基于3DS MAX動畫創作技術的拖拉機外形藝術設計

王紅靜

(賀州學院，廣西 賀州 542899)

0 引言

近年來，國家擴大內需、加大農業投入和西部大開發等經濟戰略的實施，推動了大型拖拉機的市場需求。隨著大型拖拉機產業化競爭的升級，更多的拖拉機生產企業期望設計的產品更符合消費者的需求，從而使自己在競爭中占據一定的優勢。在拖拉機設計過程中，除了要考慮經濟實用性之外，還需要考慮外形設計的美觀性。拖拉機作業環境較為復雜，在惡劣的操作環境下駕駛員容易產生疲勞感和緊張感，拖拉機外形設計的美觀性可以在一定程度上減輕拖拉機駕駛員的操作精神負擔。隨著現代工業設計技術的不斷進步，一款符合消費者需求的拖拉機產品外形應該更具運動性和現代氣息，才能滿足使用者的人性化和個性化需求。

1 大型拖拉機人性化美學設計和3DS MAX軟件概述

當前，隨著人們生活水平的不斷提高，對于產品的追求不再局限在經濟適用性上，而是越來越多地追求具有審美價值、動感美觀的外形，具有美感的外觀造型、宜人的色彩裝飾和舒適的表面質感的人性化產品越來越受到青睞。因此，現代拖拉機外形設計必須考慮人性化美學，將審美需求和產品的外觀設計及實用性相結合，將藝術和技術和諧統一起來，從而設計出既經濟實用又符合人性化美學需求的產品。

大型拖拉機的作業環境相對復雜，受到噪聲和振動等條件的干擾，加上嚴寒酷暑及風霜雨雪等環境因素，拖拉機駕駛員容易產生緊張和疲勞感。以前的拖拉機都被設計得粗糙笨重，很少考慮它的美學設計。根據人性化設計理念，如果拖拉機的設計考慮外形和布局，使線條勻稱、顏色具有動感性，可以使駕駛員在視覺和心理上獲得較多的舒適感，減輕因操作的枯燥性和作業的疲勞性造成的精神負擔，減少事故的發生，從而滿足拖拉機消費者的需求。

1990年，Autodesk軟件開發公司推出了第一個動畫設計軟3D Studio，又被稱為3DS MAX，該軟件除了可以對三維模型和環境進行渲染外，還具有藝術設計方面的材質和色彩設計，并具有人機交互的功能，從推出到現在一直受到全球客戶的歡迎，被應用在很多領域。在建筑方面，利用3DS MAX除了可以實現室內室外裝飾效果的渲染，還可以實現建筑內的漫游效果。本文主要利用3DS MAX動畫創建的材質及色彩渲染效果，對拖拉機的外形進行藝術設計，其主要流程如圖1所示。在進行拖拉機外形設計時，首先需要根據拖拉機作業場景和拖拉機模型特點提取場景和模型特征，然后進行三維元素的建模，最后通過材質和色彩的渲染，導出拖拉機外形藝術設計作品文件。

圖1 拖拉機外形藝術設計流程圖

2 基于3DS MAX的產品形體與布局

人們對于新產品的心理感知主要體現在產品的外形和布局上。外形和布局直接體現了產品的人性化設計，也直接影響了產品的審美價值的創造。大型拖拉機新產品是一種三維的實體模型，其外形和顏色的搭配對車輛的動感和美觀程度影響較大，在設計時需要綜合考慮其點線面實體構型，然后制定出合理的產品加工工藝。

在設計拖拉機外形時，除了首先要考慮車體的實用性之外，最主要的就是要體現拖拉機的審美特點，其外形布局和審美要素的設計要統一在一起，在創新設計的變化時要突出變化的新穎性，這樣才更能吸引人們的注意力。當然，在設計時也要顧及產品設計的統一性，避免無規律的變化造成產品審美的凌亂性。在大型拖拉機設計時，不僅僅要考慮產品的本質外形和剛性的平面所體現出來的堅實有力，還要體現出動感活力、堅定頑強的視覺傳達效果，突出拖拉機的速度感、現代感和運動感。

在拖拉機外形和布局上，審美學設計首先要考慮拖拉機外形的均衡性，只有均衡性較強才能讓使用者感覺拖拉機的堅實和穩重特性。如果均衡性較差，使用者在使用時會產生一種不踏實的緊張感。在設計時一定要保持中軸線的對稱性，但過于對稱會使拖拉機的設計過于呆板，因此色彩的的搭配便顯得格外重要。設計時如果能夠將藝術設計體現在拖拉機外形上，會給拖拉機增加不少運動個性和現代氣息。

計算機3D設計在現代產品外型設計中非常流行，相對于平面設計更加逼近于現實世界，模型讓人眼看起來像真實的一樣。3D效果是根據人眼的特殊性出現的，在近處時人眼感覺東西較大，在遠處時人眼感覺東西較小；而在計算機上可以通過調整色彩灰度，使人眼有一種立體感。3DS MAX也是利用了這一原理，從而可以實現點線面的三維外形建模，還可以實現顏色的裝飾和搭配。

3D MAX的插件非常豐富，因此其設計功能也非常的強大，從建模到渲染，從材質到貼圖，并且還增加了濾鏡和特殊用途等，如表1所示。

表1 3D MAX軟件功能

3DS MAX是當前世界上銷售量最大的三維建模軟件，其強大的動畫和渲染功能被應用在各個領域，并且獲得了眾多的業界獎項。現在，3DS MAX既繼承了之前的功能，又集成了很多新平臺，如Subdivision的表面和多邊形幾何模型Render Elements的渲染能力。本文主要運用3DS MAX的色彩渲染功能對拖拉機的前蓋進行色彩藝術設計，其流程如圖2所示。

圖2 基于3D MAX的拖拉機前蓋色彩藝術設計

在設計時，首先導入拖拉機前蓋的模型；然后根據設計需求可以對模型進行修改，完成模型設計后可以選擇合理的材質，并通過材質進行配色方案選擇，最終達到要求的設計效果。

3DS MAX模型尺寸基本參數設置如圖3所示。在使用3D MAX創建模型時，需要對模型尺寸參數進行合理的設計，以得到和真實產品相似的效果，根據各人不同的習慣，可以將模型尺寸參數設計為毫米、厘米或英寸等。

圖3 3DS MAX模型尺寸基本參數設置

3 基于3DS MAX動畫創作的拖拉機外形藝術設計

在3DS MAX中設置模型尺寸基本參數后，便可以開始拖拉機外形藝術設計的創建工作。首先設置拖拉機的基本材質，材質可以在軟件的VR材質包裹器中進行選擇，如圖4所示。

將拖拉機的外殼模型導入后，可以設置為基礎材質(如Vouvray材質)；然后，將過渡色貼圖、反射貼圖和凹凸貼圖設置成一張位圖。本文使用的拖拉外殼模型如圖5所示。 圖5中，按照前邊材質選擇步驟，選擇材質后便可以進行顏色設計。

顏色設計是藝術設計的重點，本文采用漫射效果進行顏色設計，其設置窗口如圖6所示。圖6中，可以在顏色設置窗口中指定漫射效果。該設置和一般顏色的設置方法類似，在漫射過程中指定一個可以衰減的材質，然后在凹凸通道上指定一個布料的紋理貼圖，最后得到了如圖7所示的設計效果。

圖4 基本材質選擇

圖5 拖拉機前蓋外殼模型

圖6 顏色設置窗口Fig.6 The color settings window

圖7 拖拉機前蓋外形設計圖

為了使拖拉機體現更加動感的外形，采用了漫射效果，使中間顏色比外側顏色更深一些、更光亮一些。由圖7可以看出：利用3DS MAX軟件設計的拖拉機三維效果圖的確具有較強的動感效果。

4 結論

為了提高拖拉機外形設計的設計效果，提升拖拉機的市場競爭力，設計出滿足使用者審美需求的產品，將3DS MAX軟件引入到了拖拉機的外形藝術設計過程中，大大提高了拖拉機外形的設計速度和效果。為了驗證方案的可靠性，采用3DS MAX軟件導入了拖拉機的前蓋模型，選擇了三維模型的材質，并對色彩進行了渲染。設計結果表明：采用3DS MAX動畫創作軟件可以設計出色彩豐富的拖來機前蓋漫射效果，增加了拖拉機的運動性色彩，對于拖拉機外形藝術設計的研究具有重要的意義。