4.1　虚拟钢琴三维动画设计

“拿钢琴来说吧！钢琴有尽头；它有最起始的低音，也有终结的高音。钢琴上有八十八个琴键；琴键的数目有限，你却是无限的，不可计数的。有尽头的钢琴上，你可以挥洒出无止境的旋律。那是上帝的钢琴！而我选错了琴椅。那里有千百万个无止境的琴键，在那钢琴上你再也无法弹奏出任何旋律。”——《海上钢琴师》。

本案例的创意灵感来源于《海上钢琴师》里面的台词。希望通过一个虚拟的带有音符的可以操控的钢琴，通过艺术家的谱曲和创作，弹奏出一首乐曲或音乐，虽然只有7个音符，但是却能表现音乐里面的音调、响度和音色，能够进行一定的音乐研究和艺术创作。

4.1.1　钢琴模型、贴图、灯光与摄像机设计

（1）虚拟钢琴模型设计　钢琴模型主要由五部分组成：主体结构、键盘、小球、平面和装饰边框。其中主体结构根据物体的造型和特征，创建一个标准长方体，转化为可编辑多边形，利用面挤出命令和倒角命令进行表现；键盘模型部分通过扩展基本体模型里面的倒角长方体进行创建，并设置一定的圆角数值，使键盘边缘有光滑过渡的效果；小球的创建是为后期动画做准备的，注意小球的造型在保证其球形特征的情况下尽量减少物体的分段，以减少场景的顶点数和面数；平面的创建是为后期透明贴图的制作做准备的，分段数设置为1×1即可；装饰边框在场景中主要起装饰作用，通过标准基本体里面的圆环创建，通过设置一定的分段数，然后转化为可编辑多边形修改而得到的造型。利用移动、旋转和缩放工具，调整每个物体的位置和比例关系，得到最终的模型效果（图4-1）。

（2）钢琴主体结构和地面材质设计　按下键盘上的M键，打开材质编辑器，利用标准材质球，在钢琴和地面的漫反射通道分别添加一张文件贴图（图4-2），然后将材质赋予场景中的物体，为钢琴主体模型添加UVW贴图坐标修改器，贴图方式修改为长方体，使模型贴图坐标在物体表面得到正确的显示；设置地面的贴图坐标为平面模式，若贴图尺寸过大，可适当修改U向平铺和V向平铺的次数，调节贴图大小与场景适配即可，通过以上的设置，即可完成钢琴主体结构和地面的材质设计（图4-3）。

（3）平面物体卡通水果不透明贴图设计　创建7个标准材质，在漫反射通道分别添加一张PNG格式的图片文件，然后将漫反射通道的贴图分别复制到该材质球的不透明度通道，在不透明通道的位图参数中，修改单通道输出为Alpha模式（图4-4），这样不透明材质效果就制作完成了（图4-5）。分别选择不同的材质球，将制作好的材质赋予场景中的7个平面物体，并为其添加UVW贴图修改器，修改贴图坐标为平面模式，这时模型在视图中就会只显示有图像的部分，没有图像的部分会全部透明显示，其原理就是根据PNG格式文件中的透明属性信息决定的，透明属性需要保存在Alpha通道中，只要将该通道信息在3ds Max中的不透明度通道中进行设置，即可完成卡通水果不透明贴图的创意设计（图4-6）。

（4）钢琴场景照明与摄像机设计　模型的键盘、小球和装饰边框的材质在后期制作，所以在3ds Max中暂时不需要对这三部分进行材质制作，当然也可以根据设计师的喜好和偏爱进行设计，其表现方法也是多元化的。对于场景中的照明采用系统默认的照明，然后调整视图的角度，创建一个目标摄像机（图4-7），为后期的动画制作做准备，这样该案例的模型、贴图、灯光和摄像机的设计就完成了。

4.1.2　钢琴动画设计与贴图烘焙渲染

（1）钢琴摄像机三维动画展示设计　在时间轴面板中，点击“时间配置”按钮（图4-8），设置帧速率为PAL模式，动画的长度为325帧（图4-9）。在场景中创建一个圆环，半径大约为摄像机的相机位置和目标点之间的水平距离较为合适，调整圆环位置跟地面物体对齐，然后沿着Z轴方向向上移动到跟摄像机的高度差不多的位置。选择目标摄像机，利用动画菜单下的“路径约束”命令（图4-10），通过在视图中弹出一条虚线，点击场景中的圆环物体，即可实现路径和摄像机的绑定，调整摄像机目标点的位置的高度（图4-11），拖动时间滑块观察效果，使钢琴模型的能够360度展示即可完成操作。

（2）钢琴键盘和小球的动画设计　为了使后期交互设计中，按下二维界面中的按钮时，场景中的键盘也会跟着按下，需要为其制作一个按下并弹起的动画，也就是需要为其制作一个沿着边界旋转的动画，因此在制作动画之前，需要将7个键盘的轴心调整到边界的位置。在层次面板中，利用三维顶点捕捉工具，调节物体的轴心到离小球物体最近的一侧（图4-12），这样在制作旋转动画时，才会沿着边缘进行旋转。打开自动关键帧按钮，拖动时间滑块到第10帧，把钢琴键盘沿着X轴旋转7度左右，然后按住Shift键将第0帧的初始位置复制到20帧，这样键盘按下然后弹起的动画就做好了。运用相同的方法，0到10帧为小球物体制作向上的位移动画（图4-13），10到20帧为小球制作向下的位移动画，使其回到初始的位置状态。

（3）刚体动画命名　完成以上动画设计后，为了能够让后期VRP软件识别在3ds Max中创建的动画，需要为模型创建刚体动画集合，按照红色键盘对应红色小球为一组的方式，为7个键盘和对应的小球创建vrp_rigid的刚体动画集合组（图4-14），这样在导出到后期软件中，3ds Max设置的动画效果就可以被识别。

（4）导出面板设置　由于场景采用系统默认灯光进行照明设置，键盘、小球和装饰边框的特殊材质在后期软件中调节，所以不需要进行场景的烘焙渲染，可以直接在实用程序面板下点击［*VRPlatform*］按钮，利用导出工具，将场景中的模型、材质、动画和摄像机一起导出到VRP软件中（图4-15），点击“调入VRP编辑器”按钮，就可以进入到VRP软件进行后期的编辑和操作了。