莊鋼波（泉州輕工職業(yè)學(xué)院,福建 泉州 362000）

3D MAX技術(shù)在虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

莊鋼波
（泉州輕工職業(yè)學(xué)院,福建 泉州 362000）

摘 要：3D MAX技術(shù)在美術(shù)、平面設(shè)計(jì)和3D游戲等的應(yīng)用是比較廣泛的，在動(dòng)畫設(shè)計(jì)、藝術(shù)類環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)等專業(yè)中虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)課程都是其專業(yè)必修課，在虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)中應(yīng)用3D MAX技術(shù)能得到非常明顯的效果，對(duì)場(chǎng)景設(shè)計(jì)的虛擬現(xiàn)實(shí)化程度的提高有一定的積極作用。本文就3D MAX技術(shù)在虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：3D MAX技術(shù);虛擬場(chǎng)景;設(shè)計(jì);應(yīng)用

隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用越來越廣泛，其中計(jì)算機(jī)技術(shù)在虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是比較明顯的，為虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)提供了很大的方便。在計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)下，3D MΑX技術(shù)在虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也是非常普遍的，3D MΑX技術(shù)可以使虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)的虛擬現(xiàn)實(shí)化程度有所增強(qiáng)，同時(shí)也會(huì)使虛擬場(chǎng)景的可視性增強(qiáng)，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)的形式和內(nèi)容的統(tǒng)一。

1 3D MAX技術(shù)在虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)燈光技術(shù)中的應(yīng)用

3D MΑX技術(shù)主要有自由聚光燈、目標(biāo)聚光燈、自由平行光、目標(biāo)平行光、區(qū)域聚光燈、泛光燈、天光、區(qū)域泛光燈等燈光效果，而且3D MΑX技術(shù)可以自由的設(shè)計(jì)燈光的類型。虛擬場(chǎng)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(jié)合光，虛擬場(chǎng)景中為了使虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)的燈光效果比較自然，通常會(huì)使用兩個(gè)泛光燈；在虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)中為了使虛擬場(chǎng)景表現(xiàn)陰影或照明時(shí)的視覺效應(yīng)增強(qiáng)，往往會(huì)使用目標(biāo)聚光燈來實(shí)現(xiàn)，而且，為了使虛擬場(chǎng)景中聚光區(qū)與衰減區(qū)的分界線比較明顯，在指定光源的投射方向時(shí)，往往會(huì)參考衰減區(qū)和聚光區(qū)的參數(shù)來確定，其中光源設(shè)定之后，虛擬場(chǎng)景中的聚光區(qū)就是指場(chǎng)景中間清晰的部分，而衰減區(qū)就是指除了聚光區(qū)以外的比較模糊的區(qū)域。在虛設(shè)場(chǎng)景中場(chǎng)景照明所用的主光源就是關(guān)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(zhuǎn)45度的位置，關(guān)鍵光是為虛擬場(chǎng)景設(shè)定好最基本的燈光效果，為了提高虛擬場(chǎng)景的陰影效果，除了主光源，還應(yīng)該借助其他光源來對(duì)虛擬場(chǎng)景的陰影部分和黑暗部分進(jìn)行填充，這樣就能使虛擬場(chǎng)景整體的燈光效果達(dá)到預(yù)期的效果。

為了使虛擬場(chǎng)景中的燈光效果達(dá)到最好，在設(shè)計(jì)燈光時(shí)就要從顏色、角度、衰減、投影等幾個(gè)方面來著手。在顏色方面，應(yīng)該在各方面的反差不變的情況下，通過調(diào)整光源來改變明度；3D MΑX技術(shù)布置燈光的目的就是燈光效果，燈光角度是調(diào)節(jié)燈光的關(guān)鍵，為了使燈光達(dá)到預(yù)期的效果，就可以通過調(diào)節(jié)燈光的角度來實(shí)現(xiàn)，一般燈光與場(chǎng)景之間的距離越大，場(chǎng)景的亮度就會(huì)越高，而且場(chǎng)景中燈光的明暗變化會(huì)少，當(dāng)燈光和場(chǎng)景之間的角度越大時(shí)，場(chǎng)景的表面也會(huì)越亮，而且燈光的強(qiáng)弱和亮度的調(diào)節(jié)都是在燈光與場(chǎng)景的角度調(diào)節(jié)之后才開始進(jìn)行的；為了產(chǎn)生比較精細(xì)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(jiǎn)單變化的參數(shù)，然后人為的對(duì)燈光的照射范圍進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)燈光細(xì)部的退暈變化現(xiàn)象的產(chǎn)生，退暈變化的控制過程通常是在完成燈光角度調(diào)整之后進(jìn)行的；在實(shí)際應(yīng)用中，通過對(duì)投影和衰減、角度的同時(shí)調(diào)整，能夠使虛擬場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)豐富光影的變化效果[1]。

2 3D MAX技術(shù)在虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)渲染和紋理渲染中的應(yīng)用

虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)一般是先創(chuàng)建三維模型，然后再編輯仿真材質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)畫的視覺效應(yīng)，這就是虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)的一般框架，為了使虛擬場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)得到渲染，虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)中還需要有場(chǎng)景渲染環(huán)節(jié)和動(dòng)態(tài)著色環(huán)節(jié)來輔助完成。其中實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景渲染的一種方法利用的就是Rendering Render對(duì)話框，然后運(yùn)用參數(shù)根據(jù)對(duì)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(jìn)行當(dāng)前正在使用的渲染器的設(shè)定；所謂動(dòng)態(tài)著色就是3D MΑX技術(shù)中的一種特殊的渲染方式，也就是通過渲染窗口完成對(duì)著色效果進(jìn)行實(shí)時(shí)的觀察和材質(zhì)的變換以及虛擬場(chǎng)景中的燈光調(diào)試等相關(guān)的設(shè)置，采用交互式的方法，在實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)渲染時(shí)可以通過浮動(dòng)窗口對(duì)著色效果進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察，并對(duì)著色效果進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整[2]。

虛擬場(chǎng)景中的紋理渲染本質(zhì)上就是通過貼圖實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬場(chǎng)景中的創(chuàng)建物體的表面光照分布狀態(tài)的一種直觀的表達(dá)形式，所謂的貼圖也就是在實(shí)體的模型上貼上紋理圖片，紋理渲染是是虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)中對(duì)實(shí)體模型的便面實(shí)現(xiàn)紋理圖案的創(chuàng)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(gòu)建頂點(diǎn)坐標(biāo)并設(shè)定頂點(diǎn)的顏色、把當(dāng)前stage被設(shè)置的紋理通過Settexture設(shè)置到相應(yīng)的stage中；最后進(jìn)行渲染。在設(shè)置渲染參數(shù)時(shí)可以從燈光設(shè)置、最大透明度、全局光子貼圖卷展欄等方面進(jìn)行，其中燈光設(shè)置是虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中控制全局燈光的設(shè)置的總開關(guān)，需要注意的是在3D MΑX技術(shù)中不能設(shè)置已經(jīng)默認(rèn)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(jì)算全局光照貼圖時(shí)，如果虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景在不進(jìn)行最終的圖像的渲染，那么就只需要計(jì)算虛擬場(chǎng)景渲染部分的全局光照貼圖，這種算法有利于動(dòng)畫過程的渲染；虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景在自動(dòng)搜尋距離時(shí)會(huì)對(duì)光子進(jìn)行估算搜尋，如果圖像產(chǎn)生一定的噪波那就說明光子偏小，如果光子偏大時(shí)就會(huì)導(dǎo)致渲染進(jìn)行的時(shí)間比較長(zhǎng)[3]。

3 結(jié)語

通過對(duì)虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)中3D MΑX技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，可以看出3D MΑX技術(shù)在虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)中能提高場(chǎng)景設(shè)計(jì)的虛擬現(xiàn)實(shí)化和可視性，實(shí)現(xiàn)了虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)的形式和內(nèi)容的統(tǒng)一，對(duì)虛擬場(chǎng)景的發(fā)展有一定的積極意義。在對(duì)渲染技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行研究時(shí)，就更加說明了3D MΑX技術(shù)的應(yīng)用效果是非常明顯的。

參考文獻(xiàn)：

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[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(jiǎn)介：莊鋼波(1985-)，男，本科，研究方向：美術(shù)類，平面設(shè)計(jì)，3D游戲。