多边形建模在3D Max中的应用研究

摘要：目前，3D Max被广泛认为是一种非常实用的建模软件，通过它可以精确地将自然界中的实体或虚拟对象呈现为3D模型。在三维建模中，多边形建模是最为常用的一种方法。本文将从多边形建模的特点、常用命令等角度出发，具体阐述多边形建模的使用方法，并通过典型案例深入阐述其实践应用。

关键词：多边形建模；box模型；挤出；插入；切角

目前，3D Max软件在三维设计领域非常流行。其中，三维建模是软件中最常用的功能之一，它是创建各种3D模型的基础。而在三维建模中，最广泛采用的方法就是多边形建模。多边形建模在室内外设计、产品设计、游戏角色等领域应用广泛，因其实用性和灵活性备受建模爱好者追捧。

一、多边形建模的特点

多边形建模是一种适用于创建复杂对象模型的常用方法。在多边形建模中，细分曲面（Subdivision surfaces）是一项非常重要的功能。通过增加额外的点、线和面，细分曲面可以将原本的粗糙面细分成多个小块的曲面，使得多边形模型的表面更加接近真实对象。这对于创建复杂模型非常有用，例如不规则形状的模型、卡通人物以及一些曲面等。

在使用可编辑多边形进行复杂模型的创建时，可以根据模型的要求，在所需的曲面上添加新的点、线和面。通过调整和编辑这些点、线和面的位置，可以塑造出符合要求的模型形状。

二、可编辑多边形参数面板中的常用命令

在可编辑多边形参数面板中，几个常用命令的使用方法如下：

连接：在“边”层级下，选择两个水平的边，然后使用“连接”命令可以生成一个垂直的边；

挤出：在“多边形”层级下，选中一个多边形，然后使用“挤出”命令可以在当前多边形的基础上垂直地向外挤出一定高度的形状；

倒角：在“多边形”层级下，打开“倒角”设置对话框，设置倒角的高度和轮廓，然后点击“确定”完成倒角操作。在进行具体操作时，有三种选择方式：①“组”选项主要是沿当前选择多边形的平均法线进行挤出或倒角；②“局部法线”选项是指沿多边形本身的法线进行挤出或倒角，并且保持生成后的多边形仍处于连接状态；③“按多边形”选项是指沿多边形本身法线进行单独的挤出或倒角。

桥：首先选择两条边，然后使用一个多边形将这两边连接起来，但要注意这两边必须是在边界中的边，才能进行桥连接操作。

三、多边形建模的应用

下面通过制作“新中式客厅效果图”这个案例来研究多边形建模。

祥云小区张先生的三室两厅户型，面积140m2。业主要求设计出现代中式风格，既要表现出中式的传统，也要突出现代的气息。在整个制作过程中利用CAD图纸，通过描点、线，挤出模型，拆分线制作门、窗等。吊顶、背景墙、整体色彩要充分考虑风格要求，家具模型要选用风格统一的模型。

在制作这个项目时，首先需要对祥云小区张先生的三室两厅户型进行实地考察。这包括测量房屋尺寸，并记录下实际的尺寸数据。同时，还应拍摄相关的照片，以便在后续制作过程中参考。

（一）制作前准备

首先基于测量的尺寸和拍摄的照片，利用CAD软件制作出房子的户型平面图。接下來，使用3DMax软件，设置单位为“毫米”。一旦设置好单位，就可以通过导入命令将CAD图纸导入到3DMax软件中，导入后的效果如图1所示。

（二）创建房间模型

在命令面板的“图形”选项下选择“线”命令，开始捕捉图形并绘制出各个房间的顶点，同时绘制出所有捕捉到的线条。然后，在“修改器列表”中选择“挤出”命令，并将挤出高度参数设置为2800mm。此时绘制的平面图形将转换为立体的box模型，可以在视图区看到这一变化。

接下来，通过框选所有的box模型，右击鼠标选择“转换为多边形”。再次框选所有的多边形模型，并右击鼠标，在弹出的菜单中选择“翻转法线”。为了使模型看起来更加真实，还可以通过右击鼠标，选择“对象属性”，勾选“背面消隐”，然后再勾选命令面板中的“忽略背面”选项。经过以上步骤，客厅整体模型基本成型，效果图中的房间和立体结构会更加逼真。

（三）创建门、窗

首先，使用命令面板上的“边”命令创建门。选择box模型中门的边界线，并开始挤出门的形状。在进行选择时，可以使用“Ctrl”键并选取正确的边，同时按住“Alt”键并滚动鼠标来旋转box模型，以便准确选择线的边界。接下来，单击“连接”右侧的设置按钮，在Z轴上修改门口的高度为2100毫米。然后，单击命令面板上的“多边形”命令进行面的选择。在选择面时，同样要配合“Alt”键并滚动鼠标旋转box模型，然后单击“桥”命令。通过这些步骤，门的模型就创建完成。

接下来，开始创建窗户。右击鼠标选择“插入”命令，并输入“50毫米”作为插入距离。在“边”层级中，配合“Ctrl”键加选对称的另一侧边界线，再次右击鼠标，选择“连接”命令，将两个边界线连接起来。使用空格键来锁定移动插入后的内线，使其与顶部对齐并重合。右击鼠标，设置“切角”为“25毫米”，然后单击“确定”。这样一条线就会分成两条线。接着，在“多边形”层级中单击选择中间的一个面，右击鼠标进行挤出操作，将其向内侧挤出-35毫米。再次选择另外两个面，右击鼠标进行插入操作，插入距离为50毫米。右击鼠标并设置倒角为-8毫米和-8毫米。配合“Ctrl”键加选上面的玻璃部分，在命令面板上单击“分离”命令，将其分离开。然后，关闭“多边形”框选图形，并在菜单栏中选择“组”中的“成组”命令。最后，使用快捷键Alt+Q退出孤立模式，完成客厅窗户的建模。最终效果如图2所示，包括墙壁、门和窗户的效果都能呈现出来。

（四）创建吊顶扣板

吊顶扣板包括横条扣板和回字形扣板两种设计。

横条扣板设计在顶视图上以角对称绘制一个长宽均为1250毫米的矩形线，然后在修改器列表中选择“挤出”命令，将矩形挤出50毫米。接着，单击创建的box模型，右击鼠标，并选择“转换为可编辑多边形”。接下来，在命令面板上单击“边”命令，按下“Ctrl”键并加选对称的线，然后右击鼠标选择“连接”命令，将16条线连接在一起。再单击多边形，并单击连接出小图形的面，在“对象属性”中设置倒角为10毫米、-5毫米，复制box模型并对齐每个方形。

回字形扣板设计先再次绘制一个1250毫米×1250毫米的矩形，在修改器列表中选择“挤出”命令，将矩形挤出50毫米。接下来，将其转换为可编辑多边形，然后在命令面板中单击“多边形”命令，单击box模型的面并插入80毫米。接下来，将倒角设置为-10毫米、-5毫米，再次倒角设置为10毫米、-5毫米，然后再次插入80毫米，再次倒角为-10毫米、-5毫米，再次倒角为10毫米、-5毫米。重复以上步骤5次，直到做好回字形的图形。再将其与中间的方形对齐。

（五）创建电视背景墙

创建一个2600mm*800mm的矩形，在前视图中进行绘制。然后将其转换为可编辑样条线，在修改器列表中选择“挤出”命令，将其挤出120mm形成一个box模型。选中该模型，将其转换为可编辑多边形。接下来，在命令面板中选择“多边形”命令，在box模型的两个较大的面上单击选择，并右击鼠标选择“插入”命令，插入120mm的框。然后分别将上边和下边移动与外框重合。分别选中已插入的上边和下边，右击工具栏中的移动图标，并更改插入框的下边，使其相对外部边为60mm、上边为-40mm。接下来，在修改器列表中选择“边”层级，并选择插入的最长边。右击鼠标并选择“连接”命令，将其连接成3段线段。

然后，右击鼠标并设置切角为10mm。接着，在命令面板中选择“多边形”层级，选择所有分出来的面。使用“桥”命令，将它们桥接起来，并调整适当的空隙位置。

最后，将创建好的框架结构与背景墙对齐，并将其复制并旋转。同时，根据需要更改其大小。最终效果如图3所示。

（六）后期效果设置

1.设置摄影机

选择“目标摄影机”，将镜头设为“24mm”；选中“剪切画面”，勾选“手动剪切”；通过鼠标点击小三角并上下拖动，调整“近距剪切”线以接近镜头附近的墙壁，将“远距剪切线”放在房间外部；在工具栏中点击“全部”，将模式改为“C－摄影机”；在视图区中框选摄影机，并在坐标轴中将z轴的高度改为980mm。

2.合并外部模型

将外部的家具、电器和装饰品合并在一起，调整其参数并将它们放入相应的位置。

3.设置材质及灯光

根据整体效果要求，设计新中式风格；上网搜索合适的材质和贴图，并将它们应用到相应的对象上，同时设置适当的参数。

4.设置灯光

在台灯和吊灯中添加淡黄色的泛光灯，并调整其参数；在所有射灯下添加聚光灯；启用阴影，并选择区域阴影；在强度颜色衰减中将倍增设为0.2，颜色设为白色；近距离衰减范围设为200-3000，远近距离衰减范围设为3000-3000。

5.渲染图像

进行渲染，并查看最终效果图，如图4所示。

四、结束语

由于多边形建模应用范围广泛，涉及多个行业。因此作者认为在学习多边形建模时，需要先掌握多边形建模的特点和原理，然后通过实践创作作品来应用多边形建模技巧。在实践中，需要掌握多边形建模的各种命令按钮及其使用方法。需要持之以恒地进行学习和实践，才能真正掌握多边形建模的技能。

作者单位：李秀玲 忻州职业技术学院计算机系

参考文献

[1]庞凯.3DMax建模方法详解[D].华中师范大学，2020.

[2]李先桂. 虛拟现实中的三维建模[J]. 上海商业职业技术学院学报，2004， （3）：94-96.

[3]郭雪昆. 计算机辅助三维创意建模技术[D]. 浙江：浙江大学，2016.

李秀玲（1973.08-），女，汉族，山西忻州，大学本科，讲师，研究方向：计算机应用技术。