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三维动画制作实验指导书实验目的：熟悉3ds max6用户界面实验器材及场地：pc电脑（安装有3ds max6）计算机机房 实验课时：6课时实践内容：3ds max 6是一个功能强大的，32位的面向对象的三维建模、动画和渲染程序。它提供了一个非常易用的用户界面。通过本实验，能够掌握如下内容：熟悉3ds max的用户界面；调整视口大小和布局；使用命令（Command）面板；定制用户界面。为了更有效地使用3ds max，就需要深入理解文件组织和对象创建的基本概念。本实验解决如何使用文件工作，以及如何为场景设置测量单位。同时，还将进一步熟悉绘图、选择对象和修改对象的操作。通过本实验，能够掌握如下内容：打开、关闭、保存和合并文件；理解三维绘图的基本单位；创建三维基本几何体；创建二维图形；理解编辑修改器堆栈的显示；使用对象选择集；组合对象。标题栏：标题栏显示当前打开的3DS MAX文件的名称等信息。 菜单栏：3DS MAX 6有非常丰富的菜单命令，共有15个菜单命令，分别是File（文件）、Edit（编辑）、Tools（工具）、Group（组合）、Views（视图）、Create（创建）、Modifiers（修改）、Character（角色）、Reacter（反应堆）、Animation（动画）、Graph Editors（图表编辑）、 Rendering（渲染）、Customize（用户设定）、MAXScript（MAX脚本）和Help（帮助）。常用工具栏：在菜单栏下面，包含了3DS MAX 6使用频率最高的各种调节工具：Reactor、隐藏扩展工具条等。视图区：默认情况下视图区为四视图显示（三个正交视图和一个透视图），每个视图的左上角为视图标题，左下角为世界坐标系。控制面板：界面右边的控制面板有六个标签面板，从左向右依次为创建面板、修改面板、层级面板、运动面板、显示面板和公用面板，很多命令按钮与菜单中的命令是一一对应的。时间线和时间滑块：主要用于动画的制作。脚本记录和执行区：主要用于脚本操作，MAX的每一步操作都可以记录为脚本，反之我们也可以通过编制脚本程序来控制MAX的操作。物体位置坐标显示区：可显示出当前选择物体的坐标值，它的下方为提示栏，右侧为单位网格的尺寸。关键帧设定区：用于对动画关键帧进行设置。动画播放控制区：用来控制动画的节奏，对时间进行设置。视图调整区：用于对视图区域进行调节，如平移、旋转和缩放操作。【思考题】：视图的导航控制钮有哪些？如何合理使用各个按钮？动画控制按钮有哪些？如何设置动画时间的长短？实验2：在3ds max中建模实验目的：熟练使用多边形建模方法建模实验器材及场地：pc电脑（安装有3ds max6）计算机机房 实验课时：15课时实践内容：熟练使用多边形建模方法建模。直观地说，建模就象在做泥塑，要捏出它的各个面，不同的是三维建模是在计算机里编辑的。在三维软件中建模，一般是从简单的几何形体开始，逐步地修改、调试、变形而得到的比较复杂、精细的模型。在整个动画的制作中建模相当于二维动画中的动画形象和场景设计，模型将是动画中的表现主体。所以建模不仅仅是基础，还将决定动画的风格取向。象最终幻想中真实而趋于完美的人物形象决定了整个动画的唯美写实风格，怪物史莱克中夸张，怪诞的人物造型更是奠定了它的喜剧风格。3Ds max多边形建模方法比较容易理解，非常适合初学者学习，并且在建模的过程中用者有更多的想象空间和可修改余地。在本实验里，我们要通过循序渐进的讲解及相应的小实例来对3Ds max6中的多边形建模进行剖析，使大家可以比较全面的了解和掌握3Ds max6中的多边形建模方式与流程。背景知识：多边形建模的优势和不足多边形建模的主要命令简介：Editable Mesh（可编辑网格）、Editable Poly（可编辑多边形）一、多边形建模的常用功能命令 我们先来简单地介绍一下多边形建模的常用命令，让大家了解基本的操作方法。 （一）多边形之间合并和分离的操作命令：Attach（合并）、Detach（分离）（二）多边形中特殊的删除和针对子物体层级的拆分命令：Remove(删除)、Break（打断）、Split（分离）（三）多边形建模中最基础、使用最频繁的命令：Extrude（挤压）、Bevel（倒角）（四）建模的过程中若干个点的结合： Weld（焊接）、Target Weld（五）多边形建模中的切分命令：Sliceplane（切分平面）、QuickSlice、Cut（切分）（六）修改面法线方向的命令：Flip（反转）二、小试牛刀：实际制作茶杯模型通过这个简单的小实例，大家应该了解了3Ds max中多边形建模的流程，它主要是先勾画出一个大致的外形，你可以不停的修改，让它尽量准确，因为如果大致的轮廓出了问题，即使你有再精美的细节也会使它看上去非常别扭，所以说轮廓非常重要。轮廓正确了，我们再为其添加细节，像雕刻师一样慢慢修出精彩传神的模型来。托多边形建模便于修改的优点的福，在这个茶杯的基础上，可以再将它修改成更复杂的形状，大家不妨试一试。三、多边形建模用到的主要命令 看了上面的实例，大家应该能够使用多边形工具制作一些简单的实体了，但毕竟上面介绍的命令有限，如果只用上面的几个命令建模的话，效率未免大打折扣，所以接下来我将为大家介绍多边形建模所应用到的主要命令，3Ds max将同类型的命令放在了同一卷展栏中，所以下面的讲解将按卷展栏来分门别类。（一）选择功能选择功能使我们可以更有效地选择多边形中子物体的命令。（七）Edit Borders（编辑多边形边界线）总体来说如果一条线只有一侧连着面，那么它就是一段边界。（二）软选择功能软选择可以将我们当前选择的子层级的作用范围向四周扩散，当变换的时候，离原选择集越近的地方受影响越强，越远的地方受影响越弱。（八）Edit Polygons（编辑多边形面）面是多边形中非常重要的子物体。（三）Subdivision Surface（细分曲面）细分曲面可以将当前的多边形网格进行meshsmooth式的光滑处理，类似于在修改堆栈中加了一个meshsmooth修改。（九）Edit Elements（编辑多边形元素）编辑元素的设置比较少，共有五个按钮，而且基本都在前面讲过，这里只作一下简单说明。（四）Edit Geometry（编辑多边形整体）这个卷展栏中的设置是可用于整个多边形物体的，不过有些命令是有先进入相应子层级限制的。（十）Polygon Properties（多边形属性）对于面的调节主要包括面的材质和面的光滑组。在卷展栏的下方还有编辑点颜色的区域。（五）Edit Verties（编辑点）这个卷展栏中包含针对点编辑的命令。（十一）Paint Deformation（动态笔刷）动态笔刷是3Ds max7中新增的功能，它让我们可以用鼠标通过推拉面的操作直接在曲面上绘制，类似雕刻的方法。（六）Edit Edges（编辑边）此卷展栏是编辑多边形边的。vertex properties（点的属性）、Subdivision Displacement（细分置换） 关于多边形建模所涉及到的主要命令看上去非常多，大家可能一时消化不了，而且这些功能如果不常使用的话也不是很容易能记得住，为了给大家加深一项，接下来我们就利用已讲解的内容来完成一个稍微复杂一些的实例，作为大家学习多边形建模的进阶练习，使各位可以更深刻的了解这种建模方法的流程和技巧。四、复杂多边形建模实例：人手模型 这次要做的是一个人手的模型，相对前面的茶杯模型来说这个有一些难度，也算是一个进阶实例。总结：现在我们将3Ds max6的多边形建模详细的介绍完了，希望大家对多边形建模方法有了一定的了解。但这还远远不够，再好的功能也不过只是一个工具，关键还是在于大家对模型形体的把握能力。完成这个实验后，还可尝试用这种方法去做一个复杂的模型可以让你在做的过程中积累宝贵的经验。 【思考题】1、edit mesh和editable mesh在用法上有和区别？2、编辑节点的常用工具有哪些？3、mesh select的主要作用是什么？4、face extrude的主要作用是什么？实验3：3ds max中材质的运用实验目的：了解材质编辑器的用法，使用材质实验器材及场地：pc电脑（安装有3ds max6）计算机机房 实验课时：15课时实践内容：添加材质就象是给模型穿衣服化装一样，用来体现物体的质地，如颜色，透明度，纹理，粗糙或者光滑的程度等等，使模型更具可视性。相当于二维动画制作中给黑白线描上色和场景的上色。和建模一样，也是动画风格的重要体现因素。在3D Studio MAX 中材质与贴图的建立和编辑都是通过材质编辑器Material Editor来完成的。并且通过最后的渲染把它们表现出来，使物体表面显示出不同的质地，色彩和纹理。材质在三维模型创建过程中是至关重要的一环。我们要通过它来增加模型的细节，体现出模型的质感。材质对如何建立对象模型有着直接的影响。通过本实验学会使用Material Editor编辑器，使用3D Studio MAX中提供的多种材质。并且将对如何依赖于材质技功取得与在建立模型细节中相同的效果，并通过渲染为大家最终的作品加入特殊效果。1 材质编辑器的使用单击工具栏中的按钮即可进入材质编辑器对话框，如图1所示。图1 材质编辑器材质编辑器的对话框是浮动的，可将其拖拽到屏幕的任意位置，这样便于观看场景中材质赋予对象的结果。材质编辑器其分为两大部分：上部分为固定不变区，包括示例显示、材质效果和垂直的工具列与水平的工具行一系列功能按钮。名称栏中显示当前材质名称，如图2所示。图2 固定区域下半部分为可变区，从Basic Parameters卷展栏开始包括各种参数卷展栏，如图3所示。图3 可变区域1.1 材质编辑器的界面介绍示例窗在材质编辑器上方区域为示例窗，如图6-4所示，在示例窗中可以预览材质和贴图。图4 示例窗在缺省状态下示例显示为球体，每个窗口显示一个材质。可以使用材质编辑器的控制器改变材质，并将它赋予场景的物体。最简单的赋材质的方法就是用鼠标将材质直接拖拽到视窗中的物体上。单击一个示例框可以激活它，被击活的示例窗被一个白框包围着。在选定的示例窗内单击鼠标右键，弹出显示属性菜单。在菜单中选择排放方式，在示例窗内显示6个，15个或24个示例框。Magnify放大选项，可以将选定的示例框放置在一个独立浮动的窗口中，如图5所示。图5 独立示例框工具栏Sample Type（样品类型），可选择样品为球体、圆柱或立方体。Back Light（背部光源），按下此按钮可在样品的背后设置一个光源。Back ground（背景），在样品的背后显示方格底纹。Sample UV Tiling（UV向平辅数量），可选择22、33、44。Video Color Check（视频颜色检查），可检查样品上材质的瘢是否超出NTSC或PAL制式的颜色范围。Make Preview（创建材质预览），主要是观看材质的动画效果。单击之弹出如下图6所示对话框。图6 创建材质预览参数说明：Preview Range预视范围 Active Time Segment有效时间段Custom Range用户区域 Frame Rate帧数 Image Size图像尺寸Options（选项按钮），用来设置材质编辑器的各个选项，单击之弹出的如图7所示的对话框。图7 材质编辑器选项Material/Map Navigation（材质导航器）。单击之弹出如图8所示的对话框。对话框中显示的是当前材质的贴图层次，在对话框顶部选取不同的按钮可以用不同的方式显示。图8 材质贴图导航器Select by Material（由材质选取）。当你想将设计好的材质赋予场景的多个对象时，不必到场景中一一选取。当将财质赋予第一个对象后，此按钮被击活，单击此按钮就会弹出选择对话框，然后选取对象名称，逐予材质。材质/贴图浏览器Material/Map Browser对话框。单击工具栏中与材质相关的按钮或在参数栏中单击材质类型或赋予贴图时，都会弹出此对话框。这一对话框有两个形式，当单击工具栏右下角的Type按钮时，显示材质类型对话框如图9所示。图9 显示材质对话框在以上对话框中指定一种材质的最基本类型，共有10种不同类型材质可供选择。另外，当你在材质编辑器中选择贴图时，Material/Map Browser（材质/贴图浏览器）会显示如图10所示的内容。图10 显示贴图对话框参数栏调节材质属性的参数，3D Studio MAX的参数栏包括六个卷展栏，如图11所示。图11 材质参数卷展栏1.2 获取材质1）通过单击材质编辑器工具栏中的Get Material（获取材质）可以从其它来源获取一个新的已存在的材质。2）单击获取材质，会弹出材质贴图浏览器。使用材质贴图浏览器可以通过下面方式获取材质。获取新材质。在Browse From区域中选择New，可选择一种新的材质贴图类型。从选定的对象上获取材质。在Browse From区域中选择Selected，然后从清单中选取当前选定对象使用的材质。从场景中获取材质。在Browse From区域选择Scene即可显示所有场景中使用的材质，从中选取一种需要的材质。从材质库中获取材质。在Browse From区域选择Mtl Library，然后从显示的材质清单中选取一种材质。在材质/贴图游览器中选择一种材质时，一个渲染的示例就会显示出材质的预览效果。双击选定的材质即可将它们放置到激活的示例窗内。1.3 从对象上拾取材质可以通过Pick Material From Object按钮来实现从场景中对象获取材质的操作。这种从物体上获取材质的方法多用于导入的其它文件格式的场景文件如*.3DS.*.PRJ.*.DXF等格式，因为要对这些格式的场景文件中的对象材质进行修改，就必须将它们原有的材质获取到3D Studio MAX的材质编辑器中进行修改。单击按钮，将鼠标移至视图中点击要获取材质的对象。可将吸管获取的材质放入材质编辑器激活的示例框中。1.4 保存和删除材质可以在材质编辑器中，将材质保存到材质/贴图浏览器中的一个库文件中。1）在材质编辑器的工具栏中，单击Put to Library放入库中。2）直接用鼠标从示例框将材质拖到材质/贴图浏览器中。也可以将存入的材质从库中删除，一次可删除一个或全部删除。控制材质/贴图浏览器中材质清单上。1）单击Delete from library从库中删除单个材质或贴图。2）单击Clear Material Library（清除材质库）将删除库中包含的所有材质和贴图。1.5 赋予材质要在场景中使用材质，我们必须将材质赋予场景中的对象。1）首先我们须要创建一个如图12所示的场景。图12 场景2）选择场景中的球体。3）单击按钮，在弹出的材质编辑器中选择一个示例框。然后单击编辑器中工具栏上的Assign Matarial to Selection按钮将材质赋予选择物体。现在被击活的材质已经赋予球体对象了。4）同时选择场景中的锥体和立方体。5）回到材质编辑器中另选一个示例框，并直接使用鼠标将材质拖到视窗中被选中的物体上。这时锥体和立方体被赋予了相同的材质，如图13所示。启动MAX后，按下键盘的M键，在弹出的Material Editor对话框，在材质球窗口的左下角单击get Material 按钮，弹出Material/Map Browser对话框，如下图。1：advanced lighting override（高级光照材质）这个材质一般是配合光能传递使用的，渲染的时候能很好地控制光能传递和物体之间的反射度。2：blend（融合材质）将两个不同材质融合在一起，据融合度的不同，控制两种材质的显示程度，可以利用这种特性制作材质变形动画，另外也可指定一张图像作为融合的mask遮罩，利用它本身的灰度值来决定两种材质的融合程度，经常用来制作一些质感要求较高的物体，如打磨的大理石、破墙、脏地板等3：compositors（合成材质）他的功能是将多个不同材质叠加在一起，包括一个基本材质和10个附加材质，通过添加，排除，和混合能够创造出复杂多样的物体材质，常用来制作动物和人体皮肤，生锈的金属，复杂的岩石等物体材质。4：double side（双面材质）可为物体内外或正反表面分别指定两种不同的材质，并且可以控制他们彼此间的透明度来产生特殊效果，经常用在一些需要物体双面显示不同材质动画中，如纸牌，杯子等。5：inkn paint（墨水油漆即卡通材质）卡通材质，黑白灰的过度是没那么柔和的。【思考题】1、如何从材质库中获取材质？如何从场景中获取材质？2、在材质编辑器中同时可以编辑多少中材质？3、如何创建自己的材质库？实验4：3ds max 中灯光的运用实验目的：熟练的为场景打灯光 实验器材及场地：pc电脑（安装有3ds max6）计算机机房 实验课时：15课时实践内容：灯光是营造场景氛围的重要因素。灯光的恰当运用不仅能让场景产生色彩的明暗变化，使得物体的材质光感能够充分得表现出来，最重要的是对动画画面的酝染而营造出来的气氛。是浪漫，恐怖，温馨，惊栗，都赖于如何赋予场景不同的情绪感受。在二维动画中，这一感觉都是由动画师手绘出来的，而在三维场景中是模拟的真实场景，所以也有虚拟的各种不同效果的灯光，其方法和在真实场景中打光一样。3ds Max 布光原则及注意点布光的顺序是 ： 1 ）先定主体光的位置与强度； 2 ）决定辅助光的强度与角度； 3 ）分配背景光与装饰光。这样产生的布光效果应该能达到主次分明，互相补充。 布光还有几个地方需要特别注意： 1 ）灯光宜精不宜多。过多的灯光使工作过程变得杂乱无章，难以处理，显示与渲染速度也会受到严重影响。只有必要的灯光才能保留。另外要注意灯光投影与阴影贴图及材质贴图的用处，能用贴图替代灯光的地方最好用贴图去做。例如要表现晚上从室外观看到的窗户内灯火通明的效果，用自发光贴图去做会方便得多，效果也很好，而不不要用灯光去模拟。切忌随手布光，否则成功率将非常低。对于可有可无的灯光，要坚决不予保留。 2 ）灯光要体现场景的明暗分布，要有层次性，切不可把所有灯光一概处理。根据需要选用不同种类的灯光，如选用聚光灯还是泛光灯；根据需要决定灯光是否投影，以及阴影的浓度；根据需要决定灯光的亮度与对比度。如果要达到更真实的效果，一定要在灯光衰减方面下一番功夫。可以利用暂时关闭某些灯光的方法排除干扰对其他的灯光进行更好地设置。 3 ）要知道 MAX 中的灯光是可以超现实的。要学会利用灯光的 “ 排除 ” 与 “ 包括 ” 功能绝对灯光对某个物体是否起到照明或投影作用。例如要模拟烛光的照明与投影效果，我们通常在蜡烛灯芯位置放置一盏泛光灯。如果这盏灯不对蜡烛主体进行投影排除，那么蜡烛主体产生在桌面上的很大一片阴影可能要让我们头痛半天。在建筑效果图中，也往往会通过 “ 排除 ” 的方法使灯光不对某些物体产生照明或投影效果。 4 ）布光时应该遵循由主题到局部、由简到繁的过程。对于灯光效果的形成，应该先调角度定下主格调，再调节灯光的衰减等特性来增强现实感。最后再调整灯光的颜色做细致修改。如果要逼真地模拟自然光的效果，还必须对自然光源有足够深刻的理解。多看些摄影用光的书，多做试验会很有帮助的。不同场合下的布光用灯也是不一样的。在室内效果图的制作中，为了表现出一种金碧辉煌的效果，往往会把一些主灯光的颜色设置为淡淡的橘黄色，可以达到材质不容易做到的效果。 总之，只要多实践、敢于实践，掌握用光的精髓就只是时间问题了 MAX 场景照明总论:要想深入了解 MAX 的照明技术，就必须先了解 MAX 中灯光的工作原理。在 MAX 中，为了提高渲染速度，灯光是不带有辐射性质的。这是因为带有光能传递的灯光计算速度很慢，没感受过的朋友想一想光线追踪材质的运算速度就会明白。也就是说， MAX 中的灯光工作原理与自然界的灯光是有所不同的。如果要模拟自然界的光反射（如水面反光效果）、漫反射、辐射、光能传递、透光效果等特殊属性，就必须运用多种手段（不仅仅运用灯光手段，还可能是材质如光线追踪材质等）进行模拟。有人抱怨 KINITEX 公司为什么不使用类似 LIGHTSCAPE 软件模拟类似自然的照明系统，原因并不在于 KINITEX 公司没有掌握这门技术，而是 MAX 主要任务是面向动画制作的。大家都知道， LIGHTSCAPE 中的灯光运算速度很慢，往往渲染一张图片需要很长时间（因此这个软件定位于照片级静态图渲染制作）。在动画制作中，一秒钟的动画就需要渲染 20 多张图片（ NTSC 式的为 30 帧 / 秒， PAL 式的为 25 帧 / 秒，电影为 24 帧 / 秒，如果要保持流畅的动感则至少需要 15 帧 / 秒），一分钟就要渲染 1000 多张图片，那么你的等待将是无穷无尽的。好在 MAX 有很多第三方开发的外挂插件，在灯光方面比较优秀的插件有 RADIOSITY 、 MENTALRAY （大型“灯光效果 + 特殊明暗器 + 高质量渲染”插件）等可供用户选择。不过运算速度上有点差强人意。当然，如果你就渲染一张静态图片而不是做动画（如建筑效果图等），为了取得更好的效果与更方便的照明设置，等待一个小时也是可以的。 MAX 中的灯光最大优势在于运算速度，照明质量其实是不错的。只要设置得当，同样可以产生真实、令人信服的照明效果。 在 MAX 中，并不是所有的发光效果都是由灯光完成的。对于光源来说也可能是经由材质、视频后处理特效甚至是大气环境来模拟。萤火虫尾部的发光效果，用自发光材质来模拟恐怕是最为恰当的，火箭发射时尾部的火焰效果用大气环境中的燃烧装置来做效果也是不错的，而要模拟夜晚的霓虹灯特效，利用视频后处理中的发光（ GLOW ）特技来做则是个好主意。不过灯光作为在 MAX 三维场景中穿梭的使者，是 MAX 表现照明效果的最为重要手段。灯光作为 MAX 中一种特殊的对象，模拟的往往不是自然光源或人造光源的本身，而是它们的光照效果。在渲染时， MAX 中的灯光作为一种特殊的物体本身是不可见的，可见的是光照效果。如果场景内没有一盏灯光（包括隐含的灯光），那么所有的物体都是不可见的。不过 MAX 场景中存在着两盏默认的灯光，虽然一般情况下在场景中是不可见的，但是仍然担负着照亮场景的作用。一旦场景中建立了新的光源，默认的灯光将自动关闭。如果这时候场景中的灯光位置、亮度等不太理想，还赶不上默认灯光的效果。如果场景内所有灯光都被删除，默认的灯光又会被自动打开。默认灯光有一盏位于场景的左上方，另外一盏则位于场景的右下方。 在 MAX 中有五种基本类型的灯光，分别是泛光灯（ OMNI ）、目标聚光灯（ TARGETSPOTLIGHT ）、自由聚光灯（ FREESPOTLIGHT ）、目标平行光（ TARGETDIRECT ）、自由平行光（ FREEDIRECT ）。另外在创建面板中的系统（ SYSTEM ）下，还有日光（ SUNLIGHT ）照明系统，其实是平行光的变种，一般在做室外建筑效果图时模拟日光。其实还有一种“环境光”（在“渲染 / 环境设置”对话框中可以设置 ) 。环境光没有方向也没有光源，一般用来模拟光线的漫反射现象。环境光不宜亮度过大，否则会冲淡场景，造成对比度上不去而使场景黯然失色。有经验的人一般先把环境灯光亮度值设为 0 ，在设置好其它灯光之后再做精细调整，往往能取得较好的照明效果。 MAX 中的灯光默认情况下并不进行投影，但是可以根据需要设定成投影或不投影。阴影的质量、强度甚至颜色都是可调整的。如果要正确表示透明或半透明物体的阴影，请使用光线追踪（ RAYTRACE ）阴影方式。在不投影的情况下， MAX 中的灯光是具有穿透性的，楼房五层的灯光尽管有楼板阻隔去也可以照亮一层的地板。非常有趣的是，如果把灯光的“倍增器”（ MULTIPLIER ）的值设置成负数，还可以产生吸光或负光的效果，可以产生某种颜色的补色效果（对与白色来说则是黑色）。在室内建筑效果图内通常来模拟光线分布不均匀的现象，或人为地把亮度大的物体表面“照黑”。如果动态变化灯光的亮度与倍增器的值，甚至还可以模拟闪电瞬间照明效果。 MAX 中灯光还有一个重要的功能是能够通过“排除”（ EXCLUDE ）功能来指定灯光对哪些物体或不对那些物体施加影响（照明与投影两个方面），从而优化渲染速度或创造特殊效果，学习者千万不可忽视。 请记住 MAX 中灯光的两个原则。第一，灯光与物体距离越远，照亮的范围就越大，反之亦然。而对于一个物体来说，某一灯光与它表面所呈夹角（其实是入射角）越小，它的表面显得越暗；夹角越大则表面越亮。这跟太阳光与地面的关系很近似。如果一个灯光与一个平面（如地面）距离很远且与这个平面呈直角照射时，则照明效果是很均匀的。而如果同样的光光放得太近，则由于接触表面的光线角度会有很大的变化，会产生一个“光池”（聚光区）。如果要使一盏灯光照亮尽量多的物体，请把把物体与灯光的距离拉大。而要使灯光把物体表面照得亮堂堂的，则还应该把灯光与物体表面的夹角调整得大些。有好多朋友在创建灯光的时候遇到了麻烦。不建立自己的灯光照明效果觉得还好，一旦建立了自己的灯光，发现场景中的物体全部暗淡下来。这是灯光与物体的距离、夹角没有设置好的原因。好多朋友不知道其中的奥妙，看到一盏灯还不够亮，再建一盏看看。结果一个简单的场景建立了 10 多盏灯以后场景中的照明更是显得非常奇怪。其实 MAX 场景照明理论与现实中摄影照明的理论非常相似。对于较小的区域来说，可以采用所谓的“三点照明”（主光 + 背光 + 辅光）的方式来解决照明问题。对与大的场面如礼堂内部效果图则可以把大的场景拆分成一个个较小的区域再利用“三点照明”的方法来解决照明问题。当然，针对不同情况进行灵活机动地处理有时能产生戏剧性的效果。另外要记住，尽量不要试图在透明图或摄象机中来创建灯光或移动灯光。 在 MAX 中，灯光都具有衰减的属性，不过默认的情况下灯光是没有衰减的。为了更好地模拟现实（现实世界中的光线都是具有衰减性质的，即距离越远，亮度越小直到最终消失），通常需要手工打开灯光的衰减性质。一方面可以指定灯光的影响范围，另一方面创造出的灯光效果非常具有现实感。对于泛光灯，衰减影响的只是照明的距离；而对与聚光灯或平行光来说，不仅可以指定灯光能照多远，还能指定光圈边缘的衰减效果。 默认的灯光是不带有任何颜色的。通过改变灯光的颜色，可以模拟出各种照明效果。例如要模拟彩灯或把模拟日出时的阳光，则要调整灯光的颜色。另外，灯光配合环境特效可以产生特殊的效果。例如配合环境中的体积光（ VOLUMELIGHT ）可以模拟舞台追光灯的效果，而泛光灯配合特效中的发光效果（ GLOW ）可以模拟普照大地的太阳。配合环境雾效（ FOG ）甚至还可以做出灯光穿过大雾的投影特效实例一：用泛光灯来模拟走廊内顶灯照明效果分析：顶灯照明效果是指顶灯在天花板上产生的照明效果，特点是随着距离的增加照明效果由亮变弱最终消失。模拟发光的顶灯光本身我们用自发光材质比较方便，但是自发光材质无法照亮其它物体，所以还得建立一盏泛光灯来模拟灯光的照明效果。1）创建好场景，如下图。天花板是一块没有厚度的BOX，顶灯是个半球（稍微向上移动一点）。灯座其实是三个圆环。顶灯采用了自发光材质。我的做法是把顶灯的环境色、漫反射色与高光色都设置为亮白色，再把自发光度调整到80。 2）在顶灯的中心建立一盏泛光灯。最好在顶视图中建立，到前视图、左视图中调整灯光的高度。场景一下子就暗了下来。渲染透视图，可以发现顶灯的周围有了我们想要的光池效果，如下图。可以通过上下移动泛光灯来调节光池的大小。也可以用聚光灯打光来模拟。 实例二：模拟射入室内的光线分析：射入室内的光线是非常微妙的。要表现出在光线投射下映出的灰尘，最好的方式就是用聚光灯配合体积光来做。1）创建好场景。本场景非常简单，如下图。墙壁与地板、天花板都可以用BOX来做。用布尔运算挖出窗户，再创建几个很细的圆柱体作为简单护窗。给墙壁等赋予合适的材质。在房间中间创建一盏泛光灯用来模拟漫反射照明效果，因此要把这盏灯光的亮度值调得很低。笔者用的亮度是60，只要场景中的物体依稀可辨就行。如果要模拟窗外的景色，可以用背景贴图去做。 2）参照下图建立一盏聚光灯，起始点在窗外，目标点在室内，与地面呈45度左右即可。3）选择菜单RENDERING/ENVIRONMENT，弹出环境设置对话框。在ATMOSPHERE（环境特效）中选择ADD，增加一个VOLUME LIGHT（体积光）特效。在VOLUME LIGHT PARAMETER（体积光参数）下，点亮PICK LIGHT（拾取灯光）按钮，在视窗中选择后来创建的体积光。参见下图。4）渲染一下透视图，发现渲染出来的图是白茫茫的一片。这是因为默认的灯光不具备投影的特性，灯光具有穿透性。选中灯光后点右键，在弹出的快捷菜单中选择CAST SHADOWS（投影）。再次渲染，则我们想要的效果就出来了。 5）再通过调整近处衰减开始与近处衰减结束等参数，把体积光的灯芯部分消隐掉，这样会更真实。还可以调整体积光的参数，加入NOISE（噪声）效果来模拟飘动的灰尘。注：用体积光还可以模拟手电筒的光束、探照灯、舞台追光灯等灯光特效。实例三：荧光灯辉光模拟分析：荧光灯可以起到照明的作用，但是如果仔细观察的话，就可以发现荧光灯管的周围有很稀薄的辉光。如果能做出辉光效果则能大大增强现实感。发光的荧光灯可以用自发光材质去模拟，而要做出辉光效果则要靠视频后处理中的GLOW发光特效。其实本例是对光源本身的模拟。1）创建一个荧光灯模型，笔者创建的模型如下图所示。每个部件都是基本几何体做成的，相信大家都知道做灯管用段数为1的圆柱体就足够了。 2）设置发光中的荧光灯管的材质。把三种基本色的颜色都设置为亮白色，把自发光度设置为90。按住材质编辑器主界面中的材质特效通道按钮（MATERIAL EFFECT CHANNEL）不放，就可以看到很多数字，选择1，就把材质的特效通道设置为1（参见下图），为在VEDIO POST（视频后处理）中施加发光特效奠定基础。 3）选择菜单RENDERING/VIDEO POST，调出视频后处理窗口。点取按钮，在弹出的增加场景对话框中选择透视图。接着点取按钮弹出增加图象特效过滤器对话框，选择LENS EFFECTS GLOW（发光特效）。点取OK按钮关闭对话框。4）双点队列（QUEQUE）中的LENS EFFECTS GLOW字样，在弹出的对话框中选择SETUP对发光特效进行设置。由此进入发光特效设置对话框。在PROPERTY（发光属性）中勾选EFFECTS ID，不要勾选OBJECT ID。这就解决了让谁发光的问题。5）切换到PREFERENCE（个人偏好）栏目中，按照下图调整有关参数。最后点击OK按钮（必须选择OK，不能直接关闭窗口，否则丢失设置。如果看不到OK字样可以把窗口上移一点）。设置完毕。 6）点击按钮，对场景进行渲染。在弹出的渲染对话框中，把TIME OUTPUT（时间输出）设置为单帧（SINGLE），然后进行渲染，得到的荧光如下：【思考题】1、3ds max中有哪几种类型的灯光？2、如何在场景中设置阴影？3、如何设置灯光的衰减效果？4、布光的基本原则是什么？实验5：动画和动画控制器实验目的：掌握基本动画技术 实验器材及场地：pc电脑（安装有3ds max6）计算机机房 实验课时：15课时实践内容：在3D Studio MAX中，大家只需要创建记录每个动画序列的起始、结束和关键帧，在MAX中这些关键帧称作keys（关键点）。关键帧之间的播值则会由3D Studio MAX自动计算完成。在3D Studio MAX可将场景中对象的任意参数进行动画记录，当对象的参数被确定后，就可通过3D Studio MAX的渲染器完成每一帧的渲染工作，生成高质量的动画。1.1 关键帧与时间传统的动画方式以及早期的计算机动画将创建的工作严格锁定为帧数，这对使用单一格式和不需要限制动画时间是没有问题的。但是，动画出现了不同的格式，在这些格式中最常见的两种，电影使用24FPS（Frame persecond每秒帧数）而视频使用30FPS。并且对动画的精确要求也越来越高，尤其是用于科学现象的表现与法律条件的模拟时更要求精确。3D Studio MAX是一个以时间为基础的动画软件。MAX测量时间并按1/4800秒来存储动画值，根据工作的不同可选择不同的方式显示时间，包括对传统的帧数进行使用。在下面章节中将有很多例子都遵循传统采用帧数显示时间。但3D Studio MAX是一个精确时间为基础的动画方式，帧只有在渲染输出时才产生。1.2 动画控制在3D Studio MAX中可以使用以下工具对动画进行控制。Track View（轨迹视图）：在一个浮动窗口中提供细致调整动画的工具。在这个视窗中可对物体的动画轨迹进行编辑，修改，设定。Motion（运动面板）：此面板被放置在命令面板区，通过使用这一命令面板可以调整变换控制器影响动画的位置，旋转和变比。Hierarchy（层级面板）：使用此面板可调整两个或多个链接对象的所有控制参数。可以对对象的轴点、反向动力、链接关系进行设定。时间滑块：用来控制场景中当前时间位置，在设定对象关键帧时的时间依据。Animate（动画锁定）：用来对场景对象的关键帧参数进行锁定记录的。Time Configuration（时间配置）：用来对场景中的时间长度及时间范围进行设定的工具。创建一个关键帧动画：我们将利用（动画锁定钮），来记录一个放样物体进行缩放变形的过程。1）在工具栏中单击Shapes标签项中的按钮，在顶视图中建立一个螺旋曲线图形。并在命令面板中设定Helix参数，如图1所示。图1 Helix参数卷展栏在Front视图中建立一 个Circle图形作为Helix路径的截面参数，如图2所示。图2 截面参数2）选择Helix物体，Create（创建）命令面板立体图标项中选择Compound Object（扩展元），并在扩展元面板中单击Loft按钮，在随即弹出的Loft参数面板中Creation Method卷展栏中单击Get Shape按钮。然后将鼠标移至视窗中获取Circle截面图形。现在放样物体造型已创建完成。3）选择放样物体进入Modify（修改）命令面板，在Deformations卷展栏中单击Scale按钮，打开Scale Deformation对话框。在视窗中调整截面控制曲线缩放造型，如图3所示，这个造型作为放样物体的初始造型，也就是第一个关键帧。图3 放样物体初始造型4）回到用户界面，单击按钮开始记录关键帧，时间滑块拖至100帧处，设定放样物体截面缩放的结束帧造型，如图4所示。图4 放样物体结束帧造型现在你可以在用户界面下方的关键帧显示栏中看到分别在第0帧与第100帧处有两个关键帧被记录。这两个关键帧就是我们刚刚设定的两个缩放变形的造型。5）关闭按钮将时间滑块拖回第0帧，然后按动画播放钮在视窗中观看缩放变形动画效果。两个关键帧造型之间的造型，由系统自动计算完成，并生成连续的动画效果。一般创建一个物体的关键帧动画有如下几个步骤：1）单击打开动画记录按钮。2）拖动时间滑块到任意非0帧位置。3）变换物体任意参数。对物体进行关键帧记录时，只须在不同时间位置对物体参数进行设定。物体没开始动画记录前的状态则可以算作物体的初始状态，可以作为物体的第一个关键帧，当你要设定以下的关键帧时就必须要打开动画记录按钮，将不同时间位置物体所变换的参数结果进行记录，这些不同的时间点上的物体状态则成为了物体动画中的关键帧或结束状态。例如：选择创建一个球体，在第0帧时没有对它进行动画设定，这个球的状态则成为了球的动画初始状态。当你打开动画记录，并将时间滑块拖至20帧时，将球沿Y轴放大50%，就在20帧处为球创建了一个动画关键点，你可以在用户界面下看到动画记录条上出现了一个关键点。当你关闭动画记录钮后回放动画时，则可以看到球由0帧到20帧之间出现了沿Y轴缩放的动画。在3D Studio MAX 4.0中我们可以在用户界面下方的动画记录条中直接对，物体的关键点进行编辑，可以使用鼠标在记录条中直接拖动关键点，来改变物体变换的关键帧位置，当你按住Shift键时拖动鼠标则可以对关键点进行复制。在动画记录条中，点击鼠标右健会弹出有关关键点编辑的菜单。key Properties（关键点属性）：这一项中所显示的是当前物体的名称，当前关键点的属性。如：当你对物体在同一帧进行了缩放、旋转、位移等多种记录时，可以通过这一选项选择你所须要的关键点类型，来进行修改。Delete key（删除关键点）：在这一项中显示了当前物体的所有属性的关键点记录。通过选择可以删除任意一种属性的关键点。或将当前位置的所有关键点删除。Delete selected key（删除选择关键点）：对当前你所选择的关键点进行删除。Filter（关键点选择过滤器）：在这一项中可以对当前物体所作的不同类型的关键帧记录进行选择，并显示在记录条中，通过过滤器的使用可以对物体的关键帧分类进行编辑。 All keys所有关键点。 All Transform keys所有变换关键点。 Current Transform当前变换。 Object物体。 Material材质。 Go Time到某个时间位置（指时间滑块位置）。动画是通过随时间改变场景而创建的，在3D Studio MAX中可以使用大量的时间控制器，这些时间控制器的操作可以在时间配置对话框中完成。点击按钮出现时间配置对话框，如图5所示。图5 时间配置对话框在时间配置对话框中我们可以选择动画的Frame Rate（帧率），设定Playback（回放动画的速度），设定动画的关键帧范围。Frame Rate帧率区域的几种帧率间可任意来回切换，你可根据你的不同需要进行设定。 NTSC：美国和日本视频使用制式，每秒30帧。 PAL：欧洲和中国视频使用制式，每秒25帧。 Film：电影使用的帧率，每秒24帧。 Custom：自定义使用下面的FPS（每移帧数）定义帧率。在Playback回放区域中可设置播放速度，以及播放动画的视窗数。 Real Time（实时）：这一项是缺省选项。动画按选定速度播放，在需要时会跳过一些帧以维持正常速度。 Active Viewport Only：动画仅在击活视窗中播放。 Speed（速度）：在下面选项中选择一种比率作为当前帧率的倍数作为动画播放的速度。缺省值为1X。在Animation区域中可对场景中的动画时间进行设定。 Start Time：开始时间。 End Time：结束时间。 Length：长度。 Frame Count：帧数计算。 Current Time：当前时间。在这一区域中单击Re-Scale Time按钮会弹出如图6所示对话框。图6 Re-Scale Tim当我们对已设定了动画的场景时间进行修改，但又想不影响动画节奏的情况下，使用这一对话框来设定新时间。场景中的对象动画记录会整体随这一时间进行缩放，而在时间配制框Animation区域中的设置，则不会影响对象动画关键点的位置。1.3 路径控制路径动画是通过路径来控制物体的运动轨迹，是除了关键帧动画外又一种常用的动画控制方式。使用路径来控制物体，可以使物体完成较为复杂的任意位移运动，比使用关键帧记录的方法简便易行。下面我们来创建一个沿路径运动的动画。1）继续使用上一练习中创建的Helix螺旋曲线作为路径。2）在Top视窗中建立一个参数如图7所示的球体。图7 球体参数卷展栏我们通过对球体施加修改器的方式来创建沿路径运动的动画。3）选择球体，进入Modify（修改）命令面板，选择Path Deform修改器，为球体添加一个沿路径变换的修改器。4）在修改器参数卷展栏中单击Pick Path在视图中使用鼠标获取螺旋路径。当路径获取完成后单击面板下方Move to Path按钮将球体移至路径上。5）如图8所示设定修改器参数，这些参数作为修改器的初始参数。图8 Path Deform参数卷展栏6）打开按钮，拖动时间滑块到第100帧位置。重新设定修改器参数，如图9所示。图9 100帧时Path Deform参数7）关闭按钮，回放动画。这时场景中的球体在沿路径进行螺旋式上升的运动。对象的全部动作都由路径的形状而决定，物体的运动位置完全受路径的控制。完成物体沿路径运动的动画，我们还可以通过Motion（运动）命令面板中的Path控制器来完成。1）选择球体，进入Motion（运动）命令面板，按下Parameters属性按钮，弹出如图10所示对话框，在对话框中Assign Controller卷展栏中所显示的是各种运动控制器类型清单。图10 运动控制器类型清单2）在控制器类型清单中选择Position：Bezier Position，单击Assign Controller指定控制器按钮，弹出如图8-11所示的Bezier Position控制器清单。在清单中指定Path Constra