3D MAX軟件中藝術(shù)與技術(shù)的綜合應(yīng)用

□蔣伊旭 山西應(yīng)用科技學(xué)院

一、3D MAX 軟件的背景及發(fā)展

3D Studio Max 簡稱為3D max或3D MAX，是Autodesk公司開發(fā)的基于pc系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件，前身是基于DOS操作系統(tǒng)的3D Studio系列軟件。3D MAX軟件在1996年問世之后的若干年間被設(shè)計者在美術(shù)、建筑、室內(nèi)環(huán)境等領(lǐng)域應(yīng)用。之后，隨著該軟件功能的不斷強(qiáng)大，其被更多的影視制作人應(yīng)用于電影、電視、動漫等領(lǐng)域。這種涉及多領(lǐng)域的使用為視覺欣賞者創(chuàng)建了一個接近真實(shí)的虛擬世界。其強(qiáng)大的功能和它帶給人們新鮮而真實(shí)的視覺沖擊力前所未有，它將設(shè)計藝術(shù)表現(xiàn)的張力提升到一個極致的高度[1]。

二、3D MAX 軟件的主要功能

3D MAX 是當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛的三維建模和動畫渲染軟件，它完全能滿足制作動畫、設(shè)計游戲場景的需求，被更廣泛地應(yīng)用于影視劇、多媒體制作等視覺領(lǐng)域。特別是它可以在應(yīng)用中拓展出意想不到的效果，其主要功能有建模、渲染等。

（一）建模及建模方法

3D MAX建模主要是用于三維動畫。3D MAX建模是制作一個三維的實(shí)體模型，它是幾何建模、一個仿真的體，可以用來輔助設(shè)計、分析或加工場景與形象。方法主要有多邊形（Polygon）建模、細(xì)分曲面技術(shù)、單面曲面技術(shù)（人物與游戲角色）等。其中“布爾”也就是建模的“段”，這些分段是建立高質(zhì)量模型的重點(diǎn)，是建造比較復(fù)雜的模型時需要特別注意的地方。例如，“人物”“動物”“汽車”等之所以要布線，是因?yàn)槟Ｐ偷木€條是根據(jù)真實(shí)物體的“實(shí)體結(jié)構(gòu)”或“肌肉走向”而設(shè)定的。

（二）渲染方法

渲染是最終使圖像符合3D場景、人物的制作方法。它用于建模之后，是將材料和質(zhì)地的特點(diǎn)結(jié)合進(jìn)行的過程。在渲染程式中，這些可視屬性是物體表面的色彩，如紋理、光滑度，反射率、折射率、發(fā)光度等，這些屬性將電腦三維的虛擬世界變得和真實(shí)世界一樣豐富多彩。

（三）燈光

3D MAX里的幾種燈光選項(xiàng)和我們常見的燈光一致，都用于照明。燈光的豐富性，使設(shè)計感更加豐富而逼真。

三、3D MAX軟件的藝術(shù)表現(xiàn)力

（一）真實(shí)場景的優(yōu)質(zhì)特效表現(xiàn)

基于上述功能，3D MAX軟件在影視、動畫等的后期處理上是非常真實(shí)的，這種真實(shí)表現(xiàn)環(huán)境的技術(shù)避免了鏡頭隨情節(jié)變換的僵硬，使動態(tài)的細(xì)膩連接得到生動的表現(xiàn)。3D MAX軟件將藝術(shù)與技術(shù)緊密結(jié)合，整合了空間變化與細(xì)節(jié)質(zhì)量，有效拓展了虛擬空間的深度，提升了畫面的整體美感。

（二）逼真的動態(tài)與光影

3D技術(shù)在空間的表現(xiàn)上巧妙地將人物和背景相結(jié)合，將渲染出的不同動作和背景相疊加，使其更接近生活和自然。光線的效果對場景中氛圍的營造，讓虛擬實(shí)現(xiàn)不同層次光線的交織及不同場景中不同情感色彩的表現(xiàn)更接近人的視覺效果。

（三）3D MAX軟件中的技術(shù)與藝術(shù)結(jié)合

3D MAX軟件的技術(shù)設(shè)計涵蓋三維藝術(shù)表現(xiàn)的全部，至今已發(fā)展極為成熟，在我們經(jīng)常觀看的動漫、影視里的人物活動、環(huán)境、色彩、質(zhì)感等真實(shí)效果，讓人身臨其境。這種藝術(shù)魅力的背后，是3D技術(shù)的支撐和無數(shù)次的實(shí)踐與提升。因此，它一直在吸引著我們?nèi)ヅμ剿鳎⒃谧畛醯膶W(xué)習(xí)中去嘗試表現(xiàn)。

四、3D MAX軟件的應(yīng)用

（一）確定劇本

該劇本的創(chuàng)意源自筆者的一個夢境。夢中天海相接，海浪翻滾。海中突兀地升起一處候車的站臺和站牌，身著黑色披風(fēng)的人立于站牌下，似乎在候車，又似乎在等待。時有微微的細(xì)雨飄落，在海面上濺起若有若無的漣漪。一輛有燈光的空電車緩緩地從畫面的前端滑過。筆者將這一夢境中的情節(jié)編為劇本，并取名《等待》。

（二）創(chuàng)作過程

筆者先確定劇本《等待》中的故事情節(jié)、場景氛圍、形象的前后呈現(xiàn)，然后通過建模、渲染、后期調(diào)整等技術(shù)手段進(jìn)行設(shè)計。

1.創(chuàng)建環(huán)境

（1）通過天際線劃分出大致的天空與海面

天空：在天空的區(qū)域使用材質(zhì)編輯器，選擇第一個材質(zhì)球，添加環(huán)境貼圖（將事先準(zhǔn)備好的圖片拖入）、添加漫反射顏色。對材質(zhì)進(jìn)行設(shè)置后，勾選“將材質(zhì)指定給勾選對象”，再次點(diǎn)擊“在視覺窗口中顯示貼圖”，即生成天空。

海水：海水的創(chuàng)建，可先通過建模再貼圖；也可以通過對平面置換、噪波與修改進(jìn)行創(chuàng)建。《等待》中為了使海面呈現(xiàn)海水起伏的效果，筆者綜合運(yùn)用了以下幾項(xiàng)功能。

首先，選擇在主視圖中創(chuàng)建一個平面，之后開始模擬海水的自然翻涌起伏。要先為平面添加體積修改器，在參數(shù)中選擇頂點(diǎn)進(jìn)行控制。其次，在曲面特征中選擇紋理貼圖為其添加噪波，調(diào)整噪波的大小和噪波的閾值，使模型中的點(diǎn)產(chǎn)生隨機(jī)的狀態(tài)。完成后為平面添加波浪修改器，以模擬波浪的起伏，此時，要設(shè)置波浪振幅，使平面產(chǎn)生高低落差的效果。最后，再次選擇添加體積修改器，在其上添加置換修改器，以及在置換修改器的貼圖選項(xiàng)里添加細(xì)胞貼圖，用細(xì)胞貼圖來模擬海面的浪尖。

雨：在控制面板“幾何體”中選擇粒子系統(tǒng)，點(diǎn)選超級噴射設(shè)定視口計數(shù)、渲染計數(shù)、水滴大小、速度，并在計時區(qū)域設(shè)置開始與壽命，之后返回視圖，在材質(zhì)編輯器中調(diào)整背景，設(shè)置環(huán)境光與漫反射，確定擴(kuò)展參數(shù)。

漣漪：先在基本標(biāo)準(zhǔn)體中選擇平面體，并在透視圖上繪制修改顏色；之后在修改器上選擇“漣漪”命令，調(diào)整振幅再設(shè)置關(guān)鍵點(diǎn)，將時間軸上的第0幀設(shè)置為關(guān)鍵幀；然后返回平面，選擇修改設(shè)置衰退與相位的數(shù)值，點(diǎn)擊播放，完成漣漪的制作。

（2）設(shè)置人物及場景中的物件

人物：人物面部的球體與五官都是基本操作。軀干部分使用了“布爾運(yùn)算”，即先在透視圖中創(chuàng)建一個幾何形（或其他形狀）定義為沖突物體1，再創(chuàng)建一個平面定義為布料，把兩者對齊后，對布料添加cloth并點(diǎn)擊對象屬性，把沖突物體1添加進(jìn)來，將數(shù)值歸零后再勾選布料確定其材質(zhì)。在模擬參數(shù)上設(shè)置自相沖突，布料就會在預(yù)設(shè)的位置上停止下落。

電車：要想車輛看起來真實(shí)，就需要一個模型準(zhǔn)備。筆者先在網(wǎng)上搜索車型進(jìn)行參考，再決定車輛的設(shè)計。有了樣本后，筆者先從主要特征開始組建，再過渡到更詳細(xì)的細(xì)節(jié)。與之前設(shè)計一樣，筆者從平面開始使用輪廓修改器，確定大致的外輪廓，之后通過彎曲、焊接等修改來完善外觀、連接所有小部件，完成電車的制作。

電車軌道：筆者先在前視圖中繪制一個鐵軌的截面，并在修改器中選擇“擠出”命令，復(fù)制好后擺放在合適的位置，并更改顏色，完成軌道的制作。

站臺、站牌及站牌上的文字：確定好樣式后，筆者使用基本標(biāo)準(zhǔn)體的幾何形來組建，并使用修改器中的擠出、焊接命令調(diào)整外觀，最后添加顏色、文字。

電車的動畫設(shè)置：先在場景里創(chuàng)建一條線，在運(yùn)動面板里選擇位置選項(xiàng)，使用制定控制器選項(xiàng)，在選中線的情況下激活路徑約束，再添加路徑即可生成電車的動畫。

2.后期調(diào)整

筆者在時間軸上對物體出場順序進(jìn)行調(diào)整，渲染預(yù)覽效果。導(dǎo)出動畫視頻后，筆者使用其他影視制作類軟件進(jìn)行后期處理（剪輯、配音）并完成。

在制作時要注意時間的設(shè)置。當(dāng)動畫中出現(xiàn)的元素準(zhǔn)備好后，要先設(shè)置時長以便后期的制作，點(diǎn)選最下方的設(shè)置自動關(guān)鍵點(diǎn)即可。（這里的設(shè)置有自動關(guān)鍵幀和關(guān)鍵幀之分。它們的區(qū)別在于：設(shè)置自動關(guān)鍵幀之后，將時間滑塊移動到某一非零幀時移動物體，就會直接生成動畫關(guān)鍵幀。而使用設(shè)置關(guān)鍵幀時，移動物體不會生成關(guān)鍵幀，還需在時間軸上手動點(diǎn)擊按鈕來設(shè)置物體關(guān)鍵幀。）

五、展望

對于3D MAX軟件的應(yīng)用，筆者感覺只是站在很遙遠(yuǎn)的地方看著3D那座燈光璀璨的城，許多制作與藝術(shù)表現(xiàn)中的問題還需繼續(xù)在學(xué)習(xí)實(shí)踐中解決。筆者還有很遠(yuǎn)的路要走，也許最后只能站在它的城下，但無論如何筆者都愿用更多的努力去接近它。

展望未來，3D MAX軟件仍在發(fā)展中，其他的諸如Softimage XSI巨型軟件將電腦的三維感覺動畫虛擬能力推向極致，因其更容易設(shè)定，在制作電影、廣告、3D等表現(xiàn)方向更為經(jīng)典。

軟件 Lightwave，它的建模就像雕刻，它將建模（modeling負(fù)責(zé)建模和貼圖）和布局（Layout動畫特效）分成兩個模塊，廣泛應(yīng)用于電影、電視、游戲、網(wǎng)頁動畫等各項(xiàng)領(lǐng)域，尤其在生物建模和角色動畫方面功能異常強(qiáng)大。例如，經(jīng)典游戲《生化危機(jī)》中的場景均由Lightwave 3D制作完成。

軟件Bryce，是一款超強(qiáng)3D自然場景和動畫制作軟件，它包含大量自然紋理和物質(zhì)材質(zhì)，通過設(shè)計制作手段能產(chǎn)生極為獨(dú)特的自然景觀，其中的三維技術(shù)可融合你想創(chuàng)作的程序方法。它流暢的網(wǎng)絡(luò)渲染、新的光源環(huán)境和樹木造型庫，均為設(shè)計者們提供了創(chuàng)意新空間。

結(jié) 語

綜上所述，3D MAX及其他軟件，讓藝術(shù)創(chuàng)作的疆域無限遼闊。筆者很感謝3D MAX軟件，它讓筆者見識了什么是更好。未來它將不斷發(fā)展，不斷刷新出美好鮮活的視覺新世界。