室外場景設(shè)計在3ds Max中的應(yīng)用——以荷花池景觀為例

馬阿米娜

（河南廣播電視大學(xué)，河南　　鄭州　450008）

室外場景設(shè)計在3ds Max中的應(yīng)用——以荷花池景觀為例

馬阿米娜

（河南廣播電視大學(xué)，河南鄭州450008）

3ds Max是集造型、渲染和制作動畫于一體的三維制作軟件，應(yīng)用在三維動畫制作、建筑設(shè)計、廣告設(shè)計、游戲設(shè)計、動態(tài)仿真和工程設(shè)計等各個領(lǐng)域。目前，它已逐漸成為個人計算機上最優(yōu)秀的三維動畫制作軟件。計算機技術(shù)發(fā)展目前已經(jīng)進入虛擬現(xiàn)實時代，使得3ds Max的應(yīng)用日益廣泛。本文利用3ds Max制作了一個簡單的荷花池景觀，制作過程遵循了三維設(shè)計的一般過程，從而介紹了3ds Max在室外場景設(shè)計過程中的應(yīng)用。

3ds Max；建模；場景渲染

引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人們可以形象地用空間來描述事物的發(fā)展，空間技術(shù)也越來越廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)實生活中，二維圖形已滿足不了市場及用戶對海量數(shù)據(jù)分析的需求，三維可視化的數(shù)字發(fā)展成為真實與直觀的表達，特別是隨著虛擬現(xiàn)實等技術(shù)的發(fā)展，更將三維空間概念深入到現(xiàn)實生活的方方面面。

3ds Max系統(tǒng)以其強大的三維設(shè)計功能成為當(dāng)前效果圖設(shè)計軟件的佼佼者，它不僅被應(yīng)用于室外景觀、室內(nèi)設(shè)計方面，而且還被廣泛應(yīng)用于制作電影特技效果、影視廣告、游戲、教育、娛樂等。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計師可做出逼真的景觀效果圖供用戶欣賞與選擇。

一、3ds Max軟件

3ds Max 2016是Autodesk公司推出的3ds Max系列的最新版本，除了繼承以往版本的優(yōu)點之外，又將系統(tǒng)的三維設(shè)計功能推向了一個新的高度，受到了行家極高的評價。所以在幾乎所有的設(shè)計、出版、軟件公司，3ds Max都是首選的設(shè)計工具。

3ds Max功能強大、開放性好，集建立模型、材質(zhì)設(shè)置、攝影燈光、場景設(shè)計、動畫制作、影片剪輯于一體。在實際生活和工作中，隨著物質(zhì)生活和文化生活水平的提高，人們對環(huán)境的要求也越來越高了，越來越講究一種“美”了，而這種“美”就需要設(shè)計和裝飾。本文通過3ds max軟件設(shè)計制作荷花池室外景觀效果圖。

二、模型總體設(shè)計

模型首先采用3ds Max軟件進行荷花池景觀二維圖形的制作，然后添加相應(yīng)修改器，將二維圖形轉(zhuǎn)換為三維模型，為創(chuàng)建好的模型添加相應(yīng)的材質(zhì)或貼圖，為場景添加燈光，使用攝像機添加場景效果，最后渲染輸出。

三、模型制作過程

（一）建立場景模型

1.荷葉模型制作

（1）在創(chuàng)建面板的幾何體子面板中，單擊標(biāo)準(zhǔn)基本體下的長方體按鈕，在頂視圖中創(chuàng)建長度為100、寬度為100、高度為4的長方體模型，設(shè)置長方體的段數(shù)值。在修改面板中添加“編輯多邊形”修改器，在頂點編輯模式下調(diào)節(jié)模型的形狀，呈現(xiàn)出荷葉后端的弧度效果。

（2）在修改面板中切換至多邊形，并使用擠出工具進行擠出操作，產(chǎn)生荷葉前端凸出長方體表面的部分，切換至點編輯模式下，使用移動工具調(diào)節(jié)點的位置，調(diào)節(jié)荷葉的基本形狀。

（3）切換至四視圖顯示模式，繼續(xù)調(diào)節(jié)荷葉模型的細節(jié)形態(tài)。在創(chuàng)建面板的圖形中單擊樣條線中的“線”按鈕，在前視圖中繪制荷葉根莖形態(tài)，然后在渲染卷展欄中開啟渲染項目，使二維的樣條線圖形可以被渲染為三維效果。

2.荷花模型制作

（1）在創(chuàng)建面板的幾何體子面板中，單擊標(biāo)準(zhǔn)基本體下的長方體按鈕，然后在前視圖中創(chuàng)建并設(shè)置長度為35、寬度為20、高度為5，制作場景的荷花模型。在修改面板中添加編輯多邊形命令，將長方體編輯為荷花模型的效果。在修改面板中切換至頂點編輯模式下，然后使用移動工具調(diào)節(jié)點的位置，調(diào)節(jié)荷花的基本形狀。

（2）切換至側(cè)視圖顯示模式，繼續(xù)調(diào)節(jié)荷花的側(cè)面弧度形態(tài)。在修改面板中切換至多邊形，使用移動工具調(diào)節(jié)多邊形的位置，增加荷花的飽滿效果。

（3）選擇荷花模型，然后在面板中添加網(wǎng)格平滑命令，在層次面板中單擊“僅影響軸”按鈕，然后再改變軸心在荷花葉片的底部位置，便于動畫的記錄和其他葉片復(fù)制操作，使用多個葉片包裹出完整的一組荷花。

（4）繼續(xù)使用“shift+旋轉(zhuǎn)”快捷鍵復(fù)制模型，然后再使用縮放工具調(diào)節(jié)荷花模型大小。

（5）選擇制作完成的荷花模型，然后在菜單欄中執(zhí)行【組】→【成組】命令，在彈出的組對話框中設(shè)置組名稱為“荷花”。

3.殘葉模型制作

（1）在創(chuàng)建面板的圖形中單擊樣條線中的線命令按鈕，然后在前視圖中繪制殘葉的葉子形態(tài)。選擇并在修改面板中添加車削命令，然后在設(shè)置度數(shù)為360、段數(shù)為16，旋轉(zhuǎn)得到殘葉的基本模型效果。

（2）在修改面板中添加編輯多邊形命令，然后再切換至邊編輯模式，選擇內(nèi)部的一組線沿Z軸調(diào)節(jié)起伏層次，使荷葉的效果更加自然。

（3）在修改面板中切換至頂點編輯模式，使用移動工具調(diào)節(jié)點的位置，并調(diào)整不完美的地方，將制作的模型進行組合。

（4）使用“shift+移動”快捷鍵復(fù)制模型，豐富場景的模型效果。

4.魚身模型制作

（1）選擇右視圖，在菜單中選擇【視圖】→【視圖背景】命令，在彈出的窗口內(nèi)單擊文件按鈕，選擇一張參考圖片，勾選匹配位圖選項，在右側(cè)勾選鎖定比例選項導(dǎo)入背景。

（2）在創(chuàng)建面板的圖形中選擇NURBS曲線中的CV曲線命令，在前視圖沿魚身體、上方繪制出一條NURBS曲線輪廓。然后在工具箱內(nèi)開啟CV曲線子對象按鈕，再沿魚身體下方繪制出另一條輪廓曲線。CV曲線子對象類似于對象級CV曲線，主要差別在于不能在子對象層級上給出CV曲線渲染的厚度。

（3）繼續(xù)使用CV曲線子對象工具繪制出魚身體的中心曲線，進入到NURBS曲線的曲線CV點編輯級別，使用移動工具在頂視圖內(nèi)對所創(chuàng)建的曲線外形進行調(diào)節(jié)。

（4）同樣使用CV曲線子對象工具在前視圖中繪制出魚身體與魚尾部連接處的曲線，然后進入到NURBS曲線的曲線CV點編輯級別，使用移動工具在右視圖內(nèi)對所繪制的曲線進行調(diào)節(jié)。

（5）繼續(xù)使用CV曲線子對象在前視圖中繪制出魚身體上半部分曲線的曲線CV點編輯級別，使用移動工具在右視圖內(nèi)對所繪制的曲線進行調(diào)節(jié)。

（6）切換到前視圖，在工具箱中開啟雙軌掃描曲面工具，在前視圖上依次選擇相應(yīng)的曲線，選擇相應(yīng)曲線后單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束雙軌掃描曲面工具。

（7）切換到透視圖，在右側(cè)勾選反轉(zhuǎn)法線項目，這樣才能清楚地顯示曲面。NURBS繪制的曲線也屬于二維圖形，所以需要通過反轉(zhuǎn)法線控制需要顯示正面或反面。

（8）同樣使用CV曲線子對象工具在前視圖繪制出魚身體上半部分曲線，然后進入到NURBS曲線的曲線CV點編輯級別，使用移動工具在右視圖內(nèi)對所繪制的曲線進行調(diào)節(jié)，再配合雙軌掃描曲面工具創(chuàng)建產(chǎn)生曲面，在右側(cè)勾選反轉(zhuǎn)法線項目，完成魚身體下半部分的制作。

（9）使用CV曲線子對象工具在前視圖繪制的曲線CV點編輯級別，使用移動工具在頂視圖對所繪制的曲線進行調(diào)節(jié)。

（10）在工具箱內(nèi)開啟UV向放樣曲面工具，然后在透視圖中選擇魚尾部模型的下面與中間的兩條曲線，其次選擇前后兩條曲線，產(chǎn)生魚尾部模型下半部分曲面。UV放樣曲面與V放樣曲面相似，但是在V向和U向包含一組曲線，這會更加易于掌控放樣圖形，并且達到所要結(jié)果需要的曲線更少。

（11）在工具箱內(nèi)單擊UV向放樣曲面工具，然后在透視圖將魚尾部模型的上半部分曲面創(chuàng)建出來。

5.魚頭模型制作

（1）使用CV曲線子對象在前視圖繪制出魚頭部分模型的輪廓曲線，進入到NURBS曲線的曲線CV點編輯級別，使用移動工具在右視圖對所繪制的曲線進行調(diào)節(jié)。

（2）在工具箱內(nèi)開啟UV向放樣曲面工具，在前視圖先選擇魚頭上面的兩條曲線，然后再選擇前后兩條曲線，將魚頭部的部分模型曲面創(chuàng)建出來。

（3）使用CV曲線子對象工具，在前視圖繪制出魚頭部模型的輪廓曲線，再配合UV向放樣曲面工具將魚頭部模型曲面創(chuàng)建出來。

（4）使用CV曲線子對象工具在右視圖創(chuàng)建一條圓形閉合曲線，在工具箱內(nèi)開啟單軌掃描曲面工具，首先在視圖上選擇魚尾部模型上面的邊緣曲線，其次再選擇新繪制出來的圓形閉合曲線，創(chuàng)建產(chǎn)生魚尾的邊緣曲面。

（5）魚的身體、魚頭、魚尾制作完成后，將它們結(jié)合成一個曲面。切換到透視圖，在修改面板中進入魚身體模型的曲面編輯級別，選擇魚身體的下半部分曲面，在右側(cè)單擊結(jié)合命令，首先選擇魚身體下半部曲面的上面邊緣，再選擇魚身體上半部曲面的下面邊緣，然后在彈出的窗口上單擊OK按鈕，就可以將兩個曲面結(jié)合成一個曲面了。

（6）使用同上的方法將魚尾部的上半部分曲面與下半部分曲面結(jié)合成一個曲面，然后再使用結(jié)合命令將魚尾曲面與魚身體曲面進行結(jié)合，在這里不需要將魚尾邊緣曲面與魚尾進行結(jié)合。

（7）同樣在透視圖中使用工具箱內(nèi)的混合曲面工具，在視圖上先選擇魚身體與魚頭連接處的邊緣曲線，再選擇魚頭與魚身體連接的邊緣處曲線?；旌锨鎸⒁粋€曲面與另一個相連接，混合負曲面的曲率以在兩個曲面間創(chuàng)建平滑曲面。也可以將一個曲面與一條曲線混合，或者將一條曲線與另一條曲線混合。

（8）選擇完相應(yīng)的曲線后，在修改面板內(nèi)設(shè)置張力1值為0、張力2的值為1，這樣就將魚身體與魚頭進行了連接。

（9）進入到曲線編輯級別，使用隱藏工具將所有曲線進行隱藏，現(xiàn)在可以看到魚的基本模型制作完成了。

6.輔助模型的制作

（1）在創(chuàng)建面板的圖形中單擊NUBRS曲線中的CV曲線命令，在前視圖沿魚鰭的上方繪制出一條NUBRS曲線輪廓，然后在工具箱內(nèi)開啟CV曲線子對象按鈕，再繪制出魚鰭前面的曲線。

（2）使用CV曲線子對象工具在前視圖繪制出魚鰭前面的另一條曲線，然后進入到曲線CV點編輯級別，使用移動工具在右視圖對所創(chuàng)建的曲線外形進行調(diào)節(jié)產(chǎn)生魚鰭的厚度。

（3）在透視圖中選擇魚身體模型，然后單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇隱藏選擇對象，將當(dāng)前魚身體模型隱藏。

（4）在工具箱中開啟UV向放樣曲面工具，在透視圖中先選擇魚鰭上面的兩條曲線，然后再選擇前后兩曲線，將魚鰭一半的模型曲面創(chuàng)建出來。

（5）使用同上的方法，將另一側(cè)的魚鰭曲面制作出來，然后在右側(cè)面板勾選反轉(zhuǎn)法線項目。

（6）在工具箱內(nèi)開啟混合曲面工具，在視圖上先選擇魚鰭一側(cè)曲面的邊緣曲線，再選擇魚鰭另一個曲面的邊緣曲線后設(shè)置張力1與張力2的值為1，勾選反轉(zhuǎn)第一個結(jié)束邊項目后就在魚鰭兩側(cè)中間連接產(chǎn)生了一個新面，為魚鰭加入了厚度。張力會影響負曲面和混合曲面之間的切線，張力值越大切線與負曲面越接近平行，且變換越平滑；張力值越小切線角度越大，且負曲面與混合曲線之間的變換越清晰。

（7）使用CV曲線子對象工具在頂視圖中繪制出一條半圓形的魚鰭邊緣線來制作魚鰭前面的邊緣效果，切換到前視圖，在工具箱中開啟雙軌掃描曲面工具，在視圖上先選擇魚鰭兩側(cè)面的邊緣曲線，再選擇新繪制出來的半圓形曲線，然后單擊鼠標(biāo)右鍵結(jié)束雙軌掃描曲面工具。

（8）魚鰭模型制作完成。將魚的身體模型與其他模型合并成一個對象，在右側(cè)單擊結(jié)合命令將所有的對象合并成一個對象。

（9）在工具箱內(nèi)開啟規(guī)則曲面工具，然后在視圖上按順序選擇兩條圓形的閉合曲線，使它產(chǎn)生相應(yīng)曲面，再用混合曲面工具將產(chǎn)生的曲面魚修剪出的眼睛邊進行連接而產(chǎn)生曲面，可以看到一邊的魚眼睛完成后效果；使用同樣的方法制作另一邊眼睛。

（二）場景渲染設(shè)置

（1）在創(chuàng)建面板的攝影機子面板中單擊目標(biāo)按鈕，然后在前視圖中建立一架目標(biāo)攝影機。如圖1所示。

（2）在菜單中選擇【視圖】→【從視圖創(chuàng)建攝影機】命令，將建立的攝影機自動匹配到透視圖的位置。

圖1　

圖2

圖3

圖4

（3）在主工具欄中單擊材質(zhì)編輯器按鈕，在彈出的對話框中選擇一個空白材質(zhì)球并設(shè)置名稱為 “水面”。設(shè)置環(huán)境顏色為黑色、漫反射顏色為黑色、高光級別值為120、光澤度為90，然后為凹凸賦予噪波程序貼圖并設(shè)置凹凸值為15，為反射賦予光線追蹤程序貼圖并設(shè)置反射值為80，作為場景中水面的材質(zhì)。如圖2所示。

（4）選擇一個空白材質(zhì)球并設(shè)置名稱為“葉2”，賦予模型后在貼圖卷展欄下為漫反射貼圖與凹凸賦予荷葉貼圖，選擇一個空白材質(zhì)球并設(shè)置名稱為“葉”，賦予模型后設(shè)置環(huán)境顏色為綠色、漫反射顏色為綠色、高光級別值為28、光澤度值為27，然后在貼圖卷展欄下為漫反射貼圖賦予漸變程序貼圖，在漸變參數(shù)卷展欄中分別為顏色賦予荷葉貼圖。

（5）選擇荷葉模型，在修改面板內(nèi)為其添加UVW貼圖命令，然后在屬性卷展欄中設(shè)置貼圖為平面方式，將模型與貼圖進行準(zhǔn)確的匹配，并在修改面板內(nèi)為其添加展開UVW命令，然后單擊編輯按鈕并在彈出的對話框中調(diào)節(jié)坐標(biāo)范圍。

（6）選擇一個空白材質(zhì)球并設(shè)置名稱為“殘荷”，賦予模型后在貼圖卷展欄下分別為漫反射貼圖與不透明度賦予殘葉貼圖。選擇殘葉模型，在修改面板內(nèi)為其添加UVW貼圖命令，然后在屬性卷展欄中設(shè)置貼圖為平面方式。

（7）選擇一個空白材質(zhì)球并設(shè)置名稱為“荷花”，賦予模型后再設(shè)置環(huán)境顏色為棕紅色、漫反射顏色為棕紅色、高光級別值為9，然后在貼圖卷展欄下為漫反射貼圖賦予漸變程序貼圖，在漸變參數(shù)卷展欄中再分別設(shè)置粉紅系列顏色。

（8）選擇荷花模型，在修改面板內(nèi)為其添加UVW貼圖命令，然后在屬性卷展欄中設(shè)置貼圖為平面方式，使?jié)u變貼圖由粉色至白色產(chǎn)生過渡。

（9）打開材質(zhì)編輯器并選擇一個材質(zhì)球，將其材質(zhì)賦予給模型并設(shè)置名稱“魚”，然后設(shè)置漫反射賦予魚紋貼圖。

（10）選擇魚模型，并在修改命令面板為其添加貼圖坐標(biāo)命令，然后在其屬性卷展欄中設(shè)置貼圖坐標(biāo)為平面方式，再調(diào)節(jié)坐標(biāo)的大小尺寸。在創(chuàng)建面板中選擇燈光中的目標(biāo)聚光燈，在前視圖中建立目標(biāo)聚光燈并設(shè)置燈光參數(shù)，然后在視圖中再創(chuàng)建天光，提高場景的整體亮度。

（11）在菜單中選擇【渲染】→【環(huán)境】命令，在彈出的環(huán)境與效果對話框中設(shè)置環(huán)境貼圖，然后再將環(huán)境貼圖以關(guān)聯(lián)的方式拖曳到材質(zhì)編輯器的空白材質(zhì)球上，可以通過材質(zhì)直接影響環(huán)境效果。如圖3所示。

（12）在創(chuàng)建面板中選擇燈光中的目光聚光燈，然后在前視圖中建立燈光。在修改面板中開啟陰影項目，然后再設(shè)置倍增值為0.8、聚光燈/光束值為5、衰減區(qū)/區(qū)域值為30、采樣范圍值為6。在工具欄中單擊快速渲染按鈕，渲染場景最后的效果。如圖4所示。

四、結(jié)束語

三維設(shè)計技術(shù)在現(xiàn)代生活中，應(yīng)用非常廣泛，尤其是在建筑設(shè)計的室內(nèi)設(shè)計、室外景觀設(shè)計方面已經(jīng)越來越離不開三維設(shè)計，隨著VR技術(shù)的發(fā)展，加上動畫技術(shù)的應(yīng)用，三維設(shè)計技術(shù)已經(jīng)成為設(shè)計領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，三維設(shè)計軟件3ds Max給我們的生活帶來極大方便的同時，必將為將來的設(shè)計領(lǐng)域注入新的活力。

［1］時代印象.3DS MAX2012基礎(chǔ)培訓(xùn)教程［M］.北京：人民郵電出版社，2012，4.

［2］劉明昆.就是要做3D游戲3ds Max場景篇［M］.北京：中國青年出版社，2010，10.

［3］朱仁成，吳海霞，王建林.3ds max9三維設(shè)計非常講解［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2008.

［4］劉向銅，熊助國，曹秋香.基于3Dmax的虛擬現(xiàn)實的建立過程的探討［J］.西部探礦工程，2009，2.

［5］王克偉，楊帆.3ds max8完全自學(xué)手冊［M］.北京：中國林業(yè)出版社，2006.

［6］張帆，李嶺，等.3d max基礎(chǔ)與實例教程［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

［7］火星時代.火星人—3dsMax材質(zhì)與渲染案例風(fēng)暴［M］.北京：人民郵電出版社，2009，6.

［8］鄭曙陽，宋立民，李風(fēng)崧，等.環(huán)境藝術(shù)設(shè)計與表現(xiàn)技法［J］.武漢：湖北美術(shù)出版社，2002.

［9］江昊.3ds max鏡頭與燈光的設(shè)計和制作［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2009，10.

［10］王濤.中文3ds max三維動畫基礎(chǔ)與實例教程［M］.北京：研究出版社，2008.

G421

A

1671-2862（2016）03-0109-04

2016-06-03

馬阿米娜，女，河南廣播電視大學(xué)助教，研究方向：新媒體藝術(shù)。