基于3dsMAX建模在室内设计中的数据建设应用探讨

彭秀川

摘要：基于3dsMAX建模在室内设计应用中提炼基于室内金属、玻璃、油漆、木纹、布纹、反射等材质、贴图、渲染制作的数据，构建3dsMAX室内设计中数据标准化模块建设。解决3dsMAX建模在室内设计过程中的数据碎片化的弊端，提出相应的3dsMAX建模室内设计过程中材质数据建设的参考值，为室内设计方案快速表现提供依据，着重论述3dsMAX在室内设计方案建模过程中的数据在实践中的技术应用。

Abstract： Based on 3dsMAX modeling， data based on indoor metal， glass， paint， wood pattern， cloth pattern， reflection and other materials， texture， rendering， etc. are extracted in interior design applications to build a data standardization module construction in 3dsMAX interior design. To solve the disadvantages of data fragmentation in the interior design process of 3dsMAX modeling， the reference value of material data construction in the interior design process of 3dsMAX modeling is put forward， which provides a basis for the rapid performance of interior design schemes. This paper focuses on the technical application of 3dsMAX data in the modeling process of interior design scheme.

关键词：3dsMAX；建模；数据

Key words： 3dsMAX；modeling；data

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）32-0205-07

0 引言

3D Studio是3dsMAX的前身，诞生在80年代末，是美国Autodesk[1]公司生产。3dsMAX最早进入国内时间大概为90年代初，当时国内有条件开设3dsMAX课程的高校不多。2000年后随着IT的发展电脑的普及，软件的不断更新与完善，众多的室内设计师开始摒弃传统的手绘制图，走向了更高效的电脑3D效果图设计，基于3D的室内效果图设计是一个操作复杂新型技术应用，是一个不断的积累的过程。

1 3dsMAX室内设计方案表现数据建设现状

3dsMAX是基于计算机平台的三维制作应用软件，主要面向室内设计、建筑设计、动漫设计、工业设计等广大行业方案建模的三维技术应用软件。当前以3D现代室内设计技术[2]表现成为建筑装饰、室内设计等专业的核心，国内众多高校室内设计专业都开设了与之相关的专业三维建模课程教学，其中以3dsMAX软件课程教学开设最多，普及范围最广。在国内3dsMAX一直是众多装饰企业、园林设计企业、室内设计企业等相关设计行业中应用最为广泛的三维软件。不管在企业中的应用，还是在专业课程教学中，都是靠个人经验的积累完成设计建模与方案表现，没有形成规范的标准数据，不能为企业、教学的应用提供有效快速建模方案表现的数据。另学习3dsMAX者没有数据参考，在材质、贴图、渲染的参数数值忘记于无形，不能熟练、准确的掌握室内设计方案表现的方法和技术，需要花费更长的时间积累经验，提供一套常用的行之有效的参数数据建设应用模块尤为重要。

2 3dsMAX在室内设计中的数据建设

数据就是科学实验、检验、统计等所获得的和用于科学研究、技术设计、查证、决策等的数值。3dsMAX应用研究的数据整理指的是基于3dsMAX室内设计表现中的数据应用。依据3dsMAX室内设计表现过程，大致分为建模特性、材质数据、贴图特性、灯光特性、渲染特性、后期特性。

3dsMAX在室内设计中的应用研究从六个方面进行收集整理数据：建模、材质、贴图、灯光、渲染、后期，这六个方面依据3dsMAX室内设计建模方案表现的步骤进行数据收集，六个方面的前后步骤紧密相连，缺一不可。通过在实际工程方案表现中，收集整理最貼近实践应用的数据，建立基础部分的数据，不断深化研究，最终形成标准化的数据。

建模、材质、贴图、灯光、渲染、后期六个部分各不一样，数据的侧重也不一样。分为两类：基本特性，常用数值。掌握基本特性的主要是建模、贴图、灯光、渲染、后期五个部分，这些部分的数据以变量为主，如建模中的标准几何体中长方体有长、宽、高；圆柱体有长、宽、高、半径1、半径2等参数设置，这个数值是依据具体目标要求变化的变量数据。材质为常用数值，如完成目标要求玻璃等物体材质的表现，玻璃材质的一些特性参数数据有绝对的数值，这个数值上下偏差不大，可以收集成常用数值。如在完成标准材质的玻璃制作，玻璃定量数据主要由不透明度、光泽度、光泽度范围设置、折射贴图组成；数值为36、86、36、光线跟踪贴图，百分之百的通透性。在下一次应用过程中这个数据不需要再去调节，依次可以使用，但必须通过反复的应用和数据整理，最终才能成为在室内设计方案表现中的数据依据。

2.1 3dsMAX建模 3dsMAX建模是室内设计制作基础，室内设计建模分为：基础建模、二维图形建模、复合建模、编辑多边形建模等。这些基础模型是构建室内设计三维世界的基本元素。每种建模方法都有各自的优点和不足，每种建模的方法都需要长时间的操作才能掌握。建模数据主要以特性为主，没有特定常用数据，可以建立常用室内设计的尺寸作为参考依据，如常用家具尺寸。

2.1.1 基础建模种类 基础建模是3dsMAX用三维基础模型元素，通过这些基本体相互简单的叠加，完成某些简单的三维模型制作，如带圆角边的家具、墙体、胶囊等模型的创建，称为基础建模。按基本体分为：标准基本体建模、扩展基本体建模。

标准基本体包括立方体、长方体、圆柱、圆管、椎体、圆环等，这些简单的三维基本体通过叠加、相交等方式，可以完成生活中的某些简单的家具建模，如四方凳子、圆凳子等三维模型的创建。扩展基本体建模包括切角长方体、切角圆柱体、胶囊、异面体、油箱体、彷锤体、L形墙、C形墙、棱柱等。

以上标准基本体与扩展基本体不仅是初级建模的元素，也是高级建模的基本元素。这类基本体建模数据变量性比较大，没有特别的固定数值提供参考，如果以产品的形式建立固定数值比较适合，比如家具尺寸的数据比较好界定，在此只归纳了基本体的特性。见基本体特性集合（表1）。

2.1.2 二维图形建模 二维图形元素包括线、圆、弧、矩形、椭圆、圆环、多边形、星形、文本、螺旋线。这些二维图形可以通过添加修改器等方式可以完成复杂的二维图形，完成二维图形到三维的建模。二维图形建模修改器包括样曲线编辑、布尔运算、修剪、延伸、挤出、车削等，这些参数都是变量数据，只要掌握图形元素的基本特性，掌握操作技术应用。见二维图形特性集合（表2）。

2.1.3 复合建模 由两个以上模型组成的建模称为复合建模。包括布尔、放样、散布、变形、一致、连接、图形合并、地形、网格化等。其中常用的布尔建模是基于三维体之间的修剪建模、放样建模是基于二维图形建模，可以完成较为复杂造型创建。常用的主要以布尔、放样、图形合并为主。见复合对象特性集合（表3）。

2.1.4 编辑多边形建模 编辑多边形建模是基于三维体编辑修改的一个强大建模工具，通过点、边、边界、面、元素的控制修改，改变物体的形状、构造达到三维建模的目的。物体是由点、线、面、元素构成，该修改器功能强大，整合了原有建模的单项命令，分为点、边、边界、面、元素，每一个都有特定内容修改物体，属于高级建模。这些修改的参数都是变量，以掌握特性为主。

其它高级建模还有面片建模、NURBS曲线建模等，这两种建模方式有着独特的物体建模构造方法，可以完成更复杂模型的需要，主要以产品表现为主。除了编辑多边形修改器，还有其它的多种修改器建模，车削[3]与挤出，主要是针对二维图形转换三维建模用的修改器，命令参数以变量为主。见修改建模特性集合（表4）。

2.2 3dsMAX材质 材质[4]是物体表现出来的一种性质，如像木材、金属、玻璃等。材质是室内设计效果设计中物体材质质感表现的最终效果，是影响展示效果的关键因素。3dsMAX材质由材质编辑器管理，材质分为默认材质与VR材质两类（VR是其他外带插件）[5]。默认材质有标准材质、双面材质、顶底材质、合成材质、混合材质、多维材质等；VR材质有VRayMtl材质、VR材质包裹、VR双面材质、VR发光材质、VR混合材质、VR覆盖材质等。3dsMAX材质数据以部分特性和常用数值为主，通过室内设计建模过程中对材质参数的积累，收集与整理了部分数据为3dsMAX室内设计提供参考。

2.2.1 默认材质 默认材质是3dsMAX系统配套材质，主要有标准材质、双面材质、顶底材质、合成材质、混合材质、多维材质等。标准材质也是基础材质，该材质可以完成多种不同材质物体的制作，下有布林、金属、各项异性、多层布林、半透明物体等材质的设置，也是双面、顶底等其他配套的子材质组成。见材质特性集合（表5）。

2.2.2 VR材质 VR材质3dsMAX插件，是安装了VR渲染器的一套材质系统，区别于3dsMAX默认材质，又有共性的一面。VR材质的效果优于3dsMAX默认材质，物体材质质感细腻而真实。VR材质分为VRayMtl材质、VR材质包裹、VR双面材质、VR发光材质、VR混合材质、VR覆盖等，主要由漫反射由颜色控制、反射由颜色控制、折射由颜色控制，其它高光、反射高光、光泽度等由数值控制，通过室内设计实际经验积累，可以整理常用调节的材质数据。见VR材质数据集合（表6）。

2.3 3dsMAX贴图 贴图[6]的英语 Map 其实包含了另一层含义就是“映射”，其功能就是把纹理通过 UV 坐标映射到3D 物体表面，依附于材质表面带有“纹理”、“机理的”图片，既每个物体表面上不同的样子，如木头的木纹状。3dsMAX贴图分为普通贴图与VR贴图，主要掌握贴图内容的特性。

2.3.1 普通貼图 3dsMAX普通贴图分2D贴图、3D贴图、合成贴图、颜色控制贴图、其它贴图等六部分。其中2D贴图又叫程序纹理，但仍属于平面贴图，需要配合UVW坐标。3D贴图属于程序纹理，使用自身的XYZ轴坐标系，不会出现贴图拉伸的错误，常用于繁杂的模型。合成贴图用于控制各种贴图之间的混合方式，改变某些贴图的色彩信息。颜色控制贴图专门用于控制和调节贴图的色彩通道或输出。其它贴图主要制作一些特殊效果。材质上贴图有漫反射贴图、反射贴图、折射、凹凸、不透明、环境、置换、高光光泽。见贴图编辑特性集合（表7）。

2.3.2 VR贴图 VR贴图主要有HDRI贴图、发光贴图。HDRI是High Dynamic Range Image也叫高动态范围贴图[7]，它是一种特殊的图形文件格式，它的每一个像素除了含有普通的RGB信息以外，还包含有该点的实际亮度信息，所以它在作为环境贴图的同时，还能照亮场景，为真实再现场景所处的环境奠定了基础。

2.4 3dsMAX灯光 3dsMAX灯光是模拟生活环境照明系统。3dsMAX灯光分为标准灯光、光度学灯光、VR灯光等。其中标准灯光、光度学灯光都是系统自带的光源，VR灯光是安装VR渲染器后所带的光源。这些光源各有优劣，有着共同的基础参数设置和共同调节光源的基本理念。

2.4.1 标准灯光 标准灯光有泛光灯、聚光灯、平行光，可以自由切换成目标聚光灯、目标平行光。这种光源参数设置数值较为容易，容易操作，但是表现复杂的光影场景及光影效果有很大难度。标准灯光是3dsMAX早期配置的一套模拟光源系统，倍增器来控制其强度，这个光源的设置上要靠使用者对真实光线的理解、熟悉进行手动模拟全局光照，渲染速度超快。这些灯光参数主要是变量，以掌握特性为主。

2.4.2 光度学灯光 光度学灯光是3dsMAX后期版本新增的系统默认灯光，是用单位来控制强度。主要有目标灯光、自由灯光、MRSKY门户三种类型。这种灯光具体有点光源、线光源、面光源、球形光源、半球光源、圓柱形光源。这些光源可以单独使用，也可以结合光域网使用，可以调入外部光源文件使用。其中MRSKY门户需要配套MR渲染器使用。光度学灯光用于MAX整合LS[8]后的光能传递渲染器，也可用在标准灯光模拟全局光照里，能有效提高光影细节，表现出更加真实的材质。

2.4.3 VR灯光 VR灯光是VR渲染器自带光源，该光源主要有VR光源、VRIES、VR环境、VR太阳。VR灯光对片区照明和局部照明，模拟明暗又比光度学的方便，更容易操作，表现复杂场景下的光影环境与光影效果级材质质感。见灯光特性集合（表8）。

2.5 3dsMAX渲染 渲染英文为Render，也称为着色，是三维软件现代CG对场景制作的一道工序，通过渲染提供非常直观、实时的表面基本着色效果，根据硬件的能力，还能显示出纹理贴图、光源影响甚至阴影效果。一般渲染透视图为主，具备立体感，即我们常说的三维图。为了表现出更好的空间感，渲染要做一些“特殊”的渲染设置，决定哪些物体在前面、哪些物体在后面和哪些物体被遮挡、图片尺寸、长宽比例等。

2.5.1 分类 渲染主要分系统自带的默认公用参数、默认渲染器、外部渲染器，如VR渲染等。公用参数是渲染设置共有的基础性设置，有选择渲染器设置，渲染单帧或视频，图像大小，选择性渲染物体。

2.5.2 渲染器 3dsMAX系统配套的渲染器，可以配套使用光线跟踪、光能传递、曝光控制。是以扫描线渲染[9]渲染为主，该渲染方式是一行一行、而不是根据多边形到多边形或者点到点方式渲染的一项技术和算法集。所有待渲染的多边形首先按照顶点y坐标出现的顺序排序，然后使用扫描线与列表中前面多边形的交点计算图像的每行或者每条扫描线，在活动扫描线逐步沿图像向下计算的时候更新列表丢弃不可见的多边形。

2.5.3 VR渲染器 其它渲染器以VR渲染器为代表，VR渲染器可以提供单独的渲染程序，方便使用者渲染各种图片。VR渲染器提供了一种特殊的材质——VrayMtl。在场景中使用该材质能够获得更加准确的物理照明（光能分布），更快的渲染，反射和折射参数调节更方便。使用VrayMtl，你可以应用不同的纹理贴图，控制其反射和折射，增加凹凸贴图和置换贴图，强制直接全局照明计算，选择用于材质的双向反射。见渲染特性集合（表9）。

2.6 后期处理 三维室内设计效果图渲染出来后，需要对该图片做后期处理，主要有剪接、加效果、加文字、加合成、调明度、调纯度、调色相、调对比度、调饱和度、加修改等对图片进行修剪、添加、合成等后期深度制作，将加入的素材融合到图片中并完成最终的效果。见后期操作特性集合（表10）。

3 3dsMAX在室内设计中数据总结

通过3dsMAX在室内项目的设计与实施中，分别从实施过程的建模、材质、贴图、灯光、渲染、后期六个方面，分别收集了这些方面不同特性与部分数据。集合了3D应用的特性，整理出部分常用材质的特性、数据。通过常用特性、数据，为今后的学习者提供便捷的参数使学习者更容易掌握，在今后的室内设计方案表现中快速提高表现的效率。

基于3dsMAX建模在室内设计中的数据建设应用是一个长期、复杂、不断探索、积累的过程。基于技术性的数据收集只取得了一点点进展，要研究、要收集整理的数据还很多很多，这个路程还很艰苦，还需要通过大量的实践、不断的积累来完善已经取得的进展。

参考文献：

[1]软件.DB/OL.百度.https：//baike.so.com/doc/1505088-1591370.html.

[2]刘瑶.三维设计软件在室内设计中的信息共享与应用[D].山东大学，2012，4：22.

[3]沈晓芸，钱燕婷.关于3DS MAX建模技术及其优化的研究[J].科教文汇（上旬刊），2014，09.

[4][6]吴业红.基于3DsMax材质与贴图技术的教学探讨[J].电脑知识与技术，2009，5.

[5]方建军，徐飒然，张俊竹.3dsMAX+VRay制图原理与应用[M].安徽美术出版社，2017，5：66.

[7]孙启善，王玉梅.3dsMAX/VRay全套家装效果图完美空间表现[M].兵器工业出版社，2009，2：110.

[8]吴俊霆.3DSMAX线性渲染引擎的灯光仿真技术研究及应用[D].湖南大学，2013，5：11.

[9]计算机知识[DB/OL].百度.https：//baike.so.com/doc/2063300-2182881.html.