室內(nèi)效果圖制作中3dmax建模以及vray渲染

摘? 要： 本文首先研究了3dmax的概念，3dmax效果圖在室內(nèi)設(shè)計(jì)中已經(jīng)成為必要的創(chuàng)作手段，通過將cad施工導(dǎo)入3dmax中，創(chuàng)建空間。其次分析了利用倒角、切角制作墻面裝飾、收口線、軟包，利用倒角、掃描工具制作石膏線等。然后論述了Vray在室內(nèi)效果圖渲染中的運(yùn)用。細(xì)致分析了vray全局照明、抗鋸齒以及vary燈光vray材質(zhì)的綜合運(yùn)用。本文理論結(jié)合實(shí)踐，為未來的效果圖渲染和室內(nèi)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 室內(nèi)效果圖;3dmax建模;vray渲染

中圖分類號： TP31? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A? ? DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.10.040

本文著錄格式：朱智. 室內(nèi)效果圖制作中3dmax建模以及vray渲染[J]. 軟件，2019，40（10）：177179+232

3DMAX Modeling and Vray Rendering in Indoors Effect Drawing

ZHU Zhi

（Hunan Auto Technician College， Shaoyang， Hunan 422000）

【Abstract】： The paper firstly studies concept of 3dmax， 3DMAX effect drawing has become a necessary creation means in indoors design， through introducting CAD construction into 3dmax， create space. Secondly， it analyses making wall decoration， closing line and soft package with chamfering and cutting angle， and making gypsum line with with chamfering and scanning tools. Then it discusses application of Vray in indoor rendering. It analyzes comprehensive application of vray global lighting， anti-aliasing and vary lighting and material in detail. The paper combines theory with practice to lay a foundation for future rendering and indoor design.

【Key words】： Indoor rendering; 3DMAX modeling; Vray rendering

0? 引言

當(dāng)今社會(huì)已進(jìn)入信息時(shí)代，室內(nèi)效果圖制作從原先的繁瑣手工制圖中解放出來，通過3dmax建模技術(shù)和vray渲染技術(shù)使得效果圖更加直觀，為將來的創(chuàng)作表現(xiàn)提供更多可能性。通過本課題研究，可以讓筆者自身在三維建模技術(shù)和渲染技術(shù)上有更大的進(jìn)步，在選題后，查閱大量資料，使用了調(diào)查法、文獻(xiàn)查閱法、操作法等方法認(rèn)真完成每階段的任務(wù)[1]。課題首先研究3dmax的概念和vray渲染器的概念，分析3d建模技術(shù)的注意事項(xiàng)常用工具，然后論述了vray渲染器在室內(nèi)效果圖渲染中的運(yùn)用，通過本文的分析，大家能夠更好的理解建模技術(shù)與這染器的功能，以便能更好的將技術(shù)應(yīng)用與未來的研究中。

1? 3dmax概述建模分析

3dmax效果圖在室內(nèi)設(shè)計(jì)中已經(jīng)成為必要的創(chuàng)作手段，因?yàn)楸绕餭ad施工圖，它可以更加清楚明了的表達(dá)設(shè)計(jì)師的意圖也更加便于與客戶溝通。通過將cad施工圖導(dǎo)入3dmax當(dāng)中，能建立所需要的空間模型，將室內(nèi)墻面、地面頂面的造型形象生動(dòng)的表達(dá)出來，隨后在模型庫中尋找家具模型，或者自己創(chuàng)建，便可以制作出完整的三維空間。接下來使用vray渲染器對空間進(jìn)行渲染，雖然vray渲染器相對智能、快速，卻也不是那么簡單，需要設(shè)計(jì)師充分了解真實(shí)世界的光源和物理現(xiàn)象[2]。

1.1? 3Dmax軟件概述

3Dmax軟件是Autodesk公司旗下的一款三維軟件，可以用于建模、動(dòng)畫特效制作，能模擬真實(shí)場景并與vray渲染器結(jié)合使用，渲染出真實(shí)性極強(qiáng)的場景、動(dòng)畫以及人物等。尤其是2013版之后，軟件附帶的石墨工具建模，能創(chuàng)造出大多數(shù)人需求的虛擬三維。室內(nèi)效果圖的精美首先需要高質(zhì)量模型，因此探索分析3dmax的建模技十分重要。

1.2? CAD導(dǎo)入與空間建模

專業(yè)精確的3dmax效果圖制作必須以cad為基礎(chǔ)，因?yàn)閏ad施工圖是嚴(yán)格按照真實(shí)尺寸與比例進(jìn)行模擬的，在室內(nèi)空間當(dāng)中，cad施工圖需要設(shè)置系統(tǒng)單位為毫米來保證空間創(chuàng)立的模型與真實(shí)世界的實(shí)物尺寸保持一致。根據(jù)客戶需求繪制好cad施工平面圖之后，將家具和雜線清理干凈，只保留門洞、墻體與窗線，將cad平面圖導(dǎo)入3dmax當(dāng)中，在3dmax軟件的對話框中勾選焊接（Weld）選項(xiàng)，將焊接的范疇數(shù)值設(shè)為1 mm，如果不將斷線焊接好，有些墻體可能無法擠壓出來。接下來將cad圖凍結(jié)設(shè)置捕捉參數(shù)，打開捕捉，在頂視圖沿著墻體端點(diǎn)依次創(chuàng)建閉合的二維圖形。緊接著在修改面板使用擠出的命令，按照房間實(shí)際高度擠出，常用高度是2700 mm至3000 mm，室內(nèi)墻體模型基本完成，將其成組[3]。

接下來是窗洞和門洞制作，選擇背面消隱并轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形，依次對客廳、臥室、廚房等進(jìn)行翻轉(zhuǎn)即可見到房間內(nèi)部。隨后在可編輯多邊形命令下選門洞或窗洞處的 4條縱向線段，右鍵單擊設(shè)置按鍵，連接好一根線，隨后移動(dòng)至到2米的高度，因?yàn)殚T是兩米高。隨后選擇門板兩側(cè)的面，單擊橋接工具，門洞便產(chǎn)生了。同樣的方法可以創(chuàng)建窗洞，窗洞高度根據(jù)實(shí)際量房的高度要決定。對每個(gè)獨(dú)立的模型進(jìn)行命名，運(yùn)用可編輯多邊形和布爾線擠出窗框以及有厚度的玻璃。最后創(chuàng)建天花板，復(fù)制地面面片，擠出天花板厚度，并將天花板單獨(dú)成組.

1.3? 利用倒角、切角制作墻面裝飾

對于室內(nèi)墻面，各種各樣的勾縫是最為常見的裝飾，其中墻面開槽是大理石、墻面瓷磚、銀鏡、金屬、玻璃等材料通過橫向或豎向開鋸后的拼接口。常用的收口方法有“V”型槽和“U”型槽。在 3Dmax 軟件中，可以將墻面轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形，按照cad施工圖繪制的尺寸和設(shè)計(jì)的造型，用可編輯多邊形對墻體的邊進(jìn)行等分，然后連接成為需要的線段，選擇這些需要勾縫的線以“按多邊形的方式”運(yùn)行倒角，倒角高和輪廓按實(shí)際需求設(shè)置數(shù)據(jù)，進(jìn)行生成較為完美的“V”型槽。如圖1是3dmax制作的“V”型槽。

“U”型槽的制作方法則更為便捷，將線畫好之后，選擇需要做U槽的邊運(yùn)行切角，從而產(chǎn)生槽線，選擇與槽相鄰居的左右面運(yùn)行擠出命令便可，以上的方法可以創(chuàng)建出室內(nèi)柱子、墻面、茶鏡等墻面裝飾的勾縫，起到美化作用[4]。

1.4? 倒角、掃描工具制作石膏線

室內(nèi)空間中，頂面的收口常用石膏線或者高分子線條，因?yàn)槭嗑€的花紋可以簡約也可復(fù)雜，可以根據(jù)整體風(fēng)格起到營造室內(nèi)氛圍的作用。石膏線常用的建模方法有：掃描、放樣以及倒角，都是根據(jù)路徑，再使用拾取截面之后進(jìn)行掃描調(diào)整的方法。掃描法相比之下比較準(zhǔn)確，首先根據(jù)CAD的天花板布局圖的尺寸，在3dmax中繪制好石膏線的放樣路徑，隨后，在修改器列表之中增加掃描的命令，掃描路徑，使用自定義截面，然后拾取路徑并選擇已經(jīng)根據(jù)需求繪好的石膏線剖面圖，這樣基本造型就出來了。這時(shí)候的造型和頂面還有一定差異，因此我們要在掃描參數(shù)的位置進(jìn)行微調(diào)整，把軸對齊參數(shù)和角度細(xì)微調(diào)整一下達(dá)到與路徑完全吻合的目的，這樣就能快捷的做出石膏線了[5]。

2? Vray在室內(nèi)效果圖渲染中的運(yùn)用

2.1? vray渲染器概述與全局光照明原理

Vray渲染器是一款高質(zhì)量渲染軟件，渲染器中的燈光在一個(gè)場景里反彈傳播，并可以通過全局光照模擬真實(shí)光影，它對光線進(jìn)行計(jì)算和模擬，可以幫助使用者制作出真實(shí)程度極高的效果圖，而且vray渲染器為使用者提供了特殊的材質(zhì)，和3dmax自帶的物理材質(zhì)不同，vray材質(zhì)是一種特殊材質(zhì)，在場景中能更加精確的獲得照明和光能分布，同時(shí)可以更加迅速而精確的渲染出折射和反射的效果，我們還可以利用vray相機(jī)，它可以調(diào)節(jié)快門、光圈、感光度等，幾乎能完美模擬出真實(shí)相機(jī)的工作原理。Vray渲染器的渲染速度較快效果好，兼容許多三維軟件，因此成為現(xiàn)在室內(nèi)設(shè)計(jì)師和CG工作室最青睞的軟件之一。

Vray渲染器帶有全局光照明，簡稱GI，在渲染過程中起著統(tǒng)籌全局的作用，可以模擬現(xiàn)實(shí)中的直接光照與間接光照，綜合考慮場景中整體光照效果與物體之間的光照影響。間接照明體現(xiàn)在：在真實(shí)場景中，比如客廳開了一盞等，走廊也會(huì)有光，是因?yàn)楣饩€會(huì)經(jīng)過地面和墻面的反彈直到耗盡，所以走廊也會(huì)被間接照明。全局照明與燈光配合可以非常真實(shí)的模擬出真實(shí)物理世界中，間接光照和直接光照相互作用的效果，這是3dmax自帶渲染器無法實(shí)現(xiàn)的[6]。

2.2? vray間接照明

vray間接照明分為發(fā)光貼圖、光子貼圖、燈光緩存和窮盡計(jì)算。發(fā)光貼圖是vray 渲染器中默認(rèn)的渲染引擎。Vray在發(fā)光貼圖測試渲染的時(shí)候能自動(dòng)保存，正式渲染的時(shí)候，Vray能從之前的計(jì)算點(diǎn)中尋找相似之處，所以我們把之前渲染好的發(fā)光貼圖光子文件導(dǎo)入進(jìn)來，增加渲染速度。發(fā)光貼圖的計(jì)算次數(shù)越多計(jì)算精度也就越大。光子貼圖是基于場景中燈光密度和具體屬性來渲染的，它有局限性并只支持admax中的平行光和vray燈光[7]。

2.3? vray圖形抗鋸齒

使用vray圖形抗鋸齒可以讓渲染出來的家具、物體邊緣光滑細(xì)致。Vray渲染器有三種不同的采樣算法：自適應(yīng)采樣器、自適應(yīng)細(xì)分采樣器以及普通的固定比率采樣器，使用者根據(jù)情況任選一種，不過，雖然圖像邊緣圓滑了，也會(huì)加長渲染時(shí)間。對于固定比率采樣器，當(dāng)場景中有許多模糊點(diǎn)或是貼圖的紋理有很多細(xì)節(jié)，使用采樣器，渲染時(shí)間會(huì)增加，但是也能提高圖像品質(zhì)。

自適應(yīng)采樣器需要根據(jù)每個(gè)像素還有相鄰像素的細(xì)節(jié)、明暗差別，使用不同量。平坦的地方如地磚、墻面使用較低樣本數(shù)量節(jié)省資源，但是在凹凸不平的文化石或者造型復(fù)雜的石膏雕花上會(huì)使用更高的樣本數(shù)量。對于自適應(yīng)細(xì)分采樣器，這是最高級的采樣器，每個(gè)像素樣本值可以精細(xì)到低于1。因此，在沒有VR特效的情況下，自適應(yīng)細(xì)分采樣器是最合適的，因?yàn)樗梢允褂幂^少的樣本渲染出較高的品質(zhì)。當(dāng)然，如果場景里有大量模糊、景深或是細(xì)節(jié)，其余兩個(gè)渲染器就相對合適一些。

2.4? vray材質(zhì)及燈光分析

（1）Vary材質(zhì)

一張室內(nèi)效果圖中，需要設(shè)置的材質(zhì)非常多，我們通常可以網(wǎng)上下載一些材質(zhì)，或者將調(diào)整好的材質(zhì)參數(shù)保存，以便于多次使用。首先分析墻面材質(zhì)，墻面一般是墻紙、乳膠漆，它們不會(huì)產(chǎn)生漫反射效果。主要就是設(shè)置“漫反射”顏色，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置相應(yīng)的色彩。如果是墻紙，則直接使用平滑貼紙或者凹凸質(zhì)感的貼紙[8]。

地面材質(zhì)有地板、地磚、地毯，地板分為實(shí)木地板、強(qiáng)化地板。而地磚有仿古磚和普通釉面磚。對于仿古磚，只有微弱的反射效果，地毯是絨毛材質(zhì)，沒有反反射。對于仿古磚的材質(zhì)球，需要在漫反射的貼圖通道里，貼上瓷磚貼圖，并且調(diào)整瓷磚的尺寸。

（2）Vary燈光

Vary燈光分為天空光、燈光、太陽光以及3dmax的自帶光源。下面將對這些光進(jìn)行說明。首先是天空光，在渲染器菜單下的“Vray環(huán)境菜單”中可以看到全局照明覆蓋，即為天空光，將其打開，一般室內(nèi)場景有窗戶，天空光從窗外照射進(jìn)來，默認(rèn)是藍(lán)色，其中，倍增器控制了天光的強(qiáng)度，默認(rèn)值為1，數(shù)值越大光線越強(qiáng)。也可以選擇貼圖來作為天空光的光照，我們可以根據(jù)時(shí)間、季節(jié)和天氣情況靈活調(diào)整天空的顏色[9]。其次是室內(nèi)vray燈光，分為球光、半球光和片光，這三種形狀基本可以滿足不同場景的需求。這是一些vray燈光的重要參數(shù)：開、色溫、模式、顏色、排除（排除物體不受燈光影響）、倍增器（設(shè)置燈光的亮度與高低）、大小（平面片燈的長度，如果是球體等則為半徑）、天光入口（vray失去直接照明轉(zhuǎn)化為天光）、發(fā)光貼圖與燈光緩存（勾選以后，vray燈光的信息會(huì)被保留，可以先渲染一張測試圖，保存發(fā)光貼圖，再渲染成圖，出圖速度會(huì)加快）、細(xì)分（可以增加精細(xì)程度，但細(xì)分值太高會(huì)影響出圖速度）。

（3）Vray太陽光

在晴天，室外分為太陽光和天光，如果只有天空光而沒有太陽光，室內(nèi)陰影會(huì)非常暗，因此，我們需要調(diào)整太陽光的一些參數(shù)達(dá)到更好的效果，比如渾濁度，一般調(diào)整到2.0就可以了。

（4）3d自帶燈光

我們通常使用“光學(xué)度”燈光下的廣域網(wǎng)模擬射燈和筒燈效果，如圖所示，在“目標(biāo)燈光”下可以啟動(dòng)陰影，同時(shí)我們可以選擇vray陰影和陰影貼圖，在“選擇光學(xué)度”的文件里找到光域網(wǎng)的路徑，導(dǎo)入光域網(wǎng)文件。如圖2是光域網(wǎng)文件。

3? 結(jié)語

在研究3dmax建模和vray渲染器的過程中，嘗試對建模技術(shù)和渲染技巧進(jìn)行多種嘗試搭配，并對材質(zhì)參數(shù)和燈光進(jìn)行了研究。通過長時(shí)間運(yùn)用，取得了比較好的結(jié)果，但也有不足之處，也是進(jìn)一步

研究此課題中需要加強(qiáng)的地方。在未來，將更加深入的對3dmax建模和vray渲染器進(jìn)行研究，并嘗試研究運(yùn)用其他渲染器，綜合分析優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，細(xì)心觀察生活中的事物，提高自己的設(shè)計(jì)創(chuàng)作能力[10]。

參考文獻(xiàn)

[1]趙浩辛. 基于Vray的室內(nèi)效果渲染技術(shù)的研究與應(yīng)用[D].廈門. 廈門大學(xué)2014. 05.

[2]美. 肯尼思法爾曼、切麗法爾曼著. 謝康 等 譯.色彩物語：影響力的秘密[M]. 北京： 人民郵政出版社， 2012.1.

[3]李加州， 于建建. 淺談VRay渲染器在建筑效果圖中的應(yīng)用[J]. 視聽， 2015（1）： 179-180.

[4]郭峰， 句彥偉. 3DMax建模在ISAR成像中的應(yīng)用研究[J].電子測量技術(shù)， 2018， 41（21）： 30-34.

[5]程昊， 劉建華， 杜明義. 基于3DMax的電力設(shè)施建模方法研究[J]. 科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新， 2018（03）： 11-12.

[6]周碧靜.3 DMAX應(yīng)用于動(dòng)畫制作的實(shí)際含義和運(yùn)用思路[J]. 信息與電腦（理論版）， 2017（04）： 155-157.

[7]陳晨. 基于3DMAX的虛擬現(xiàn)實(shí)三維建筑模型建模技術(shù)初探[J]. 電子技術(shù)與軟件工程， 2016（02）： 94.

[8]靳晴文， 李景宜， 史飛飛， 雷春苗， 袁驕陽， 李歡. 基于ARCGIS與3DMAX的三維虛擬校園模擬——以咸陽師范學(xué)院為例[J]. 寶雞文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2015， 35（01）： 74-77.

[9]附錄二 Vray在3DMAX中渲染玻璃和不銹鋼表現(xiàn)[J].軟件， 2004（01）： 122-126.

[10]劉雁， 王建軍. 淺談3Dmax在人頭建模中的方法與技巧[J].電子世界， 2014（15）： 106.