3d max制作3d模型

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1、 畢業(yè)設計 題 目： 3D MAX制作3D模型 學 號： XXXXXX 姓 名： XXXXXX 教 學 院： XXXXXX 專業(yè)班級： XXXXXX 指導教師： XXXXXX 完成時間： XXXXXX 畢節(jié)學院教務處制 畢節(jié)學院畢業(yè)論文（設計）學生誠信聲明書 本人鄭重聲明：本人所提交的畢業(yè)論文(設計)《3D MAX 制作3D模型 》是本人在指導教師指導下獨立研究、寫作的成果，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果

2、，論文中所引用他人的無論以何種方式發(fā)布的文字、研究成果，均在論文中加以說明；對本文研究做出過重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。如果存在弄虛作假、抄襲、剽竊的情況，本人愿承擔全部責任。 論文(設計)作者： （簽字） 時間： 年 月 日 指 導 教 師： （簽字） 時間： 年 月 日 畢業(yè)論文（設計）版權使用授權書 本畢業(yè)論文(設計)《3D M

3、AX 制作3D模型》是本人在校期間所完成學業(yè)的組成部分，是在畢節(jié)學院教師的指導下完成的，論文（設計）工作的知識產(chǎn)權屬于畢節(jié)學院。本人同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文（設計）的復印件和電子版，允許論文（設計）被查閱和借閱；本人授權畢節(jié)學院可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印、網(wǎng)頁制作或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。畢業(yè)論文（設計）無論做何種處理，必須尊重本人的著作權，署明本人姓名。 未經(jīng)指導教師和畢節(jié)學院同意，本人不擅自發(fā)表畢業(yè)論文(設計)相關研究內(nèi)容或利用畢業(yè)論文(設計)從事開發(fā)和盈利性活動。畢業(yè)后若發(fā)表畢業(yè)論文(設計)中的研究成果，需征得指

4、導教師同意，作者第一單位署名應為“畢節(jié)學院”， 成果發(fā)表時本人工作（學習）單位可以在備注中注明。 論文(設計)作者： （簽字） 時間： 年 月 日 指 導 教 師： （簽字） 時間： 年 月 日 目錄 摘要: i Abstract: ii 引言 1 1. 研究平臺—3D Studio Max 1 1.1 3D MAX簡介 1 1.2 3D MAX 在實踐中的應用 2 1.3 學習3D MAX需要掌握的知識 3 2. 3D MAX建模的具體實施 5 2.1 數(shù)據(jù)收集 5 2

5、.3 貼圖資料 6 3.3D MAX構建模型主要工作 6 3.1 劃分單元場景 6 3.2 主要建筑物的建模 6 3.3 次要的建筑物建模 7 3.4 需要注意的事項 7 4. 3D MAX模型的構造方法 7 4.1 3D MAX的幾何建模方法 8 4.2 基于圖像的繪制方法 9 5. 建立教學樓模型 9 5.1 建模分析 9 5.2 建立教學樓房屋模型 10 5.3建立教學樓窗戶模型 11 5.4樓梯的制作 14 5.5 桌子的制作 15 5.6椅子的制作 15 6.總結 19 6.1 3D MAX在虛擬現(xiàn)實建模中的關鍵問題 19 6.2 建模過程中的幾

6、個關鍵技術的解決辦法 19 7. 3D MAX建模的虛擬現(xiàn)實技術在各領域的發(fā)展 20 參考文獻 22 致謝 23 i 摘要: 隨著科學技術的不斷進步和發(fā)展,現(xiàn)代設計越來越向著錯綜復雜的多維空間發(fā)展。二維信息展示方式已經(jīng)不能滿足人們對信息需要的獲取,三維信息顯示方式已經(jīng)成為未來信息展示的主流發(fā)展方向。2D模型必將被3D模型所取代。 3D模型是一個三維的、立體的模型。三維設計便是利用電腦設計和創(chuàng)作，以產(chǎn)生真實的立體場景和動畫。經(jīng)過對3D MAX的學習才知道3DMAX是基于PC系統(tǒng)的三維動畫渲染和軟件制作。它在建筑、游戲開發(fā)、影視特效、廣告及專業(yè)視覺

7、設計等領域都有廣泛的應用。它是集專業(yè)建模、渲染、動畫于一體的三維解決方案。其以強大的功能被廣大電腦設計者們所親睞，成為現(xiàn)今比較主流的設計軟件。本文擬就3D MAX 在現(xiàn)實系統(tǒng)建模過程當中的應用做一簡單介紹。以3D MAX技術的應用為主，來創(chuàng)建一個典型的畢節(jié)學院樓宇模型。該模型主要介紹繡山B棟教學樓的室內(nèi)外場景，讓人清晰地了解該樓的整體格局。 關鍵詞: 三維設計;3D MAX運用;建模;樓宇 1 i ii 3D MAX to produce 3D model Candidate:WANG Zhi-long Major:Infor

8、mation Management and Information system Student No.: 05121112020 Advisor:ZENG Fan-pei Abstract: With the constant progress of science and technology and development, more and more toward modern design complex multidimensional space development. Dimensional infor

9、mation display mode can not meet peoples access to needed information , three-dimensional display mode has become the mainstream of the future information display development direction. 2D model is bound to be replaced by a 3D model. 3D model is a three-dimensional, three-dimensional model. 3D desi

10、gn is the use of creation and computer design, producing the real three-dimensional scenes and animations. By 3DMAX learning to know that it is a PC-based system 3D animation rendering and authoring software.It is widely used in construction, game development, film special effects , advertising and

11、professional visual design fields. It is a professional in the integration of 3 d modeling, rendering, animation solution. Its powerful features to the majority of computer design people fancied becoming more popular in todays design software.This paper intends to apply in real 3D MAX system modelin

12、g process to make an introduction. 3D MAX technology to apply mainly to create a typical building model Bijie College. The model focuses on indoor and outdoor scenes embroidered Hill B school buildings, people clearly understand the overall pattern of the building. Key words:Three-dimensional des

13、ign;3D MAX use;modeling;Buildings 1 引言 互聯(lián)網(wǎng)的形態(tài)一直以來都是2D的模式，然而隨著3D技術不斷在加強，在未來的幾年時間里，將會有更多的互聯(lián)網(wǎng)應用以3D方式展示給用戶，包括網(wǎng)絡游戲、網(wǎng)絡視訊、電子閱讀、遠程教育、電子商務等等。即使對于旅游業(yè)，3D互聯(lián)網(wǎng)也能夠起到一定的促進作用，一些著名的名勝、古董、雕塑將會在互聯(lián)網(wǎng)上以3D的形式來讓用戶體驗，這種真實的震撼程度是2D環(huán)境不能比擬的。 就以當前發(fā)展勢頭迅猛的電子商務為例，大量的商品需要在互聯(lián)網(wǎng)上呈現(xiàn)，真實化、特殊化、個性化的商品展示顯得更為重要，但因為現(xiàn)在的3D模型制作成本的制約，這些需求只能暫時

14、以二維的照片來滿足，從而導致傳遞給消費者不夠全面、詳實、逼真的商品或物體信息，使消費者降低了對其購買欲望和購買準確度。因為3D商品展示技術可以在網(wǎng)頁中以立體方式交互展示商品，消費者可以全方位看見商品特征，直觀客觀地了解商品信息，其效果和消費者直接面對商品幾乎一模一樣。許多廠家便采取了偽三維效果，來暫時代替三維模型的呈現(xiàn)，由此可見，未來市場對3D建模這一技術有多么渴望。三維模型的呈現(xiàn)，人們不僅可以更加清晰的、直觀的、真實的瀏覽內(nèi)容，其互動性以用戶為核心，任意的全方位瀏覽欣賞，同時可根據(jù)用戶要求直接參與內(nèi)容生產(chǎn)，其效果是可想而知的。 3D模型的廣泛采用，將為網(wǎng)絡各行業(yè)帶來新的格局。 1. 研究

15、平臺—3D Studio Max 1.1 3D MAX簡介 3D Studio Max，通常被稱為MAX或3ds Max，它是Autodesk旗下的Discreet公司研發(fā)的一種三維動畫渲染和制作軟件并建立于建立在個人計算機系統(tǒng)的基礎上。它是全球最知名的三維制作軟件，它在三維建模、渲染、動畫方面幾乎達到完美，完全可以滿足人們對制作高品質(zhì)的效果圖，動畫及游戲等方面的要求。Windows NT還沒有出現(xiàn)時，SGI圖形的工作站把工業(yè)級的CG制作徹底壟斷了。 Windows NT和3D Max 組合起來就降低了CG制作要求。3D MAX最先開使用在電腦游戲中動畫的制作，然后才慢慢進入影視片的特效制

16、作。 3D是three-dimensional的簡稱，就是三維圖形。在計算機里顯示的3D圖形，也就是在平面里顯示的三維圖形。在現(xiàn)實世界里，真實的三維空間，有真實的距離空間。而三維圖形則沒有這樣距離空間。計算機里只是看起來與真實世界很逼真，所以在計算機顯示的3D圖形，也就讓人從肉眼看像真的一樣。人眼有一個特征，便是遠小近大，會形成立體感。計算機的屏幕是平面二維的，我們能欣賞到真如實物般的三維圖象，原因就是顯示在計算機屏幕上時不同的色彩灰度讓人眼產(chǎn)生視覺上的錯覺，也就會將二維的計算機屏幕感知為三維圖像。從色彩學的相關知識我們可以了解到，三維物體邊緣的凸出部份一般會顯高亮度色，而凹下去的部分顯暗色

17、。網(wǎng)頁或其他應用中對按鈕、3d線條的繪制就應用了這個知識。例如要繪制3d文字，就在初始位置顯示高亮度顏色，而在右上或左下等位置以低亮度顏色勾勒出其輪廓，這樣在視覺上就會產(chǎn)生3d文字的效果。要具體實現(xiàn)，可用相同的字體在不同的位置繪制出兩個不同顏色的2d文字，只要讓這兩個文字坐標合適，就完全可以在視覺上產(chǎn)生出不一樣效果的3d文字。 3D Max的歷史已經(jīng)有十余年，并在三維動畫軟件方面，它是一個十分成功的系列產(chǎn)品，這樣就體現(xiàn)出它的跨時代意義。高級的三維的建模，有多邊形建模、NURBS建模、網(wǎng)格建模、面片建模這四種，要想建模，必須先畫一個三維的模型，采取高級建模之一。多邊形建模主要使用邊、點、面多邊

18、形，以此來改變?nèi)S物體的外形，面片建模和網(wǎng)格建模都本質(zhì)是相似的，也在次級層中，通過改變的三維物體大小形狀曲面來獲得特定效果[1]。 1.2 3D MAX 在實踐中的應用 3D MAX的技術廣泛應用在建筑的設計、多媒體的制作、廣告、工業(yè)設計、輔助教學以及游戲等領域。它占據(jù)了主流的地位，那些爭前趕后的插件開發(fā)者讓3ds Max越來越受大家喜愛，成百上千的插件把3ds Max打造得近乎完美。隨著新版本的發(fā)布，3D MAX各實用功能日漸強大起來，也更能滿足客戶的客觀化設計。3D MAX的極強的功能大范圍地運用到電視和娛樂業(yè)里面，比如在操作的游戲視頻和動畫片頭方面，在玩家心中有很高地位的勞拉這一角色

19、形象就是3D MAX的一個體現(xiàn)。在影視特效方面有很多的應用。特別是在國內(nèi)發(fā)展非常成熟的建筑動畫和效果圖的創(chuàng)作過程中，3DMAX的使用率非常理想。在各種各樣行業(yè)有不同的應用特點，3DMAX要求的掌握程度不同，對于在建筑方面的來說局限性相對比較大，只需要單幀的渲染和環(huán)境效果，當關系到相對簡單的動畫時；動畫的片頭部分和游戲視頻中動畫部分占非常大的地位，特別是游戲視頻對角色在選擇動畫方面的條件很高。而3DMAX在建筑可視化方面為用戶提供了先進的軟件功能。建筑可視化包括室內(nèi)效果圖，建筑表面和建筑動畫。我們可以通過建模、動畫、燈光、材質(zhì)和渲染工具來輕松完成這些復雜項目，在渲染方面與3DMAX配套的一系列外

20、掛渲染軟件插件，極大的提高了建筑可視化的發(fā)展速度；特別是運用在影視的特效方面，3DMAX的強大功能則發(fā)揮得淋漓盡致。由于3D MAX可以隨時使用基于角色的模板來搭建系統(tǒng)、紋理制作及強大的建模功能，因能帶來無限自由網(wǎng)絡渲染而被全球所知。 3D MAX造型工具有高級造型工具和基本造型這兩種。高級的造型工具可以制作山、水、波浪、波紋、顆粒和非規(guī)則形體，比如：植物、人體等等。基本的造型工具主要包括立方體、圓柱體、球體、半球體、圓管、多邊形、椎體和圓環(huán)等。三維形體可以被縮放、彎曲、角度變形、搖擺、扭曲、錐孔和雕刻等，3D MAX提供了豐富的質(zhì)感和材質(zhì)，還能對整個實體或部分實體進行顏色、色裹、明暗、凹凸

21、、透明度和反射等方面的編輯，在制作動畫時，可以利用設置一選好的物體、相機、光源和路徑以實現(xiàn)。當物體變形時，可以物體進行旋轉(zhuǎn)、縮放、伸壓、變位等，光源包括環(huán)境光、聚光燈、泛光燈，也可以同時設置許多個相機的位置，角度和方向，從而實現(xiàn)靈活的調(diào)整，它可以實時地動畫功能進行預演，這樣能及時地發(fā)現(xiàn)物體的效果。另外，3D MAX也支持許多如淡入淡出，星光閃爍，光暈，模糊，聲霧，雨等等特殊效果，通過這些特技的處理會，超于現(xiàn)實生產(chǎn)的變幻莫測的效果。正因如此，我才認為3D MAX是本次畢業(yè)設計中最為適合的一款建模軟件，它容易使我們上手，建立模型的效果突出。所以我運用了3D MAX軟件制做一個教學樓的模型。 1.

22、3 學習3D MAX需要掌握的知識 （1）三維空間的能力 能夠熟練掌握三維空間能力，就必須對它加強鍛煉。需要我們對坐標、視圖和物體實際位置關系的熟練掌握。就應當輕易判斷出物體的空間位置關系，能隨心所欲地把物體的位置控制好。這是最重要也是最基本的要掌握的知識，如果不能將其掌握好，后面的所有制作步驟都會受到很大影響。只有有了空間能力和設計基礎，掌握起來才會容易。 （2）對基本操作命令的掌握 3D MAX的操作命令有很多，但主要的基本操作命令包括：選擇、旋轉(zhuǎn)、移動、鏡像、縮放、陣列、對齊、視圖工具這幾個，這些命令是最基本的也是最常用的，差不多所有制作都能用到。其中幾個經(jīng)常使用的二維和三維幾何

23、體的創(chuàng)建及其參數(shù)的設置，熟練后，就基本掌握了3DSMAX的操作。 （3）編輯二維圖案 編輯二維圖案，這部分內(nèi)容是十分重要的，許多二維圖案決定三維物體的生成和效果。主要是用“編輯樣條曲線”來完成。編輯曲線圖案上的點、線的主要應用到這幾個常用的命令，它有Attach、 Refine、 Outline Boonlean等等，只有對這些子命令的熟練掌握，才能相對自如的編輯各種圖案。 （4）常用的編輯命令 常用必備的幾個編輯命令包括：edit spline (二維線編輯器）、Chamter（倒角）、attach等，掌握這些命令，制作效果的模型一般都可以應付了。 （5）材質(zhì)燈光 模型建立結束后

24、便要進行比較重要的材質(zhì)燈光的設計制作，建模只是基礎，燈光和材質(zhì)才是使物體比較真實表現(xiàn)的關鍵環(huán)節(jié)。材質(zhì)有紋理和質(zhì)感這兩個基本的內(nèi)容，制作材質(zhì)是在材質(zhì)編輯器中進行的，材質(zhì)編輯器是設置材質(zhì)的各種參數(shù)的，材質(zhì)與燈光關系比較密切，燈光可以很好襯托環(huán)境和氣氛，好材質(zhì)加上燈光的合理處理才能顯示出十分逼真的效果。這次教學樓的設計主要是室內(nèi)物品需要被賦予合理的燈光和較多的貼圖材質(zhì)，樓房主體建筑的材質(zhì)是很簡單的，主要就是墻壁和窗戶的材質(zhì)，燈光的使用相對復雜。首先整體環(huán)境的總體結構需要一個特定的燈光，每個獨立的場景也需要各種不同燈光的運用來表現(xiàn)物體的真實性。添加燈光是很重要的，表現(xiàn)空間和材質(zhì)主要就是用了目標聚光燈。

25、 3D MAX中燈光的顏色,即當白色光通過三棱鏡時被折射成七色光，白光光譜中的可見光部分就是七色光，分別為紅 、橙、黃、綠、藍、靛、紫，簡寫為ROYGBIV，因為在這些顏色中，紅、綠、藍是原色，所以光的顏色模型就為RGB模型。 計算機屏幕產(chǎn)生顏色的機理也可理解為RGB模型的應用，在大部分繪圖程序中（也包含3D MAX)都提供了RGB顏色選擇模式。RGB顏色模型中，應該注意的是：光的顏色具有相加性，相反，顏料顏色具有相減性。所說的相加性是指混合的顏色越多，顏色越淡，而相減性則相反，了解色彩繪畫的人可能還清楚這一點。 RGB顏色模型，將RGB顏色的Multiplier值由1改為-1，就會變成原來

26、的補色顏色，即為成右邊的CYM色。 材質(zhì)和燈光是不能分開，通過燈光效果來實現(xiàn)材質(zhì)，材質(zhì)也會影響燈光效果的運用。世界沒有燈光后，全是黑暗的。所以燈光效果和材質(zhì)是效果圖的精神靈魂，也是建立模型的一大難點。要想擁有好的材質(zhì)燈光效果，有下面三個方法和途徑： a. 掌握經(jīng)常使用的貼圖原理及應用和材質(zhì)的參數(shù)。 　 b．熟識燈光的參數(shù)以及和材質(zhì)效果之間的關系。 c．物理知識主要就是材質(zhì)、燈光效果的體現(xiàn)，所以應加強物理知識和實際常識的認識。 　　 要控制好燈光效果和材質(zhì)，除這三方面，感覺也是非常重要的，它也是突破的一個瓶頸。 2. 3D MAX建模的具體實施 2.1 數(shù)據(jù)收集 本

27、次設計我主要是以教學樓為例，在收集數(shù)據(jù)的過程中,我根據(jù)建模時對各種建筑、環(huán)境等場景的不同要求,選取不相同的圖片和數(shù)據(jù)。 2.2 布局圖的獲取 圖紙資料的獲得有攝相片、地形圖文件、建筑的單體件及規(guī)劃的工程圖紙文件等。得到原始資料后,可以使用圖片處理軟件進行校正,把單個的建筑物輪廓線從攝取的相片中取得，成為教學樓模型的底圖，而且要按照相對的比例把圖片做成貼圖,方便后面模型的建立。再整理單個的各種建筑尺寸以用來備用。這是用相機獲取教學樓整體布局圖

28、 2.3 貼圖資料 為了增加模型的逼真效果，在虛擬現(xiàn)實體系下，經(jīng)常把從實際環(huán)境的照片作為紋理使用,其他的圖片要進行相關處理，比如經(jīng)常使用的圖像處理軟件Photoshop，可以處理文件的RGBA和RGB格式, 對紋理圖片的大小的設定，需要作為紋理的圖片寬度和長度的像素值，都要將它設為2的整數(shù)次冪，不然紋理在實時模型過程中或許會發(fā)生變形扭曲。用圖像處理軟件處理透明貼圖后得到透明貼圖。也還可從其他現(xiàn)場拍攝不到的資源獲取景觀或建筑。 3.3D MAX構建模型主要工作 3D MAX建模軟件的使用范圍非常之廣，它的特點是具有可功能強大、模型精細逼真、操作性強、質(zhì)

29、感強等等，而數(shù)據(jù)量大成為了它最大的缺點。使用3D MAX建立模型的最重要主要工作有： 3.1 劃分單元場景 在構建教學樓模型中，經(jīng)常需對真實的場景進行劃分，形成幾個相對獨立的單元。依據(jù)本此設計所涉及到教學樓室內(nèi)的實景場景，被劃分出了桌子、椅子、黑板等主要建筑物和其他次要的建筑物。 3.2 主要建筑物的建模 場景的核心內(nèi)容就是主要建筑物，模型不僅要有一定的逼真度，而且還要求質(zhì)量較高。所以經(jīng)常需使用3D MAX軟件的幾個基本命令：Extrude、Edit Spline、Mirror等。此外，為了減少模型的表面數(shù)據(jù)，同時為了保證模型的精細度，盡可能減少這些命令的Segment

30、、Sides值，提高模型逼真效果應盡量的使用紋理映射。 3.3 次要的建筑物建模 次要的建筑物模型質(zhì)量沒有主要建筑物模型質(zhì)量要求那么高，只需簡單的使用紋理映射和幾何體就可完成。 3.4 需要注意的事項 創(chuàng)建一個3D MAX模型，需要把3D MAX模型轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蜻\用的OpenFlight模型，在3D MAX中建立模型時必須注意下面幾點： （1）避免出現(xiàn)不兼容的情況。在3D MAX建立模型中，需先建立模型后再導入到MultiGenCreator軟件中進行相關的處理，由于3D MAX是一個功能強大、模型精細逼真的軟件，一些如復雜的reference參數(shù)、紋理合成等命令是不能得

31、到支持和識的別在MultiGenCreator中。但為了使前面建立的模型在后面能得到較好的讀取與運用，這些指令最好避免使用，如果非要使用這些指令，可以在模型導入到MultiGenCreator后運用。 （2）保證模型質(zhì)量時盡可能減小精細度。例如在運用Shape命令里的Line建模時要盡可能把Interpolation選項里的Steps值設置到最小，通常將它設為1至3就行，相反，Steps值太高會很大程度的提高轉(zhuǎn)換后的模型面片數(shù)。 （3）盡可能運用簡單的方式。建立模型是要優(yōu)先使用比較簡單的Shape、Box等命令來制作，最好不要使用NURBS、patch、polygon方式建立模型。由于Sh

32、ape使用比較簡單，所以在3D MAX中多選用Shape命令再加其它的方式來建立模型。 4. 3D MAX模型的構造方法 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)簡稱VR系統(tǒng)，它要求實時逼真動態(tài)地模擬現(xiàn)實中的環(huán)境,由于受到虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)實時性和硬件限制的影響, 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)建立模型和以造型為主的動畫建立模型方法有著明顯的差別, 建立虛擬現(xiàn)實模型基本上應用紋理映射、模型分割等等技術。而3D MAX建模軟件的應用十分廣泛，其特點具有很強的操作性、模型精細逼真、功能強大、質(zhì)感強等。當前構造VR中的虛擬場景有以下主要途徑：基于圖像的繪制方法和基于模型的方法這兩種。兩種方法都可以通過3DS MAX來完成和驗證，以下我們具

33、體展開加以闡明。 4.1 3D MAX的幾何建模方法 （1）多邊形的建模。多邊形建模是3D MAX建模技術中最早應用的技術，它擁有很簡單的思想，也就是用小平面來模擬曲面制作出不同形狀的三維的物體，小平面可以是矩形的、三角形的或者其它多邊形的，但是現(xiàn)實中主要是矩形或三角形的。多邊形建?？梢灾苯油ㄟ^建立基本的幾何體，再根據(jù)需求運用修改器進行物體形狀的調(diào)整或者通過使用曲面片造型、放樣、組合物體來制作虛擬現(xiàn)實的作品。多邊形建模主要以方便、簡單和快速為優(yōu)點，但是因為難于生成光滑的曲面，因此多邊形建模技術只適合于構造具有規(guī)則形狀的物體，比如大多數(shù)的人造物體，可根據(jù)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的要求，只需對建立模型的參

34、數(shù)進行調(diào)整即可獲得的模型分辨率就會不同，以適應于虛擬場景實時顯示的需求。 （2）細分曲面技術。在1998年細分曲面技術的引入了三維建模方法中，它克服了NURBS技術在建立曲面時帶來的難題，就是它的控制網(wǎng)格使用的是無數(shù)多面體，再自動根據(jù)控制網(wǎng)格來生成平滑的曲面。由于細分曲面技術的網(wǎng)格是任意形狀，所以可以很容易的構造出各種各樣的拓撲結構，并且始終保持讓整個曲面光滑。“細分”是細分曲面技術的又一個重要特點，就是增加細節(jié)于物體的局部，而不用使整個物體的復雜程度增加，同時還保持增加物體細節(jié)的光滑性。因為細分曲面技術問世不久，還不能制作復雜的模型。 （3）非均勻有理B樣條曲線。非均勻有理B樣條曲線也稱

35、NURBS建模。NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的縮寫，通俗來講，它就是計算機圖形學中的一個數(shù)學概念。最近幾年三維動畫最主要的建模方法就有NURBS建模技術，它適用于建立復雜的、光滑的模型,其優(yōu)勢是在它模型的細節(jié)逼真性和應用的廣泛性。它也有其局限性：NURBS曲面不能有無限的拓撲結構，致使它很難制作拓撲結構很復雜的物體；NURBS曲面片是網(wǎng)格狀的基本結構是,如果模型較復雜,會導致控制點難于控制;復雜的模型結構，往往要裁剪曲面,但是大量裁剪容易導致計算錯誤;“帶有分枝的”物體對于NURBS技術來說很難構造。這都是因為NURBS建模必須使用曲面片作為其基本的

36、建模單元[2]。 4.2 基于圖像的繪制方法 傳統(tǒng)圖形繪制技術的設計基本上都是面向景物幾何的，因此在繪制過程中會涉及到光亮度計算、復雜的建模和消隱。雖然通過可見性預計算技術及場景幾何簡化技術能很大程度減少需要處理景物的面片數(shù)目，但是對高度復雜的場景，現(xiàn)今的計算機硬件還是不能實時繪制簡化后的場景幾何。因此有一個重要問題是怎樣在具有普通計算能力的計算機上，實現(xiàn)真實感圖形的實時繪制。IBR技術就是為了解決這一難題而設計的一種圖形繪制方式。該技術是在一些預先生成的圖像下來生成不同視點的場景畫面的，相比于傳統(tǒng)繪制技術，它有著獨特的特點： （1）繪制圖形與復雜的場景是相互獨立的，只與所要生成畫面的

37、分辨率有關。 （2）預先存儲的圖象(或環(huán)境映照)既可是實際拍攝的畫面，也可是計算機合成的，并且二者能夠混合起來使用。 （3）因為該繪制技術對于計算資源的要求不高，所以能夠?qū)崿F(xiàn)復雜場景的實時顯示而建立在個人計算機和普通工作站上。由于每幀場景的畫面都只是描述給定視點沿著某特定視線方向觀察場景的結果，并非從圖像中恢復光學或幾何景象的模型，為了避免單幀畫面視域的局限性，我們在一個給定的視點處拍攝或者以計算得到其沿所有方向的圖象，并且把它們拼接成一張全景圖像。在場景中為了讓用戶能夠漫游，需要在不同位置處建立場景的全景圖，然后通過視圖變形或插值來獲取臨近視點對應的視圖?；趫D像繪制技術是一項新的研究領

38、域，它改變了人們對計算機圖形學及應用學的認識，從而讓計算機圖形學與應用學獲得了更大范圍內(nèi)的應用[3]。 5. 建立教學樓模型 5.1 建模分析 建模是基礎，本次設計的建筑主體模型是教學樓模型，要建立教學樓模型，可對教學樓的外貌和內(nèi)部的一些物體結構情況進行分析。大致需要創(chuàng)建的模型： 教室內(nèi)的物品有桌子、椅子、燈等。 教室的構造模型、樓的基本結構設計、窗戶等等。 把它大致分為兩個部分： （1）室內(nèi)物品設計 （2）樓房的設計 5.2 建立教學樓房屋模型 （1）打開屋頂3ds max 文件。 （2）進入創(chuàng)建面板，單擊選擇“圖形”，在其下列表框中選擇“樣條線”，選

39、擇按鈕矩形，在頂視圖中用鼠標拖動出一個矩形圖來，并在參數(shù)欄目中設置相關參數(shù)。 （3）在修改命令面板中打開“修改器列表”，再單擊選擇“編輯樣條線”，展開了“編輯樣條線”的卷展欄，選擇“頂點”，然后在幾何體卷展欄中選擇優(yōu)化。 （4）在頂視窗中提取8個控制點。 （5）在“編輯樣條線”卷展欄下中選擇“樣條線”，在“集幾何體”卷展欄的輪廓后面的數(shù)值框中輸入相應的參數(shù)。并單擊選擇，現(xiàn)在得到一個每邊都縮小的矩形輪廓。這樣，兩矩形就形成了的墻體截面。 （6）選擇進入修改面板，在修改列表器中選擇“擠出”選項，到卷展欄下設置相應的“參數(shù)”。 （7）在視圖中單擊鼠標右鍵，出現(xiàn)相應的快捷鍵，選擇其中的“全部

40、取消隱藏”命令，屋頂就會顯示出來。 （8）選擇其中的墻體，單擊修改面板選項，打開對應的修改列表器框，選擇“編輯網(wǎng)格”，在展開的“編輯網(wǎng)格”卷展欄中，選擇“頂點”，在前視圖框中選中間點。在工具欄中單擊“移動”按鈕，將點拖動到對應的屋頂頂端。 （9）在左視圖中，用相同的方法把兩個小屋頂?shù)膲Ρ谝餐蟿映鰜怼? （10）在前視圖窗中，框選出墻壁的中段，然后將其向下移動。 （11）選中框選出的墻體，按快捷鍵M，打開“材質(zhì)編輯器”。 （12）選中一個樣本球形，單擊選擇“將材質(zhì)給定指定對象”，將系統(tǒng)默認的名字修改為“墻體”，在“反射高光欄”中輸入相應的參數(shù)。 （13）單擊選擇“標準”按鈕，然后打開“

41、材質(zhì)”選中“新建單選框”，雙擊其中的“多維”選項，再彈出的“替換材質(zhì)”對話框中，選擇“丟棄舊材質(zhì)”選項，最后單擊確定。 （14）在出現(xiàn)的“多維”選項中，對墻基和墻壁設立兩個子材質(zhì)。 （15）選擇墻基后的色塊，在其彈出的“顏色選擇器”中，把RGB的參數(shù)設置為相應參數(shù)。 （16）選擇墻基后的按鈕“stand”，進入到墻基子材質(zhì)編輯命令，輸入相應的參數(shù)。 （17）選擇“貼圖”，在其展開卷展欄中選擇“凸凹”復選框，并把其數(shù)量值設置為相應參數(shù)，單擊其下的按鈕“none”，再在彈出的”材質(zhì)和貼圖瀏覽器中”雙擊“位圖“選項，并在彈出的對話框中，選擇其中的一張貼圖。 （18）進入到修改命令面板，打開

42、其中的修改器列表框，單擊“編輯網(wǎng)格”，然后展開“編輯網(wǎng)格”的卷展欄，選擇其中的“多邊形”。 （19）在工具欄中選擇“選擇對象“按鈕，在前視圖中拖動鼠標的指針，框選出前視窗線條，在命令面板的“曲面屬性”卷展欄中，把“設id”數(shù)設置為1 。 （20）在前視圖中拖動鼠標框選墻基，在命令面板的“曲面屬性“卷展欄中，將”設置ID”數(shù)值設為2。 （21）在“編輯”命令面板中選擇“修改器列表”，再選擇其中的“UVW貼圖”，設置相應的參數(shù)，這樣一個房屋模型基本上就完成了。其渲染效果如圖2所示。 圖2 教學樓房屋模型

43、5.3建立教學樓窗戶模型 （1）打開上一例教學樓房屋的3ds max 文件。 （2）在主頁面中選擇“創(chuàng)建”命令，在其面板中選擇“幾何體”按鈕，然后在下面的列表框中單擊“標準基本體”，再選擇“長方體”按鈕，最后在前視圖中用鼠標拖拽出一個長方體模型。 （3）單擊移動工具，同時按住shift鍵，在前視圖中用鼠標拖動，然后移動坐標的y軸向下復制出一個長方體，在彈出的對話框中單擊選擇確定。 （4）在“修改”命令面板下，將參數(shù)欄中復制的立方體的長、寬、高參數(shù)修分別改為60、90、450，再用相同的方法向下復制出兩個立方體來。 （5）選擇其中的一個立方體，單擊“修改”面板，在修改列表器中單擊“編

44、輯網(wǎng)格”，在其幾何體卷展欄中選擇附加，然后在左視圖中，分別用鼠標選擇其他的三個立方體，最后將四個立方體連成一體。單擊移動選項，調(diào)節(jié)立方體到相應的位置。 （6）選擇其中的墻體，在“對象類型”卷展欄下，單擊選擇“布爾”按鈕，在其“拾取布爾”卷展欄中，選擇“拾取操作對象”，再用鼠標單擊選擇視圖中的“立方體”。 （7）再次選擇其中的墻體，在“對象類型”卷展欄下，單擊選擇“布爾”按鈕，在其“拾取布爾”卷展欄中，選擇“拾取操作對象”，再用鼠標單擊視圖中的“立方體”，得到一個效果圖。 （8）用相同的方法在側(cè)面的墻上開出幾個“窗眼”，分別設置出對應其參數(shù)，再按快捷鍵F9快速渲染，查看其效果。 （9）選

45、擇進入到創(chuàng)建命令面板，在面板中再選擇“幾何體”，并且在其下方下拉列表框里單擊“窗”，然后單擊選擇按鈕“遮篷式窗”，最后在“創(chuàng)建方法”欄下選擇“寬度、高度、深度”方式。 （10）選擇前視圖中的“窗洞缺口”，按住鼠標的左鍵并且拖動鼠標向右方拉出窗合適的寬度，放開鼠標左鍵向下移動又拉出窗合適的高度，再單擊鼠標左鍵，以類似的方法繼續(xù)移動鼠標向上拉出窗合適的深度，再次單擊鼠標確認。 （11）修改命令面板上窗戶的參數(shù)。 （12）選擇按鈕推拉窗，以相同的方法在左視圖中用拖建出窗戶，并設置相應的參數(shù)。 （13）選擇材質(zhì)編輯器對話框，選擇其中的一個樣本球，將窗賦予一種材質(zhì)，把系統(tǒng)默認的名字改為“白色的材

46、質(zhì)”，在“反射高光”欄中輸入相應的參數(shù)。 （14）在blinn的基本參數(shù)欄中單擊選擇“漫反射”，然后在其后的色塊中打開“顏色選擇器”，并將紅綠藍值均調(diào)整為255.255.255，使它變成為純白色。再調(diào)整好窗在透視圖中的位置，選擇快速渲染鍵查看其效果。 （15）選擇側(cè)面的窗戶，選擇其中的一個樣本球，將側(cè)面窗戶賦予一種材質(zhì)，將系統(tǒng)默認的名字改為“側(cè)面窗戶”。 （16）單擊選擇“標準”按鈕，在其彈出的“材質(zhì)/貼圖瀏覽器”對話框里，選擇“新建”，再確認“多維/子對象”選項，在出現(xiàn)的“替換材質(zhì)”對話框里，選擇“丟棄舊材質(zhì)”，單擊按鈕確定。 （17）在出現(xiàn)的“多維/子對象基本參數(shù)”欄中，設定3個子

47、材質(zhì)，分別取名。 （18）單擊選擇窗架后的按鍵，進入到“窗架”的子材質(zhì)編輯命令面板。把“漫反射”后出現(xiàn)的色塊設置成白色。再單擊選擇“轉(zhuǎn)到父對象”按鍵，轉(zhuǎn)到“多維/子對象基本參數(shù)”卷展欄，選擇“窗框”后，又進入到“窗框”的子材質(zhì)編輯命令面板，設置相應的參數(shù)。 （19）單擊選擇“轉(zhuǎn)到父對象”，轉(zhuǎn)到“多維/子對象基本參數(shù)”卷展欄，選擇“玻璃”后，又進入到“玻璃”的子材質(zhì)編輯命令面板，輸入相應的參數(shù)。 （20）進入到“修改”的命令面板，單擊選擇“編輯網(wǎng)格”，再展開“編輯網(wǎng)格”卷展欄后，單擊“多邊形”按鈕。 （21）在工具欄中單擊選擇“選擇對象”，在左視圖中，拖動鼠標框的所有面，在其“曲面屬性”

48、卷展欄里把“選擇ID”數(shù)設置為相應的參數(shù) 。 （22）在左視圖里，用鼠標選擇面，把它的“ID”值設置為相應的參數(shù)。 （23）按住按鍵ctrl，在透視圖里分別單擊選擇選中的兩面，將其“ID”設置為相應的參數(shù)。 （24）渲染查看效果。 （25）選擇“移動”按鈕，按住鍵shift，在左視圖里用鼠標拖動使其復制五扇窗戶到相應的“窗眼”。 （26）在復制一扇窗戶到中間“窗眼”，單擊圖標進入“修改”命令面板，單擊“sliding windows”，在出現(xiàn)的“警告”對話框中，單擊“是”按鈕，在命令面板的參數(shù)欄中將窗戶的“高度“由42改為82，其他參數(shù)不變。 （27）在復制一扇大窗戶到中間“窗眼

49、”上，利用移動按鈕，將窗戶安裝到相應的窗眼上，快速渲染查看效果。 5.4樓梯的制作 （1）進入到頂視圖，選擇Objects里的Box工具，創(chuàng)建一個長方體，參數(shù)設置為length:50，width:140,Height:7。 （2）再創(chuàng)建另一個長方體，參數(shù)設置為length:20，width:8,Height:15，并且在前視圖或頂視圖中按住Shift鍵拖動復制他，在其彈出的對話框里選擇Instan(關聯(lián))按鈕，再調(diào)整具體的位置。 （3）將左視圖全屏化，選擇Shapes里的Sta來創(chuàng)建兩個星形，參數(shù)分別設置為Radius1:22.0 Aadins2:5.5 Point:6及Radius1

50、:8.0 Aadins2:3.3 Point:6，再用Arc來創(chuàng)建兩段弧線，讓這兩段弧線的兩端相接形成月牙狀。請注意：在建立Shapes對象前，把Start New Shape按鈕后的勾選選擇取消，以確保在同一對象元素中。選定Arc工具后，創(chuàng)建方法的展卷欄中選擇End-End的模式，就是創(chuàng)建弧線在兩點間，而在兩段弧線創(chuàng)建的同時，要確保這兩點的大致位置不會變。 （4）進入到Modify的面板，在其下面物體層中單擊選擇Spline，調(diào)整兩個星形到下圖位置。使用擠壓編輯器,把Parameters層卷欄里的Amount數(shù)值調(diào)成為6.5。 （5）進入到前視圖中，選擇樓梯板及其支腳，單擊選擇Mater

51、ial Editor（或者M鍵）進入到材質(zhì)編輯器的一個材質(zhì)球，選擇tomdard標準材質(zhì)鈕，單擊Wood-Ashen材質(zhì)，把Specular level(高光強度)調(diào)成為38，Glossiness(光澤度)調(diào)成為30，選擇Assign Material to selection，賦予所選對象相應的材質(zhì)。 （6）使用視圖縮放工具讓頂視圖縮小，再使用視圖移動工具，使頂視圖向右方拖動。 （7）單擊選擇菜單里的陣列，在出現(xiàn)的對話框里，將Z軸的偏移增設置好。如圖3所示。 圖3梯子模型 5.5 桌子的制作 （1）先

52、畫一個立方體做桌面。 （2）再畫一個立方體做桌腹（有抽屜部分），把用捕捉它放在桌面的下方。 （3）把桌腹轉(zhuǎn)化為編輯多邊形，也可以用修改命令里的擠壓、倒角這兩個命令，在面的級別里，選擇有抽屜的面，分別用插入面、加線、擠壓、切線這幾個命令，就把抽屜拉開的效果做出來了。 （4）先畫出桌腿，用對齊命令將其對齊。這樣一個比較簡單的桌子就基本上完成。 （5）分別在材質(zhì)里給一個木紋的貼圖調(diào)一下反射、高光等。 （6）最后打個燈光、查看渲染效果。 5.6椅子的制作 （1）選擇創(chuàng)建面板，在其卷展欄中單擊幾何體面板按鈕，再選擇盒子，用鼠標在頂視圖中創(chuàng)建一個盒子。 （2）將創(chuàng)建的盒子作為椅子的坐板。然

53、后再在前視圖中創(chuàng)建第二個盒子，把它作為椅子靠背上的豎木條。 （3）將椅子靠背上的木條選中，再進入到頂視圖中，按住Shift鍵，把木條移動到椅子另一邊，放開鼠標的左鍵，就會出來復制選項德爾對話框。單擊選擇復制選項對話框里的OK按鈕。再在左視圖中創(chuàng)建另一個盒子，把它作為椅子靠背上的橫木條。 （4）將這個橫木條復制一個。將復制后的橫木條選中，進入到修改面板，在下方的是復制后的橫木條的相關參數(shù)，把這個參數(shù)修設置為所需參數(shù)。 （5）選擇這個復制后的橫木條，將它復制2個。 （6）下面進入頂視圖，建立一個盒子，作為椅子腿。 （7）將椅子腿復制3個。 （8）在完成椅子的模型制作后，下一步是為椅子賦

54、予材質(zhì)。現(xiàn)在工具欄里的材質(zhì)編輯器，就會出現(xiàn)“材質(zhì)編輯器”的對話框。選中一個樣本球，單擊選擇展開下方的貼圖卷展欄按鈕，將漫反射右邊的按鈕選中，在出現(xiàn)的“材質(zhì)/貼圖瀏覽器”對話框中，選擇“位圖”，再選擇OK，會再彈出“選擇位圖文件”的對話框，找到其中的一張木紋貼圖。 （9）選擇“選擇位圖文件”的對話框里的打開，材質(zhì)編輯器中就會調(diào)入木紋貼圖。選擇“材質(zhì)編輯器”工具欄里的向上按鍵，材質(zhì)編輯器的下部會回到標準材質(zhì)的界面，把“貼圖”卷展欄下的漫反射右方的按鈕拖動到凹凸右邊的按鈕上，凹凸中就復制了漫反射的貼圖。 桌子椅子的模型如圖4所示。

55、 圖4 桌子椅子模型 教室里椅子和桌子的制作基本上一樣。就這樣一次做出教師里的所有桌子。如圖5所示。 圖5 所有的桌子椅子模型 教室的模型制作好了，選中他們成組，在依次復制教室內(nèi)部的模型。這樣整個G棟教學樓的模型就制作完成。如圖6所示。 圖6 G棟教學樓的模型

56、 6.總結 通過對本模型的制作和研究，讓我對3D MAX和三維制作有了更深的認識，也讓我收獲了很多。在沒有做畢業(yè)設計以前，覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的簡單總結。但是通過本次做畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)自己的看法太過片面。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。這次畢業(yè)設計讓我知道了自己比較欠缺的知識，要學習的東西也還太多。和很多人一樣，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。注重理論與實踐的相結合。在模型

57、制作過程中，難免會遇見一些問題，下面就是我遇見的一些問題和解決的方法。 6.1 3D MAX在虛擬現(xiàn)實建模中的關鍵問題 （1）基本建模方面。盡管運用3D MAX可以做到模型的精細和效果漂亮的模型，但是整個數(shù)據(jù)的工程量是相當巨大的，此外3D MAX還出現(xiàn)了和別的軟件結合的情況，以此為鑒，為了結合3D MAX和軟件的兼容問題，3D MAX建模過程中要盡可能地運用容易的命令。數(shù)據(jù)量問題的解決，模型在不影響整個虛擬城市質(zhì)量的前提下應盡可能簡單。 （2）紋理貼圖方面。在模型中，影響數(shù)據(jù)量的重要因素是紋理。紋理的小與大直接影響著文件的渲染程度和數(shù)據(jù)量的整體好壞。所以，當要整理貼圖時，應該把紋理的尺

58、寸（在不影響模型外型的情況下）弄到的最小。特殊情況時，應在3D MAX中做適當?shù)恼{(diào)整。 6.2 建模過程中的幾個關鍵技術的解決辦法 （1）數(shù)據(jù)的讀取。在導出模型的數(shù)據(jù)文件時應該了解幾點:各類信息的精度是不能丟失;這樣有利于處理模塊。首先,在3D MAX中將模型用Export 工具引出為3DS文件的格式以處理數(shù)據(jù)的讀取,然后讀取文件的數(shù)據(jù)。多余的部分書應該做格式轉(zhuǎn)換后模型的處理,我們所采用的方法是將頂點合并在每一個平面上到距離較小的頂點上。 （2）使用實時生成非常詳細程度的三維場景的LOD(Level of Detail) 方法時,也就是每個細節(jié)中模型層次的小型場景比較流暢的實時

59、的漫游,可是對于非常復雜的較大的或者非常大的情況,假如在每個時候(近景、遠景或被阻擋) 都對模型實行一樣的計算工作量,這必然會非常大地干擾實時漫游的順暢速度,這個時候運用LOD技術就能實現(xiàn)在相同的層次、在不一樣的視覺情況下,當運用每種程度非常精細的模型來展示一個相似的物體,以加快每個場景的顯示的速度,以實現(xiàn)其實時性和交互性。換而言之就是,對每個物體進行手工建立繁簡各種不一樣的模型,當物體和視點距離比較遠時就要使用比較簡單的模型,但是在距離比較近時觀察調(diào)用非常復雜的模型(這樣有利于在逼真性和速度兩者之間使之到達均衡狀態(tài)) ，所以需要設定若很多(一般是3～5個) 層次(每一個層次的適用范圍是有交集

60、的，而且是動態(tài)分配的)。 （3）對一些模型采用DOF( Degree of Freedom) 技術, 也就是自由度。在虛擬世界需要動態(tài)的和靜態(tài)的模型如人物和車輛應該擁有運動的能力,屬性的定義和構建需要靠DOF 來實現(xiàn)。自由度是種節(jié)點,要讓這個節(jié)點以下的幾何體運動就把這種節(jié)點插入到每個數(shù)據(jù)庫。接著定義本地坐標系,幾何體圍繞坐標軸運動通過讓它控制著。DOF 表示一種相對獨立的定位緩沖系統(tǒng),可以定義調(diào)節(jié)于平移、縮放、旋轉(zhuǎn)等等運動過程中在每個坐標軸上的自由度以通過對它的窗口屬性和對話框的設置。進而一定限度上作往復運動以形成動態(tài)的動作。 （4）建立一個好的層次結構庫因為創(chuàng)建的模型庫是由3DSMAX

61、 格式轉(zhuǎn)換而來的和Creator 中創(chuàng)建的的共同模型組合,所以需要對模型庫進行調(diào)整,創(chuàng)建一個非常有序的、有條理的層次結構的方法是先將3DSMAX 中的模型用Export 工具引出為3DS 文件的格式,接著對數(shù)據(jù)進行讀取。書格式轉(zhuǎn)換成模型后顯示多余面的結果就是存在的問題,這里運用面合并和頂點合并的方法將每一個面上的小面和距離非常小的頂點的合并在一起。 7. 3D MAX建模的虛擬現(xiàn)實技術在各領域的發(fā)展 3D MAX占據(jù)了極大的地位在虛擬現(xiàn)實領域中。城市項目規(guī)劃、游戲及房地產(chǎn)規(guī)劃中，3D MAX在虛擬效果的方面都成為了首選。用戶通過運用3D虛擬技術在場景中自由地走動，而且能夠360度隨意觀看每

62、個方向場景的所有的三維信息，所以它的更直觀，信息的更完整，功能的更加豐富使其極大的提高了效率。廣泛用于各行業(yè)和部門，如：國土資源、水利、交通、 農(nóng)林、環(huán)保、數(shù)字城市等。 當代各種虛擬現(xiàn)實應用技術都建立于3D MAX建模的基礎上,游戲、旅游、醫(yī)學、動畫、航空航天等等行業(yè)由于在虛擬現(xiàn)實里越來越受到人們的關注，使其得到了空前的發(fā)展。相信在未來的短時間里，對現(xiàn)實生活中的可見信息，在虛擬現(xiàn)實中可完全再現(xiàn)，并通過空間和時間的限制，展示現(xiàn)實生活的過去、現(xiàn)在和未來。 第 22 頁 共 23 頁