基于3ds Max材質(zhì)渲染的鏤空效果實(shí)現(xiàn)

汪俊瓊

摘要：鏤空藝術(shù)延伸到三維空間造型數(shù)字化應(yīng)用中，成為三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的一種表現(xiàn)形態(tài)。3ds max不僅具有強(qiáng)大的建模功能，配合各種渲染器，還能進(jìn)行豐富的材質(zhì)渲染效果表現(xiàn)。文中介紹了基于3ds max材質(zhì)渲染方法的鏤空效果實(shí)現(xiàn)方法，分別是使用默認(rèn)掃描線渲染器渲染“線框”效果、使用VRay渲染器渲染線框貼圖、渲染晶格模型以及渲染翻轉(zhuǎn)表面法線的模型。重點(diǎn)介紹了這些方法的原理、使用步驟和技巧，為有針對(duì)性地進(jìn)行三維產(chǎn)品的鏤空藝術(shù)表現(xiàn)提供了參考。

關(guān)鍵詞：鏤空藝術(shù)；三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)； 材質(zhì)渲染； 線框貼圖； 晶格模型

中圖分類號(hào)：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）02-0193-02

Hollowing-Out Effect Implementation Based on Texture & Rendering in 3ds max

WANG Jun-qiong

（Lanzhou University， Lanzhou 730000， China）

Abstract： Hollowing-out art extends into digital 3D modeling space， becoming a common manifestation for 3D products design. 3ds max software has huge modeling functions， as well as texture & rendering representation accompanying with various renders. Exploration in hollowing-out effect implementation based on texture & rendering in 3ds max is done in this article. They are shown as shading ‘wireframe effect in Scan-line， opacity mapping using wireframe mode in VRay， lattice model rendering and normal flipping model rendering. Principle， steps and techniques for these methods are illustrated specifically to promote hollowing-out art creation for 3D products design.

Key words： Hollowing-out Art； 3D products design； texture & rendering； wireframe mapping； lattice model

1 概述

“鏤空”顧名思義就是雕刻出穿透物體的花紋或文字，最早應(yīng)用于玉石的雕琢，后來(lái)發(fā)展到陶瓷、石雕、木雕等藝術(shù)形式中，形成了獨(dú)特的鏤空藝術(shù)[1]。鏤空玉璧、鏤空紋瓶、剪紙等，都具有鏤空的形態(tài)特征。數(shù)字技術(shù)出現(xiàn)后，鏤空藝術(shù)延伸到三維空間造型數(shù)字化應(yīng)用中，成為三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的一種表現(xiàn)效果。

3D Studio Max，常簡(jiǎn)稱為3ds Max或MAX，是Discreet公司開(kāi)發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維動(dòng)畫渲染和三維空間對(duì)象建模的制作軟件[2]。3ds max具有豐富的建模功能，通?？赏ㄟ^(guò)修改器命令、布爾操作、圖形合并等方法來(lái)得到鏤空模型[3]，見(jiàn)圖1～圖4。除了強(qiáng)大的功能建模方法，結(jié)合特定渲染器，3ds max的材質(zhì)渲染表現(xiàn)也很豐富，文中對(duì)基于3ds max材質(zhì)渲染的鏤空效果實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了探索。

在3ds max中，材質(zhì)用于模擬真實(shí)物體表面的特性，比如顏色、紋理等，并通過(guò)渲染將這些特性表現(xiàn)出來(lái)。線框圖可以清晰展現(xiàn)模型對(duì)象線條的走向，常用來(lái)展示生物體或產(chǎn)品對(duì)象的結(jié)構(gòu)，對(duì)于三維設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)是比較常見(jiàn)的一種表現(xiàn)方法。文中介紹了幾種通過(guò)材質(zhì)渲染實(shí)現(xiàn)鏤空效果的途徑，包括設(shè)置明暗器的“線框”效果、使用VRay渲染器渲染線框貼圖、渲染晶格模型和渲染翻轉(zhuǎn)法線后的模型。

2 鏤空效果的實(shí)現(xiàn)方法

2.1 設(shè)置明暗器的“線框”效果

首先需要將渲染器設(shè)置為默認(rèn)掃描線渲染器，然后為模型對(duì)象賦予材質(zhì)，在材質(zhì)屬性中選擇特殊“明暗器”中的“線框”效果?！熬€框”方式常用于結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)，可以只渲染模型中的網(wǎng)格線，在“擴(kuò)展參數(shù)”中可以調(diào)節(jié)線框的粗細(xì)。效果見(jiàn)圖5。另外，需要注意的是，使用這種方法偶爾會(huì)出現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的局部，可以通過(guò)勾選材質(zhì)中的“雙面”效果來(lái)改善這種情況。

2.2 使用Vray渲染器來(lái)渲染線框貼圖

首先需要將渲染器設(shè)置成Vray渲染器，然后為模型賦予材質(zhì)，將材質(zhì)的“不透明度”屬性設(shè)為“VR_線框貼圖”方式，也就是說(shuō)，用線框的方式控制了模型的不透明度表現(xiàn)。效果見(jiàn)圖6。渲染完即可看到鏤空紋理，這種方法十分簡(jiǎn)便，但是渲染過(guò)程相對(duì)耗時(shí)。

同理，在默認(rèn)材質(zhì)表現(xiàn)中，為材質(zhì)的“不透明度”屬性賦予黑白相間的位圖貼圖依然可以實(shí)現(xiàn)類似的鏤空效果。效果見(jiàn)圖7。

2.3 基于晶格化技術(shù)的模型渲染

晶格化技術(shù)利用物體的分段結(jié)構(gòu)線將模型轉(zhuǎn)換為框架，將模型邊界變?yōu)閷?shí)體來(lái)顯示。使用這種方法首先需要給模型添加“晶格”修改器命令，然后通過(guò)調(diào)節(jié)晶格的粗細(xì)及晶格節(jié)點(diǎn)的大小來(lái)表現(xiàn)模型的框架結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鏤空效果。效果見(jiàn)圖8。晶格渲染的方法適合表現(xiàn)建筑場(chǎng)景中狹窄的縫隙對(duì)象，比如柱子邊角的石膏線，歐式墻壁的分割線等。需要注意的是，這種方法生成的框架上的面是傾斜的，而不是橫平豎直的規(guī)整平面。

2.4 基于翻轉(zhuǎn)表面法線的模型渲染

模型的結(jié)構(gòu)是由點(diǎn)、線、面構(gòu)成的，而它的渲染效果不僅僅是由材質(zhì)決定，影響渲染效果的還有法線等[4]。使用這種方法需要設(shè)置網(wǎng)格模型的“曲面屬性”，將選定曲面的法線進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)法線后的面將在另一側(cè)顯示出來(lái)，除非在渲染設(shè)置中強(qiáng)制雙面渲染，否則選擇的面將以鏤空效果顯示。效果見(jiàn)圖9。相反地，如果導(dǎo)入的模型有鏤空的面，可以利用類似的方法進(jìn)行修正。

3 結(jié)論

文中介紹了3ds max中實(shí)現(xiàn)鏤空效果的建模方法和材質(zhì)渲染方法，前者主要是使用修改器命令、布爾和圖形合并等命令進(jìn)行三維空間建模，是較為常用的方法，缺點(diǎn)是模型數(shù)據(jù)量大，操作繁瑣?；诓馁|(zhì)渲染的實(shí)現(xiàn)方法則是配合渲染器設(shè)置，對(duì)材質(zhì)貼圖的屬性和方法進(jìn)行配置，在視覺(jué)上形成鏤空效果。這種方法操作簡(jiǎn)便，可塑性強(qiáng)，藝術(shù)表現(xiàn)多樣化，是二維圖形設(shè)計(jì)向三維空間造型設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)型嫁接的便宜之道。

參考文獻(xiàn)：

[1] 湯舉紅， 周曦. 鏤空藝術(shù)的獨(dú)特魅力解讀及在園林景觀中的應(yīng)用[J].裝飾，2012（1）： 127-128.

[2] 黃婳. 基于3ds Max與VRP鏤空植物效果制作. 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)（專業(yè)版）， 2014 （5） 38-41.

[3] 唐焱. 淺談3ds max建模方法. 科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010，20（29）： 162-163.

[4] 火星時(shí)代. 3ds max 2010大風(fēng)暴[M]. 北京：人民郵電出版社，2010：309-311.