DSMA总讲义(打印稿)

计算机辅助设计——《3DSMAX》讲义（与参考书目）覃丽琼09环境艺术设计专业计算机辅助设计讲义课程名称：计算机辅助设计《3DSMAX/VRay》

教师：覃丽琼

联系方式Q：249329638

课程主要内容第一章3DSMAX的界面与基本操作1、 主菜单栏的内容2、 主工具栏的内容3、 状态栏、视图切换命令面板层次面板显示面板第二章3DSMAX的基本建模工具与建摸方法1、几何体建模2、使用型建模3、使用修改器编辑对象4、复合物体与其参数设置5、EditPloy编辑多边形建模6、陷建模7、URBS建模8、动建模（布料Reactorcloth、刚体RBcollection）等第三章3DSMAX的灯光与摄象机的设置1、摄象机的设置2、灯光的类型；3、3DSMAX的照明特性与可控制参数的调节；4、阴影贴图与光线追踪阴影；5、创建日光场景效果6、创建夜景效果7、环境的设置和效果的使用；第四章3DSMAX的材质编辑器与贴图1、UVWmap贴图坐标的设置2、Vray专用材质3、材质编辑器（参数设置）4、材质的贴图通道5、材质的类型6、创建天空材质：使用Environment环境对环境场景进行设置。7、常用材质制作（VRay材质）8、如何在3DSMAX中制作材质图片第五章3DSMAX的渲染出图1、3DSMAX自带的默认渲染器2、VRay渲染器的特点与使用方法；3、渲染出图的设置参数、技巧。第一章3DSMAX的界面与基本操作1、主菜单栏的内容。2、主工具栏的内容。创建物体；（鼠标创建，键盘创建）多种选择工具的使用；（点选，框选，按名称选择；CTRL+，ALT+）移动工具的使用；（X、Y、Z轴方向控制，X、Y、Z轴的显示；距离的控制、移动参数对话框，从状态栏控制）复制工具；（Shift+，拷贝，关联，替代）撤消工具；——Ctrl+Z旋转工具；（旋转角度控制、参数对话框）缩放工具；（X、Y、Z轴的控制、参数对话框）捕捉工具；镜影、对齐工具；阵列复制、空间间隔复制（让物体的坐标中心成为公共坐标中心：ReferenceCoordinateSystem—Pick—UseTransformCoordinateCenter—点取物体）；3、状态栏、视图切换。选择锁定（快捷键）；——Group的运用，Hide，Freeze的运用相对坐标与绝对坐标的输入与切换；视图导航控件。视窗的设置、视图切换；——“Alt+W—视图切换模式”、鼠标右键的用法4、命令面板。Create创建命令面板（键盘直接输入、先创建后修改）Geometry几何体创建Shapes图形创建Lights灯光创建Cameras相机创建Modify修改命令面板层次面板显示面板练习作业：1、新建图形文件时，图形单位、栅格的设置；2、熟悉3DSMAX的界面与基本操作。第二章3DSMAX的基本建模工具与建摸方法1、Geometry几何体建模（系统提供的现有三维体）StandardPrimitives（标准几何体）与其参数设置标准几何体转化为NURBS对象进行编辑ExtendPrimitives（扩展几何体）与其参数设置CompoundeObjests（复合对象）与其参数设置建筑对象的创建（AEC扩展对象、楼梯、门、窗、栏杆）2、Shapes使用型建模（二维转三维）创建各种基本二维平面与其参数的设置、编辑。line的绘制与编辑。（直线、垂直线段<Shift+>的绘制，撤消正在绘制线中的某一段<Backspace键>；曲线的绘制，曲线圆滑度的控制；结合Extrude、Lathe命令的使用等）EditSpline对次对象级物体进行编辑（平滑、角点、Besier；焊接、连接、熔合、细化；拆分、分离、附加；圆角、切角；轮廓、反转、相交、布尔运算、延伸、修剪、创建等工具；等分——圆星形）；EditSpline中布尔运算操作的条件：单独的Spline必须附加到一块；Spline必须是封闭的；Spline之间必须有相叠的部分；Startnewshape选项的使用；Text文本命令的使用。（文本大小、字体、间距、行距；使用EditSpline编辑文本）Section截面工具的用法；（获取物体轮廓线或横截面）结合“型”常用的建模工具。Extrude（挤出）、Lathe（车削）、Boolean（布尔运算）、Bevel（倒角）、BevelProfile、Loft（放样）、shapmerge（图形合并）；调整二维图形的渲染和插值参数——“线”的可渲染性；练习作业：1、利用EditSpline制作灯箱，展架，窗户，造型隔断，造型门，墙面造型等；2、利用Lathe车削制作花瓶、碟子、玻璃杯、落地灯等环状造型物体；3、利用bevelprofile制作有倒角的画框、桌面、阴角线；4、利用bevelprofile制马桶；5、利用“线”的可渲染性制作办公椅扶手；6、利用阵列复制（层次——轴——只影响轴，参考坐标系——拾取某物体坐标）、空间间隔复制制作圆桌凳、楼梯扶手、栏杆；3、使用修改器编辑对象a) “修改”面板。 设置用户自己的习惯的修改命令面板（Extrude挤出、EditSpline编辑样条线、EditMesh编辑网格、Editpoly编辑多边形、Lathe车削、Bevel倒角、BevelProfile截面倒角、Normal法线、MeshSmooth网格平滑、TurboSmooth涡轮平滑、FFD(box)、UVWMap贴图）b) ParametricModify参数变形修改器（Bend弯曲、Taper锥化、Noise噪波、Relax松弛、Shell壳、lattice晶体等）c) 修改器“堆栈”的特点（修改器顺序、删除、塌陷）d) Gizmo的作用（移动Cente、改变方向、角度控制、轴控制、缩放Gizmo、设定其影响范围）e) 在次对象级编辑物体（EditSpline、EditMesh等）练习作业：1、利用Taper制作台灯、落地灯；2、利用FFD(box)制作枕头、靠垫等；3、利用FFD(box)、阵列、弯曲等创建键盘；4、利用EditMesh编辑网格、MeshSmooth网格平滑制作床单、石头；5、利用Shell壳、EditMesh制作木桶；6、利用Noise噪波制作地形、窗帘；4、复合物体与其参数设置a) Boolean布尔运算的概念与基本操作原理；多次布尔运算（对象附加）b) 图形合并(shapmerge)；c) 放样对象的概念与简单放样功能的使用方法；d) 放样对象的表皮控制（法线）、放样对象的修改（截面、路径修改，路径的“居左、居中、居右”）；e) 多型放样（多截面放样）；f) Fit变形的方式；g)使用多截面拟和放样进行复杂放样的过程；.练习作业：1、利用shapmerge、EditMesh制作电视机、电脑显示器、浴缸、软盘、键盘；2、利用loftobject制作窗帘、室内阴角线与踢脚线；3、利用多型放样工具制作筷子、矿泉水瓶、可乐瓶；4、利用“路径变形”制作曲线形电话线；5、利用“放样变形”工具制作牙膏；5、EditPloy编辑多边形建模EditPloy编辑多边形简单建模F4显示对象边框“删除、移除”的区别用EditPloy根据创建室内空间模型练习作业：1、利用“编辑多边形”工具制作电视机、油壶、键盘；2、利用“编辑多边形”工具制作沙发组合、活动办公室椅；3、利用“编辑多边形”工具创建室内空间模型；6、塌陷建模塌陷为可编辑网格；塌陷为可编辑面片；塌陷为可编辑多边形；7、NURBS建模8、动力学建模（布料Reactorcloth、刚体RBcollection）等布料Reactorcloth、刚体RBcollection。。塌陷为可编辑多边形建模。练习作业：1、使用塌陷建模创建现代软体造型沙发；2、用动力学工具创建窗帘与床上布料物体；6、场景的创建与合并导入AutoCAD图形建模设置场景单位、导入平面图勾选对话框焊接选项、直接挤出得到墙体；用捕捉的方法生成墙体。做天棚、地面、门窗和灯槽等构件；（用贴图做门）合并MAX对象为场景导入一些模型（文件——“合并”，“合并”对话框选项的运用）物体同名现象（应用于所有：自动重命名）材质同名现象（应用于所有：自动命名合并材质）把合并对象群组第三章3DSMAX的灯光与摄象机的设置1、摄象机的设置隐藏相机Shift+C(Camera)3DSMAX自带相机镜头、视野调节剪切平面调节VRay物体相机几个重要参数的理解：[缩放因数]——决定了最终图像的(近或远)，但它并不需要推近或拉远摄像机。[焦距比数]（光圈系数）一般控制在8以内光圈系数和光圈相对口径成反比，系数越小口径越大，光通亮越大，主体更亮更清晰，光圈系数和景深成正比，越大景深越大。[渐晕]——类似于真实相机的镜头渐晕(图片的四周较暗中间较亮)。[白平衡]——就是无论环境的光线影响白色如何变化都以这个白色定义为白色[快门速度]一般控制在２００左右实际速度是快门速度的倒数，所以数字越大越快快门速度越小实际速度越慢，通过的光线更多主体更亮更清晰快门速度和运动模糊成反比，值越小越模糊[胶片速度ISO]——也可以说胶片的速度，也称为感光系数，根据摄像的经验，白天ISO都控制在100-200，晚上控制在300-400VRay摄像机面板景深：[光圈]——主要用于控制摄像机的光圈大小。光圈小景深效果也小，如果光圈大，图像的模型程度将加强。[中心偏移]——主要用于控制模糊中心的位置。当该位置为0时，物体边界可以均匀向两边模糊；当该值设置为正数时，模糊中心的位置偏向物体内部；当该值设置为负数时，模糊中心的位置偏向物体外部。[焦距]——主要用来控制焦点到所关注物体的距离，远离视点的物体将被模糊。[从摄像机获取]——默认为禁用。当启用该选项时，焦距自动采样摄像机的焦距。[段数]——默认为禁用。当启用该选项时，可以设置多边形的边数来模拟多边形光圈模糊。如果不勾选，将以圆形的光圈进行模糊。[细分]——该选项决定用于景深物效的采样点的数量，数值越大效果越好，随之渲染时间也会增加。VRay焦散效果[倍增器]——控制焦散的强度。它是所有灯光来源产生焦散的通用和应用设置。如果你想用不同的倍增器来控制不同的灯光来源，你应该使用自身的灯光设置.。[搜索距离]——当VRay追踪一个撞击在物体表面上的某个光子时，会自动搜索位于周围区域同一个平面的其它光子。该搜索区域实际上是一个以光子撞击点为中心的圆，该圆的半径限于搜索距离值，较小的数值会渲染出斑状焦散，较大的数值会渲染出模糊的焦散效果。[最大光子]——当VRay跟踪一个撞击在物体面上的光子时，它同时计算其周围区域的光子数量，然后取这些光子对该区域所产生照明的平均值。如果光子的数量超过了默认值，焦散效果会比较模糊，低于默认值的光子的数量会导致焦散效果消失。[最大密度]——控制光子的最大密集程度，默认值为0，较少的密度值会使焦散效果看起来显得比较锐利。2、灯光的类型；Standard(标准光源)共有五中：Targetspot（目标聚光灯）Freespot（自由聚光灯）TargetDirect（目标平行灯）FreeDirect（自由平行灯）Freespot（自由点光源）——白炽灯泡、泛光灯Omni（泛光灯）Photometric（光度学光源），分为：TargetPoint（目标点光源）——有方向，射灯，筒灯TargetLinear（目标线光源）FreeLinear（自由线光源）——灯带，灯槽TargetArea（目标面光源）FreeArea（自由面光源）——灯箱，发光板，栅格灯IESSun（IES阳光）IESSky（IES天光）光域网的运用Vrayligh3、3DSMAX的照明特性与可控制参数的调节；Targetspot参数设置常规参数设置阴影贴图参数设置隐藏灯光Shift+L(Light)光能传递：能够计算光线在物体上的传播和反弹，从而光照效果更为真实和精确。100w=139cdVrayligh参数设置[开关]——打开或关闭VRay灯光。[排除]——排除灯光照射的对象。[类型]——平面–球体–穹形。[颜色]——控制光的颜色。[倍增器]——控制光强度。[Size尺寸]——控制平面灯光的半长、半宽。[双面]——控制光线是否从面光源的两个面发射出来。(VRay灯光为平面光源时)[不可见]——控制VRay光源体的形状是否在渲染图中显示出来。当该选项打开时，发光体不可见。[忽略灯光法线]——光线的方向。对于真实世界，光线在任何方向都是均匀的，该选项应当关闭。（可避免光板附近的物体产生曝光过度现象。但是当该选项打开时，渲染的结果更加平滑。所以避免曝光过度，亦可改变曝光方式——把“线性曝光方式”改为“指数曝光方式”）[不衰减]——光是否随距离而衰减。[天光]——切换为天光口，同时上面选项不可用。[存储发光贴图]——与全局照明中的Irradiancemap结合运用。存储光照贴图（光子文件）以便再次使用。减少渲染时间。画面更细腻。[影响漫射]——控制灯光是否在物体表面产生漫反射（光是否有效）。[影响镜面]——控制灯光是否在物体表面产生镜面反射。[细分]——控制VRay用于计算照明的采样点的数量，值越大，阴影越细腻，渲染时间越长。[阴影偏移]——控制阴影的偏移值（默认设置）。Vray阴影[透明阴影]——当对象是透明物体时使用。当打开该选项时，透明物体的阴影颜色与物体原色一致（与透明材质编辑器中“影响阴影”选项结合用）。反之，则考虑普通阴影中的参数设置(颜色、密度、贴图)，阴影颜色为单色。[光滑表面阴影]——选中后，Vray将在低面数的多边形表面产生更平滑的阴影。[偏移]——阴影偏移值（默认设置）[区域阴影]——打开或关闭面阴影。（只有该项勾选，尺寸设置才有效）[UVW尺寸]——当计算面阴影时，光源的UVW尺寸。控制阴影扩散与模糊的尺度，值越大，阴影越长越散越模糊。[细分]——控制阴影采样点的数量，设置阴影的细致度。几种常见光（灯光）的创建方法泛光灯用Omni（泛光灯）或光度学灯光中的FreePoint（自由点光源）模拟普通灯泡发出的泛光效果。筒灯、射灯用光度学灯光中的TargetPoint（目标点光源）结合光域网（Web）制作筒灯、射灯等特殊分布的光效。灯槽、灯带用光度学灯光中的FreeLinear（自由线光源）制作室内灯槽。对于一些不规则形状灯带，则可以结合材质贴图中的自发光贴图与VRay灯光材质（VRayLight）进行处理灯箱、栅格灯、光板FreeArea自由面光源娱乐场所彩色光束赋予灯光大气效果（体积光的运用）在室内白天场景中布光时，我们一般采用逐步增加灯光的方法。大体顺序为：天光----阳光----人工装饰光----补光天光/环境光照明打开GIEnvironment(Skylight).选择环境光颜色为蓝色，设置倍增值确认OverideMAX's被选中若环境照明不理想（太暗），有两种方法来改进：调整天光倍增器值使用Colormapping颜色映射倍增值选项（设定曝光方式中的Darkmultiplier为2.0——.用于增加黑暗区域的亮度值，Lightmultiplier通常使用其缺省值1.0——.明亮区域的亮度值）若灯光附近墙面光线不理想（太强），可把VRay灯光“[忽略灯光法线]”选项勾选，或把Colormapping选项中的“线性曝光方式”设定为“Exponential指数曝光方式”。环境贴图（创建天空材质、环状实体材质贴图模拟环境）使用Environment环境编辑器对天空材质的设置：ViewS—ViewportBackgroud—UseEVBackgroud—Ctrl+B显示背景贴图天蓝色：R226G239B255阳光色彩：R255G237B203TargetDirect模拟阳光用TargetDirect（目标平行灯）给室内创建阳光效果。VRay阳光[激活]——阳光开关[浊度]——设置空气的混浊度，值越大，空气越不透明，光线会越暗，色调会变暖。早晨和黄昏的混浊主度较大，中午混浊度较低。有效值为2—20。[臭氧]——设置臭氧层的稀薄程度，值越小，臭氧层越稀薄，到达地面的光能越多，光的漫射效果越强。有效值为0—1。[强度倍增器]——设置阳光的强度，如果使用Vray物理摄像机，一般为1左右，如果使用3DS自带的摄像机，一般为0.002—0.005。[大小倍增器]——设置太阳的尺寸，值越大，太阳的阴影就越模糊。[阴影细分]——设置阴影的细致程度。[阴影偏移]——设置阴影的偏移距离。[排除]——排除阳光照射的对象。结合VRay阳光的VRay天空贴图渐变贴图制作天空效果第四章3DSMAX的材质编辑器与贴图1、UVWmap贴图坐标的设置2、Vray专用材质VrayMtl基本参数与设置：Diffuse（漫射）——材质的漫反射颜色。Reflect（反射）——反射倍增器，控制材质的镜面、不锈钢反射效果。（通过颜色来控制反射值）。高光光泽度——控制材质的高光处的尖锐与模糊度。Glossiness（光泽度）——控制材质反射部分的模糊与清晰度。值为0.0意味着得到非常模糊的反射效果（基本上看不见反射效果），值为1.0将产生非常明显的完全反射。Subdivs（细分）——控制光线的数量，作出有光泽的反射估算。当光泽度（Glossiness）值为1.0时，这个细分值会失去作用。Fresnelreflection（菲涅尔反射）——当这个选项给打开时，反射将具有真实世界的玻璃、陶瓷反射（正向画面的物体反射模糊，侧面的则清晰）。当制作不锈钢反射效果时，该选项可关闭。Maxdepth（最大深度）——光线跟踪贴图的最大深度。反射物体相互之间的反射影响，值越小影响越小，反之则越逼真。Refract（折射）——折射倍增器，控制材质的透明度。（通过颜色来控制折射值）。一般把反射栏的“菲涅尔反射”勾选，透明效果更真实。Glossiness（光泽度）——控制材质折射部分的模糊与清晰度。值为0.0意味着非常模糊的折射效果。值为1.0将产生非常明显的完全折射效果。

IOR（折射率）——确定材质的折射率。设置适当的值你能做出很好的折射效果（水1.33、玻璃1.66、钻石2.4）。Fogcolor（雾的颜色）——用雾来填充折射的物体时雾的颜色（制作有色玻璃效果）。Fogmultiplier（雾的倍增器）——雾的颜色倍增器，值的大小控制雾的透明度。

Affectshadows（影响阴影）——使物体阴影更透明，阴影颜色受雾颜色影响。仅支持VRay灯光和Vary灯光阴影类型。Affectalpha（影响alpha）——勾选后会影响alpha通道效果。VRay常用材质制作与参数的调整镜面不锈钢：漫射：黑色反射：255灰亚面不锈钢：漫射：黑色反射：220灰光泽（模糊）：0.7拉丝不锈钢：漫射：黑色反射：衰减贴图（黑色部分贴图）光泽（模糊）：0.7镀金不锈钢：漫射：黑色反射：黄色（金色）亮光木材：漫射：贴图反射：35灰高光：0.8亚光木材：漫射：贴图反射：35灰高光：0.8光泽（模糊）：0.85普通地砖：漫射：平铺贴图（堆栈砌合，平铺个数，缝隙大小，颜色变化）反射：255高光：0.8光泽（模糊）：0.9菲涅耳抛光砖：漫射：平铺贴图反射：255高光：0.8光泽（模糊）：0.98菲涅耳木地板：漫射：平铺贴图（连续砌合，平铺个数，缝隙大小，颜色变化）反射：70光泽（模糊）：0.9凹凸贴图亚面石材（青石板）漫射：贴图反射：100灰高光：0.5光泽（模糊）：0.85凹凸贴图陶器：漫射：白色反射：255菲涅耳清玻璃：漫射：灰色反射：255折射255折射率1.5菲涅耳彩色玻璃：漫射：灰色反射：255折射255折射率1.5菲涅耳烟雾：彩色烟雾倍增值：0.5影响阴影磨砂玻璃：漫射：灰色反射：255高光：0.8光泽（模糊）：0.9菲涅耳折射255光泽（模糊）：0.9光折射率1.5冰花玻璃：漫射：灰色反射：255折射255折射率1.5（反射+折射+凹凸贴图306080+可给烟雾颜色）水纹玻璃：彩绘玻璃：普通布料:漫射：贴图凹凸贴图绒布:漫射：衰减贴图（色彩调节）置换贴图（黑白皱纹图）皮革：漫射：贴图（可为色彩无贴图）反射：50高光：0.6光泽（模糊）：0.8凹凸贴图地毯：VRay置换模式，2D贴图，纹理贴图（选粗材质图片——可在材质球上调节粗糙大小），置换强度50；位图贴图（漫射贴图）水材质：漫射：白色反射：255折射：255折射率1.33烟雾颜色浅青色凹凸贴图：澡波20纱窗1：漫射：颜色反射：默认值折射：灰白贴图折射率1接收GI：2纱窗2：漫射：颜色反射：默认值折射：衰减贴图折射率1接收GI：2乳胶漆材质马赛克材质镂空材质霓虹灯电视荧光画面3、（VRayMtlWrapper）Vray材质包裹器通过Vray包裹材质可以将标准材质转换为VRay渲染器支持的材质类型。控制材质的全局光照（产生/接受GI的数值）——材质在场景中过亮或色溢太多，可嵌套这个包裹器。控制材质的焦散和不可见的。基本参数：基本材质—用于设置嵌套的材质产生全局照明—设置产生全局光与其强度[接收全局照明—设置接收全局光与其强度产生散焦—设置材质是否产生焦散效果。接收散焦—设置材质是否接收焦散效果。焦散倍增器—设置产生或接收焦散效果的强度无光泽对象—设置物体表面为具有阴影遮罩属性的材质，使该物体在渲染时不可见，但该物体仍出现在反射/折射中，并且仍然能产生间接照明。Alpha分摊—设置物体在Alpha通道中显示的强度。光数值为1时，表示物体在Alpha通道中正常显示，数值为0时，表示物体在Alpha通道中完全不显示。阴影—用于控制遮罩物体是否接收直接光照产生的阴影效果。[影响Alpha]—设置直接光照是否影响遮罩物体的Alpha通道。[颜色]—用于控制被包裹材质的物体接收的阴影颜色。[亮度]—用于控制遮罩物体接收阴影的强度。[反射值]—用于控制遮罩物体的反射程度。[折射值]—用于控制遮罩物体的折射程度。[全局光数量]—用于控制遮罩物体接收间接照明的程度。4、VRay灯光材质VRay灯光材质是一种自发光的材质，可以用来做自发光的物件，比如灯带、电视机屏幕、灯箱等。[颜色]—用于设置自发光材质的颜色，如果有贴图，则以贴图的颜色为准，此值无效。[倍增]—用于设置自发光材质的亮度。相当于灯光的倍增器。[双面]—用于设置材质是否两面都产生自发光。[不透明度]—用于指定贴图作为自发光。可结合VRayMtlWrapper用（调节GI值）5、VRaymapVRaymap的主要作用就是在3DSmax材准材质或第三方材质中增加反射/折射。其用法类似于3DSmax中的光线追踪类型的贴图，因在VRay中不支持这种贴图类型的，需要的时候，以VRaymap代替。[反射]—开启贴图的反射功能，同时将折射的功能关闭。[折射]—开启贴图的反射功能，同时将反射的功能关闭。反射参数：[过滤色]—使用颜色来设置贴图的强度，颜色越接近白色，贴图的反射越强烈。[背面反射]—开启后强制VRay渲染器追踪物体背面的光线。[光泽度]—设置反射模糊的程度，数值越低模型效果越强烈。[细分]—设置反射的采样数，采样越高，模糊效果越平滑。[最大深度]—设置光线的最大反弹次数。[中止阈值]—当光线的能量低于该参数时停止光线追踪。[退出颜色]—设置当光线在场景中反射达到最大深度后的颜色。6、VRay双面材质VRay双面材质用于表现两面不一样的材质贴图效果，可以设置其双面相互渗透的透明度。这个材质非常简单易用。[正面材质]—用于设置物体前面的材质为任意材质类型[背面材质]—用于设置物体背面的材质为任意材质类型[半透明]—设置两种以上两种材质的混合度。当颜色为黑色时，会完全显示正面的漫反射颜色；当颜色为白色时，会完全显示背面材质的漫反射颜色；也可以利用贴图通道来进行控制。7、VRay快速3S材质3S材质是众多专业级渲染器中的高级材质。3S材质是SSS材质的另外一种叫法，而SSS材质是Sub-Surface-Scattering的简写，是指光线在物体内部的色散而呈现的半透明效果。用一个直观的例子来说明它的效果:在黑暗的环境下把手电筒的光线对准手掌，