毕业设计说明书(参考)

延 边 大 学 （

本科毕业设计说明书

本科毕业设计 题 目：

学生姓名：

学 院：工学院

专 业：

班 级：

指导教师：

摘要

随着3DMAX这款软件在广告，影视，工业设计，建筑设计，多媒体制作，游戏软件，辅助教学以及工程可视化领域的广泛应用，能熟练使用3DMAX这款软件的基本功能已成为人们，尤其是计算机从业人员的迫切希望。

基于3D建模和粒子系统可以将现实世界中的物体在软件中形象逼真的模拟出来，为很多科学研究提供了极大的方便，也为游戏动画等相关产业提供了强有力的支持，这次火箭发射过程效果设计过程中完成了火箭的建模，发射架的建模，粒子系统的使用，设置关键帧动画，以及将制作好的视频文件用AE等软件进行后期剪辑。

通过这次火箭发射过程效果的设计，通过反复建模及渲染过程使我充分的体会到了3DMAX这款软件的强大功能和广泛应用，大大提高了我的动手能力和逻辑思维的严谨性，为以后进一步从事计算机行业打下了良好的基础。并最终制作出了火箭发射过程的效果视频，顺利地完成了预期的效果设计。

关键词：3DMAX；3D建模；粒子系统；关键帧动画

Abstract

With the development of 3DMAX software in the advertising, film and television, industrial design, architecture design, multimedia production, game software, auxiliary teaching and is used widely in engineering visual field, can skilled use of 3DMAX basic function of the software has become the people, especially the computer from the urgent hope industry personnel.

3D modeling and particle system can simulate the real world objects in the software based on the vivid images, and provides great convenience for many scientific research, but also provides a strong support for the game animation and related industries, the launch process of the effect of the design process to complete the rocket launcher modeling, modeling, the use of particle system, set the keyframe animation, and making a good video files using AE software for editing.

Design through the launch process effectiveness, through repeated modeling and rendering process so that I fully realize the powerful function and wide application of the software 3DMAX, greatly improved my ability and logical rigor, for further in the good foundation of computer industry. And finally produced a video effect of rocket launching process, successfully completed the expect effect.

Keywords: 3DMAX; 3D modeling; particle system; key frame animation

目录

引言 (1)

第一章绪论 (2)

1.1 选题的目的及意义 (2)

1.2 选题的相关现状 (2)

1.3 选题的进展及创新 (3)

1.4 相关注释 (4)

第二章3D建模 (5)

2.1 火箭的建模 (5)

2.2 火箭发射架的建模 (7)

第三章动画的制作 (9)

3.1火箭发射支架的动画制作 (9)

3.2发射过程的动画制作 (9)

3.3制作火箭升空和火箭转弯动画 (10)

第四章粒子系统 (12)

4.1 火焰粒子系统的使用 (12)

4.2 烟雾粒子系统的使用 (13)

第五章材质及光照 (15)

5.1 火箭材质的使用 (15)

5.2 粒子系统材质的使用 (16)

5.3 光照的使用 (17)

第六章后期制作 (18)

结论 (19)

参考文献 (20)

辞谢 (21)

引言

3DMAX这款软件已经广泛应用于计算机的各个领域之中，而且发展空间和潜力更是巨大，未来必将深刻影响计算机领域的发展并且更有效地改善我们的生活。正是在这样的背景之下，我选择了火箭发射过程设计这个毕业论文题目，紧扣当今3DMAX的热门技术，结合自己的动手能力，想象力已经产品设计能力，完成火箭发射过程的设计。

这次设计将应用到3DMAX的诸多核心技术，并且突破技术层面，把产品的设计工作看成是一门艺术，了解火箭发射过程中的各个细节和步骤，凭借自己的耐心和创造力出色的完成本次火箭发射过程的设计。

此次火箭发射过程设计参照了诸多火箭模型及相关视频，力求逼真模拟火箭发射效果，让整个火箭发射过程看起来真实，技术层面，尽量发挥3DMAX这款软件的优点和长处，此次设计的重点就在于3D建模过程和粒子系统的使用，透过这两项技术的完美结合及对火箭发射过程的了解才能出色的完成此次火箭发射过程的设计。

相信通过本次火箭发射过程的设计，不但能深刻了解火箭发射的相关知识，更能体会3DMAX在模拟现实生活的强大功能。

第一章绪论

1.1 选题的目的及意义

随着3DMAX的广泛应用及普及，基于3DMAX的动画制作及设计变得越来越容易。选择《火箭发射效果设计》就是为了更好地使用3DMAX这款软件完成一个逼真的动画模拟，基于粒子系统和3D建模形象的把实际生活中的过程使用3D软件完美的展示出来，不但提高了动手制作动画的能力，更对三维建模有了一个更深的体会。使得今后可以对其他动画角色也同样可以轻松创建。无论是对广告，动画，游戏还是其他领域的使用都可以做到得心应手，通过对PS，AE等软件的联合使用，明白每一款软件并不是一个孤立的个体，而是可以相互关联的。体会素材导入导出及整体加工过程。总之，通过此次火箭模型制作可以为以后制作其他模型打下良好的基础。相信3DMAX这款软件在未来的应用一定会越来越广。本次使用的软件是3DMAX 2009，该款软件已经发展的比较成熟，要通过此次火箭发射过程设计来充分了解和熟悉软件，重点了解核心技术和基本操作，3DMAX应用领域广泛，可以和多种软件结合使用，但同时又能出色的完成3D建模工作，让其它的软件望尘莫及，通过本次设计，可以充分体会到3DMAX在3D建模方面的优势。可以这样说，一款游戏或动画制作的好坏，关键在于3D建模是否成功，基于3DMAX的广泛应用和如此强大的功能，故此次选择了火箭发射过程设计这个题目，同时，通过此次建模过程的锻炼，也为今后的发展打下了一个坚实的基础。

1.2 选题的相关现状

3DMAX广泛应用于广告，影视，工业设计，建筑设计，多媒体制作，游戏，辅助教学以及工程可视化领域。由国际著名的Auto desk公司的子公司Discreet公司制作开发的，它是集造型、渲染和制作动画于一身的三维制作软件。从它出现的那一天起，即受到了全世界无数三维动画制作爱好者的热情赞誉，max也不负众望，屡屡在国际上获得大奖。当前，它已逐步成为在个人PC机上最优秀的三维动画制作软件。所谓三

维动画，就是利用计算机进行动画的设计与创作，产生真实的立体场景与动画。3d MAX 软件将向智能化，多元化方向发展，清风室内设计培训机构开发的云计算三维核心技术将是未来发展的主导方向。

在3DMAX等软件中，可以制作出3D模型，可用于室内设计、例如室内设计效果图模型。主要客户有EA、Epic、SEGA等，大量应用于游戏的场景、角色建模和游戏动画制作。3ds max参与了大量的游戏制作，其他的不用多说，大名鼎鼎的《古墓丽影》系列就是3ds max的杰作。即使是个人爱好者利用3ds max，也能够轻松地制作一些动画角色。对于3ds max的应用范围，只要充分发挥想象力，就可以将其运用在许多设计领域。北京申奥宣传片等。绘制建筑效果图和室内装修是3ds max系列产品最早的应用之一。先前的版本由于技术不完善，制作完成后，经常需要用位图软件加以处理，而现在的3ds max直接渲染输出的效果就能够达到实际应用水平，更由于动画技术和后期处理技术的提高，这方面最新的应用是制作大型社区的电视动画广告。《阿凡达》《诸神之战》《2012》等热门电影都引进了先进的3D技术。前面已经说过3ds max在这方面的应用。最早3ds max系列还仅仅之是用于制作精度要求不高的电视广告，现在随着HD（高清晰度电视）的兴起，3ds max毫不犹豫的进入这一领域，而Discreet公司显然有更高的追求，制作电影级的动画一直是奋斗目标。现在，好莱坞大片中常常需要3ds max参与制作。

正是基于有如此广泛地应用领域，我选择了这个毕业论文题目《火箭发射过程效果设计》充分体现了3DMAX在建模方面的优势，再加上逼真的粒子系统，可以将火箭发射过程模仿的淋漓尽致，渲染出的效果就能达到实际应用的水平。

1.3 选题的进展及创新

建模及动画设计，展现火箭发射燃料喷射及火焰烟雾效果的全程展示，分析影响仿真效果的因素及设置，最终呈现现实中的逼真效果。其中主要利用了3Ds MAX中的粒子系统可以制作出比较理想的烟火效果，并使用Ps,AE进行相关的加工与处理，从而使火箭模型更为逼真具体。通过3D-MAX独有的立体感与粒子系统的使用，能够完美的展示出火箭发射的全过程。此次火箭发射过程模拟的制作中通过建三维模型，设置场景，建筑材质设计，场景动画设置，运动路径设置，计算动画长度，创建摄像机并调节动画。3ds max模拟的自然界，可以做到真实、自然。整体效果没有生硬、呆板

的感觉。呈现出一种自然逼真的感觉。灯光和材质的良好应用是此次设计的另一大特色，材质、灯光是不可分割的，材质效果是靠灯光来体现的，材质也应该影响灯光效果表现。没有灯光的世界都是黑的。材质、灯光效果是效果图的灵魂，也是效果图制作一个难点。最后一个是粒子系统的使用，充分模拟出了火箭发射升空时产生的火焰和气流，真正地做到了逼真和自然。使用了特有的粒子系统和材质编辑器的完美结合。使用了分段制作视频的特有方式，将每个动画过程都模块化，独立化。使用了标准的建模方式取代了手动建模，使3D建模更为精准方便。通过关键帧来制作动画，不但方便好用，做出的动画还可以达到形象逼真。这次制作在诸多方面比以前的制作更为精细方便，考虑到此次设计的规模之大，所以采用有效简洁的制作方法是大势所趋的事情。

1.4 相关注释

（1）After Effects是Adobe公司推出的一款图形视频处理软件，适用于从事设计和视频特技的机构，包括电视台，动画制作公司，个人后期制作工作室以及多媒体工作室。而在新兴的用户群，如网页设计师和图形设计师中，也开始有越来越多的人在使用After Effects.属于层类型后期软件。

（2）3D建模通俗来讲就是通过三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型，3D建模大概可分为NURBS和多边形网格。NURBS对要求精细，弹性与复杂的模型有较好的应用，适合量化生产用途。多边形网格是靠拉面方式，适合做效果图与复杂场面动画，综合来说各有长处。

第二章3D建模

2.1 火箭的建模

首先在电脑上安装3DMAX 2009，并打开3DMAX 2009，首先，要完成火箭的建模，火箭的主题是由圆柱体构成的，点击创建中的几何体按钮，再点击圆柱体找到键盘输入选项，使用键盘输入选项，而不是手动创建，是因为手动调节不够精准，只有使用键盘输入选项才能精准的构建火箭模型，在坐标轴原点，即x,y,z均为0，创建一个高为40，底面半径为10的圆柱体。就这样依次创建，先把火箭的主体搭建起来，再次点击键盘输入中的创建按钮，不过这次数据要发生变化，z轴的值为之前圆柱体高度的总和，创建一个高为30，底面半径为10的圆柱体，依照这种方法连续创建，就会得到火箭的主体。依次向上创建，第三次要创建高为3，底面半径为10的圆柱体，第四次创建高为30，底面半径为10的圆柱体，第五次创建高为30，半径为10的圆柱体，第六次创建高为3，底面半径为10的圆柱体，第七次要创建一个圆台，该圆台高为5，下底面半径为10，上底面半径为13，第八次要创建一个圆柱体，该圆柱体高为25，底面半径为13，第九次要创建一个圆柱体，该圆柱体高为3，底面半径为13，第十次要创建一个圆台，该圆台的高为25，下底面半径为13，上底面半径为2，最后制作火箭发射的顶端，原理和之前相似，火箭主体搭建完毕，将高度为3的圆柱体涂成蓝色，其余涂成银白色，跟火箭的外观一致。首先使用选择对象工具选取要选择的立方体，然后点击面板中的修改按钮，在立方体的名字后面有一个方框，可以在这个方框里修改物体的颜色，也可以自定义颜色，然后单击确认按钮。完成修改颜色。接下来制作火箭的助推器，一共有四个助推器，不需要一一制作，只需制作一个助推器，在使用克隆功能就可以复制四个，十分方便，详细在后面会介绍。现在制作火箭助推器，与建火箭主体的方法是一样的，首先在x=-15,y=-15,z=0的地方创建一个主体圆柱体高为40，底面半径为6，之所以不在原点创建是为了避免和火箭主体重合，建好之后，再在它的上面创建一个高为3，底面半径为6的圆柱体，接下来在圆柱体的上面创建一个高为20，下底面半径为6上底面半径为0的圆锥作为火箭的头，创建好之后再在助推器主体下面创建一个高为5，底面半径为6的圆柱体，同样，把高为3和高为5的圆柱体涂成蓝

色，其余涂成银白色。接下来我们制作火箭的发射头，一共有四个，还是不需要制作四个，只需制作一个再使用克隆功能，发射头是由一个圆柱体为银白色，和一个圆台为黑色搭建而成，调整合适的角度，使得发射头看起来更为逼真。制作完一个发射头之后要进行编组，首先点击选择对象按钮，选择上发射头的两个组件，再点击组当中的成组，就把两个组件组成了一个整体，也可以使用解组使它们再次成为两个组件。当制作好一个发射头后，单击鼠标右键，在跳出来的菜单中找到克隆选项，连续克隆四次，并通过各个视图的调整使发射头均匀的分布在火箭顶端的四周。最后我们要完成火箭出气口的设计，在x=0,y=0,z=-3的位置创建一个圆柱，同样，不在原点创建是为了和火箭主体重合，当然也可以把火箭主体隐藏起来，圆柱的高为3，底面半径为5，接下来点击创建按钮中的几何体按钮，并选择圆环，通过调整半径1和半径2，并调整合适的大小，在圆柱的下面依次创建3个圆环，一个比一个大一圈，创建完毕后将四个几何体成组，构成出气口，将出气口涂成灰色。依次放到火箭的4个助推器和火箭主体的的下面。这样，整个火箭建模完毕，经过适当的移动与缩放，是火箭看起来更为逼真。

火箭3D建模效果图如图 2-1所示。

图 2-1 火箭3D建模效果图

2.2 火箭发射架的建模

首先将制作好的火箭模型隐藏，以免对火箭发射架的制作造成影响，选择火箭发射架对象，单击鼠标右键，在弹出的菜单中找到隐藏当前选择的选项并点击一下就可以将火箭模型隐藏起来。接下来制作火箭发射架模型。单击创建中的几何体，要创建一个长方体，长宽高可以手动拖出来，并没有太严格的限制，创建一个适当大小的长方体后，单击右键，克隆一个同样的长方体，通过选择并移动按钮，将长方体拉开一定的距离，再次克隆，通过选择并旋转按钮，将长方体旋转90，以此类推，最终构建出一个长方体的框架来。再次点击创建几何体按钮，这次创建一个圆柱体，圆柱体的高为长方体框架的对角线长度，底面半径为长方体框架的宽，创建一个之后克隆，并旋转90度，构成一个十字型，放到长方体框架的侧面，将两个圆柱体成组，并克隆移动到长方体框架的另一面，在整个制作完成后，火箭发射架的一个基本单元就制作完成了。接下来通过繁复的移动和克隆，将长方体框架复制成一排，并成组，将一排长方体框架克隆并移动，就形成一层，将一层长方体框架克隆并移动，就形成了货架发射架的一面了，接下来克隆并旋转，就形成了现在的火箭发射架。将一排长方体框架移动并旋转就形成了火箭发射的两个支架，之后再添加关键帧就会形成动画效果。还需创建一个火箭发射的基座，基座是由扁形圆柱，圆环，4个高圆柱构造而成的，需要手动调整这些几何体的相对位置，使得模型不至于比例位置失真。为火箭发射架和发射架底座上色，要上成银灰色，比较贴近真实世界。解除对火箭模型的隐藏，调整火箭和火箭模型的相对位置，为接下来的动画制作做好准备。

火箭发射架3D建模效果图如图2-2所示。

图 2-2 火箭发射架3D建模效果图

第三章动画的制作

3.1火箭发射支架的动画制作

首先制作火箭发射支架的动画，首先点击右下角的自动关键帧按钮，点击之后时间轴会变成红色，将滑块拖到50帧的位置，此时的动作将会被记录，将火箭发射支架1旋转并移动，制作打开火箭发射支架的动画，再次移动时间滑块，移动到末尾100帧的位置，此时移动火箭发射支架2，通过移动并旋转，制作打开火箭发射支架2的动画，并将起始的记录位置移动到50帧处，这样火箭发射支架1的活动范围是0到50帧，火箭发射支架2的活动范围是50帧到100帧，点击播放动画按钮，观察制作动画是否满意，并作细微调整。点击渲染中的渲染设置选项，指定时间输出的范围是0到100帧，确认渲染输出的路径是否正确，在检查完毕之后点击渲染按钮，将会渲染100帧并将动画保存到指定路径的文件当中去。

火箭发射支架的动画制作如图 3-1所示.

图 3-1 火箭发射支架的动画制作图

3.2发射过程的动画制作

发射的动画制作和火箭发射支架的动画制作基本类似。首先点击右下角的时间配置按钮，将长度改为200，开始时间依然是0，这样就得到200帧的时间滑块。点击

自动关键帧按钮，将时间滑块拖到200帧处，选择火箭对象，使用选择并移动按钮使火箭向上移动一段距离，接下来移动烟粒子系统和火焰粒子系统，使之跟随火箭发射，自动关键帧记录下这次运动，然后点击渲染，渲染设置与上面相同，渲染出200帧的火箭发射动画。

发射过程的动画制作如图 3-2所示

图 3-2 发射过程的动画

3.3制作火箭升空和火箭转弯动画

制作火箭升空和火箭转弯动画所用的原理是一样的，先点击时间配置按钮将帧数扩大为200帧，之后移动时间滑块到末尾200帧处，再将火箭和烟雾粒子系统及火焰粒子系统移动到最终到达的位置，自动关键帧生成的动画就会自动向这个方向靠拢，最后渲染输出视频，因为整个设计过程过于庞大，所以我才用了分段制作的方法，即单独的制作火箭的每一个动作，最后使用AE等软件将各个动画连接成一个完整的动画，使得整个制作过程更加模块化，具体化，细腻化。

火箭升空和火箭转弯动画如图 3-3所示。

图 3-3火箭升空和火箭转弯动画

第四章粒子系统

4.1 火焰粒子系统的使用

使用火焰粒子系统，首先点击创建中的粒子系统，选择超级喷射，在顶视图中创建一个超级喷射的对象，箭头方向为粒子喷射方向，通过旋转使喷射方向向下，与火焰喷射方向一致，下面进行超级喷射的参数设置，轴偏离为0，扩散为4，平面偏离为0，扩散为180，图标大小为9.537，视口显示选择网格，粒子数百分比为10，使用速率为100，速度为100，变化为20，发射开始为-100，发射停止为300，显示时限为250，寿命为200，变化为20，大小为5，变化为20，增长耗时为10，衰减耗时为10，新建种子为2345，标准粒子选择球体，多次进行参数调节直到满意为止，再用材质编辑器为火焰粒子填上颜色，后面会介绍。通过移动和旋转，使火焰粒子紧挨着喷气口，就好像是从里面喷出来一样，通过克隆使得每个喷气口都有火焰粒子喷出，尤其是火箭主体下的火焰粒子要多一些，因为火箭主体下有4个火焰喷头，多次调整后，火焰粒子系统构造完毕。

火焰粒子的使用如图 4-1所示。

图 4-1 火焰粒子

火焰粒子系统相关参数如图 4-2所示。

图 4-2 火焰粒子系统相关参数

4.2 烟雾粒子系统的使用

使用烟雾粒子系统和使用火焰粒子系统本质上是一样的，都是使用超级喷射，区别在于烟雾粒子系统要增加透明度而火焰粒子系统要增加自发光，点击创建中的粒子系统，选择超级喷射，在顶视图中创建一个超级喷射的对象，箭头方向为粒子喷射方向，通过旋转使喷射方向向下，与烟雾喷射方向一致，下面进行超级喷射的参数设置，轴偏离为0，扩散为4，平面偏离为0，扩散为180，图标大小为9.537，视口显示选择网格，粒子数百分比为10，使用速率为100，速度为100，变化为20，发射开始为-100，发射停止为300，显示时限为250，寿命为200，变化为20，大小为30，变化为20，增长耗时为10，衰减耗时为10，新建种子为2345，同样需要多次调解才能够得到理想中的效果，使用烟雾粒子系统可以多借鉴火焰粒子系统的构造经验。

烟雾粒子的使用如图 4-3所示。

图 4-3 烟雾粒子

第五章材质及光照

5.1 火箭材质的使用

为火箭添加材质，点击右上角的材质编辑器，打开后选择一个窗口，点击漫反射右面的按钮，在弹出的对话框中选择2D贴图中的位图选项，找到指定路径的图片，事先在网上下好国旗的图片，并把它放入指定的路径中，在采样类型中有圆柱体，球型，和正方形，本设计中火箭是圆柱型的，所以选择圆柱型。去掉镜像和平铺效果，使贴图只出现在圆柱体的一块区域而不是整个平铺，通过调整偏移和平铺的数据，是贴图位于窗口的正中央。使用WINDOWS自带的画图工具制作图片”中国航天”，并保存于指定路径，按照上述方法把图片贴给火箭主体，要反复调整偏移和平铺的数据才能得到最佳的效果。而火箭本身的颜色是银白色，要有一种金属感，同样是使用材质编辑器，通过调解漫反射和环境光，制作出火箭的银白色，当然也可以从网上下载图片直接贴图贴上去。给火箭贴好图后在各个视图窗口是看不到贴图的，只有进行渲染过后才能看见火箭的贴图。渲染之后观察效果。

材质编辑器的使用如图 5-1所示。

图 5-1 材质编辑器

5.2 粒子系统材质的使用

火焰粒子系统和烟雾粒子系统使用完全不同的材质贴图，虽然它们使用了相似的建模方式。首先为火焰粒子系统贴图，点击材质编辑器，在弹出的对话框中选择一个