3DMAX建模在概念設計中應用研究

劉安洲 劉定安

摘 要：本文將立足概念設計，探討3DMAX建模在概念設計中的應用，以期為有識之士提供參考，發(fā)揮3DMAX的重要價值，進一步優(yōu)化設計方法，不斷提高概念設計的水平。

關(guān)鍵詞：3DMAX；建模；概念設計

前言

在設計領(lǐng)域，概念設計占據(jù)著非常重要的位置，在對用戶需求進行分析后，即可以開展概念設計，建構(gòu)符合用戶需求的概念模型。3DMAX具有強大的設計功能，其操作便捷，和其他設計軟件的配合力強，為了提高概念設計水平，應該拓展3DMAX的應用范圍。

1 概念設計概述

概念設計是產(chǎn)品設計的初始環(huán)節(jié)，只有做好概念設計工作，才能實現(xiàn)產(chǎn)品設計目標，提升產(chǎn)品質(zhì)量。概念設計具有順序性和組織性，設計人員需要設定概念設計目標，建構(gòu)概念設計模型，不斷提高概念設計的精細化程度，提升概念模型的清晰度，并實現(xiàn)用戶需求的具象轉(zhuǎn)換，真正滿足用戶對產(chǎn)品的現(xiàn)實需要。概念設計始終堅持現(xiàn)代設計理念，設計理念貫穿了概念設計的各個階段。在概念的作用下，設計更加完整，抽象思維上升為具象思維[1]。為了使概念設計工作順利展開，需要形成科學的概念方案，并考察概念的可用性和合理性，分析使用者是否能夠通過概念把握產(chǎn)品內(nèi)蘊，理解創(chuàng)作者的情感。比如，在對用戶需求進行分析后，應該創(chuàng)設虛擬情境，為不同層次的用戶呈現(xiàn)模型，并讓用戶改變模型的造型、色彩等。概念設計以三維模型的建構(gòu)作為基礎(chǔ)，用戶了解三維模型的過程，即是了解產(chǎn)品概念的過程。

2 3DMAX概述

3DMAX是概念設計的常用軟件，隨著時代的不斷發(fā)展，3DMAX得到完善，其使用更加便捷，受到了更多用戶的青睞。3DMAX實現(xiàn)了設計者與用戶的相互連接，其在模型建構(gòu)時形成了FLASH動畫，整合了圖像、音頻等等，動靜結(jié)合引人入勝?，F(xiàn)代信息技術(shù)不斷發(fā)展，3DMAX軟件版本更高，3DMAX作為專業(yè)的設計工具，得到了設計領(lǐng)域的一致認可。以3DMAX為基礎(chǔ)開展的概念設計可以收獲事半功倍的視覺效果，其不僅被廣泛應用在建筑設計領(lǐng)域，且被廣泛應用在動畫設計領(lǐng)域。

3 3DMAX建模在概念設計中的應用

3.1基礎(chǔ)建模

3DMAX建模軟件的應用范圍非常廣泛，其功能強大，具有仿真的建模特點，在開展概念設計時，應該先劃分場景單元，對真實場景進行獨立性劃分。在形成不同的場景單元之后，可以開展基礎(chǔ)建模工作。概念設計對模型質(zhì)量提出了較高要求，因此需要保證模型的逼真度，將建筑物作為場景的核心內(nèi)容。概念設計需要依靠3DMAX的Extrude、Mirror等指令，確定建筑物的橫梁、柱基等。為了減少數(shù)據(jù)量，需要盡量減少Segment值，并且應用紋理映射。除了要開展基礎(chǔ)建模工作之外，還應該建構(gòu)次要建筑物的模型。與基礎(chǔ)建筑物模型相比，次要建筑物模型的質(zhì)量要求并不高，因此除了應用紋理映射方法，還可以應用簡單幾何體來建構(gòu)模型。

3.2構(gòu)造方法

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對現(xiàn)實環(huán)境進行了模擬，其建模主要應用了模型分割等方法。在虛擬場景中，在應用3DMAX進行概念設計時，也可以沿襲虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)場景的構(gòu)造方法。以多邊形建模方法為例，在建模過程中，多邊形建模方法的應用非常普遍，這一技術(shù)主要是構(gòu)建了若干平面，應用不同的平面來表示曲面，并形成不同形狀的物體。多邊形建模以幾何體作為基礎(chǔ)，在改變造型時可以調(diào)整平面或形狀，以局部改變引起整體改變。多邊形建模比較簡單，模型建構(gòu)的速度比較快，但其僅在規(guī)則物體構(gòu)造中比較適用。以NURBS建模方法為例，在復雜模型的構(gòu)建中，經(jīng)常要應用NURBS建模方法。NURBS建模方法以曲面片作為建模單元，拓撲結(jié)構(gòu)是網(wǎng)格狀的。由于曲面片結(jié)構(gòu)比較特殊，在裁剪曲面時很容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)漏洞。以細分曲面方法為例，這一方法是對NURBS方法的補充，其可以構(gòu)造出各種拓撲結(jié)構(gòu)，提升物體的光滑性[2]。

3.3圖形繪制

在繪制傳統(tǒng)圖形時，需要以景物作為參照點，考察景物的幾何圖形。為了提升繪制效果，需要建構(gòu)形狀復雜的模型，對圖形的光亮度等進行計劃。圖形繪制耗費大量的人力資源和物力資源，數(shù)據(jù)計算量也相對較大。傳統(tǒng)的繪制方法存在較大弊端，在場景較為復雜的情況下，場景幾何的建構(gòu)將難上加難，普通計算機難以實現(xiàn)對圖形的還原式繪制。隨著時代的不斷發(fā)展，圖形繪制技術(shù)得到了完善，IBR技術(shù)應運而生，在很大程度上提高了圖形繪制的質(zhì)量。IBR技術(shù)是現(xiàn)代化的圖形繪制方法，其以圖像為基本單元，實現(xiàn)了場景的有效銜接。與傳統(tǒng)圖形繪制方法相比，IBR技術(shù)的優(yōu)點體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，IBR技術(shù)在繪制圖形時能夠與場景獨立。第二，IBR技術(shù)以互聯(lián)網(wǎng)作為依托，圖像可以由計算機合成。第三，IBR技術(shù)并沒有對資源提出過高要求，普通計算機也可以完成圖形繪制工作，場景畫面是視點移動的結(jié)果。第四，IBR技術(shù)能夠形成光學景象模型，打破單幀畫面的局限性，這為用戶提供了更多便利，使用戶看到了更多的視圖。

3.4關(guān)鍵問題

雖然3DMAX能夠?qū)δＰ瓦M行細化，但是模型建構(gòu)的工程量很大，設計人員需要對大量數(shù)據(jù)進行計算。3DMAX與其他軟件的配合度比較低，設計人員需要解決軟件的兼容問題，保證3DMAX與其他軟件的協(xié)調(diào)性。在模型中，紋理對數(shù)據(jù)量產(chǎn)生重要影響，紋理大小與數(shù)據(jù)量大小相關(guān)，設計人員在對紋理貼圖進行處理時，需要對尺寸進行有效調(diào)整。3DMAX建模過程中記錄的數(shù)據(jù)比較多，在導出這些數(shù)據(jù)時，應該避免信息丟失，對數(shù)據(jù)流進行動態(tài)追蹤。普遍的數(shù)據(jù)讀取方法是應用Export工具，并對多余面進行有效處理。除了3DMAX之外，還應該采用LOD技術(shù)，用不同的模型來表示一個物體。視點的遠近與模型建構(gòu)相關(guān)，視點越遠，模型越簡單。部分模型還需要應用DOF技術(shù)進行設計，DOF技術(shù)以自由度作為基礎(chǔ)，可以對自由度進行調(diào)整，完成節(jié)點的幾何運動。模型庫的建立是必須的，應該對3DMAX模型庫進行調(diào)整，并與Creator建立的模型相組合。

結(jié)論

綜上所述，現(xiàn)代信息技術(shù)不斷發(fā)展，概念設計水平不斷提升。概念設計是產(chǎn)品設計的初始環(huán)節(jié)，如何做好概念設計工作，成為了各個設計師關(guān)注的重點問題，因此為了提高概念設計的效率，設計人員應該充分認識到3DMAX的重要性，發(fā)揮3DMAX的實用功能，拓展3DMAX的使用范圍。

參考文獻

[1]程朋根，李志榮，聶運菊，等.基于3DMax與CityEngine的城市道路路燈快速批量自動建模方法[J].測繪工程，2018，27（05）：40-45.

[2]呂藝生，張勝瑜，亞森·買買提，等.3DMax軟件在建筑工程施工中的應用[J].項目管理技術(shù)，2018，16（03）：125-128.