3D MAX技術在虛擬場景設計中的應用

莊鋼波（泉州輕工職業學院,福建 泉州 362000）

3D MAX技術在虛擬場景設計中的應用

莊鋼波
（泉州輕工職業學院,福建 泉州 362000）

摘 要：3D MAX技術在美術、平面設計和3D游戲等的應用是比較廣泛的，在動畫設計、藝術類環境藝術設計等專業中虛擬場景設計課程都是其專業必修課，在虛擬場景設計中應用3D MAX技術能得到非常明顯的效果，對場景設計的虛擬現實化程度的提高有一定的積極作用。本文就3D MAX技術在虛擬場景設計中的具體應用進行分析。

關鍵詞：3D MAX技術;虛擬場景;設計;應用

隨著信息網絡技術的不斷發展，計算機技術在實際中的應用越來越廣泛，其中計算機技術在虛擬場景設計中的應用是比較明顯的，為虛擬場景設計提供了很大的方便。在計算機技術的推動下，3D MΑX技術在虛擬場景設計中的應用也是非常普遍的，3D MΑX技術可以使虛擬場景設計的虛擬現實化程度有所增強，同時也會使虛擬場景的可視性增強，在一定程度上實現了虛擬場景設計的形式和內容的統一。

1 3D MAX技術在虛擬場景設計燈光技術中的應用

3D MΑX技術主要有自由聚光燈、目標聚光燈、自由平行光、目標平行光、區域聚光燈、泛光燈、天光、區域泛光燈等燈光效果，而且3D MΑX技術可以自由的設計燈光的類型。虛擬場景的燈光類型通常有人工光、自然光和人工光與自然光的結合光，虛擬場景中為了使虛擬場景設計的燈光效果比較自然，通常會使用兩個泛光燈；在虛擬場景設計中為了使虛擬場景表現陰影或照明時的視覺效應增強，往往會使用目標聚光燈來實現，而且，為了使虛擬場景中聚光區與衰減區的分界線比較明顯，在指定光源的投射方向時，往往會參考衰減區和聚光區的參數來確定，其中光源設定之后，虛擬場景中的聚光區就是指場景中間清晰的部分，而衰減區就是指除了聚光區以外的比較模糊的區域。在虛設場景中場景照明所用的主光源就是關鍵燈，主光源的位置一般就是放在中心線上面和物體正面各轉45度的位置，關鍵光是為虛擬場景設定好最基本的燈光效果，為了提高虛擬場景的陰影效果，除了主光源，還應該借助其他光源來對虛擬場景的陰影部分和黑暗部分進行填充，這樣就能使虛擬場景整體的燈光效果達到預期的效果。

為了使虛擬場景中的燈光效果達到最好，在設計燈光時就要從顏色、角度、衰減、投影等幾個方面來著手。在顏色方面，應該在各方面的反差不變的情況下，通過調整光源來改變明度；3D MΑX技術布置燈光的目的就是燈光效果，燈光角度是調節燈光的關鍵，為了使燈光達到預期的效果，就可以通過調節燈光的角度來實現，一般燈光與場景之間的距離越大，場景的亮度就會越高，而且場景中燈光的明暗變化會少，當燈光和場景之間的角度越大時，場景的表面也會越亮，而且燈光的強弱和亮度的調節都是在燈光與場景的角度調節之后才開始進行的；為了產生比較精細的退暈變化，就要先改變3D MΑX燈光中的一些比較重要的控制燈光簡單變化的參數，然后人為的對燈光的照射范圍進行控制，以實現燈光細部的退暈變化現象的產生，退暈變化的控制過程通常是在完成燈光角度調整之后進行的；在實際應用中，通過對投影和衰減、角度的同時調整，能夠使虛擬場景實現豐富光影的變化效果[1]。

2 3D MAX技術在虛擬場景設計動態渲染和紋理渲染中的應用

虛擬場景設計一般是先創建三維模型，然后再編輯仿真材質，以實現三維動畫的視覺效應，這就是虛擬場景設計的一般框架，為了使虛擬場景的動態得到渲染，虛擬場景設計中還需要有場景渲染環節和動態著色環節來輔助完成。其中實現場景渲染的一種方法利用的就是Rendering Render對話框，然后運用參數根據對話框中所包含的輸出圖像尺寸、元素渲染和輸出文件格式等的卷展欄來進行當前正在使用的渲染器的設定；所謂動態著色就是3D MΑX技術中的一種特殊的渲染方式，也就是通過渲染窗口完成對著色效果進行實時的觀察和材質的變換以及虛擬場景中的燈光調試等相關的設置，采用交互式的方法，在實現虛擬場景的動態渲染時可以通過浮動窗口對著色效果進行動態觀察，并對著色效果進行設置和調整[2]。

虛擬場景中的紋理渲染本質上就是通過貼圖實現對虛擬場景中的創建物體的表面光照分布狀態的一種直觀的表達形式，所謂的貼圖也就是在實體的模型上貼上紋理圖片，紋理渲染是是虛擬場景設計中對實體模型的便面實現紋理圖案的創建的比較有效的一種方法。紋理渲染的過程通常是包括載入紋理、構建頂點坐標并設定頂點的顏色、把當前stage被設置的紋理通過Settexture設置到相應的stage中；最后進行渲染。在設置渲染參數時可以從燈光設置、最大透明度、全局光子貼圖卷展欄等方面進行，其中燈光設置是虛擬現實場景中控制全局燈光的設置的總開關，需要注意的是在3D MΑX技術中不能設置已經默認的燈光；最大透明度就是指控制光線所追蹤的透明物體的最大深度，在計算全局光照貼圖時，如果虛擬現實場景在不進行最終的圖像的渲染，那么就只需要計算虛擬場景渲染部分的全局光照貼圖，這種算法有利于動畫過程的渲染；虛擬現實場景在自動搜尋距離時會對光子進行估算搜尋，如果圖像產生一定的噪波那就說明光子偏小，如果光子偏大時就會導致渲染進行的時間比較長[3]。

3 結語

通過對虛擬場景設計中3D MΑX技術的應用進行分析，可以看出3D MΑX技術在虛擬場景設計中能提高場景設計的虛擬現實化和可視性，實現了虛擬場景設計的形式和內容的統一，對虛擬場景的發展有一定的積極意義。在對渲染技術的實現過程進行研究時，就更加說明了3D MΑX技術的應用效果是非常明顯的。

參考文獻：

[1]夏蕾.3D MAX在城市虛擬現實建模中的應用[J].電子測試,2013(10):126-128.

[2]白志剛,魯建偉.基于3D MAX在城市虛擬現實中的應用探討[J].煤炭技術,2009(05):175-176.

[3]吳婧,馮永忠,劉軍.基于3D MAX的建筑建模[J].甘肅科技,2015(01):119-120.

作者簡介：莊鋼波(1985-)，男，本科，研究方向：美術類，平面設計，3D游戲。