3D MAX技術(shù)在虛擬場景設(shè)計中的應(yīng)用

莊鋼波（泉州輕工職業(yè)學(xué)院,福建 泉州 362000）

3D MAX技術(shù)在虛擬場景設(shè)計中的應(yīng)用

莊鋼波
（泉州輕工職業(yè)學(xué)院,福建 泉州 362000）

摘 要：3D MAX技術(shù)在美術(shù)、平面設(shè)計和3D游戲等的應(yīng)用是比較廣泛的，在動畫設(shè)計、藝術(shù)類環(huán)境藝術(shù)設(shè)計等專業(yè)中虛擬場景設(shè)計課程都是其專業(yè)必修課，在虛擬場景設(shè)計中應(yīng)用3D MAX技術(shù)能得到非常明顯的效果，對場景設(shè)計的虛擬現(xiàn)實化程度的提高有一定的積極作用。本文就3D MAX技術(shù)在虛擬場景設(shè)計中的具體應(yīng)用進行分析。

關(guān)鍵詞：3D MAX技術(shù);虛擬場景;設(shè)計;應(yīng)用

隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機技術(shù)在實際中的應(yīng)用越來越廣泛，其中計算機技術(shù)在虛擬場景設(shè)計中的應(yīng)用是比較明顯的，為虛擬場景設(shè)計提供了很大的方便。在計算機技術(shù)的推動下，3D MΑX技術(shù)在虛擬場景設(shè)計中的應(yīng)用也是非常普遍的，3D MΑX技術(shù)可以使虛擬場景設(shè)計的虛擬現(xiàn)實化程度有所增強，同時也會使虛擬場景的可視性增強，在一定程度上實現(xiàn)了虛擬場景設(shè)計的形式和內(nèi)容的統(tǒng)一。

1 3D MAX技術(shù)在虛擬場景設(shè)計燈光技術(shù)中的應(yīng)用

3D MΑX技術(shù)主要有自由聚光燈、目標聚光燈、自由平行光、目標平行光、區(qū)域聚光燈、泛光燈、天光、區(qū)域泛光燈等燈光效果，而且3D MΑX技術(shù)可以自由的設(shè)計燈光的類型。虛擬場景的燈光類型通常有人工光、自然光和人工光與自然光的結(jié)合光，虛擬場景中為了使虛擬場景設(shè)計的燈光效果比較自然，通常會使用兩個泛光燈；在虛擬場景設(shè)計中為了使虛擬場景表現(xiàn)陰影或照明時的視覺效應(yīng)增強，往往會使用目標聚光燈來實現(xiàn)，而且，為了使虛擬場景中聚光區(qū)與衰減區(qū)的分界線比較明顯，在指定光源的投射方向時，往往會參考衰減區(qū)和聚光區(qū)的參數(shù)來確定，其中光源設(shè)定之后，虛擬場景中的聚光區(qū)就是指場景中間清晰的部分，而衰減區(qū)就是指除了聚光區(qū)以外的比較模糊的區(qū)域。在虛設(shè)場景中場景照明所用的主光源就是關(guān)鍵燈，主光源的位置一般就是放在中心線上面和物體正面各轉(zhuǎn)45度的位置，關(guān)鍵光是為虛擬場景設(shè)定好最基本的燈光效果，為了提高虛擬場景的陰影效果，除了主光源，還應(yīng)該借助其他光源來對虛擬場景的陰影部分和黑暗部分進行填充，這樣就能使虛擬場景整體的燈光效果達到預(yù)期的效果。

為了使虛擬場景中的燈光效果達到最好，在設(shè)計燈光時就要從顏色、角度、衰減、投影等幾個方面來著手。在顏色方面，應(yīng)該在各方面的反差不變的情況下，通過調(diào)整光源來改變明度；3D MΑX技術(shù)布置燈光的目的就是燈光效果，燈光角度是調(diào)節(jié)燈光的關(guān)鍵，為了使燈光達到預(yù)期的效果，就可以通過調(diào)節(jié)燈光的角度來實現(xiàn)，一般燈光與場景之間的距離越大，場景的亮度就會越高，而且場景中燈光的明暗變化會少，當燈光和場景之間的角度越大時，場景的表面也會越亮，而且燈光的強弱和亮度的調(diào)節(jié)都是在燈光與場景的角度調(diào)節(jié)之后才開始進行的；為了產(chǎn)生比較精細的退暈變化，就要先改變3D MΑX燈光中的一些比較重要的控制燈光簡單變化的參數(shù)，然后人為的對燈光的照射范圍進行控制，以實現(xiàn)燈光細部的退暈變化現(xiàn)象的產(chǎn)生，退暈變化的控制過程通常是在完成燈光角度調(diào)整之后進行的；在實際應(yīng)用中，通過對投影和衰減、角度的同時調(diào)整，能夠使虛擬場景實現(xiàn)豐富光影的變化效果[1]。

2 3D MAX技術(shù)在虛擬場景設(shè)計動態(tài)渲染和紋理渲染中的應(yīng)用

虛擬場景設(shè)計一般是先創(chuàng)建三維模型，然后再編輯仿真材質(zhì)，以實現(xiàn)三維動畫的視覺效應(yīng)，這就是虛擬場景設(shè)計的一般框架，為了使虛擬場景的動態(tài)得到渲染，虛擬場景設(shè)計中還需要有場景渲染環(huán)節(jié)和動態(tài)著色環(huán)節(jié)來輔助完成。其中實現(xiàn)場景渲染的一種方法利用的就是Rendering Render對話框，然后運用參數(shù)根據(jù)對話框中所包含的輸出圖像尺寸、元素渲染和輸出文件格式等的卷展欄來進行當前正在使用的渲染器的設(shè)定；所謂動態(tài)著色就是3D MΑX技術(shù)中的一種特殊的渲染方式，也就是通過渲染窗口完成對著色效果進行實時的觀察和材質(zhì)的變換以及虛擬場景中的燈光調(diào)試等相關(guān)的設(shè)置，采用交互式的方法，在實現(xiàn)虛擬場景的動態(tài)渲染時可以通過浮動窗口對著色效果進行動態(tài)觀察，并對著色效果進行設(shè)置和調(diào)整[2]。

虛擬場景中的紋理渲染本質(zhì)上就是通過貼圖實現(xiàn)對虛擬場景中的創(chuàng)建物體的表面光照分布狀態(tài)的一種直觀的表達形式，所謂的貼圖也就是在實體的模型上貼上紋理圖片，紋理渲染是是虛擬場景設(shè)計中對實體模型的便面實現(xiàn)紋理圖案的創(chuàng)建的比較有效的一種方法。紋理渲染的過程通常是包括載入紋理、構(gòu)建頂點坐標并設(shè)定頂點的顏色、把當前stage被設(shè)置的紋理通過Settexture設(shè)置到相應(yīng)的stage中；最后進行渲染。在設(shè)置渲染參數(shù)時可以從燈光設(shè)置、最大透明度、全局光子貼圖卷展欄等方面進行，其中燈光設(shè)置是虛擬現(xiàn)實場景中控制全局燈光的設(shè)置的總開關(guān)，需要注意的是在3D MΑX技術(shù)中不能設(shè)置已經(jīng)默認的燈光；最大透明度就是指控制光線所追蹤的透明物體的最大深度，在計算全局光照貼圖時，如果虛擬現(xiàn)實場景在不進行最終的圖像的渲染，那么就只需要計算虛擬場景渲染部分的全局光照貼圖，這種算法有利于動畫過程的渲染；虛擬現(xiàn)實場景在自動搜尋距離時會對光子進行估算搜尋，如果圖像產(chǎn)生一定的噪波那就說明光子偏小，如果光子偏大時就會導(dǎo)致渲染進行的時間比較長[3]。

3 結(jié)語

通過對虛擬場景設(shè)計中3D MΑX技術(shù)的應(yīng)用進行分析，可以看出3D MΑX技術(shù)在虛擬場景設(shè)計中能提高場景設(shè)計的虛擬現(xiàn)實化和可視性，實現(xiàn)了虛擬場景設(shè)計的形式和內(nèi)容的統(tǒng)一，對虛擬場景的發(fā)展有一定的積極意義。在對渲染技術(shù)的實現(xiàn)過程進行研究時，就更加說明了3D MΑX技術(shù)的應(yīng)用效果是非常明顯的。

參考文獻：

[1]夏蕾.3D MAX在城市虛擬現(xiàn)實建模中的應(yīng)用[J].電子測試,2013(10):126-128.

[2]白志剛,魯建偉.基于3D MAX在城市虛擬現(xiàn)實中的應(yīng)用探討[J].煤炭技術(shù),2009(05):175-176.

[3]吳婧,馮永忠,劉軍.基于3D MAX的建筑建模[J].甘肅科技,2015(01):119-120.

作者簡介：莊鋼波(1985-)，男，本科，研究方向：美術(shù)類，平面設(shè)計，3D游戲。