室外场景设计在3ds Max中的应用——以荷花池景观为例

马阿米娜

（河南广播电视大学，河南　　郑州　450008）

室外场景设计在3ds Max中的应用——以荷花池景观为例

马阿米娜

（河南广播电视大学，河南郑州450008）

3ds Max是集造型、渲染和制作动画于一体的三维制作软件，应用在三维动画制作、建筑设计、广告设计、游戏设计、动态仿真和工程设计等各个领域。目前，它已逐渐成为个人计算机上最优秀的三维动画制作软件。计算机技术发展目前已经进入虚拟现实时代，使得3ds Max的应用日益广泛。本文利用3ds Max制作了一个简单的荷花池景观，制作过程遵循了三维设计的一般过程，从而介绍了3ds Max在室外场景设计过程中的应用。

3ds Max；建模；场景渲染

引言

随着信息技术的不断发展，人们可以形象地用空间来描述事物的发展，空间技术也越来越广泛地应用在现实生活中，二维图形已满足不了市场及用户对海量数据分析的需求，三维可视化的数字发展成为真实与直观的表达，特别是随着虚拟现实等技术的发展，更将三维空间概念深入到现实生活的方方面面。

3ds Max系统以其强大的三维设计功能成为当前效果图设计软件的佼佼者，它不仅被应用于室外景观、室内设计方面，而且还被广泛应用于制作电影特技效果、影视广告、游戏、教育、娱乐等。随着现代科学技术的发展，设计师可做出逼真的景观效果图供用户欣赏与选择。

一、3ds Max软件

3ds Max 2016是Autodesk公司推出的3ds Max系列的最新版本，除了继承以往版本的优点之外，又将系统的三维设计功能推向了一个新的高度，受到了行家极高的评价。所以在几乎所有的设计、出版、软件公司，3ds Max都是首选的设计工具。

3ds Max功能强大、开放性好，集建立模型、材质设置、摄影灯光、场景设计、动画制作、影片剪辑于一体。在实际生活和工作中，随着物质生活和文化生活水平的提高，人们对环境的要求也越来越高了，越来越讲究一种“美”了，而这种“美”就需要设计和装饰。本文通过3ds max软件设计制作荷花池室外景观效果图。

二、模型总体设计

模型首先采用3ds Max软件进行荷花池景观二维图形的制作，然后添加相应修改器，将二维图形转换为三维模型，为创建好的模型添加相应的材质或贴图，为场景添加灯光，使用摄像机添加场景效果，最后渲染输出。

三、模型制作过程

（一）建立场景模型

1.荷叶模型制作

（1）在创建面板的几何体子面板中，单击标准基本体下的长方体按钮，在顶视图中创建长度为100、宽度为100、高度为4的长方体模型，设置长方体的段数值。在修改面板中添加“编辑多边形”修改器，在顶点编辑模式下调节模型的形状，呈现出荷叶后端的弧度效果。

（2）在修改面板中切换至多边形，并使用挤出工具进行挤出操作，产生荷叶前端凸出长方体表面的部分，切换至点编辑模式下，使用移动工具调节点的位置，调节荷叶的基本形状。

（3）切换至四视图显示模式，继续调节荷叶模型的细节形态。在创建面板的图形中单击样条线中的“线”按钮，在前视图中绘制荷叶根茎形态，然后在渲染卷展栏中开启渲染项目，使二维的样条线图形可以被渲染为三维效果。

2.荷花模型制作

（1）在创建面板的几何体子面板中，单击标准基本体下的长方体按钮，然后在前视图中创建并设置长度为35、宽度为20、高度为5，制作场景的荷花模型。在修改面板中添加编辑多边形命令，将长方体编辑为荷花模型的效果。在修改面板中切换至顶点编辑模式下，然后使用移动工具调节点的位置，调节荷花的基本形状。

（2）切换至侧视图显示模式，继续调节荷花的侧面弧度形态。在修改面板中切换至多边形，使用移动工具调节多边形的位置，增加荷花的饱满效果。

（3）选择荷花模型，然后在面板中添加网格平滑命令，在层次面板中单击“仅影响轴”按钮，然后再改变轴心在荷花叶片的底部位置，便于动画的记录和其他叶片复制操作，使用多个叶片包裹出完整的一组荷花。

（4）继续使用“shift+旋转”快捷键复制模型，然后再使用缩放工具调节荷花模型大小。

（5）选择制作完成的荷花模型，然后在菜单栏中执行【组】→【成组】命令，在弹出的组对话框中设置组名称为“荷花”。

3.残叶模型制作

（1）在创建面板的图形中单击样条线中的线命令按钮，然后在前视图中绘制残叶的叶子形态。选择并在修改面板中添加车削命令，然后在设置度数为360、段数为16，旋转得到残叶的基本模型效果。

（2）在修改面板中添加编辑多边形命令，然后再切换至边编辑模式，选择内部的一组线沿Z轴调节起伏层次，使荷叶的效果更加自然。

（3）在修改面板中切换至顶点编辑模式，使用移动工具调节点的位置，并调整不完美的地方，将制作的模型进行组合。

（4）使用“shift+移动”快捷键复制模型，丰富场景的模型效果。

4.鱼身模型制作

（1）选择右视图，在菜单中选择【视图】→【视图背景】命令，在弹出的窗口内单击文件按钮，选择一张参考图片，勾选匹配位图选项，在右侧勾选锁定比例选项导入背景。

（2）在创建面板的图形中选择NURBS曲线中的CV曲线命令，在前视图沿鱼身体、上方绘制出一条NURBS曲线轮廓。然后在工具箱内开启CV曲线子对象按钮，再沿鱼身体下方绘制出另一条轮廓曲线。CV曲线子对象类似于对象级CV曲线，主要差别在于不能在子对象层级上给出CV曲线渲染的厚度。

（3）继续使用CV曲线子对象工具绘制出鱼身体的中心曲线，进入到NURBS曲线的曲线CV点编辑级别，使用移动工具在顶视图内对所创建的曲线外形进行调节。

（4）同样使用CV曲线子对象工具在前视图中绘制出鱼身体与鱼尾部连接处的曲线，然后进入到NURBS曲线的曲线CV点编辑级别，使用移动工具在右视图内对所绘制的曲线进行调节。

（5）继续使用CV曲线子对象在前视图中绘制出鱼身体上半部分曲线的曲线CV点编辑级别，使用移动工具在右视图内对所绘制的曲线进行调节。

（6）切换到前视图，在工具箱中开启双轨扫描曲面工具，在前视图上依次选择相应的曲线，选择相应曲线后单击鼠标右键结束双轨扫描曲面工具。

（7）切换到透视图，在右侧勾选反转法线项目，这样才能清楚地显示曲面。NURBS绘制的曲线也属于二维图形，所以需要通过反转法线控制需要显示正面或反面。

（8）同样使用CV曲线子对象工具在前视图绘制出鱼身体上半部分曲线，然后进入到NURBS曲线的曲线CV点编辑级别，使用移动工具在右视图内对所绘制的曲线进行调节，再配合双轨扫描曲面工具创建产生曲面，在右侧勾选反转法线项目，完成鱼身体下半部分的制作。

（9）使用CV曲线子对象工具在前视图绘制的曲线CV点编辑级别，使用移动工具在顶视图对所绘制的曲线进行调节。

（10）在工具箱内开启UV向放样曲面工具，然后在透视图中选择鱼尾部模型的下面与中间的两条曲线，其次选择前后两条曲线，产生鱼尾部模型下半部分曲面。UV放样曲面与V放样曲面相似，但是在V向和U向包含一组曲线，这会更加易于掌控放样图形，并且达到所要结果需要的曲线更少。

（11）在工具箱内单击UV向放样曲面工具，然后在透视图将鱼尾部模型的上半部分曲面创建出来。

5.鱼头模型制作

（1）使用CV曲线子对象在前视图绘制出鱼头部分模型的轮廓曲线，进入到NURBS曲线的曲线CV点编辑级别，使用移动工具在右视图对所绘制的曲线进行调节。

（2）在工具箱内开启UV向放样曲面工具，在前视图先选择鱼头上面的两条曲线，然后再选择前后两条曲线，将鱼头部的部分模型曲面创建出来。

（3）使用CV曲线子对象工具，在前视图绘制出鱼头部模型的轮廓曲线，再配合UV向放样曲面工具将鱼头部模型曲面创建出来。

（4）使用CV曲线子对象工具在右视图创建一条圆形闭合曲线，在工具箱内开启单轨扫描曲面工具，首先在视图上选择鱼尾部模型上面的边缘曲线，其次再选择新绘制出来的圆形闭合曲线，创建产生鱼尾的边缘曲面。

（5）鱼的身体、鱼头、鱼尾制作完成后，将它们结合成一个曲面。切换到透视图，在修改面板中进入鱼身体模型的曲面编辑级别，选择鱼身体的下半部分曲面，在右侧单击结合命令，首先选择鱼身体下半部曲面的上面边缘，再选择鱼身体上半部曲面的下面边缘，然后在弹出的窗口上单击OK按钮，就可以将两个曲面结合成一个曲面了。

（6）使用同上的方法将鱼尾部的上半部分曲面与下半部分曲面结合成一个曲面，然后再使用结合命令将鱼尾曲面与鱼身体曲面进行结合，在这里不需要将鱼尾边缘曲面与鱼尾进行结合。

（7）同样在透视图中使用工具箱内的混合曲面工具，在视图上先选择鱼身体与鱼头连接处的边缘曲线，再选择鱼头与鱼身体连接的边缘处曲线。混合曲面将一个曲面与另一个相连接，混合负曲面的曲率以在两个曲面间创建平滑曲面。也可以将一个曲面与一条曲线混合，或者将一条曲线与另一条曲线混合。

（8）选择完相应的曲线后，在修改面板内设置张力1值为0、张力2的值为1，这样就将鱼身体与鱼头进行了连接。

（9）进入到曲线编辑级别，使用隐藏工具将所有曲线进行隐藏，现在可以看到鱼的基本模型制作完成了。

6.辅助模型的制作

（1）在创建面板的图形中单击NUBRS曲线中的CV曲线命令，在前视图沿鱼鳍的上方绘制出一条NUBRS曲线轮廓，然后在工具箱内开启CV曲线子对象按钮，再绘制出鱼鳍前面的曲线。

（2）使用CV曲线子对象工具在前视图绘制出鱼鳍前面的另一条曲线，然后进入到曲线CV点编辑级别，使用移动工具在右视图对所创建的曲线外形进行调节产生鱼鳍的厚度。

（3）在透视图中选择鱼身体模型，然后单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择隐藏选择对象，将当前鱼身体模型隐藏。

（4）在工具箱中开启UV向放样曲面工具，在透视图中先选择鱼鳍上面的两条曲线，然后再选择前后两曲线，将鱼鳍一半的模型曲面创建出来。

（5）使用同上的方法，将另一侧的鱼鳍曲面制作出来，然后在右侧面板勾选反转法线项目。

（6）在工具箱内开启混合曲面工具，在视图上先选择鱼鳍一侧曲面的边缘曲线，再选择鱼鳍另一个曲面的边缘曲线后设置张力1与张力2的值为1，勾选反转第一个结束边项目后就在鱼鳍两侧中间连接产生了一个新面，为鱼鳍加入了厚度。张力会影响负曲面和混合曲面之间的切线，张力值越大切线与负曲面越接近平行，且变换越平滑；张力值越小切线角度越大，且负曲面与混合曲线之间的变换越清晰。

（7）使用CV曲线子对象工具在顶视图中绘制出一条半圆形的鱼鳍边缘线来制作鱼鳍前面的边缘效果，切换到前视图，在工具箱中开启双轨扫描曲面工具，在视图上先选择鱼鳍两侧面的边缘曲线，再选择新绘制出来的半圆形曲线，然后单击鼠标右键结束双轨扫描曲面工具。

（8）鱼鳍模型制作完成。将鱼的身体模型与其他模型合并成一个对象，在右侧单击结合命令将所有的对象合并成一个对象。

（9）在工具箱内开启规则曲面工具，然后在视图上按顺序选择两条圆形的闭合曲线，使它产生相应曲面，再用混合曲面工具将产生的曲面鱼修剪出的眼睛边进行连接而产生曲面，可以看到一边的鱼眼睛完成后效果；使用同样的方法制作另一边眼睛。

（二）场景渲染设置

（1）在创建面板的摄影机子面板中单击目标按钮，然后在前视图中建立一架目标摄影机。如图1所示。

（2）在菜单中选择【视图】→【从视图创建摄影机】命令，将建立的摄影机自动匹配到透视图的位置。

图1　

图2

图3

图4

（3）在主工具栏中单击材质编辑器按钮，在弹出的对话框中选择一个空白材质球并设置名称为 “水面”。设置环境颜色为黑色、漫反射颜色为黑色、高光级别值为120、光泽度为90，然后为凹凸赋予噪波程序贴图并设置凹凸值为15，为反射赋予光线追踪程序贴图并设置反射值为80，作为场景中水面的材质。如图2所示。

（4）选择一个空白材质球并设置名称为“叶2”，赋予模型后在贴图卷展栏下为漫反射贴图与凹凸赋予荷叶贴图，选择一个空白材质球并设置名称为“叶”，赋予模型后设置环境颜色为绿色、漫反射颜色为绿色、高光级别值为28、光泽度值为27，然后在贴图卷展栏下为漫反射贴图赋予渐变程序贴图，在渐变参数卷展栏中分别为颜色赋予荷叶贴图。

（5）选择荷叶模型，在修改面板内为其添加UVW贴图命令，然后在属性卷展栏中设置贴图为平面方式，将模型与贴图进行准确的匹配，并在修改面板内为其添加展开UVW命令，然后单击编辑按钮并在弹出的对话框中调节坐标范围。

（6）选择一个空白材质球并设置名称为“残荷”，赋予模型后在贴图卷展栏下分别为漫反射贴图与不透明度赋予残叶贴图。选择残叶模型，在修改面板内为其添加UVW贴图命令，然后在属性卷展栏中设置贴图为平面方式。

（7）选择一个空白材质球并设置名称为“荷花”，赋予模型后再设置环境颜色为棕红色、漫反射颜色为棕红色、高光级别值为9，然后在贴图卷展栏下为漫反射贴图赋予渐变程序贴图，在渐变参数卷展栏中再分别设置粉红系列颜色。

（8）选择荷花模型，在修改面板内为其添加UVW贴图命令，然后在属性卷展栏中设置贴图为平面方式，使渐变贴图由粉色至白色产生过渡。

（9）打开材质编辑器并选择一个材质球，将其材质赋予给模型并设置名称“鱼”，然后设置漫反射赋予鱼纹贴图。

（10）选择鱼模型，并在修改命令面板为其添加贴图坐标命令，然后在其属性卷展栏中设置贴图坐标为平面方式，再调节坐标的大小尺寸。在创建面板中选择灯光中的目标聚光灯，在前视图中建立目标聚光灯并设置灯光参数，然后在视图中再创建天光，提高场景的整体亮度。

（11）在菜单中选择【渲染】→【环境】命令，在弹出的环境与效果对话框中设置环境贴图，然后再将环境贴图以关联的方式拖曳到材质编辑器的空白材质球上，可以通过材质直接影响环境效果。如图3所示。

（12）在创建面板中选择灯光中的目光聚光灯，然后在前视图中建立灯光。在修改面板中开启阴影项目，然后再设置倍增值为0.8、聚光灯/光束值为5、衰减区/区域值为30、采样范围值为6。在工具栏中单击快速渲染按钮，渲染场景最后的效果。如图4所示。

四、结束语

三维设计技术在现代生活中，应用非常广泛，尤其是在建筑设计的室内设计、室外景观设计方面已经越来越离不开三维设计，随着VR技术的发展，加上动画技术的应用，三维设计技术已经成为设计领域的发展趋势，三维设计软件3ds Max给我们的生活带来极大方便的同时，必将为将来的设计领域注入新的活力。

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1671-2862（2016）03-0109-04

2016-06-03

马阿米娜，女，河南广播电视大学助教，研究方向：新媒体艺术。