3DS MAX中粒子系統的應用研究

摘要:在3ds max教學與實踐中，通過對“粒子系統與空間扭曲”的進一步研究，利用“噪波(Noise)” 修改器、“重力”和“導向板”對“噴射”粒子進行控制的方法，制作出動感十足的噴泉效果。

關鍵詞:粒子系統;噴泉;重力;空間扭曲

3DS MAX Study of Particle System

Ma Guo-Jun

(Gansu Normal University for NationalitiesHezuo Gansu 747000)

Abstract:Teaching practice in 3ds max， by the \"particle systems and space distortion\" of further study， using the \"Noise Wave (Noise)\" modifier， \"Gravity\" and \"guide board\" on \"spray\" particles control， create dynamic effect of a full fountain.

Keywords: Particle system; fountain; gravity; space distortions

1.引言

3ds max是由美國Autodesk公司推出的一個面向對象的三維動畫設計與制作軟件，該軟件功能強大，是目前世界上最流行的三維設計制作軟件，其主要功能包括建模、動畫、渲染。

在同類軟件中，3ds max最早從工作站移植到PC上并支持Windows操作系統，在加上其強大、全面的功能和良好的操作性，使3ds max成為當前影響最廣泛的主流三維動畫設計軟件之一，已廣泛應用于游戲開發、合成電影電視特效、工業輔助設計、建筑園林、室內裝飾以及多媒體制作等領域，同時為科技教育、軍事技術和科學研究提供專業、全面的解決方案。動畫制作是個復雜的過程，要求綜合應用所學知識，尤其是在模擬自然現象的動畫制作中，粒子系統的應用更為關鍵。

粒子系統是個相對獨立的系統集合， 3ds max內部擁有強大的例子系統，功能眾多，可以制作出數不盛數的粒子特效，是特技制作必不可少的工具。3dsmax種提供了7種例子系統:它們分別是Spray(噴射)、Snow(雪)、Blizzard(暴風雪)、Parray(粒子列陣)、Pcloud(粒子云)、SuperSpray(超級噴射)和粒子流(PF: Particle Flow)。它包含全部發射裝置，定義了場景中的粒子行為規則，主要用來創建雨、雪、爆炸、煙霧、灰塵、泡沫、火花等。

噴射粒子是最簡單的例子系統，但是如果充分掌握了噴射粒子系統的使用，我們同樣可以創建出許多特效，比如:噴泉、降雨等;“重力”是我們通常所說的重力系統，它用于模擬自然界的重力，可以使用于粒子系統或動態效果。

2.噴泉的制作過程

2.1噴泉基本模型的制作

水池底部模型是把3ds max自帶的圖形中的“行星(Star)”圖形，通過修改其中的“擠出”命令進行擠出，復制、縮放后再次用復合對象中的“布爾”命令運算所得到，其它模型都是通過3ds max自帶的標準幾何體和圖形等進行“車削”、“放樣”、“編輯網格”等修改器進行編輯操作而得到的三維基本模型，例如:白海螺的制作是通過二維圖形“圓”和“樣條線”進行“放樣”所得，在通過“縮放”按鈕打開“縮放變形”窗口進行縮放設置，效果如圖1所示。

整個建模的最終效果如圖2所示。

2.2制作水波蕩漾的效果

制作水波蕩漾效果的步驟如下:

(1)在頂視圖中創建一個圖形(Star)模型，打開命令面板，適當設置參數。

(2)執行修改器中的“擠出(Extrude)”命令，將其“擠出”為三維造型。

(3)執行修改器中的“噪波(Noise)”命令參數設置如圖3所示。

(4)打開“自動關鍵幀”按鈕，將滑塊拖動到最后一幀(第100幀)，將“相位”值設為100，從而形成水波蕩漾的效果。

2.3制作噴泉效果

(1)制作中心噴泉的方法，單擊“噴射(Spray)”按鈕，然后在視圖中創建一個“噴射(Spray)”粒子系統，參數設置及結果如圖4所示。

(2)此時我們看到中心噴泉的水始終向上，我們知道在現實生活中噴泉的水是噴出去以后受到重力而會降落下來，于是，我們就會用“空間扭曲”中的重力來解決這個問題。方法如下:進入創建面板的“空間扭曲”層級，選擇“重力”按鈕，然后在視圖中創建一個“重力”系統。接著利用“綁定到空間扭曲”工具將重力綁定到“噴射”粒子系統，重力參數設置及效果如圖5所示。

(3)此時，我們看到中心噴泉噴射后受到重力影響向下穿過水池，這與現實生活中的噴泉顯然不相符，我們可以利用“空間扭曲”中的“導向板”來解決這個問題。方法如下:進入創建面板的“空間扭曲”層級，選擇“導向板”按鈕，然后在視圖中創建一個“導向板”系統。接著利用“綁定到空間扭曲”工具將導向板綁定到“噴射”粒子系統，導向板放置位置、參數設置及效果如圖6所示。

(4)制作四周噴泉，方法與中心噴泉類似，在視圖中創建“噴射”粒子系統，并且利用“旋轉”工具旋轉一定的角度，在利用事先創建好的“重力”和“導向板”對其進行約束，如圖7所示。

(5)在頂視圖中利用“陣列”工具復制出其余的5個噴泉。

2.4制作并賦予模型材質

(1)噴泉材質的制作。單擊工具欄上的“材質編輯器”按鈕，進入材質編輯器。然后選擇一個空白的材質小球，將“環境光(Ambient)”和“漫反射(Diffuse)”的顏色改為純白色(RGB(255，255，255))，自發光的數值設置為80，接著將其賦予視圖中的所有“噴射”粒子系統。進行渲染后效果如圖8所示。

此時，我們看到噴泉不是哪么真實，沒有噴射時的模糊效果，下面我們就來解決這個問題。選擇視圖中的一個“噴射”粒子系統并單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，然后在彈出的對話框中設置參數如圖9所示。

單擊“確定”按鈕。采用同樣的方法，對其余“[噴射”粒子進行處理，最后單擊工具欄上的“快速渲染”按鈕，渲染后的效果如圖10所示。

(2)制作水面材質。選擇一個空白的材質小球，然后展開“貼圖(maps)”卷展欄，指定給“凸凹(Bump)”一個(Noise)貼圖;指定給“反射(Reflection)”一格“光線跟蹤(Retrace)”貼圖，渲染后的效果如圖11所示。

3.結束語

3dsmax軟件是一個復雜的軟件系統，其中的粒子系統使得幾乎可以模擬任何富于聯想的三維效果。每一種粒子系統都有一些相似的參數，但也都存在差異，如何優化它們的性能并運用于三維創作領域就看使用者的想象力了。

參考文獻:

[1]張凡，李嶺等. 3ds max 9中文版基礎與實例教程[M].北京:機械工業出版社，2008.

[2]孫晶華，金紅艷，陳曉慧等. 在3ds max中的動態貼圖和力場控制粒子發射[J]，吉林大學學報(信息科學版)，2009(3).