dmax材质编辑器与灯光布置

实验１０：3dsmaｘ中材质的运用(要求提交实验报告）实验目的：了解材质编辑器的用法，使用材质实验课时:2课时实践内容：添加材质就象是给模型穿衣服扮装一样，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３DStudioＭAX中材质与贴图的建立和编辑都是通过材质编辑器MaterｉaｌEｄｉtoｒ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，颜色和纹理.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MaｔerｉalEｄitoｒ编辑器，使用３DＳtudｉoＭＡX中供应的多种材质.并且将对如何依靠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。ﻫ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给予对象的结果。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。ﻫ图2固定区域·下半部分为可变区,从ＢasｉcParameterｓ卷展栏开头包括各种参数卷展栏，如图3所示.ﻫ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。ﻫ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掌握器转变材质，并将它给予场景的物体。最简洁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。ﻫ图5独立示例框·工具栏SａmpｌeType（样品类型）,可选择样品为球体、圆柱或立方体.BaｃkLighｔ（背部光源）,按下此按钮可在样品的背后设置一个光源。Bａcｋgroｕnｄ(背景),在样品的背后显示方格底纹。SampｌeUVTｉｌｉｎg(ＵＶ向平辅数量），可选择2×2、3×3、4×4。VideoCｏlorCｈeck（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.MakePｒｅvieｗ(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:PｒｅvｉewRange预视范围ActivｅTiｍｅSegmenｔ有效时间段

CuｓtomＲanｇｅ用户区域ＦramｅRaｔｅ帧数ImagｅSize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。ﻫ图7材质编辑器选项Material／MaｐNａvigaｔｉoｎ（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SelecｔbyMaｔeriaｌ(由材质选取)。当你想将设计好的材质给予场景的多个对象时,不必到场景中一一选取.当将财质给予第一个对象后，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／贴图扫瞄器Maｔｅｒiａl/MａpBｒｏwseｒ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给予贴图时，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。ﻫ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/MapBrowser（材质／贴图扫瞄器)会显示如图10所示的内容。ﻫ图１0显示贴图对话框·参数栏调节材质属性的参数，３ＤStudioMAX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猎取材质1）通过单击材质编辑器工具栏中的ＧｅｔMateｒial（猎取材质）可以从其它来源猎取一个新的已存在的材质.２）单击猎取材质，会弹出材质／贴图扫瞄器.使用材质/贴图扫瞄器可以通过下面方式猎取材质。·猎取新材质。在BｒowseFroｍ区域中选择New，可选择一种新的材质贴图类型。·从选定的对象上猎取材质.在BrｏwsｅFrom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。·从场景中猎取材质。在BｒowｓeFｒom区域选择Sｃene即可显示全部场景中使用的材质，从中选取一种需要的材质.·从材质库中猎取材质.在BrｏwseFrom区域选择MtlＬｉｂrary,然后从显示的材质清单中选取一种材质。在材质/贴图巡游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PiｃkＭaｔｅrialＦrｏmObjｅｃt按钮来实现从场景中对象猎取材质的操作.这种从物体上猎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，由于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猎取到3ＤＳtudiｏMＡX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猎取材质的对象。可将吸管猎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/贴图扫瞄器中的一个库文件中。1)在材质编辑器的工具栏中，单击PuｔtｏLibraｒy放入库中.ﻫ2)直接用鼠标从示例框将材质拖到材质／贴图扫瞄器中。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。掌握材质/贴图扫瞄器中材质清单上.1）单击Deleｔeｆｒomlibrary从库中删除单个材质或贴图。

2）单击CｌearMａteriaｌLibrary（清除材质库）将删除库中包含的全部材质和贴图。１。5给予材质要在场景中使用材质，我们必须将材质给予场景中的对象。1)首先我们必要创建一个如图12所示的场景。ﻫ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AsｓignMatarialｔoSelｅctiｏｎ按钮将材质给予选择物体.现在被击活的材质已经给予球体对象了.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给予了相同的材质，如图1３所示。启动MＡX后，按下键盘的M键,在弹出的MａtｅrｉalＥdiｔoｒ对话框，在材质球窗口的左下角单击gｅtMaｔeｒｉal按钮,弹出Mateｒial／MapBrowser对话框,如下图.ﻫ1：adｖａnｃeｄlighｔiｎgｏverriｄｅ(高级光照材质）――这个材质一般是协作光能传递使用的,渲染的时候能很好地掌握光能传递和物体之间的反射度。ﻫ2:ｂｌeｎd（融合材质)――将两个不同材质融合在一起,据融合度的不同，掌握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，常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ﻫ３：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，排解,和混合能够制造出简洁多样的物体材质，常用来制作动物和人体皮肤,生锈的金属，简洁的岩石等物体材质。ﻫ４:doｕbｌｅsidｅ（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，并且可以掌握他们彼此间的透明度来产生特殊效果,常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。ﻫ5：ｉｎk‘npaiｎt（墨水油漆即卡通材质）――卡通材质，黑白灰的过度是没那么严峻的。【思考题】1、如何从材质库中猎取材质?如何从场景中猎取材质？答：·从场景中猎取材质。在BｒoｗseFrom区域选择Sceｎe即可显示全部场景中使用的材质,从中选取一种需要的材质.·从材质库中猎取材质。在BrowｓeFroｍ区域选择MｔｌLｉbｒaｒy，然后从显示的材质清单中选取一种材质.在材质/贴图巡游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。2、在材质编辑器中同时可以编辑多少中材质?答:在材质编辑器中同时可以编辑6种材质3、如何创建自己的材质库?做好材质后，翻开“材质贴图阅读器”，点SａveＡs按钮保管就可以了ﻬ实验11：3dｓmax中灯光的运用(要求提交实验报告）实验目的：娴熟的为场景打灯光实验课时:２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颜色的明暗变化，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,都赖于如何给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。3ｄｓＭａx布光原则及注意点ﻫ布光的挨次是:ﻫ1）先定主体光的位置与强度;ﻫ２）决定帮助光的强度与角度；ﻫ3）支配背景光与装饰光.这样产生的布光效果应该能达到主次分明，相互补充。布光还有几个地方需要格外注意:ﻫ1)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便利得多,效果也很好,而不不要用灯光去模拟。切忌顺手布光，否则成功率将格外低。对于可有可无的灯光,要坚决不予保留。ﻫ２）灯光要体现场景的明暗分布,要有层次性,切不行把全部灯光一概处理.依据需要选用不同种类的灯光，如选用聚光灯还是泛光灯;依据需要决定灯光是否投影,以及阴影的浓度；依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，肯定要在灯光衰减方面下一番功夫.可以利用临时关闭某些灯光的方法排解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“排解”与“包括”功能肯定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解,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“排解"的方法使灯光不对某些物体产生照明或投影效果。ﻫ4）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。ﻫ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：要想深化了解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。这是由于带有光能传递的灯光计算速度很慢，没感受过的伴侣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。有人埋怨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，缘由并不在于ＫINＩTEX公司没有掌握这门技术,而是MＡX主要任务是面对动画制作的。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、ＭEＮTAL

RAY（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便利的照明设置，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。

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在ＭAX中，并不是全部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唯恐是最为恰当的，火箭放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）绝技来做则是个好想法.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行见的,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），那么全部的物体都是不行见的.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行见的，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、亮度等不太抱负，还赶不上默认灯光的效果。如果场景内全部灯光都被删除，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（TARGＥT

SPOTLIＧＨT）、自由聚光灯（FRＥE

SPOTＬIGHT)、目标平行光（ＴＡＲＧＥT

DIＲＥＣＴ）、自由平行光（FREE

DIＲECT）。另外在创建面板中的系统(ＳYＳTＥM）下，还有日光（SＵN

ＬIGHＴ)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.有阅历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。

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MＡX中的灯光默认情况下并不进行投影，但是可以依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。格外有趣的是,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“排解”（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制造特殊效果，学习者千万不行忽视。

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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耀时,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.有好多伴侣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、夹角没有设置好的缘由。好多伴侣不知道其中的奥妙,看到一盏灯还不够亮，再建一盏看看。结果一个简洁的场景建立了10多盏灯以后场景中的照明更是显得格外奇怪。其实MAＸ场景照明理论与现实中摄影照明的理论格外相像。对于较小的区域来说,可以接受所谓的“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，针对不怜悯况进行灵敏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灭),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，另一方面制造出的灯光效果格外具有现实感。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.

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默认的灯光是不带有任何颜色的。通过转变灯光的颜色，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,灯光协作环境特效可以产生特殊的效果。例如协作环境中的体积光(ＶOLUMＥ

LIＧＨＴ）可以模拟舞台追光灯的效果，而泛光灯协作特效中的发光效果（GLOW）可以模拟普照大地的太阳.协作环境雾效（FＯG）甚至还可以做出灯光穿过大雾的投影特效实例:用泛光灯来模拟走廊内顶灯照明效果ﻫ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灭.模拟发光的顶灯光本身我们用自发光材质比较便利，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。ﻫ1）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（略微向上移动一点）.灯座其实是三个圆环。顶灯接受了自发光材质.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.ﻫﻫ

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。

【思考题】１、3dsmax中有哪几种类型的灯光?答: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（TＡRGET

SＰＯTLIGHT）、自由聚光灯(FREE

ＳPOＴLIGＨT)、目标平行光(TARGET

DＩRＥＣＴ)、自由平行光（ＦREＥ

DIRECT)。另外在创建面板中的系统（ＳYＳTＥM)下,还有日光（SＵN

LＩGＨT)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