3D Max軟件在制作船舶效果圖中的應(yīng)用

摘要：本文以亞運(yùn)會(huì)花船為藍(lán)本，主要介紹了使用3D Max軟件建立船舶效果圖的通用流程，給制作船舶效果圖同行們提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：3D Max軟件；船舶效果圖；建模

中圖分類號(hào)：TB237文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Application of the 3D Max on Setting up Shipping Modeling

LI Shuang， FANLi

( Guamgzhou marine engineering corporation，Guangzhou 510250 )

Abstract:The paper summarizes the general procedure of the 3dsmax on setting up shipping modeling about Asia Athletic Meeting cruising ships， which will give some guidance for shipping modeling fancier of 3ds max.

Key words: 3D Max; Shipping Modeling;Setting up

1前言

3D Max軟件在三維動(dòng)畫(huà)應(yīng)用領(lǐng)域的很多方面都有迅速發(fā)展，比如影視廣告、建筑裝璜、機(jī)械制造、生化研究、軍事技術(shù)、醫(yī)學(xué)治療、教育娛樂(lè)、電腦游戲以及抽象藝術(shù)等方面，工程領(lǐng)域的效果演示目前正成為項(xiàng)目合作中一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)。在互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術(shù)深度發(fā)展的今天，效果演示無(wú)論是在投標(biāo)方案介紹還是在企業(yè)產(chǎn)品宣傳方面都有了更加豐富多彩的表現(xiàn)手法。

受現(xiàn)代動(dòng)畫(huà)和影視技術(shù)的影響，效果展示的好壞有時(shí)成了許多人群主觀評(píng)價(jià)工程單位技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的重要砝碼，因此也得到了各工程單位的特別重視。船舶行業(yè)作為工程領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，在效果展示方面有著自己的特點(diǎn)。由于船舶行業(yè)本身的冷門(mén)性，使得該軟件在船舶行業(yè)應(yīng)用并不多，而尋求建筑效果的工程人員進(jìn)行船舶效果圖繪制，往往難以達(dá)到船舶行業(yè)所要求的專業(yè)效果。

本文以亞運(yùn)會(huì)花船為藍(lán)本，以“Autodesk 3Ds Max 2010 32 位”為載體，簡(jiǎn)要介紹使用3Ds max軟件建造船舶模型的過(guò)程，著重講解如何使用該軟件建立合適的船舶效果圖，給船舶設(shè)計(jì)師帶來(lái)一些啟發(fā)。

2建模思路及流程介紹

2.1導(dǎo)入思路解析

雙擊打開(kāi)“Autodesk 3Ds Max 2010 32 位”， 接著進(jìn)行主船體以及上建三視圖的導(dǎo)入。對(duì)CAD模型做簡(jiǎn)化處理，線條保留越少，則導(dǎo)入后占用內(nèi)存越小，處理速度越快。簡(jiǎn)化模型如圖1圖2所示。

常規(guī)導(dǎo)入，選擇“文件”——“導(dǎo)入”，選取以上游覽船CAD（以下簡(jiǎn)稱CAD）的路徑，導(dǎo)入到頂視圖中。在頂視圖中導(dǎo)入俯視模型，在前視圖中導(dǎo)入側(cè)視模型。模型導(dǎo)入后調(diào)整角度，如圖3所示。

圖1CAD簡(jiǎn)化模型俯視圖

圖2CAD簡(jiǎn)化模型側(cè)視圖

圖3 模型導(dǎo)入后的MAX界面

導(dǎo)入后，使用3D Max的“成組”功能，類似CAD的“創(chuàng)建塊”。

2.2建模方法匯總

由于主船體已通過(guò)導(dǎo)入得到，剩余的主要工作是甲板室（上層建筑）及甲板舾裝件建模，具體操作技術(shù)和方法可由相關(guān)3DsMax教程得到啟示，此處不再贅述。

我們結(jié)合在實(shí)際操作中遇到的問(wèn)題及解決方法，總結(jié)建模如下經(jīng)驗(yàn)：

（1）導(dǎo)入“.igs”格式的主船體后，如果出現(xiàn)主船體外邊黑洞洞一片，而內(nèi)側(cè)正常顯示時(shí)，需要在渲染欄下勾選選中“翻轉(zhuǎn)”法線選項(xiàng)即可；或者通過(guò)多邊形細(xì)分建模得到的主船體模型，也需要勾選翻轉(zhuǎn)法線；

（2）布爾運(yùn)算。船舶上通常使用的是(A-B)的原理，先選中上建，然后選擇布爾的窗戶。布爾時(shí)，為了使窗戶玻璃同窗戶尺寸保持一致，需要提前進(jìn)行復(fù)制操作，在布爾操作以后，整個(gè)上建變成一個(gè)可編輯多邊形時(shí)，就改變了上建的性質(zhì)，此時(shí)操作很容易出錯(cuò)，而出錯(cuò)后不能象CAD一樣進(jìn)行撤銷(xiāo)操作，所以進(jìn)行布爾操作務(wù)必慎重；

（3）三維模型和CAD圖面的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果對(duì)CAD圖形讀圖很清晰，則模型建立時(shí)就會(huì)得心應(yīng)手很多，尤其是駕駛室前部形狀、頂甲板形狀、有無(wú)外走道等。對(duì)主船體和上建的結(jié)合，需要做到渲染后主船體和上建或者首部舷墻之間不會(huì)出現(xiàn)縫隙，使渲染后保證模型圖片的完整性和真實(shí)效果；

（4）導(dǎo)圓角。建模過(guò)程中如門(mén)、窗、桅桿等都需要使用導(dǎo)圓角功能，此處右鍵選中轉(zhuǎn)變?yōu)榭删庉嫸噙呅?，然后多次嘗試右鍵上的功能鍵，看能帶來(lái)什么變化；

（5）掌握常用的快捷鍵，比如ALT+W最大化窗口、F9渲染等，這些在教材中都有，平時(shí)用心的話則會(huì)給建模工作帶來(lái)事半功倍的效果，網(wǎng)上有專門(mén)對(duì)不同版本3Ds Max最新最全快捷鍵的資料整理，大家可以下載學(xué)習(xí)。

2.3材質(zhì)設(shè)置和背景設(shè)置中的注意事項(xiàng)

建模只是前提，建模成功后需要進(jìn)行材質(zhì)設(shè)置，這是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。通常我們腦海里或儲(chǔ)備庫(kù)中要有足夠的技術(shù)參數(shù)，比如玻璃、陶瓷等的參數(shù)設(shè)置，這樣可以簡(jiǎn)化材質(zhì)設(shè)置時(shí)間。

背景的添加也很簡(jiǎn)單，難點(diǎn)在于需要設(shè)計(jì)成在海面真實(shí)航行的效果圖，此時(shí)需對(duì)水波進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，通過(guò)噪波工具調(diào)整。

這里可以好好利用渲染中的貼圖功能，比如一些船舶室內(nèi)效果圖，桌面的紋路、沙發(fā)的紋路、椅子的質(zhì)地等，這些參數(shù)設(shè)置可以使圖片效果更加逼真。

為了避免文件過(guò)大，也可以把藍(lán)天、白云以及海水的模型建好，等船舶的模型渲染成功后使用“合并”功能將兩個(gè)模型整合，然后進(jìn)行微調(diào)出圖。

圖4是作者建模的某船效果圖。

圖4某船效果圖

2.4渲染功能的使用及后處理

渲染圖片時(shí)，必須首先了解真實(shí)世界中的光影關(guān)系原理，對(duì)太陽(yáng)光、天光以及反射光和自然光的色彩有清晰了解。

Vary作為3Ds Max的一個(gè)插件，具有強(qiáng)大、逼真的渲染功能和效果，已得到廣泛應(yīng)用。Vary渲染器的算法是基于James T.Kajiya在1986年發(fā)表的渲染方程論文而改進(jìn)的，這個(gè)方程主要描述了燈光是怎樣在一個(gè)場(chǎng)景中傳播和反彈。在James T.Kajiya的論文中也提到了用Monte Carlo的計(jì)算方式來(lái)計(jì)算真實(shí)光影，這種計(jì)算方式僅僅是基于幾何光學(xué)，近似于電磁學(xué)中的Maxwell計(jì)算方式，它不能計(jì)算出衍射、干涉、偏振等現(xiàn)象。同時(shí)，這個(gè)渲染方程不是真正描述了物理世界中的光的活動(dòng)，但是它是基于幾何學(xué)，所以它的可控制性好，計(jì)算速度快。

渲染出圖時(shí)通常給出一艘船舶的前視圖、俯視圖、側(cè)視圖，還有一幅在海面航行的圖片，從這幾個(gè)角度給業(yè)主提供逼真的效果圖。

做完上述工作后，需要通曉一些Photoshop的基本知識(shí)，比如添加船名、修剪大小、調(diào)整圖片亮度、對(duì)比度等參數(shù)，此時(shí)一套完整的效果圖才算制作完成。

必須指出，同樣的建模步驟，由于不同人的審美觀點(diǎn)以及工作習(xí)慣不同，也會(huì)給建模結(jié)果帶來(lái)很大不同。3D Max軟件本身沒(méi)有太大的難點(diǎn)，單獨(dú)使用任何一種功能，大家都會(huì)得心應(yīng)手，難的是需要通曉多種技術(shù)，經(jīng)過(guò)分析思考形成綜合應(yīng)用能力。3Ds max技術(shù)豐富程度超乎想像，你能想象得到的模型基本上都可以使用這款軟件建出來(lái)。

圖5是建好的花船模型，這只是靜態(tài)圖片，另外可以調(diào)整角度，加上天空和海水或者在珠江上巡游的燈光效果。

圖5 花船模型

3結(jié)束語(yǔ)

船舶效果圖演示分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種：靜態(tài)演示就是我們講述的效果圖，常用的軟件有Autodesk出品的3D Studio Max 軟件和Maya軟件，曲面建模軟件Rhinoceros，Adobe公司出品的平面處理軟件Photoshop；動(dòng)態(tài)演示多指我們常見(jiàn)的動(dòng)畫(huà)。

通常來(lái)說(shuō)，一艘船舶效果圖的基本生成過(guò)程：為導(dǎo)入——建模——設(shè)置——渲染出圖。另外一種，則是建模高手在Photoshop中直接建模。

關(guān)于效果圖制作的基礎(chǔ)性操作，完全可以在教材中通過(guò)學(xué)習(xí)得到。市場(chǎng)上關(guān)于船舶建模的軟件目前多為二維軟件，即便是一些專業(yè)軟件，對(duì)于上層建筑也還不能完全做到三維建模，因此使用3D Max等動(dòng)畫(huà)軟件出圖就給工程的前期中標(biāo)提供了極大的優(yōu)勢(shì)。

在具體建模過(guò)程中，模型建立的越逼真，則前期暴露出來(lái)的問(wèn)題越多，也更加能給實(shí)際設(shè)計(jì)提供更多思路。

另外，可以在模型庫(kù)中建一些常用的船體設(shè)備，比如錨機(jī)、錨、舵葉、螺旋槳、儲(chǔ)纜卷車(chē)、各種帶纜樁，還有救生筏、救生圈、起重機(jī)、電氣設(shè)備的燈具、桅桿、雷達(dá)等，同時(shí)建一些艙面屬具的模型，比如門(mén)窗蓋梯等。出圖時(shí)，合并進(jìn)現(xiàn)有船舶模型中，然后渲染設(shè)置燈光出圖，這樣就可以大大提高一張新圖片的成形速度。

具備上述各項(xiàng)知識(shí)，使用效果圖軟件出一張漂亮的船舶效果圖并不困難，但是想在效果圖以及動(dòng)畫(huà)學(xué)習(xí)上有更多建樹(shù)的人，則要不斷提升自己的美學(xué)修養(yǎng)，攝影師能夠拍攝出優(yōu)秀的作品，除了他們對(duì)光影有很好的理解外，還應(yīng)有獨(dú)特的審美觀與自身的體驗(yàn)。

本文權(quán)作交流之用，以拋磚引玉，對(duì)于有追求的同行們，可以使用該軟件作出具有無(wú)限可能性的優(yōu)秀船舶效果圖。

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作者簡(jiǎn)介：李雙(1984-)，女，工程師，主要從事船舶舾裝及總體專業(yè)設(shè)計(jì)工作。

范蠡(1987-)，男，助理工程師。主要從事機(jī)械和外觀效果圖專業(yè)工作。

收稿日期：2013-09-02