三维建模实体特征研究论文

3D软件的发展 三维软件是利用电脑制作几何模型的软件。最先只能在专业图形工作站上使用，随着PC机的飞速发展和普及，三维动画软件也纷纷被移植到PC机上。在DOS时代，美国Autodesk公司的3DS三维动画软件几乎垄断了PC机三维动画的市场。1994年Mi�crosoft用1．3亿美元收购Softimage公司，1995年推出基于NT平台的SOFTIMAGE3D3．0版本，激荡了三维动画领域。迫于压力，为了维护3DS在三维动画领域的霸主地位，1996年（一说1997年8月4日），Kinetix公司推出3DS的WindowsNT版本3DSMAX1．0。这个版本在操作界面、组织结构和功能上都有质的飞跃，获得了巨大的成功。1998年，Maya、Alias、Houdini相继在NT平台上出现。同年，Autodesk公司奋起迎击，推出偏重于建筑设计的3DSMAXVIZ版本，该版本实际是在3DSMAX的基础上进行一些增减，增加一些与建筑有关的模块，删去一些动画功能。随着三维软件应用的迅速普及，小型三维软件也如雨后春笋般涌现出来。 3D软件的分类 3D动画软件可以按软件功能的复杂程度分为小型、中型、大型三类。 1、小型软件 整体功能较弱，或偏重某些功能，学习相对容易。小型软件很多，常见的、有特殊功能的软件如下： Poser：快速制作各种人体模型。通过拖动鼠标可以迅速改变人体的姿势，还可以生成简单的动画。 Rhino：三维造型软件，长于NURBS曲面造型，能以三维轮廓线建立模型。 Cool3D：专用于立体文字制作的软件，可提供很多背景图和动态，很容易上手。 LightScape：渲染专用软件，只能对输入的模型进行渲染，能进行材质灯光的设定，采用光能传递算法，是最好的渲染器。多用于室内外效果图的渲染。目前为3．2版本。 Bryce3D：长于自然景观如山、水、天空的建造，效果很好。 2、中型软件 3DSMAX：功能强大、开放性好，集建立模型、材质设置、摄影灯光、场景设计、动画制作、影片剪辑于一体。 LightWave3D：功能强大、质感细腻、界面简捷明快、易学易用、渲染质感非常优秀。目前版本为5．6c。 3、大型软件 SOFTIMAGE 3D：功能极其强大、长于卡通造型和角色动画、渲染效果极好，是电影制作不可缺少的工具，国内许多电视广告公司都使用它制作电视片头和广告。 MAYA：功能比SOFTIMAGE 3D更强大，但更难掌握。 HOUDINI：将平面图像处理、三维动画和视频合成有机结合起来。 三维动画软件呈现一片百花齐放、百家争鸣的繁荣景象，很多都是功能强大的精品。这使我们在琳琅满目的三维软件面前有充分的选择余地；但是在纷纷登场的三维软件面前又有些晕头转向。其实只要先学好一个软件就可以了，有了这个基础，再学其他三维动画软件就容易多了。选择3DSMAX。理由有三： 第一、有很多一流的三维动画软件对硬件的要求很高，如Sumatra，显示器分辨率必须达到1280×1024；Maya则要求内存至少有256MB。3DSMAX对硬件的要求相对较低，多数三维动画迷都有能力配置；第二、由于3DS的缘故，现在3DSMAX的使用者也最多，教材和其他学习资料多如牛毛，有利于自学；第三、3DSMAX除渲染质感较差外，功能强大、插件众多，可以制作广播级的动画效果，对一般的广告、电视栏目、游戏的制作已完全可以胜任。 3D软件的应用 1、机械制造：利用三维动画研究机械零配件的造型，模拟它们运行时的工作情况。 2、建筑装潢设计：以三维的形式展现建筑物和室内外装潢的效果。不仅快捷方便，还能完整预览建筑物的各个角度的效果，且透视十分精确。 3、商业产品造型和包装设计：比如瓶子、盒子、玩具等的设计，可以对包装品的外观形态、色彩图案等进行设计。 4、影视和商业广告：很多电视栏目的片头是用3DSMAX制作的，更多的产品广告、房地产广告等都可以用3DSMAX来制作。 5、电脑游戏和娱乐：优美的动画画面和游戏程序同样重要。 其他：生物化学中用于生物分子之间的结构组成的研究，军事科技中可用于飞行员的模拟飞行、导弹飞行的动态研究，在医学中可以形象地演示人体内部组织等等，在此无法一一列举。 3D软件的硬件配置 一个入门级配置。CPU：CeleronⅡ600，主板：联想QDISX2E，内存：128MB，硬盘：Maxtor30GB，显卡：MatroxG450，显示器：Acer77C，刻录机：HP8250I。 和其他软件配合使用 1、和Photoshop的联合使用：用3DSMAX制作完成后，整个场景仍然需要补充配景。特别是室外建筑效果图，如果没有树木、花草和人物作陪衬，只有一座大厦的模型孤零零地站立在那儿，这张效果图可能就没人要。加入人物花草在3DSMAX中比较困难，增长渲染时间，这时用Photoshop就方便多了。图中的人就是后来在Photoshop中添加的。 2、和其他多媒体软件配合使用：主要用在片头制作中，比如几个动画频繁交叉切换，给人以眼花缭乱的感觉。这就要用到视频合成软件，如Premiere。这类软件可以把几段影片和动画以不同的方式剪接在一起，还可以加入各种出入场的特技和变形处理。 一个制作例子 下面我们设计一个“护手霜”和一个“宝宝霜”来说明3DSMAX的制作过程。 1、在Front视图中用Shape／Line分别勾画“宝宝霜”的瓶子和盖子剖面的1／2。打开Modify／EditSpline，并进入Sub－Object的Vertex层级，对不满意的点进行修改。按〔Lathe〕按钮，将剖面作旋转处理。设Segments为30，Align下点按〔Min〕。这样“宝宝霜”的包装瓶就完成了。 2、在Top视图里用Shape／Circle画个圆圈作为Shape（截面图形），用Shape／Line画一根直线作Path。打开Geometry／CompoundObject／Loft，如果这时截面图形是被选中的，那么点按〔GetPath〕按钮，用鼠标点按直线，完成Loft放样工作。但这时还只是个圆棒。切换到Modify，在它最下边是〔Deformations〕按钮，它包括5种变形控制。我们用Scale来把这个圆棒X剖面和Y剖面分别进行缩放，于是圆棒像泥一样被捏成护手霜壳。 3、再打开Create／Geometry／Extend�edPrimitives用ChamferCyl拉出一个带倒角的圆台做“护手霜”瓶盖。 4、按〔M〕键打开材质编辑器，选择一个样本球，设为蓝灰色，SpecularLev�el设为150；Glossiness设为50，将其赋予护手霜瓶盖。选择另一个样本球，把事先用Photoshop中制作的蘑菇图片赋给宝宝霜瓶盖。 5、用BOX工具拉出一张桌子，给它一点反光。 6、设置灯光和摄影机。点按透视图后按〔C〕键，使透视图转换为摄影机视图。 7、渲染摄影机视图（如图）。 通过以上制作，我们知道了3DSMAX的制作一个产品造型的基本流程是：建立模型，在3DSMAX中“创建”和“修改”几乎是不可分割的，可以用二维图形经过旋转、放样、挤压等修改命令来使之转换成三维模型，直接拉出几何体后一般也要用修改工具进行修改才能完成建模工作；设置材质并赋给模型；设置灯光和摄影机；将透视图转换为摄影机视图后渲染摄影机视图。