3ds Max产品造型表现概述

随着科技的不断进步，越来越多的新鲜产品出现在人们的视野中。早期的产品设计仅仅停留在原始的图纸上，随着软件的快速发展，人们也逐渐不满足于这种表现设计方案的方式。利用三维CAD设计产品，通过对原始设计图纸的解读，创建出产品的三维形态，可以直接表达工业产品的造型、结构、组装及机构的运动仿真效果，给人以更加直观的效果。如图0-1所示为各种数码产品的三维造型表现。

在众多的三维软件中，Autodesk公司出品的3ds Max(3d studio max)是当今最畅销的三维建模、动画及渲染软件。它是PC平台上可与高档Unix工作站产品相媲美的三维设计软件，从其推出的第一天起就获得了各界极高的赞誉。如图0-2所示为3ds Max软件的启动界面。

一、 3ds Max的功能与应用

3ds Max使建筑师、设计师、制图艺术家和可视化专家能够通过概念探索、设计验证及可视交流直观地了解设计过程。这是通过该软件直观的用户界面和工作流程工具，高效、无损的可视化和参数工作流程，以及高度集成的mental ray渲染功能实现的。

正因为3ds Max具有使用方便、功能强大、上手较快等特点，其被广泛应用于视觉效果，角色动画及游戏开发领域，为影视和广告制作、动画制作人员提供了强有力的工具。同时它还可用于工业辅助设计、建筑园林、室内装饰，甚至还能为科技教育、军事技术和科学研究提供专业的技术支持。

1. 虚拟人物

使用三维软件可以制作出足以乱真的三维虚拟人物，可应用于电影、电视主播、娱乐等多个方面。例如，在电影《最终幻想》中三维艺术家就使用了高超的技术制作出逼真的电影角色，如图0-3所示。

由于3ds Max提供世界级的Biped角色动画工具包、无与伦比的多边形建模和纹理工作流程，并且在视口中支持MicrosoftDirectX和Cg等特点，它已成为全球范围内应用最为广泛的游戏角色设计与制作软件。深深扎根于玩家心中的劳拉角色形象就是3ds Max的杰作，如图0-4所示。

2. 虚拟场景设计

虚拟现实是三维技术发展的方向，在虚拟现实发展的道路上，虚拟场景的构建是必经之路。通过使用3ds Max可将远古、曾经或未来的场景表现出来，从而能够进行更深层次的学习研究，并使这些场景所处的时代更容易被大众接受。成熟的虚拟场景技术加上虚拟现实技术能够使观众获得身临其境的真实感受，并能引起想象。如图0-5所示的场景为虚拟场景。

伴随3ds Max在游戏角色设计方面的使用，其也被广泛应用于制作游戏场景，如图0-6所示为完全使用3ds Max软件开发的网络游戏《天堂》的某场景。

3. 电视栏目包装

电视包装目前已成为电视台和各电视节目公司、广告公司最常用的概念之一。3ds Max广泛应用在电视栏目包装上，许多电视节目的片头均为设计师配合使用3ds Max及后期编辑软件制作而成的。如图0-7所示为使用3ds Max软件制作的某电视栏目包装片段画面。

说到包装，似乎都知道它的意思，但对电视包装的定义、它的内涵和外延、它的作用却很少有人做过更深入的研究和探讨。其实，包装是借用的词，一般意义的包装是指对产品进行包装而言的。之所以把包装拿过来用到电视上，是因为产品的包装和电视的包装有共同之处。它的定义是对电视节目、栏目、频道甚至是电视台的整体形象进行一种外在形式要素的规范和强化。这些外在的形式要素包括声音（语言、音响、音乐、音效等）、图像（固定画面、活动画面、动画）、颜色等诸要素。

4. 影视特效

早期的影视特效多用在电影制作中，电影摄制者为了避免让演员处于危险的境地、减少电影的制作成本，或者让电影更扣人心弦，在电影中常常会添加一些影视特效，如冰封大陆、时光传送、星球毁灭、火山之灾、紧急迫降、熊熊火焰、玻璃粉碎、万箭齐发等特效。

现在，观众越来越希望看到具有视觉冲击力的数字电影特效。无论是制作电影特效、广播电视图形、短片后期内容还是电视剧特效，3ds Max都能让艺术家立即获得最广泛的3D工具，从而迅速制作出立体感强，写实能力强，表现力也非常强的影视作品。如图0-8所示为两幅影视截图。

5. 广告动画

影视广告中，一些经典的动画片头常常令人叹为观止。用动画形式制作电视广告也是目前比较受厂商欢迎的一种商品促销手法。使用3ds Max制作三维动画更能突出商品的特殊画面、立体效果，从而吸引观众，达到推广产品的目的。如图0-9所示为使用3ds Max制作的魔兽世界CG片头动画。

6. 动画剧

目前在国内外有许多动画剧采用了全三维的制作手法。虽然从制作经费上说，全三维制作非常昂贵，但能获得更逼真的场景，从而对剧情的发展与表现起到很好的作用，因此使用三维手法制作动画剧将有望成为动画界的主流。如图0-10所示为某动画片的一个连续镜头。

7. 机械制造及工业设计

3ds Max已经成为产品造型设计中最为有效的技术手段之一，它极大地拓展了设计师的思维空间。同时，在产品和工艺开发中，它可在生产线建立之前模拟实际工作情况以检测实际的生产线运行情况，以免因设计失误而造成巨大损失。尤其在飞机、导弹、轮船与轿车的虚拟制造（含系统的虚拟设计）过程中有显著的优点，如图0-11所示为汽车和工艺品的设计效果。

8. 室内及建筑装饰

3ds Max良好的软件兼容性以及完整的可视化工作流程使得它被广泛的应用于建筑与设计行业，很多初学者都是通过从这个行业来接触到3ds Max软件的。如图0-12所示为3ds Max的室内设计效果图，对于建筑物的结构，通过三维制作进行表现是一个非常好的方法。这样可以在施工前按照图纸要求将实际地形与三维建筑模型结合，以观查竣工后的效果，如图0-13所示为3ds Max的室外建筑表现。

9. 军事科技及教育

在军事上可以用三维动画技术来模拟现实技术战场环境，虚拟现实作战指挥、军事部署或演习等，还可以实现飞机、船舶、车辆虚拟驾驶训练、虚拟手术培训、虚拟现实游戏、虚拟现实影视艺术等方面的应用和产业的形成都有强烈的市场需求和技术驱动。虚航运营网是面向中文飞行模拟玩家，为国内爱好者开发的虚拟飞行联网平台，如图0-14所示为其中的某个模拟飞行画面。

二、 3ds Max产品设计的工作流程

通过前面一节知识的学习，我们知道3ds Max的使用几乎涵盖所有模型制作领域，在我们的脑海里可能会出现下面这个问题——使用3ds Max制作这些模型的过程中是不是有什么相通之处呢？答案是肯定的。

3ds Max不同于Word或Photoshop等软件，它需要按一定的工作流程来进行操作。因此在正式学习之前，首先了解3ds Max的设计流程可以使我们的制作过程规范化，从而避免学习过程中的盲目性，还可以极大地提高学习效率。

下面就以一个汽车模型为例讲解产品设计表现的流程，让读者初步做好学习3ds Max的计划，在学习中做到有条不紊，减少学习的盲目性，比如一会儿学建模，一会儿又去练材质，结果到后来才发现在学习中走了很多弯路。

值得一提的是接下来讲解的工作流程，并非如同生产线上一成不变的工作方式，只是为了说明通常情况下制作一个三维CG作品的制作过程。针对具体使用环境时可能会省略某些步骤，或添加某些具体的细节。随着以后深入地学习，每个人都可以总结出适合自己的工作流程。

1. 构思

任何一个CG作品都要有突出鲜明的主题，这样才能吸引人，所以作品制作之前的构思非常重要，否则只靠出色的渲染效果是远远不够的，构思主要是确定你的作品所要表达的重点，在制作的时候有所侧重。如图0-15所示为制作汽车模型前根据脑海中的构思绘制的草图。

2. 绘制产品结构图

绘制草图就是将构思先简单地表现出来，当然也不是一定要这样，如果只是制作一些简单的内容，那么只需要在头脑中形成大致的轮廓就可以了，可如果要完成一些较大的、需要多人合作的项目例如飞机、汽车等工业产品，那么就必须绘制完整的产品结构图，有产品结构图才能确保产品模型的精确性。如图0-16所示是根据汽车的构思绘制的完整的产品结构三视图。

3. 创建模型

在准备工作完成后，我们就可以开始建模了。严格意义上来说，创建模型是在3ds Max中开始工作的第一步，若没有模型则以后的工作就如同空中楼阁，无法实现。模型的好坏对最终的效果有很大的影响。

在创建模型前首先要将绘制的产品结构图导入到3ds Max场景中作为参考，这样在创建模型时才能够时刻把握基本的比例及轮廓形态，确保模型和产品的外观达到最大程度的一致。如图0-17所示为在场景中导入所绘制的产品结构图作为参考。

导入产品的设计参考图后，就可以开始根据参考图来进行产品模型的创建。3ds Max拥有强大的模型编辑制作功能，建模时可以从不同的3D基本几何体开始，也可以使用2D图形作为放样或挤出对象的基础，还可以将对象转变成多种可编辑的曲面类型，然后通过拉伸顶点和使用其他工具进一步建模。

在3ds Max软件中提供了丰富的建模方式，如以下几种。

（1）快捷几何体：可以直接创建球型、柱体、锥体等标准几何体，也可以创建胶囊体等扩展几何体，并可以通过修改参数来改变物体形状。

（2）放样：有loft、fit、bevel、lathe等几种放样方法，这几种方法都是与截面有关的建模方法。

（3）nurbs：适合建一些流线型的物体，3ds Max这种建模方式能力较弱，因此很少人用。

（4）多边形建模方式（Editable Poly）：这是3ds Max最强的地方，在几种三维软件中居于绝对优势，适合建人物、生物模型、游戏模型等，也有很多设计师用来建车模等工业模型。

（5）面片建模(Patch Grids)：适合建车模、人物模型等，与多边型建模有相似的地方，控制精准，调节复杂一些。

除上述方法，还有其他一些方法，包括使用插件等，这里不再详述。

产品造型表现的模型相对于游戏模型来说要更加的精致，表现更多的细节，如图0-18所示为根据汽车的设计参考图完成的模型制作。

4. 设计材质

完成模型的创建工作后，需要使用“材质编辑器”设计材质。材质就是指将模型表现为某种质感，例如一把椅子它是木质的，还是塑料的或者金属的。这些就需要通过材质来表现。再逼真的模型如果没有赋予恰当的材质，最终都不可能成为一件完整的作品。通过为模型设置材质能够使模型看上去更加真实。

3ds Max提供了许多材质类型，可编辑各种复杂绚丽的不同材质，既有能够实现折射和反射的材质，也有能够表现凹凸不平表面的材质。只有制作者未曾知晓的材质效果，而没有程序无法做出的材质效果，其庞杂的各种功能令人眩目！如图0-19所示为按照产品实际的效果制作的车漆材质。

5. 设置灯光与摄影机

模型制作完成后，接下来就要给场景中添加灯光和摄影机。灯光是一个场景不可缺少的元素，若没有恰当的灯光，场景就会大为失色，有时甚至无法表现出创作意图。

在3ds Max中既可以创建普通的模拟灯光，也可以创建基于物理计算的光度学灯光或天光、日光等能够表现真实光照效果的灯光。灯光能够为场景提供照明，并投射阴影，基于自然的灯光可以让你在场景中使用真实的照明数据，提供无比精确的灯光模拟。为场景添加摄影机可以模拟在虚拟三维空间中观察模型的方式，从而获得真实的视觉效果。

灯光的运用在室内表现中非常常见，通过设置不同的灯光属性能够将场景表现为白天、夜晚这些不同的效果。如图0-20所示为将一个室内场景表现为夜晚的效果。如图0-21所示为表现的光线充沛的白天效果。

灯光和材质是紧密相连的，不应在撇开一种的情况下去单独调节另一种。对于材质灯光方面的调节除了参考一些书籍和作品，更重要的还在于平时的磨练和积累。如图0-22所示为给飞机场景添加灯光和摄影机的效果。

8. 渲染场景

灯光和材质设置完成后，就需要进行最终的渲染输出，因为灯光材质需要进行渲染才能看到最终的效果。我们将立体的三维模型场景显示为二维图像的过程就称作渲染。

如图0-23所示为在3ds Max视图中的工程文件，此时并不能够预览到场景中所制作的各种效果。将场景进行渲染，如图0-24所示，灯光材质等各种效果就体现出来了。

渲染就好像照相、摄像，呈现最终的画面，在渲染过程中可以为场景添加颜色或环境效果。3ds Max中的渲染器包含下列功能，例如选择性光线跟踪、分析性抗锯齿、运动模糊、体积照明和环境效果。渲染关键要注意掌握好渲染质量和渲染时间两者间的平衡。

其实，3ds Max默认的渲染器得到的最终效果并不是非常理想，为了要得到更完美的效果，还需要学习VR（VRay）、MR（MentalRay）、FR（FinalRender）、LS（Light Scape）、Maxwell等渲染器中的某一种或两种，目前比较流行又容易上手的是VR渲染器。如图0-25所示为渲染出的汽车产品的效果图。

6. 动画

如果只是制作一幅静帧产品表现，那么制作的最后一步就是渲染图像，如果制作的是产品的动画宣传片，那么在渲染前还需要进行动画的设置。

动画的调节相对来说要难一些，特别是角色动画的调节，更需要丰富的经验。3ds Max软件本身提供了丰富的运动系统功能，可利用反动力学、空间扭曲、粒子系统编辑制作各种动画。特别强调一下角色动画（比如人物动作），3ds Max自带CS（Character Studio），插件有现在很强的CAT（Character Animation Toolkit）等。但即使如此，一个成功的角色动画的调节过程也是相当枯燥和繁重的，如果想要得到惟妙惟肖的角色动画效果，还要借助动作捕捉系统。如图0-26所示为制作的汽车产品的运动动画效果。

7. 特效

如果要使场景看上去更有气氛，更赋予艺术感，可以添加特效。虽然特效并不是3ds Max的强项，但是在3ds Max中也提供了一些相对来说较为简单的特效，例如体积光、火焰、雾、镜头光晕等。使用这些特效往往能够得到出人意料的效果。如图0-27所示为使用3ds Max的体积光特效，如图0-28所示为使用运动模糊特效表现飞机的飞行效果。

特效的制作除了3ds Max还有一大部分可以在后期合成软件中完成。将在3ds Max中完成的动画文件导入后期软件中，添加各种特效并调整动画的效果以达到最终预期的效果，如图0-29所示为在汽车产品的演示动画中加入水花特效的效果。

三、 产品造型表现与设计的区别

作为一款综合型的三维制作软件，3ds Max在工业产品造型表现中的应用也十分广泛，这里要介绍一下产品造型设计与产品造型表现两个不同的内容，造型设计是指通过手绘或者在平面设计软件中将设计师脑海中的设计思路以图纸的形式表现出来，可以说产品造型设计是一个从无到有的过程。而产品造型表现则需要根据设计师已经绘制好的产品设计方案，将平面的设计以三维的形式展现出来。

如图0-30和图0-31所示分别为汽车手绘设计草图和手机平面设计图方案效果。

如图0-32、图0-33和图0-34所示分别为直升机、手表和汽车的三维造型图。与平面的设计图相比，三维的造型图表现更加具有视觉冲击力，质感也更加真实。

三维的产品造型表现与工业中的三维产品制作还并不完全相同，前者着重体现表现方面，所以并不需要将模型精确到毫米的精准程度，但是在模型制作过程中也应尽量表现出产品的细节。而在工业制作中产品的结构数据比较重要，因此需要把握较高的精确度以应对行业要求。

四、 掌握3ds Max软件的基本知识

3ds Max的操作界面非常简洁，主要分为顶部的标题栏、菜单栏、主工具栏，右侧的工具面板，底部的动画和视口控制面板，以及中间占据大部分面积的操作视图，基本上所有的三维制作都是在3ds Max的视图中完成的。

1. 3ds Max的界面组成

如图0-35所示为默认的3ds Max工作界面。

界面各部分介绍：

● 标题栏：用于显示3ds Max的版本信息，文档的名称，所保存的路径以及显示驱动类型。

● 菜单栏：3ds Max的菜单栏包含了File（文件）、Edit（编辑）、Tools（工具）等13个菜单命令，所有的3ds Max操作命令都可以在这里调用。

● 主工具栏：这里以按钮的形式显示了一些较为常用的3ds Max的操作命令。

● 操作视图：用于显示场景对象，基本所有的操作都是在视图中完成的。

● 命令面板：用户可以在此进行创建对象、修改对象、设置对象层级关系、为对象设置动画、控制场景显示以及调用其他工具等操作。

● 底部控制条：这里集成了动画的控制以及视口的一些操作工具。

2. 使用帮助文件

在菜单栏中选择“Help（帮助）”→“Autodesk 3ds Max Help（Autodesk 3ds Max帮助）”命令可以打开如图0-36所示的帮助文件，用户可以在其中查找Autodesk官方对软件的所有操作命令和各种工具的解答。并能够得到一些实用的操作技巧和提示。

3. 使用视频教学帮助

为了使初学者能够快速掌握3ds Max的基本操作和各种常用的工具，软件提供了视频教学文件供读者进行学习参考，在菜单栏中选择“Help（帮助）”→“Learning Movies（学习视频）”命令可以打开如图0-37所示的Learning Movies（学习视频）对话框，这里包含的都是3ds Max最为基本的应用，并且还可以在此了解到当前版本软件的最新功能。

4. 使用首选项设置

在菜单栏中选择“Customize（自定义）”→“Preference Setting（首选项设置）”命令可以打开如图0-38所示的对话框，在这里可以对3ds Max的一些基本的属性进行设置，包括文件、视口、插件等。