3D实验指导书1-10

《三维图形创作与动画制作（3DMAX）（一）》实验指导书潍坊学院教师教育学院实验目录实验一、3dsmax基本操作实验二、三维体的创建实验三、二维图形转三维造型实验四、高级建模实验五、编辑修改器实验六、材质编辑器实验七、摄像机与灯光实验八、粒子系统及空间扭曲的应用实验九、电视节目片头设计实验十、建筑漫游动画制作实验一3dsmax基本操作一、实验目的对比Flash界面，熟悉操作3dsmax界面的主工具栏、命令面板、菜单、视图控制器等界面元素。掌握移动工具、旋转工具、缩放工具的使用。练习制作斜面上的轮胎并制作凉亭。二、实验内容（一）认识3dsmax的界面了解3dsmax各主要工具栏、命令面板、菜单、视图控制器等界面元素的操作位置及功能。1、对象的选择与复制按名称选择、区域选择，阵列复制、镜像复制2、对齐命令与捕捉选项的使用对齐、法线对齐、对齐视图平移捕捉按钮、角度捕捉按钮、百分比捕捉按钮3、变换操作工具实现对象的移动、旋转和缩放变换按钮及变换边框：选择并移动、选择并旋转、选择并缩放变换输入对话框的使用变换管理器：参考坐标系、变换中心设置、约束轴设置（二）制作斜面上的轮胎在顶视图创建长方体作地面在顶视图创建半径为25的球体用对齐工具将球体置于紧贴地面上创建长方体作木板在前视图用选择和旋转将木板搭到球体上在前视图用圆环按钮创建轮胎拾取轮胎变换坐标系统移动轮胎并渲染得斜面上的轮胎（三）制作凉亭1、创建圆锥体作凉亭的顶，把边数参数改为6并取消平滑选项；2、再在顶视图六棱锥的一角附近，用创建几何体面板创建高度及半径比例适当的圆柱体作为凉亭的立柱；3、拾取六棱锥为坐标系并“使用变换中心”；4、用“栅格和捕捉设置”对话框确定圆柱旋转复制角度，在顶视图中，按住shift键的同时，用鼠标拖动选中的圆柱旋转60度，得到立柱的五个副本。实验二、三维体的创建一、实验目的掌握标准基本体和扩展基本体的创建过程并建造教堂模型，通过“布尔运算”的命令来实现烟灰缸的制作。二、实验内容（一）实验三维基本形的创建了解以下基本体的调整参数和创建步骤，通过实际操作感受各参数对最终效果的影响。标准基本体：长方体、球体、柱体、圆环、茶壶锥体、几何球体、圆管、棱锥体、平面扩展基本体：多面体、倒角方体、油桶、纺锤体、多边体、软环管等（二）运用基本几何体建造教堂模型用长方体创建教堂地基及石柱的柱基用环形波体创建柱身用长方体创建柱头群组后运用阵列命令复制石柱用镜像复制命令创建另一侧的石柱用C型延展体创建教堂的墙体与内门用棱柱扩展图元创建教堂的屋顶用复制的石柱及圆管创建教堂的拱门完善后得到教堂模型（三）实验布尔运算练习合、交及差的运算过程运算得到等径圆柱垂直相交部分运用基本体的布尔运算完成烟灰缸的建模实验三、二维图形转三维造型一、实验目的掌握十一种二维图形的创建过程，能通过“编辑样条线”命令的子层级编辑而改变二维图形的形状；掌握用放样方法来创建三维体并进行必要的调整。二、实验内容（一）二维图形的创建了解线、矩形、圆、椭圆、弧、圆环、多边形、星形、文本、螺旋线、截面的调整参数，通过实际操作感受各参数对最终效果的影响。（二）编辑与修改二维图形二维线形能够在执行“编辑样条线”命令后，再通过点、线段及样条线子层级的编辑可以改变其形状。实验了解编辑顶点、编辑线段及编辑样条曲线面板的选项、命令以及参数。心形的造型：1、重新设定系统。单击“创建”面板中的“图形”页面中的“弧”对象按钮，在前视图中创建一个圆弧。2、在“修改”面板中选择“编辑样条线”命令，展开编辑层次后选择“顶点”项。在展开“选择”卷展栏中选“显示顶点编号”复选框。3、依次选中1号和4号顶点并将其顶点类型改为“角点”，然后用“选择并移动”按钮通过顶点的调整将圆弧调整至合适位置。4、取消顶点显示编号。进入“样条线”编辑层级，在“几何体”卷展栏，选中“镜像”按钮下的“复制”和“围绕轴心”复选框，再单击“镜像”按钮，对圆弧施加了一个镜像复制。5、选中“自动焊接”复选框，然后移动新生成的弧使之与原弧相接。6、退出子对象编辑层级，单击颜色按钮，在弹出的“对象颜色”对话框中将对象设置为红色。完成“红心”造型后将结果保存为文件“心形.max”备用。（三）从二维对象生成三维对象1、实验掌握挤出、车削、倒角常用修改器的应用2、放样物体的创建单截面放样：以星形截面图形为例实验在曲弧路径上的放样2、多截面放样制作台布：创建一个圆形为台布的上截面，创建一个18角星形作为台布的下截面，创建一线条作为放样路径。在创建面板的“几何体”页面，用“放样”按钮创建“复合物体”。先对圆使用“获取截面”命令生成一个圆柱，再在“路径”参数为100处对星形使用“获取截面”命令而生成台布。放样制作螺丝刀：先以矩形沿直线放样，再在“路径”参数50处针对星形“获取图形”，而在100处针对圆形“获取图形”；在选中放样体时，进入“修改”面板，展开Loft选项，进入“图形”次对象编辑状态，点击打开卷展栏的“比较”按钮，依次拾取放样体上的三截面形，再使用“选择并旋转”工具把放样体上的截面形的第一顶点对齐；用“选择并均匀缩放”工具调整至合适大小，再借助于Shift键复制圆形、星形及矩形截面图形进行复制并调整就得到模型了。实验四、高级建模一、实验目的高级建模包括网格建模、多边形建模和NURBS建模，它们常用来制作复杂而精细的模型。通过实例操作，了解网格建模、多边形建模和NURBS建模的具体应用。二、实验内容一）网格建模网格对象不是直接创建的，而是由其他三维图形转换而来的。将对象转换为网格对象的方法有两种：用快捷命令将对象转换为可编辑网格，使用“编辑网格”编辑修改器。（一）足球建模足球球面是由五边形和六边形围成的，所以我们先点击创建面板中的几何体创建按钮，选择扩展几何物体，在透视图中创建一个异面体，右键结束创建；然后点击修改命令面板，在“参数”卷展栏下的“系列”栏中选“十二面体/二十面体”，然后在“系列参数”栏中把P值改为0.35，就得到了足球的基本形状；在该物体上用快捷命令把它转化为可编辑网格物体，在修改命令面板中，点击多边形层级，然后在透视图中框选整个形体，再到修改命令面板中，在面板下方找到“炸开”按钮，选择“元素”而不能选“对象”方式，点击“炸开”按钮，将形体炸开成分离的五边形面元素和六边形面元素；退出子对象编辑方式，给物体加上一个“网格平滑”修改器。光滑级别为1，在该修改器的基础上再加一个球形化修改器，参数默认。再在上面加一个体积选择修改器，选择级别选“面”，再加一个面挤出修改器，将数量设置为1，比例为90%，最后再加一个“网格平滑”修改器，光滑级别为设为1，将细分方法改为“四边形输出”，足球建模就此完成。（二）立体五角星制作除了用锥化修改器五角星之外，我们还可以用“编辑网格”命令来实现。选择星形，改为五角后创建，再执行“挤出”命令，然后执行“编辑网格”命令，最后选择前面顶点并确定缩放量为1%或直接按“塌陷”按钮。二）多边形建模多边形建模为非参数化的建模方法，多边形建模与曲面建模（即NURBS建模）是目前三维软件两大流行建模方法，用这种方法创建的物体表面由直线组成。“可编辑多边形”不能作为修改命令直接指定给几何体，而是只能先选择一个几何体然后将它塌陷成“可编辑多边形”。被塌陷物体的取消修改历史，不利于对其进行编辑和修改，还可以给物体指定“编辑多边形”修改器。多边形实现水杯建模：创建半径40、高度110的圆柱体为基础，高度分段16，边数为18，点击右键转为可编辑多边形，把透视图转换为“边面”显示方式，在多边形子层级选择上端面，指定插入量为4，挤出值为-100；为制作杯子把手，在柱体侧面选择上下两个多边形，以挤出量10连续三次挤出，为使杯子把手的上下部分连接起来，再选中上部分的末端下多边形和下部分的末端上多边形，挤出量为10，删除挤出后的两多边形，换到顶点层级，分别选择下面四个顶点，按下“目标焊接”按钮，对应地拖动到上面的四个顶点上。为使杯子变得圆滑一些，切换到左视图，如果制把手之初在柱体侧面所选择的两个多边形并不是处于前视图的正中央，则需要旋转杯子使得其把手侧面到正对的方向而使其前后顶点对齐，在顶点子层级利用框选同时选中把手的前后顶点而进行调整，使把手的拐角处呈现出倒角；然后，在透视图中，在边子层级选择水杯口外缘的相邻两段，再用“循环”按钮选中水杯口边外缘，按住CTRL键一并选中水杯口内缘，点击切角设置按钮，确定切角量为0.5，在左视图中同时选择水杯底的内外缘，也确定切角量为0.5。最后退出子层级编辑状态，添加“网格平滑”修改器，迭代次数为2，一个水杯就做出来了。三）NURBS建模NURBS建模是一种曲面建模方式，并且被其他三维软件所支持。NURBS模型的内部空间用数学表达方式构建的曲线和曲面来表现模型的结构，所以NURBS曲面建模方式能够创建更为光滑、逼真生动的模型。在NURBS建模中，应用最多的有U轴放样技术和CV曲线车削技术。下面我们NURBS建模创建一个带孔的苹果。在前视图中，单击“点曲线”按钮，用鼠标绘制一条与半个苹果外形轮廓相似的线，在点子层级下进行调整后，进入修改面板，在“NURBS”对话框中，单击“创建车削曲面”按钮，把鼠标放在所绘线上并双击，就得到了苹果的模型。利用NURBS对话框的各工具，我们还可以给这苹果挖上一个孔。具体办法是：在前视图中创建一个圆形，用附加命令把圆形合并到NURBS对象上，然后在前视图中用“创建向量投影曲线”把圆形拖动NURBS曲面上并单击，再启用修改面板中的“修剪”命令就在曲面上剪出一个洞来，最后用“创建挤出曲面”按钮（数量取负值并翻转法线）及“创建圆角曲面”按钮（单击苹果外表面后再单击挤出的曲面，选择“修剪第一曲面”与“修剪第二曲面”）就得到圆孔了。苹果柄部分也可以通过“创建U形放样表面”及“封口”来实现。实验五、编辑修改器一、实验目的练习并掌握弯曲、锥化、扭曲等修改器的使用，把握修改器与修改器堆栈的概念，运用所学过的编辑修改器实现雨伞、冰淇淋模型的制作。二、实验内容（一）实验弯曲、锥化、扭曲等修改器通过实际操作了解各相关参数的意义，明确其作用效果（二）雨伞的制作先在顶视图创建一个六角星线形，后施加挤出命令，取消封口始端和封口末端两选项，挤出的分段数取5；再加入锥化命令，设置数值为-1，曲线值取0.7，一个伞面就出来了；用细圆柱体制作伞把儿，圆柱体的高度分段数取得大一些，使用弯曲修改器的限制效果选项得到弯曲的伞把儿。（三）冰淇淋的制作（1)选择创建面板中的“图形”按钮，选择“星形”，键盘输入设为半径1为90、半径2为70、倒角半径1为16，在顶视图创建一个六角星；（2）进入修改面板，将名称改为“雪糕”，颜色调为左边的黄色；（3）打开修改器列表，找到“挤出”工具，修改“数量”为120，段数设为20，创建一个柱子；（4）再打开修改器列表，找到“扭转”工具，对柱子进行扭转；设置扭转参数的“角度”设为180，即拧180度，“偏移”设为30，即螺旋向上集中，这时就形成了一个螺纹；（5）再打开修改器列表，找到“锥化”工具，修改锥化参数，将数量设为-1（负数是上小下大，尖在上面），曲率设为1，让尖弯曲得比较圆滑，这时我们就得到一个冰淇淋的造型；（6）以“冰淇淋”为文件名，保存文件。实验六、材质编辑器一、实验目的一）了解材质及贴图的相关概念，熟悉材质编辑器面板中各按钮的功能，明确常用材质及贴图各参数的意义，掌握常用材质的设置方法；二）实验显示器例，确认在使用了“UVW贴图”命令后，还必须选择对齐为Y轴并按“适配”按钮。否则将无法渲染得到画面效果。二、实验内容一）赋予桌子及画框木材材质以长方体工具创作一张桌子，使用在漫反射通道为桌子添加木材贴图，并将它应用于场景中的桌子；用长方体工具及布尔运算创建一个画框并事先将画框中央贴画部分留存复制，然后为画框赋予木材材质，并把一幅画贴到中央部分。二）蓝天背景之材质动画例材质动画甚至可以像下例那样运用到“蓝天背景”上。执行“渲染-环境”命令，添加一蓝天图片为环境贴图，在任何一个视图中渲染后即可见到背景的效果。将环境