 利用 PS 中提供的通道和蒙版可以制作出更加灵活多变的图像效果，通道用来存储图像的 颜色和选区的信息，而蒙版则可以保护图像中特定的选区部分。1 1 首先，我们要用到 3DMAX 渲染出来的通道图进行区块之间的选择,选择的时候选用魔 棒工具，如图： 四川职业技术学院毕业（论文） 第 11 页 共 15 页 图 2-6 通道图的选择 2 最后，我们再用色阶、色彩平衡（色彩是一个丰富的概念，不论在生活还是在工作中 都充当了重要的角色。在造型艺术中，对比是最常用的表现手法。3）等工具调整一下 它的颜色，再用画笔工具设置好参数，描绘出它的一个雾的效果，最终如图： 图 2-7 最终成图 四川职业技术学院毕业（论文） 第 12 页 共 15 页 结束语 经过了两个多月的学习和工作，我终于完成了3DMAX 建筑设计-我的母校的论文。 从开始接到论文题目到课题的实现，再到论文文章的完成，每走一步对我来说都是新的 尝试与挑战，这也是我在大学期间独立完成的最大的项目。在这段时间里，我学到了很 多知识也有很多感受，从对 3D MAX 各种工具的功能不是很了解的状态下，我开始了独 立的学习和试验，查看相关的资料和书籍，让自己头脑中模糊的概念逐渐清晰，使自己 非常稚嫩作品一步步完善起来，每一次改进都是我学习的收获，每一次试验的成功都会