3DMAX輔助設(shè)計下的禮品綠色包裝設(shè)計研究

摘 ?要： 針對禮品綠色包裝設(shè)計結(jié)果存在的真實(shí)感效果不突出問題，研究3DMAX輔助下的禮品綠色包裝設(shè)計。渲染引擎集成技術(shù)是一種包括禮品綠色包裝建模軟件、場景解算軟件和渲染接口的集成技術(shù)，該集成技術(shù)通過禮品綠色包裝建模軟件3DMAX輔助設(shè)計禮品綠色包裝，主要體現(xiàn)在場景元素解算中的材質(zhì)貼圖和包裝渲染兩個過程。其中，包裝渲染中時間輸出模塊、輸出文件參數(shù)設(shè)置模塊和渲染參數(shù)設(shè)置模塊，通過選擇包裝渲染模式、渲染圖像尺寸大小和參數(shù)設(shè)置等完成對禮品綠色包裝的渲染，增強(qiáng)禮品綠色包裝設(shè)計結(jié)果的真實(shí)感。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用3DMAX軟件輔助設(shè)計的禮品綠色包裝結(jié)果真實(shí)感效果突出，包裝設(shè)計結(jié)果渲染效果、材質(zhì)貼片效果佳，且渲染用時和貼片用時短，因此，采用3DMAX軟件進(jìn)行禮品綠色包裝設(shè)計價值高。

關(guān)鍵詞： 3DMAX; 輔助設(shè)計; 禮品綠色包裝; 解算; 材質(zhì)貼圖; 渲染

中圖分類號： TN02?34; TP311 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號： 1004?373X（2020）01?0166?04

Research on gift green packaging design with 3DMAX aided design

JIA Yanwei

Abstract： In view of the fact that the sense of reality of the gift green packaging design is less prominent， the gift green packaging design with 3DMAX aided design is researched. Rendering engine integration technology is a kind of integration technology including modeling software of gift green packaging， scene solution software and rendering interface. The integration technology assists in designing the gift green packaging with gift green packaging modeling software 3DMAX， which is mainly reflected in the two processes of texture mapping and packaging rendering of scene element solution. It includes the time output module， output file parameter setting module and rendering parameter setting module in the process of rendering. The rendering of gift green packaging is completed by selecting packaging rendering mode， rendering image size and parameter setting， which strengthens the sense of reality of gift green packaging design. The simulation results show that the gift green packaging design aided by 3DMAX software has prominent sense of reality， good rendering effect of packaging design and good texture mapping effect， and the duration of rendering and material mapping is short. Therefore， the application of 3DMAX software for gift green packaging design has high value.

Keywords： 3DMAX; auxiliary design; gift green packaging; solution; texture mapping; rendering

0 ?引 ?言

禮品綠色包裝因?yàn)榭啥啻伪恢貜?fù)利用和再生，在全部生命周期內(nèi)對生態(tài)環(huán)境和人類健康無任何影響，被稱為可持續(xù)發(fā)展包裝模式。禮品綠色包裝設(shè)計包括包裝結(jié)構(gòu)、容器、標(biāo)志以及包裝裝潢設(shè)計，其中包裝裝潢設(shè)計主要對包裝的色彩、文字、商標(biāo)和圖形等元素進(jìn)行設(shè)計;包裝容器的設(shè)計主要服務(wù)于產(chǎn)品的流通、加工和銷售環(huán)節(jié)[1]。禮品綠色包裝的實(shí)現(xiàn)需遵循綠色設(shè)計理念和基本原則，首先包裝需減量化，綠色包裝應(yīng)降低包裝材料的過多使用;其次是采用可重復(fù)利用或再生的包裝材料，當(dāng)禮品包裝完畢后可回收再利用;最后是包裝材料的可降解化，廢棄的包裝物在不能使用后暫時擱置一段時間可主動完成降解，或通過焚燒融入土壤，對環(huán)境不造成污染。

3DMAX軟件利用計算機(jī)系統(tǒng)，能夠?qū)⒍Y品綠色包裝設(shè)計的草圖、繪制效果圖和立體模型的建立統(tǒng)一在一個整體，且包裝設(shè)計過程產(chǎn)生的階段性產(chǎn)品的調(diào)試可由計算機(jī)自動貫徹到產(chǎn)品包裝設(shè)計的下個階段，該過程大幅度提升了產(chǎn)品包裝設(shè)計效率，可快速得到包裝設(shè)計效果反饋。因此，本文在3DMAX技術(shù)輔助下對禮品綠色包裝設(shè)計進(jìn)行研究，提升禮品綠色包裝設(shè)計效率，得到高質(zhì)量的禮品綠色包裝設(shè)計結(jié)果。

1 ?渲染引擎集成技術(shù)與3DMAX軟件

1.1 ?渲染引擎集成技術(shù)

3DMAX輔助設(shè)計下禮品綠色包裝設(shè)計時常存在包裝設(shè)計結(jié)果真實(shí)感差和效果不突出的問題，造成包裝結(jié)果質(zhì)量差的弊端，可采用集成技術(shù)渲染器對禮品綠色包裝進(jìn)行三維環(huán)境模型的渲染，渲染引擎集成技術(shù)如圖1所示。

圖1中，Maya，3DMAX，Houdini和Blender均為不同的禮品綠色包裝建模軟件，且不同建模軟件對應(yīng)不同的解算軟件，因?yàn)椴煌＼浖b數(shù)據(jù)接口與組織方式間存在差異，所以應(yīng)根據(jù)不同建模軟件的包裝數(shù)據(jù)選擇不同的解算軟件[2]，且所有建模解算軟件都可集成在三維場景解算平臺?？筛鶕?jù)解算場景平臺對禮品綠色包裝進(jìn)行三維包裝渲染，禮品綠色包裝的各個面均可采用場景解算軟件得到規(guī)范的包裝三維場景數(shù)據(jù)[3]。由于RIB文件格式滿足渲染器要求，所以，本文以RIB文件作為場景解算的輸出文件，用于滿足渲染需要的包裝數(shù)據(jù)要求。

1.2 ?3DMAX軟件結(jié)構(gòu)

3DMAX軟件是禮品綠色包裝渲染引擎集成技術(shù)的核心，與3DMAX軟件對應(yīng)的3DMAX解算軟件工作內(nèi)容主要是對3DMAX三維場景進(jìn)行解算[4]，即對禮品綠色包裝三維場景進(jìn)行解算，3DMAX解算軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

從圖2可知，3DMAX輔助設(shè)計禮品綠色包裝主要分為禮品綠色包裝模型特征信息提取、包裝場景元素解算和格式輸出三部分[5]。3DMAX軟件主要應(yīng)用在場景元素解算中，下文主要對包裝場景元素解算部分進(jìn)行研究。

2 ?3DMAX在禮品綠色包裝設(shè)計中的應(yīng)用

包裝場景元素解算中，需要給禮品模型進(jìn)行貼圖，通過貼圖可在不增加模型復(fù)雜度的同時突出呈現(xiàn)禮品包裝細(xì)節(jié)，增強(qiáng)禮品綠色包裝模型的質(zhì)感，使設(shè)計出的禮品綠色包裝結(jié)果更加真實(shí)。

2.1 ?材質(zhì)貼圖

3DMAX軟件作為輔助設(shè)計禮品綠色包裝的一種工具，在包裝設(shè)計時需對包裝的材質(zhì)和紋理進(jìn)行多次調(diào)整，以獲取更加真實(shí)的包裝設(shè)計效果[6]。包裝材質(zhì)的選擇本質(zhì)是包裝設(shè)計對象對環(huán)境中光折射和反射的一種反映，物體自身的紋理特點(diǎn)、顏色和透光性等均通過材質(zhì)表現(xiàn)。3DMAX在輔助設(shè)計包裝時可提供多種特殊材料類型，包括反光材質(zhì)、陰影材質(zhì)和光影追蹤材質(zhì)等。3DMAX輔助設(shè)計下禮品綠色包裝設(shè)計材質(zhì)的建立、編輯和調(diào)用等通過Material Editor材質(zhì)編輯器實(shí)現(xiàn)。

2.1.1 ?位圖文件制作

從實(shí)際拍攝的禮品相片中選擇恰當(dāng)角度照片導(dǎo)入photoshop中進(jìn)行處理得到需貼圖處理單元[7]，此后進(jìn)行位圖文件制作，制作過程如下：

1） 刪除透視角度，采用扭曲工具等將禮品圖片處理為橫平豎直形態(tài);

2） 若拍攝出的禮品相片中誤入其他物體，需在貼圖處理時有效剔除[8];

3） 對各張貼圖均實(shí)施色相飽和度、亮度/對比度等調(diào)整，提升貼圖效果的逼真性;

4） 設(shè)置禮品包裝貼圖數(shù)量為2的指數(shù)冪，如128×128，256×256等，且保證貼圖數(shù)量在8×8～512×512之間，使包裝的貼圖結(jié)果真實(shí)且層次感較強(qiáng);

5） 將禮品貼圖后文件以jpg格式保存。

2.1.2 ?貼圖制作

Bitmap是3DMAX軟件貼圖過程常采用的貼圖類型，該貼圖類型主要應(yīng)用在Opacity和diffuse通道中，前者由于主要體現(xiàn)包裝的鏤空效果，對顏色不做要求，因此貼圖制作時僅需一張禮品黑白相片即可。

選擇禮品模型中的貼圖相同面，將圖片在diffuse通道實(shí)施貼圖操作，初步貼圖后的圖片會呈現(xiàn)不規(guī)則狀態(tài)，因此，需對貼圖面添加貼圖坐標(biāo)修改器，在該坐標(biāo)中調(diào)試貼圖投影方式和貼圖重復(fù)值，然后將禮品轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形，之后再對該多邊形的其他貼圖面進(jìn)行貼圖修正。貼圖完成的陶瓷禮品貼圖結(jié)果如圖3所示。

2.2 ?包裝渲染

根據(jù)禮品綠色包裝渲染的實(shí)際需要，包裝在進(jìn)行批量渲染時需具有時間輸出、輸出文件參數(shù)和渲染參數(shù)等設(shè)置模塊[9]。渲染操作前需先在時間輸出模塊中選擇包裝渲染模式，之后在輸出文件參數(shù)模塊中選定渲染圖像尺寸大小，再在渲染參數(shù)模塊中設(shè)定渲染所需參數(shù)，并在輸入輸出模塊中設(shè)置渲染結(jié)果輸出路徑，最后點(diǎn)擊渲染按鈕進(jìn)行包裝渲染，包裝渲染結(jié)構(gòu)如圖4所示。

禮品包裝設(shè)計中時間輸出模塊包括活動時間段和單幀兩選項，活動時間段中可進(jìn)行渲染圖像幀的填寫，如第10～50幀，且輸出的文件格式為動圖avi;而單幀選項僅對單幅圖像進(jìn)行操作[10]，因此輸出文件格式為圖片jpg格式;輸出文件參數(shù)設(shè)置模塊可對包裝渲染圖像的大小和比例合理控制，通過指定圖像寬度和高度值實(shí)現(xiàn)，且該數(shù)值的設(shè)置對渲染圖像的縱橫比影響深遠(yuǎn);渲染參數(shù)設(shè)置模塊包括多種渲染選項，如渲染到場景和渲染隱藏對象等;輸入輸出模塊即對包裝渲染的輸入和輸出內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，包括光源、相機(jī)設(shè)備以及待渲染的文件設(shè)置。

禮品綠色包裝在進(jìn)行渲染時應(yīng)該先設(shè)置渲染參數(shù)，并在輸入輸出模塊選定待渲染文件，然后點(diǎn)擊Render開始進(jìn)行包裝渲染。

3 ?仿真實(shí)驗(yàn)

為驗(yàn)證禮品綠色包裝設(shè)計在3DMAX軟件輔助下的設(shè)計效果，仿真實(shí)例分析3DMAX軟件輔助下包裝設(shè)計效果，實(shí)驗(yàn)在某禮品綠色包裝加工廠進(jìn)行，以酒類禮品綠色包裝設(shè)計為例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。為突出3DMAX軟件輔助設(shè)計白酒禮品綠色包裝效果佳，將基于Maya軟件和Blender軟件輔助設(shè)計的白酒禮品綠色包裝設(shè)計結(jié)果作為實(shí)驗(yàn)對比。

3.1 ?包裝設(shè)計效果比較

三種軟件輔助設(shè)計下某批次白酒禮品綠色保裝設(shè)計效果圖如圖5所示。

從圖5設(shè)計結(jié)果可知：本文采用3DMAX軟件設(shè)計的包裝效果在材料和色彩上較突出，渲染效果較好，且瓶口選擇的木質(zhì)瓶塞可直接觀察到，說明3DMAX軟件輔助設(shè)計產(chǎn)品包裝能直觀展示出酒類禮品綠色包裝設(shè)計成果;而采用Maya軟件設(shè)計得到的包裝結(jié)果雖能反映出包裝的綠色設(shè)計，但包裝表面渲染和材質(zhì)選擇無法體現(xiàn);采用Blender軟件輔助設(shè)計得到的包裝結(jié)果僅能表現(xiàn)出包裝的線條感，對包裝結(jié)果的質(zhì)量突出效果差，更無法感受禮品包裝設(shè)計的綠色性。

根據(jù)圖5采用三種軟件輔助設(shè)計的禮品綠色包裝設(shè)計結(jié)果，對設(shè)計結(jié)果從包裝表面渲染效果、材質(zhì)貼片效果、線條肌理光滑度和包裝節(jié)能性角度進(jìn)行評價。實(shí)驗(yàn)對該廠生產(chǎn)的不同尺寸規(guī)格白酒禮品綠色包裝設(shè)計結(jié)果進(jìn)行評價，且評價結(jié)果分為五個等級，從高到低分別為優(yōu)秀、較好、一般、較差和極差，結(jié)果如表1所示。

從表1評價結(jié)果可知：采用3DMAX軟件輔助設(shè)計不同尺寸大小白酒禮品綠色包裝設(shè)計結(jié)果的表面渲染效果、材質(zhì)貼片效果、線條肌理光滑度和包裝節(jié)能性均為優(yōu)秀;采用Maya軟件設(shè)計不同尺寸包裝設(shè)計結(jié)果的表面渲染效果和材質(zhì)貼片效果多數(shù)為較好，包裝節(jié)能性一般;采用Blender軟件設(shè)計得到不同尺寸規(guī)格包裝設(shè)計結(jié)果的線條肌理光滑度和包裝節(jié)能性多半較差，因此說明采用3DMAX軟件輔助設(shè)計禮品綠色包裝效果佳。

3.2 ?包裝設(shè)計效率比較

酒類禮品包裝設(shè)計中需要對所設(shè)計產(chǎn)品的造型、紋理和材質(zhì)等進(jìn)行多次修改和調(diào)整，準(zhǔn)確地獲取產(chǎn)品包裝設(shè)計時的各項參數(shù)有助于加快產(chǎn)品綠色包裝設(shè)計。3DMAX輔助設(shè)計下禮品綠色包裝設(shè)計中包裝貼圖和渲染時長是影響包裝設(shè)計效率的主要因素，實(shí)驗(yàn)以表1中8個不同尺寸的白酒禮品綠色包裝為例，分析三種軟件渲染禮品綠色包裝的用時情況，其中渲染時間包括渲染模式設(shè)置、渲染尺寸設(shè)置和渲染結(jié)果輸出時間，結(jié)果如表2所示。

從表2數(shù)據(jù)結(jié)果可知：基于3DMAX軟件輔助設(shè)計的白酒禮品包裝中不同尺寸規(guī)格包裝設(shè)計需要的包裝貼圖時間變化較低，在包裝尺寸分別為5 cm×8 cm×12 cm和8 cm×8 cm×14 cm時，3DMAX軟件包裝貼圖用時分別為0.025 s和0.023 s，貼圖用時相差0.002 s，說明貼圖用時受包裝尺寸大小影響較低;而Maya軟件輔助包裝設(shè)計，在包裝尺寸為5 cm×8 cm×12 cm和8 cm×8 cm×14 cm時貼圖用時分別為0.056 s和0.126 s，二者貼圖用時相差0.07 s，同樣，分析Blender軟件的渲染用時可知，包裝尺寸最大和最小間貼圖時長相差0.005 s，結(jié)果表明采用3DMAX軟件輔助設(shè)計白酒禮品綠色包裝的貼圖效率較高。

分析表2數(shù)據(jù)三種軟件的包裝渲染用時結(jié)果可知，渲染模式設(shè)置用時和渲染結(jié)果輸出時間均存在3DMAX軟件

綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，采用3DMAX軟件輔助設(shè)計的禮品綠色包裝設(shè)計結(jié)果真實(shí)感強(qiáng)，表面貼片效果和線條肌理評價結(jié)果高，且包裝設(shè)計效率高，可廣泛應(yīng)用在大范圍禮品的綠色包裝設(shè)計中。

4 ?結(jié) ?論

3DMAX軟件在用于禮品綠色包裝設(shè)計時，增強(qiáng)了對包裝材質(zhì)的突出且對包裝結(jié)果進(jìn)行渲染，極大程度地提升了包裝設(shè)計成果的真實(shí)感，且從包裝設(shè)計的效率結(jié)果可知，3DMAX軟件能縮短包裝材質(zhì)的貼片以及渲染用時，即在提升包裝設(shè)計成果真實(shí)感的同時又提升了設(shè)計效率，是一種高價值的包裝設(shè)計方法。

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作者簡介：賈艷偉（1978—），男，山西代縣人，研究生，講師，主要研究方向?yàn)橐曈X傳達(dá)設(shè)計。