虚拟现实技术3(三维场景制作)
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几何体、图形 灯光、摄像机 辅助工具 空间扭曲 系统
3.层级命令面板 4.运动命令面板 5.显示命令面板 6.工具命令面板
2.修改命令面板
1.2.4 视图及其控制
视图区：是创作作品的地方 视图快捷菜单：右键单击视图标识符 物体快捷菜单：右键单击物体 视图配置：选择Customize>Viewport Configurtion 或在视图名称上的右键菜单中 打开对话框。
1.2.2 工具栏及其相关操作
2.选择并变换操作
– 选择并移动按钮－移动时根据定义的坐标轴向来进行 – 选择并旋转按钮－根据坐标轴向进行旋转 – 选择并缩放按钮 • 选择并等比缩放：在三个轴向上对物体进行等比缩放 • 选择并非等比缩放：在指定的坐标轴上对物体做缩放 • 选择并挤压：在指定的坐标轴上时挤压变形
– 3DS MAX的应用领域
• 电影电视、广告与工业设计、音乐MTV、电脑游戏、 MTV 现代艺术、建筑装璜、机械制造、多媒体教育、科 研领域
– 其它三级动画设计软件
• Maya、AutoCAD、Cool3D、SoftImage 3D
1.1 3DSMAX简介
1.1.2 3DSMAX概貌
– 3DS MAX的造型－－对三维物体进修改、调整、变形 等，通过二维图形放样等各种方法 – 3DS MAX的视图－－正交视图和透视视图 – 3DS MAX的色彩和材质－－赋予物体颜色和质感 – 3DS MAX的灯光－－营造场景的氛围 – 3DS MAX的运动－－设定物体运动轨迹，设定父、子 层级之间的继承关系，完成复杂动画 – 3DS MAX的镜头－－镜头的操作：推拉、变焦、摇移、 旋转等；镜头的轨迹运动
•提示栏、状态栏、MAXScript区
1.2 3DSMAX的工作环境
1.2.6 坐标系统
– 参考坐标系
• 视图坐标系统、屏幕坐标系统、世界坐标系统、父 物体坐标系统、自身坐标系统、自选坐标系统
– 轴心点的控制按钮
• 使用轴心点中心 • 使用选择集中心 • 使用坐标变换中心
– X、Y、Z轴向限制按钮
–弯曲Bend –锥化Taper –扭曲Twist –倾斜Skew –松弛Relax –涟漪Ripple
2.4.2 常用编辑修改器
–波浪Wave –噪波Noise –自由变形：FFD修改器，通过改变控制点来
改变物体的形状FFD2*2*2 、FFD3*3*3、 FFD4*4*4与FFD（长方体）功能相同，FFD （圆柱体）适合对圆柱体模型进行修改。
1.2.2 工具栏及其相关操作
1.选择操作
– 选择对象：直接点取，也可以拖动鼠标框选多 个对象，被选择物体以白色线框方式显示 – 按名称选择：用于复杂场景的对象选择，提供 了选择类型过滤器、组的选择、名称排序等， 还可显示层次关系，可通过Edit>Select By>Name命令，调出Select Object对话框。 – 区域选择：矩形、椭圆、多边形、套索 – 设定选择方式（窗口/交叉） – 选择过滤器：过滤选择物体
–使用Spacing
2.2.4 实例制作
林中小木屋的制作
2.3 建立其它几何体
2.3.1 建立扩展几何体 异面体、环型结等 2.3.2 门 枢轴门、推拉门、折叠门 2.3.3 窗 平开窗、推拉窗、旋开窗等 2.3.4 楼梯 直线楼梯、L型楼梯等
2.4 三维编辑修改器
2.4.1 编辑修改器的类型 2.4.2 常用编辑修改器
2.4.1 编辑修改器的类型
标准修改器：针对物体进行变形修饰，如Bend 表面修改器：改变对象表面特性，如UVW Map 编辑修改器：修改子物体参数（编辑网格、编辑面
片、编辑样条曲线）
样条编辑：Pillet/Chamfer(倒圆/倒棱）、
Trim/Extend（修剪/延伸）
空间扭曲：空间变形修改
2.4.2 常用编辑修改器
1.2.4 视图及其控制
2.视图显示类型
– Smooth+Highlights实体着色模式 – Smooth – Factes+ Highlights面状+高光 – Factes – Lit Wireframes光影线框 – Wireframe线框 – Bouning Box边界盒 在视图右上角标识上右击，打开视图快捷菜单
2.1 建立标准几何体
2.1.1 标准几何体的一般参数 2.1.2 标准几何体
2.1.1 标准几何体的一般参数
1.基本参数
如长方体的长宽高，球体的半径等
2.分段
设定分段数，可产生栅格体，用作修改加工的 原形物体，如波浪平面、山脉地形等
3.切片
制作标准几何体的切片
4.生成贴图坐标
2.1.2 标准几何体
4.复制、视图工具
– 镜像 – 对齐、快速对齐、法线对齐、放置高光、对齐 摄像机、对齐到视图 – 层管理器 – 轨迹视图（曲线编辑器） – 图解视图：显示关联物体的父子关系 – 材质编辑器
1.2.2 工具栏及其相关操作
4.其它
– 渲染 – 渲染区域 – 快速渲染
1.2.3 命令面板
1.创建命令面板
第二部分
三维场景创设
1 基础篇
1.1 认识三维动画 1.2 3DSMAX的工作环境 1.3 一个3D动画的制作过程
1.1 三维动画基础
1.1.1 动画的原理 1.1.2 三维动画 1.1.3 三维动画的作用
1.1.1 动画的原理
1.1.2 三维动画
– 3DSMAX的历史
• 3D Studio MAX←3D Studio ←AutoDesk
– – – – 菜单栏、工具栏、反应器面板 视图区、命令面板 时间轴、动画区、动画控制区、视图控制区 MAXScript区、 提示栏、状态栏
1.2.1 菜单栏及文件操作
• 新建文件－清除屏幕内容，保留当前系统设置 Keep Objects and Hierarchy保留所有对象以 及它们之间的层次链接关系，但删除所有动画 关键点以便重新制作动画。 Keep Objects保留所有对象，但删除它们之间 的层次链接关系及所有动画关键点。 New All 清除所有对象以便重新开始。 • 重设场景（Reset）－清除所有数据，恢复到系 统初始状态 • 合并文件（Merge）
1.1 3DSMAX简介
1.1.3 三维动画的创作过程
– – – – – – – 构思 绘制草图（可以省略） 建模 材质灯光 动画－－物体、摄像机、灯光、色彩等 特效 渲染
1.1.3 三维动画与虚拟现实
1.2 3DSMAX简介
1.1.1 关于3DSMAX
1.2 3DSMAX的工作环境
3DSMAX的屏幕布局：
2.5.3 网格物体的常用参数
1.Selection（选择集）参数
Vertex（点） Edge（边） Face（面） Polygon（多边形） Element（元素）
2.5.3 网格物体的常用参数
2.Edit Geometry（编辑几何体）参数
长方体、圆椎体、球体、几何球体、圆 柱体、管状体、圆环、四棱椎、茶壶、平面 几何球体－－以三角面拼接成的球体或 半球体，可用来制作分离特技（如爆炸）， 可分解成三角面或标准四面体或八面体。 平面－－常用制作地面、山川等
2.1.2 标准几何体
实例1－－石头：球体，噪波Noise，Scale缩 放155，分形Fractal，Strength X Y Z为80 75 80； 实例2－－弯曲环：圆柱，顶视图，高度200， 高度片段数15，Autokey，100帧处，Front 视图，弯曲编辑修改器（Bend），角度180；
2.2.1 对齐操作
1.对齐物体
选择物体，选择“工具|对齐” 或工具栏中的 “对齐工具” ，再单击要对齐的物体，打开对话框。
2.对齐摄像机
选择“工具|对齐摄像机”或“对齐摄像机” 工具 选择摄像机，选择对齐工具，再选择面并单击
3.对齐视图
选择“工具|对齐到视图”或“对齐到视图” 工具
2.2.2 物体的组合
2.5.2 网格物体
转化为网格物体 网络物体不能直接创建生成，要将其它 模型转化成网络对象。
– 在物体上单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选 择Convert to Editable Mesh命令 – 在修改命令面板中选择物体，单击鼠标右键，选 择Convert to Editable Mesh命令。
1.3一个3D动画的制作过程
– – – – – – – – 创建山脉对象 创建文字对象 创建摄像机 设定动画 设定材质 动态材质效果 添加粒Fra Baidu bibliotek系统 渲染输出
2 三维建模
2.1 建立标准几何体 2.2 对象的基本操作 2.3 建立其它几何体 2.4 三维编辑修改器 2.5 可编辑网络 2.6 复合建模
1.2.4 视图及其控制
1.视图类型（在配置中选择布局）
– 标准视图：顶、底、前、后、左、右和用户视 图、透视图，透视图类似于摄像机视图，透视 角度（FOV值）通过视图控制工具Field-ofView调节，右击视图控制工具进入视图设置框， 在Rendering Methods下可调整FOV值。 – 摄像机和灯光视图：用于场景制作，场景渲染 都是在摄像机视图中完成的，快捷键为C；灯 光视图从聚光灯的出射点来观察场景，以便调 节灯光效果，快捷切换键为Shift+S； – 轨迹视图：通过曲线编辑器按钮调出。
当上述工具开启时，鼠标右键单击按钮，可调出 变换输入浮动框，通过输入数值改变对象比例，也可 通过Tools>Transform Type-In命令调出
1.2.2 工具栏及其相关操作
3.选择并链接操作
– 选择并连接：将两个连接成父子关系 – 取消连接 – 绑定到空间扭曲
1.2.2 工具栏及其相关操作
1.2.4 视图及其控制
3.视图控制工具
– – – – – – – – 缩放 缩放全部 最佳缩放 最佳缩放所有 视角 平移 旋转 最大/最小
1.2.5 动画及控制
动画控制区
– 开启动画制作模式、插入关键帧、播放动画等 – 动画时间的设置
• 在屏幕右下方选择Time Configration按钮，在 Frame Rate区域中复选PAL选项，在Animation区 域中将End时间设为200
1.2.2 工具栏及其相关操作
3ds max 7中一般只显示主工具栏，主 工具样中包括选择类工具、选择并操作类工 具、选择集锁定工具、坐标类工具、渲染类 工具、连接关系类工具及其它如帮助、对齐、 阵列复制等。 3ds max 7的一些工具只能在工具栏中 找到，当工具栏不能完全显示时，可将鼠标 指针从按钮上移开（变为手形），拖动可以 看到隐藏的工具按钮。
2.5 可编辑网格
常用的建模方法有：网格、面片、 NURBS、实体建模。 物体上右键单击，选择：
• Covert to Editable Mesh（可编辑网格） • Covert to Editable Poly （可编辑多边形） • Covert to Editable Patch （可编辑面片） • Covert to Editable NURBS （可编辑NURBS）
通过Covert to Editable Mesh命令可以把物 体转换为可编辑的网格物体
2.5.1 网络物体与几何参数物体
Mesh（网络）对象与几何参数对象的区 别在于：几何参数对象采用参数化的整体控 制方式；网格对象没有几何控制参数，而采 用局部的次选择集构成元素控制方式，该建 模方式主要通过编辑次选择集结构对象的 Vertex（节点）、Edge（边界）、Face （面）、Polygon（多边形）和Element（元 素）创建复杂的三维模型。
2.1.2 标准几何体
实例3－－创建动态环：圆环，顶视图，在 100帧位置处，修改半径1 实例4－－建立锥体切片：圆椎 实例5－－切片动画：管状体 实例6－－长起的锥体：四棱锥 实例7－－建立山脉：平面 实例8－－茶壶的旋转：顶视图，旋转工具， 360°
2.2 物体的基本操作
2.2.1 对齐操作 2.2.2 物体的组合 2.2.3 物体的复制 2.2.4 实例制作
对象的组合
2.2.3 对象的复制
–使用Clone命令 –使用Shift键 –使用Mirror –使用Array
• 矩形阵列 • 环形阵列
复制： 复制：独立于原对象 实例： 实例：修改原对象或复 制对象时等于同时修改 两个对象 参考： 参考：修改原对象时会 影响参考对象， 影响参考对象，修改参 考对象时不会影响原对 象
3.层级命令面板 4.运动命令面板 5.显示命令面板 6.工具命令面板
2.修改命令面板
1.2.4 视图及其控制
视图区：是创作作品的地方 视图快捷菜单：右键单击视图标识符 物体快捷菜单：右键单击物体 视图配置：选择Customize>Viewport Configurtion 或在视图名称上的右键菜单中 打开对话框。
1.2.2 工具栏及其相关操作
2.选择并变换操作
– 选择并移动按钮－移动时根据定义的坐标轴向来进行 – 选择并旋转按钮－根据坐标轴向进行旋转 – 选择并缩放按钮 • 选择并等比缩放：在三个轴向上对物体进行等比缩放 • 选择并非等比缩放：在指定的坐标轴上对物体做缩放 • 选择并挤压：在指定的坐标轴上时挤压变形
– 3DS MAX的应用领域
• 电影电视、广告与工业设计、音乐MTV、电脑游戏、 MTV 现代艺术、建筑装璜、机械制造、多媒体教育、科 研领域
– 其它三级动画设计软件
• Maya、AutoCAD、Cool3D、SoftImage 3D
1.1 3DSMAX简介
1.1.2 3DSMAX概貌
– 3DS MAX的造型－－对三维物体进修改、调整、变形 等，通过二维图形放样等各种方法 – 3DS MAX的视图－－正交视图和透视视图 – 3DS MAX的色彩和材质－－赋予物体颜色和质感 – 3DS MAX的灯光－－营造场景的氛围 – 3DS MAX的运动－－设定物体运动轨迹，设定父、子 层级之间的继承关系，完成复杂动画 – 3DS MAX的镜头－－镜头的操作：推拉、变焦、摇移、 旋转等；镜头的轨迹运动
•提示栏、状态栏、MAXScript区
1.2 3DSMAX的工作环境
1.2.6 坐标系统
– 参考坐标系
• 视图坐标系统、屏幕坐标系统、世界坐标系统、父 物体坐标系统、自身坐标系统、自选坐标系统
– 轴心点的控制按钮
• 使用轴心点中心 • 使用选择集中心 • 使用坐标变换中心
– X、Y、Z轴向限制按钮
–弯曲Bend –锥化Taper –扭曲Twist –倾斜Skew –松弛Relax –涟漪Ripple
2.4.2 常用编辑修改器
–波浪Wave –噪波Noise –自由变形：FFD修改器，通过改变控制点来
改变物体的形状FFD2*2*2 、FFD3*3*3、 FFD4*4*4与FFD（长方体）功能相同，FFD （圆柱体）适合对圆柱体模型进行修改。
1.2.2 工具栏及其相关操作
1.选择操作
– 选择对象：直接点取，也可以拖动鼠标框选多 个对象，被选择物体以白色线框方式显示 – 按名称选择：用于复杂场景的对象选择，提供 了选择类型过滤器、组的选择、名称排序等， 还可显示层次关系，可通过Edit>Select By>Name命令，调出Select Object对话框。 – 区域选择：矩形、椭圆、多边形、套索 – 设定选择方式（窗口/交叉） – 选择过滤器：过滤选择物体
–使用Spacing
2.2.4 实例制作
林中小木屋的制作
2.3 建立其它几何体
2.3.1 建立扩展几何体 异面体、环型结等 2.3.2 门 枢轴门、推拉门、折叠门 2.3.3 窗 平开窗、推拉窗、旋开窗等 2.3.4 楼梯 直线楼梯、L型楼梯等
2.4 三维编辑修改器
2.4.1 编辑修改器的类型 2.4.2 常用编辑修改器
2.4.1 编辑修改器的类型
标准修改器：针对物体进行变形修饰，如Bend 表面修改器：改变对象表面特性，如UVW Map 编辑修改器：修改子物体参数（编辑网格、编辑面
片、编辑样条曲线）
样条编辑：Pillet/Chamfer(倒圆/倒棱）、
Trim/Extend（修剪/延伸）
空间扭曲：空间变形修改
2.4.2 常用编辑修改器
1.2.4 视图及其控制
2.视图显示类型
– Smooth+Highlights实体着色模式 – Smooth – Factes+ Highlights面状+高光 – Factes – Lit Wireframes光影线框 – Wireframe线框 – Bouning Box边界盒 在视图右上角标识上右击，打开视图快捷菜单
2.1 建立标准几何体
2.1.1 标准几何体的一般参数 2.1.2 标准几何体
2.1.1 标准几何体的一般参数
1.基本参数
如长方体的长宽高，球体的半径等
2.分段
设定分段数，可产生栅格体，用作修改加工的 原形物体，如波浪平面、山脉地形等
3.切片
制作标准几何体的切片
4.生成贴图坐标
2.1.2 标准几何体
4.复制、视图工具
– 镜像 – 对齐、快速对齐、法线对齐、放置高光、对齐 摄像机、对齐到视图 – 层管理器 – 轨迹视图（曲线编辑器） – 图解视图：显示关联物体的父子关系 – 材质编辑器
1.2.2 工具栏及其相关操作
4.其它
– 渲染 – 渲染区域 – 快速渲染
1.2.3 命令面板
1.创建命令面板
第二部分
三维场景创设
1 基础篇
1.1 认识三维动画 1.2 3DSMAX的工作环境 1.3 一个3D动画的制作过程
1.1 三维动画基础
1.1.1 动画的原理 1.1.2 三维动画 1.1.3 三维动画的作用
1.1.1 动画的原理
1.1.2 三维动画
– 3DSMAX的历史
• 3D Studio MAX←3D Studio ←AutoDesk
– – – – 菜单栏、工具栏、反应器面板 视图区、命令面板 时间轴、动画区、动画控制区、视图控制区 MAXScript区、 提示栏、状态栏
1.2.1 菜单栏及文件操作
• 新建文件－清除屏幕内容，保留当前系统设置 Keep Objects and Hierarchy保留所有对象以 及它们之间的层次链接关系，但删除所有动画 关键点以便重新制作动画。 Keep Objects保留所有对象，但删除它们之间 的层次链接关系及所有动画关键点。 New All 清除所有对象以便重新开始。 • 重设场景（Reset）－清除所有数据，恢复到系 统初始状态 • 合并文件（Merge）
1.1 3DSMAX简介
1.1.3 三维动画的创作过程
– – – – – – – 构思 绘制草图（可以省略） 建模 材质灯光 动画－－物体、摄像机、灯光、色彩等 特效 渲染
1.1.3 三维动画与虚拟现实
1.2 3DSMAX简介
1.1.1 关于3DSMAX
1.2 3DSMAX的工作环境
3DSMAX的屏幕布局：
2.5.3 网格物体的常用参数
1.Selection（选择集）参数
Vertex（点） Edge（边） Face（面） Polygon（多边形） Element（元素）
2.5.3 网格物体的常用参数
2.Edit Geometry（编辑几何体）参数
长方体、圆椎体、球体、几何球体、圆 柱体、管状体、圆环、四棱椎、茶壶、平面 几何球体－－以三角面拼接成的球体或 半球体，可用来制作分离特技（如爆炸）， 可分解成三角面或标准四面体或八面体。 平面－－常用制作地面、山川等
2.1.2 标准几何体
实例1－－石头：球体，噪波Noise，Scale缩 放155，分形Fractal，Strength X Y Z为80 75 80； 实例2－－弯曲环：圆柱，顶视图，高度200， 高度片段数15，Autokey，100帧处，Front 视图，弯曲编辑修改器（Bend），角度180；
2.2.1 对齐操作
1.对齐物体
选择物体，选择“工具|对齐” 或工具栏中的 “对齐工具” ，再单击要对齐的物体，打开对话框。
2.对齐摄像机
选择“工具|对齐摄像机”或“对齐摄像机” 工具 选择摄像机，选择对齐工具，再选择面并单击
3.对齐视图
选择“工具|对齐到视图”或“对齐到视图” 工具
2.2.2 物体的组合
2.5.2 网格物体
转化为网格物体 网络物体不能直接创建生成，要将其它 模型转化成网络对象。
– 在物体上单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选 择Convert to Editable Mesh命令 – 在修改命令面板中选择物体，单击鼠标右键，选 择Convert to Editable Mesh命令。
1.3一个3D动画的制作过程
– – – – – – – – 创建山脉对象 创建文字对象 创建摄像机 设定动画 设定材质 动态材质效果 添加粒Fra Baidu bibliotek系统 渲染输出
2 三维建模
2.1 建立标准几何体 2.2 对象的基本操作 2.3 建立其它几何体 2.4 三维编辑修改器 2.5 可编辑网络 2.6 复合建模
1.2.4 视图及其控制
1.视图类型（在配置中选择布局）
– 标准视图：顶、底、前、后、左、右和用户视 图、透视图，透视图类似于摄像机视图，透视 角度（FOV值）通过视图控制工具Field-ofView调节，右击视图控制工具进入视图设置框， 在Rendering Methods下可调整FOV值。 – 摄像机和灯光视图：用于场景制作，场景渲染 都是在摄像机视图中完成的，快捷键为C；灯 光视图从聚光灯的出射点来观察场景，以便调 节灯光效果，快捷切换键为Shift+S； – 轨迹视图：通过曲线编辑器按钮调出。
当上述工具开启时，鼠标右键单击按钮，可调出 变换输入浮动框，通过输入数值改变对象比例，也可 通过Tools>Transform Type-In命令调出
1.2.2 工具栏及其相关操作
3.选择并链接操作
– 选择并连接：将两个连接成父子关系 – 取消连接 – 绑定到空间扭曲
1.2.2 工具栏及其相关操作
1.2.4 视图及其控制
3.视图控制工具
– – – – – – – – 缩放 缩放全部 最佳缩放 最佳缩放所有 视角 平移 旋转 最大/最小
1.2.5 动画及控制
动画控制区
– 开启动画制作模式、插入关键帧、播放动画等 – 动画时间的设置
• 在屏幕右下方选择Time Configration按钮，在 Frame Rate区域中复选PAL选项，在Animation区 域中将End时间设为200
1.2.2 工具栏及其相关操作
3ds max 7中一般只显示主工具栏，主 工具样中包括选择类工具、选择并操作类工 具、选择集锁定工具、坐标类工具、渲染类 工具、连接关系类工具及其它如帮助、对齐、 阵列复制等。 3ds max 7的一些工具只能在工具栏中 找到，当工具栏不能完全显示时，可将鼠标 指针从按钮上移开（变为手形），拖动可以 看到隐藏的工具按钮。
2.5 可编辑网格
常用的建模方法有：网格、面片、 NURBS、实体建模。 物体上右键单击，选择：
• Covert to Editable Mesh（可编辑网格） • Covert to Editable Poly （可编辑多边形） • Covert to Editable Patch （可编辑面片） • Covert to Editable NURBS （可编辑NURBS）
通过Covert to Editable Mesh命令可以把物 体转换为可编辑的网格物体
2.5.1 网络物体与几何参数物体
Mesh（网络）对象与几何参数对象的区 别在于：几何参数对象采用参数化的整体控 制方式；网格对象没有几何控制参数，而采 用局部的次选择集构成元素控制方式，该建 模方式主要通过编辑次选择集结构对象的 Vertex（节点）、Edge（边界）、Face （面）、Polygon（多边形）和Element（元 素）创建复杂的三维模型。
2.1.2 标准几何体
实例3－－创建动态环：圆环，顶视图，在 100帧位置处，修改半径1 实例4－－建立锥体切片：圆椎 实例5－－切片动画：管状体 实例6－－长起的锥体：四棱锥 实例7－－建立山脉：平面 实例8－－茶壶的旋转：顶视图，旋转工具， 360°
2.2 物体的基本操作
2.2.1 对齐操作 2.2.2 物体的组合 2.2.3 物体的复制 2.2.4 实例制作
对象的组合
2.2.3 对象的复制
–使用Clone命令 –使用Shift键 –使用Mirror –使用Array
• 矩形阵列 • 环形阵列
复制： 复制：独立于原对象 实例： 实例：修改原对象或复 制对象时等于同时修改 两个对象 参考： 参考：修改原对象时会 影响参考对象， 影响参考对象，修改参 考对象时不会影响原对 象