第2章 创建场景的基本流程本章重点:
●创建基本模型和材质
●创建摄像机
●设置灯光和环境
●渲染输出图像
2.1 创建基本模型和材质建立场景的第一步是创建场景中的所有三维模型。在3DS MAX中提供了创建物体的多种方法,创建命令面板【Create】提供了多种基本物体的创建,读者可以直接调用,除此之外,更多的物体需要利用二维或三维物体经过编辑修改而成,第一步只完成了我们所要的物体雏形。
即便有非常接近实物的模型,但因为物体表面缺乏特有的属性,譬如物体表面的色彩、光泽和纹理等,给人感觉还是不够逼真,必须为物体赋予材质。在3DS MAX 5中的这些操作都是在材质编辑器【Material Editor】中完成的,材质编辑器是制作物体材质的专门工具,所有场景物体的材质都是在这里设置完成并被赋给相应的物体,材质属性会反映在材质球上,它的功能非常强大,并允许反复修改。
3D MAX 5为物体提供了多种渲染方式,缺省状态是布林方式【Blinn】。制作瓷器和塑料物体所用的【Phong】方式,因为它的高光有更高的亮度,具有穿透性,有时也用来表现玻璃等透明材质,还有制作金属材质常用的金属【Metal】,除此之外还有【Multi-Layer】、【Anisotropic】、【Oren-Nayar-Blinn】、【Strauss】和新增的【Translucent】等共8种渲染方式,各自的功能会在以后的章节中详述。
材质编辑器还有一个非常重要的功能,对于复杂的三维模型,有时可以通过材质制造假象替代它,比如第1章的花瓶和第7章的铁花窗制作。
2.2 创建摄像机在3DS MAX中,制作出视觉准确而舒服的效果图必须创建摄像机,虽然透视图在一定程度上能够代替摄像机视图,但是它还不够完善,要准确地切换角度,还是需要依靠摄像机的变换功能,在摄像机视图中灵活地操作。它的工作原理和专业的单反光镜头摄像机非常相似。
在命令面板点取、,可以看到 3DS MAX 5提供的两种摄像机类型:目标摄像机【Target Camera】和自由摄像机【Free Camera】,如图2-2-1所示,两种摄像机的参数设置基本相同。其中有两项参数对于调整摄像机角度是非常重要的,它们分别是镜头长度【Lens】和镜头尺寸【FOV】。
镜头长度【Lens】参数栏的参数值是设置镜头的长度,缺省值为43.456mm。
镜头尺寸【FOV】参数栏的参数值是设置镜头的尺寸,缺省值为45mm。
图2-2-1两种摄像机
2.3设置灯光和环境在3DS MAX中,灯光和环境的设置在模拟现实的大气效果时有着非常重要的地位。有精美的模型和逼真的材质纹理还不够,只有在场景中了合适的灯光更加和环境,才能增强物体的表现力,创建场景的工作才算大功告成。灯光在于烘托气氛,使场景更加,活跃逼真,就如一个真实的电影画面。
3DS MAX 5提供了两种灯光类型【Standard】和【Photometric】,配合相应的灯光参数设置,能够逼真模仿真实的光源。
在3DS MAX 5中,场景有两盏默认的灯光,当增加灯光时这两盏灯光会自动消失,值得注意的是灯光不像其它物体,它隐藏后在渲染时仍然起作用。
要经常注意现实生话中光源是怎样起作用的,当你在计算机图形世界创建灯光时,通常会花费很大的力气和尝试来实现所需要的效果。三维软件可以随意创建任何类型灯光的自由性,但有时会使你在创作逼真的外观时变得十分困难。当你在特定的场景中难以实现灯光效果时,了解一些传统的灯光基础知识通常会有所帮助。
在三维软件中,灯光的创建是有一定规律性的,下面以一个简单的场景物体为例,介绍一般灯光的打法。请打开配套光盘提供的【场景.max】文件,如图2-3-1所示。
在一个简单的场景中,协调照亮物体的光源有3种基本方法:1.由主光源充当照亮场景的主要光线来源;2.辅助光源作为主光源的补充,在弥补主光源的不足、强化物体的体积感时有着积极的作用;3.背光源能够产生景深效果,使场景具有空间感。这3个光源已经能够满足一般照明的需要,若是需要更为丰富的空间层次,还可以增加顶光源、色光源等。
主光源在一个场景中,其主要光源称为主光源,通常有目标聚光灯【Target Spot】。主光源是最基本的光,是最亮的,用于照亮场景中的大部分面积和主要物体,主光源不一定只是一个光源,但它一定是照明的主要光线来源。主光源的位置是相对固定于一个地方的。
主光源通常放置在摄像机的右侧,位于场景物体前方约四分之三的位置上,跟摄像机成45度的角,但有时根据具体场景的需要,也可来自物体的左方或右方,或者其他任何位置。主光源通常是首先放置的光源,并设置它来产生阴影,使它在场景中创建初步的灯光效果。
此时,由于场景中只有一盏灯光,得到的光影效果还比较单调,阴影会比较粗糙。
辅助光源辅助光源亮度次于主光源,置于主光源的左侧,用来减弱由于主光源的照射在物体的另一边产生生硬的黑暗和阴影区域。主光源在场景中是最引人注意的光源,但补充光的光线可以提供景深和逼真的感觉。
背光源背光源通常放置在场景主要物体的后上方,在3个灯光中是最弱的,通过照亮对象的边缘将场景物体从背景中分开,丰富空间的深度。
对于比较复杂的大型场景,3点光源的照明显得比较单调,但还是要区分出主要光源和辅助光源。
环境设置执行下拉菜单命令【Render】|【Environment】,在环境对话框中设置场景环境属性,如增添背景色彩或自然环境图片,以假乱真,使场景变得更加逼真。这在以后的制作中会经常应用到。
2.4渲染和图像的输出渲染场景
3DS MAX 5 的场景渲染由两个部分组成:初始化渲染和控制渲染。它们的作用都是生成一幅图像。
初始化渲染 可通过单击3个图标 之一:
【Render Scene】【渲染场景】【Shift+R】、【Quick Render】【快速渲染】【Shift+Q】,【Render Last】【按上次设置渲染】【Shift+E】;或者通过选择菜单中的【Rendering】进行渲染。点击后弹出【Render Scene】对话框,如图2-4-1。
图2-4-1 【Render Scene】对话框下面介绍【Render Scene】对话框中渲染室内场景的常用命令:
1.【Time Output】(时间输出区域)
【单帧】 室内场景一般用静态单帧渲染命令。
下面这些命令一般用来做动画。
【有效时间段】
【特殊范围】 注意:如果设置从第1帧到第2帧,我们必须将它设置为0到1帧,如 。依次类推,从第2帧到第3帧,就是1到2帧,如。因为系统默认从0开始。
【一串特殊帧】可以设置对任何帧进行渲染,如设置1,3,5-12帧等。注意:各帧之间用“,”隔开,设置第几帧到第几帧时用“-”符号。在输入数值时也可设置间隔多少帧进行渲染。
2,【Output Size】(输出尺寸区域)
调整图像输出尺寸区域。我们选择【Custom】(自定义)模式,这样我们可以根据自己的需要调整输出尺寸,将自动显示设置的长宽比例,如果点击按钮,那么它将锁定长宽比例。我们也可以点击这些已经设置好长宽比例关系的按钮。
3.【Options】(选项区域)
【Options】区域中有很多设置,而对静态图像渲染比较有用的命令是【Froce 2-sided】(强制两面渲染)和【Atmospheric】(渲染大气效果)。下面具体说明我们较常用的命令:
【强制两面渲染】,渲染物体的外表面和内表面。打开这个设置可以避免法线错误引起不正确的表面渲染,但它渲染需要的时间较多,也就是要减慢渲染的速度。
【渲染大气效果】,渲染场景中的大气效果。
【视频颜色检查】,检查图像像素颜色有无超过NTSC制或PAL制【电视制式】的阀值。
【特极黑】:进行压缩视频时,限制物体的黑色渲染。一般不要打开它。
【渲染为场的方式】如果我们为电视建立动画,那么要设置渲染到电视的场,而不是设置为帧。
4.【Advanced Lighting】【高级照明区域】
【使用高级照明】
【使用计算机高级照明】
5.【Render Output】(渲染输出区域)
点击【文件】按钮,便可打开【Render Output File】(渲染输出文件)对话框。这样我们就可以输出渲染过的图像文件了。此对话框在下一节“文件的保存”,我们再具体介绍。
控制渲染 此选项在界面右上端的渲染类型里,点击【View】旁的三角形弹出8种渲染类型,如【Selected】、【Region】等 。
【View】(视图渲染):它渲染整个视图,如果到了最后渲染阶段,这种类型是可选的,它也是我们常用的渲染类型。 激活【Perspectice】视窗,如图2-4-2。
图2-4-2 激活【Perspectice】视窗选取【View】,点击【Quick Render】(快速渲染)图标。渲染效果如图2-4-3所示。
图2-4-3 渲染效果
【Selected】(选择性渲染):仅渲染被选择状态下的物体,有利于观察对象的材质和修改效果。注意:它不适合有阴影投影的对象和包含有反射材质的对象,如图2-4-4,在视图中可见球体是被选择的对象,而花瓶没有被选择。如图2-4-5,看看渲染效果,只有球体被渲染。
图2-4-5 只有球体被渲染
【Crop】(裁剪):在视图中选择一块区域作为渲染的对象。选取这个命令点击【快速渲染】图标,在视图上出现矩形虚线,如图2-4-6。
图2-4-6 出现矩形虚线点击【Ok】按钮,渲染效果,如图2-4-7所示。可见它只渲染矩形虚线框所包括的场景。
图2-4-7 渲染效果
【Crop Selected】【裁剪选择性渲染】:跟【Crop】【裁剪】不一样,其效果如图2-4-8所示。
图2-4-8 效果
【Blowup】(放大视图):在渲染过程中能放大视图中的一个所选区域。
【Box Selected】(方形选择性渲染):使所选对象按尺寸大小进行渲染。我们点选了此命令,弹出【Render Bounding Box/Selected】(渲染方形选择性范围)对话框,如图2-4-9所示。
图2-4-9 渲染方形选择性范围对话框
根据需要改变渲染对象的高度、宽度。我们输入【Width】:100;【Height】:200。点击【Renger】按钮,其渲染效果如图2-4-10所示。
图2-4-10 渲染效果选择对话框中的【控制高宽比例】命令,便可按比例改变渲染的高度值和宽度值。也就是说,用了此命令,如果改变高度值或宽度值,那么宽度值或高度值也会随着改变。
【Region】(区域渲染):只能渲染场景中的某个区域,有利于调整视图参数。选取此命令之后,弹出矩形虚线框【可以拖动】,点击【OK】,如图2-4-11,渲染效果如图2-4-12。
图2-4-11 点击【OK】
文件的输出前面讲了图像的渲染,那么怎样输出图像文件呢?
思路:
在【Render Scene】对话框进行渲染设置时,按【文件】按钮,便可打开【Render Output File】(渲染输出文件)对话框。在【List files of type】(文件保存类型列表)中任选一种文件格式;在【File name】(文件名)输入文件名称;点击【Setup】(设置)按钮进行当前文件格式的具体设置。然后点取【Save】(保存),就基本OK了。
以下我们打开配套光盘提供的【第10章 卧室设计】|【卧室.max】文件来作说明。
1.点取按钮,弹出【Render Output File】对话框,如图2-4-13。
图2-4-13 【Render Output File】对话框在【文件名】输入文件名称【卧室】,在【保存类型】选BMP文件格式;然后点取【Setup】按钮,出现如图2-4-14的【BMP Configuration】对话框,点选【RGB 24 bit 】,最后点取【Save】(保存),就OK了。也可在【Camerra01,frame(1:1)】对话框中保存文件,如图2-4-15。
图2-4-15 保存文件点取【Save Bitmap】(保存为 BMP格式)按钮,出现【Browse Images for Output】对话框,其设置跟前面所讲的【Render Output File】对话框基本相同。
图像的输出文件格式也许有读者会问,什么是BMP文件输出格式?
在文件对话框中的【List files of type】(文件保存类型列表),包括BMP\JPEG\PNG\TIF\flc\avi……等多种文件格式选择保存渲染效果(如图2-4-16所示),分别有保存静态图像和动态图像的文件格式。每种文件都有自己相对应的参数设置。
1.JPEG格式
JPEG格式是所有压缩格式中最好的,常用于网络传输。
它使用“LOSSY”--有损失的压缩方案,但在压缩前,你可以从对话框中选择所需图像的最终质量,就能有效地控制JPEG在压缩时的损失数据量。它支持8bit256色和24bit真彩模式,不能保存Alpha通道信息。
2.TIFF格式它常被用于印刷行业,有在压缩时不影响图像像素这一特点,TIFF文件多用于存储一些色彩绚丽的贴图文件。
它用的是“Lossless”无损失的压缩方案——LZW【Lempel-Ziv-Welch】。在3DS中可以生成TIFF 格式的文件,但在3DS MAX中,TIF文件不能进行数据压缩处理,不过在Photoshop中可以进行数据压缩处理,注意:虽然压缩过的文件可以在3DS MAX读取,但MAX仅读取RGB色彩模式,不读取CMYK色彩模式。我们在3DS MAX中渲染的效果图,一般在Photoshop中进行后期处理。它将3DS和Photoshop有机地结合到了一起。
3.BMP格式
BMP格式的图像具有极其丰富的色彩,比较适合打印。
它使用RLE压缩方案进行数据压缩。RLE压缩方案是无损失压缩。优点是能节省大量的磁盘空间而又不牺牲图像的任何数据;缺点是打开此种压缩过的文件速度很慢,而且一些兼容不太好的应用程序可能不支持这类文件。
4.GIF格式
GIF这种格式的文件一般用在网络传输上。
它是一种压缩的8位图像文件。优点是由于经过极大压缩,而且还是8位的,速度比其他格式的图像文件快很多;缺点是只能处理256种色彩。
5.PNG格式一般为网络传输格式,跟JPEG格式相似。