3ds max基本几何体建模.docx
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1、3ds max基本几何体建模附件1 河南科技大学教案首页 课程名称 授课章节 教学目的和要求: 介绍3ds max中的基本几何体,主要包括二维图形,三维基本几何体,扩展基本体三个方面的内容。 教学基本内容: 本章首先介绍二维图形的创建,然后介绍基础的三维几何体建模方法,包括标准三维几何体和扩展三维几何体。 通过本章的学习,同学们可以掌握在3ds max中创建二维模型、三维模型的基本方法。 教学重点和难点: 创建二维图形、创建三维模型的原理和方法。 授课方式、方法和手段: 讲授,多媒体教学 作业与思考题: 1. Start New Shape有什么作用? 2. 三维模型和二维模型的使用场合有何不
2、同? 计算机三维设计 计划学时 第三章 基本几何体建模 4 第三章 基本几何体建模 3.1创建二维模型 二维图形从几何上可以理解为一个没有厚度的三维几何形体,它等于平面几何中的各种图形。在3ds max提供的造型工具中,除了螺旋线外,其余造型都是平面的。二维图形既能作为物体的运动轨迹,还可以通过Extrude、Lathe、Loft等手段生成较为复杂的三维物体。 在创建二维模型过程中,主要用到创建命令面板中的几何图形功能,其面板分布如图所示。 在二维图形生成面板中可创建以下11种基本形: Line:创建任何不规则二维图形,操作时只要指明曲线上的点即可。 Rectangle:创建矩形,需指明长和宽
3、。 Circle:创建圆形,只指明半径即可。 Ellipse:创建椭圆,需指明左下角和右上角。 Arc:创建圆弧,需指明起始位置和终止位置及半径。 Donut:创建同心圆,由内外两个圆组成,需指明内径和外径。 NGon:创建多边形,要指明半径和边数。 Star:创建星形,需指明内外半径和边数。 Text:建立任何一种文字图形。 Helix:建立螺旋线,有X、Y、Z三个方向的坐标值,包括长、宽、高。 Section:截取任何三维物体的某一截面。 下面我们来依次看一下,各种二维图形的创建方法。 3.1.1创建简单二维造型 3.1.1.1 Line 线是由节点组成的。单击卷展栏中的按钮,然后在视图中
4、单击,确定第一个节点,然后移动鼠标,再次单击确定第二个节点,依次类推即可确定其他节点,单击鼠标右键即可完成直线的确定。 物体没有卷展栏,它包含、和四个卷展栏。 卷展栏如下图所示: 区域是设置单击方式下经过点的线段形式;是设置单击并拖动方式下经过点的线段形式。 、和三个单选按钮表示三种不同的线段形式,请参考下图。其含义如下: Corner节点 Smooth节点 Bezier节点 :单选按钮会让经过该点的曲线以该点为顶点组成一条折线; :单选该按钮会让经过该点的曲线以该点为顶点组成一条光滑的曲线,该曲线在节点两边的曲率相等; :单选按钮会让经过该点的曲线以该点为顶点组成一条贝塞尔曲线,贝塞尔曲线定
5、点的两端将会有两个控制手柄,我们可以通过拖动控制手柄来控制曲线的形态。 在Interpolation卷展栏中设置线型插补值的步数,如图3-39所示。步数是将样条曲线分割的段数。步数的多少将影响的两个属性:曲线的光滑程度和由曲线生成的面数。较多的步数能够产生较为光滑的曲面和较多的面。反之,较少的步数产生光滑程度较差的曲线和较少的面数,卷展栏如下图所示。 :设定生成线段的每段中间自动生成的折点数。如果Steps值为0,则Smooth方式无效,即每段都是直线。 Optimize:选择是否允许系统自动地选择参数进行优化设置。 Adaptive:选择是否允许系统适应线段的不封闭或不规则。 二维物体的渲染
6、是比较特殊的,因为二维物体只有形状,没有体积,系统默认的情况下,是不能被渲染着色而显示出来的,如图所示为Rendering卷展栏。 如果要对二维物体进行渲染着色,首先要选中Renderable复选框,勾选之后代表这个物体可以被渲染了,但是这个时期的渲染只代表线条可以在渲染器中进行渲染了,但是我们在视图当中并不能直观的看到线条的粗细。只有勾选选项后我们才可以在视图中看到渲染的变化。 Generate Mapping Coords:使可渲染的二维物体表面可以进行贴图处理。 Thickness:用来定义构成二维物体的线的宽度。 Sides:当Thickness值大于0时,构成二维物体的线的截面是个正
7、多边形,Sides值就是用来设定这个正多边形的边数的。Sides值越大,这个截面就越逼近圆形。 Angle:设定构成二维物体的线的扭转角度,当Sides值足够大的时候,截面逼近圆形,Angle的意义不明显;而当Sides值比较小的时候,增大Angle值,可以明显看出此截面的旋转。 Display Render:当此复选框被选中后,透视视图中自动显示二维物体的渲染效果。如下图所示为显示渲染效果前后的对比,其中Thickness值为10。 Use Viewport:当Display Render复选框被选中后,此选项可以选择是否使用视图,如果使用视图,那么视图中显示的是Viewport模式下设定参
8、数的渲染效果。此时Viewport单选按钮被激活,可以选择Viewport模式以修改其参数。 3.1.1.2 Rectangle 单击卷展栏中的按钮,然后在视图中单击,确定第一个节点,然后移动鼠标,创建出对角线上的另一个点,完成矩形的创建。配合键盘上的键可以创建出正方形。 矩形还有一个卷展栏,包含有和两种建立矩形的方法,如图所示。 :在创建矩形的过程中,先创建出一条边的长度,再确定另外一条边的长度以确定矩形的形状。 :在创建矩形的过程中,先创建出矩形中心的位置,再确定出矩形一个顶点的位置完成矩形的创建。 通过栏,我们可以先通过在键盘上输入矩形中心点的坐标和各项参数,然后点击栏中的按钮,就可以直
9、接在视图中创建出我们所需要的矩形,如下图所示。 的参数命令面板如下图所示。 Length、Width:分别用来设置矩形的长度和宽度值。 Coner Radius:设置矩形的四角是直角还是有弧度的圆角,以及设置圆角的大小,圆角的效果如下图所示。 3.1.1.3 Circle 单击卷展栏中的按钮,然后在视图中单击,确定出圆形的中心点,继续移动鼠标确定出圆形的半径,单击鼠标完成圆形的创建。 圆形的创建命令面板中同样有一个卷展栏,包含有和两种建立矩形的方法,如图所示。 :在创建圆形的过程中,先创建出一点,再在拖动鼠标的过程中确定圆形的半径。 :在创建圆形的过程中,先创建出圆形中心的位置,再确定出圆形半
10、径的大小完成圆形的创建。 注意:创建方式和键盘输入卷展栏的内容都比较类似,下面我们将不再单独介绍,请大家参照之前的内容独立练习。 圆形的面板如下图所示: Radius:设置圆形半径的大小。 3.1.1.4 Ellipse Ellipse对象与圆形差不多,只是因为椭圆在垂直的两个方向上半径不同,因此不能用Radius单独一个参数来描述,而是用长度和宽度两个参数来描述,其命令面板如图所示。 3.1.1.5 Arc Arc能够创建出各种各样的圆弧和扇形,它的形状由Radius、From、To三个参数和Pie Slice、Reverse两个复选框决定。 如下图所示是圆弧的Creation Method
11、和Parameters卷展栏,创建圆弧可以采用两种方式,分别是End-End-Middle方式,即先确定弦长,再确定半径;另一种创建方式Center-End-End是先确定半径,再移动鼠标确定弧长。 在Parameters卷展栏中可以进一步调整圆弧的形状。Radius确定了圆弧的半径;通过设置From和To两个参数可以改变圆弧的开口方向和弧长;如果选择了Pie Slice复选项,圆弧会增加两条半径变为扇形;Reverse命令,可以让弧形的方向发生反转。 3.1.1.6 Donut 使用该命令可以快速的制作出一个同心圆环,参数面板如下图所示。 Radius1 、Radius1:分别设置两个圆的半
12、径大小。 3.1.1.7 Text 3ds max允许用户在视图中直接加入文本,并提供了相应的文字编辑功能。Text的Parameters卷展栏如下图所示,其中拉菜单用来选择字体类型,单击使文字变为斜体,单击下为文字添加下划线,用来设定文字的对齐方式为左对齐,为居中,为右对齐,为分散对齐。下面的文本输入框Size用来设定文字的大小,Kerning用来设定行内文字之间的间距,Leading用来设定不同行之间的间距,Text编辑区用来设定文字的具体内容。 在输入文字的过程中,首先设置所需要的字体,接着在Text文本框中输入文字并在Front视图中的所需位置单击,即可添加出文字,如下图所示。 提示:
13、如果要输入汉字,只需单击操作系统的汉字输入方法,即可输入中文。 3.1.1.8 Helix Helix物体虽然属于Shapes子菜单,却在X、Y、Z三个维度上都有分布,是Shapes物体里面惟一的三维空间图形。 螺旋线的Parameters卷展栏如下图所示。 Radius 1:设定螺旋线下端起点的半径。 Radius 2:设定螺旋线上端终点的半径。如果Radius 2和Radius 1的值相等,螺旋线就变得很像弹簧。 Height:设定螺旋线的高度。 Turns:设定螺旋线旋转的圈数,系统默认值为1。 Bias:设定螺旋线各圈之间的间隔程度,使其疏密程度发生变化。该值的取值范围是01,越接近0
14、,底部越密;越接近1,顶部越密。系统默认值为0。 CW/CCW:这两个单选按钮用来设定螺旋线的旋转方向。如果选择CW单选按钮,螺旋线的旋转方向为顺时针旋转,如果选择CCW单选按钮,螺旋线的旋转方向为逆时针旋转。 3.1.1.9 NGon NGon物体的参数也不复杂,使用键盘输入的方式创建一个正多边形,需要输入的参数有正多边形中心点的x、y、z坐标值、半径以及倒角的半径。NGon物体的Parameters卷展栏如下图所示。 Radius:设定正多边形的半径。 Inscribed/Circumscribed:这两个单选按钮用来选择Radius参数表示的是内切圆的半径或是外接圆的半径,系统默认值为I
15、nscribed。 Sides:用来设定正多边形的边数。 Corner Radius:用来设定倒角的半径。 3.1.1.10 Star 星形的Parameters卷展栏如下图所示。 Radius 1:设定星形的内半径。 Radius 2:设定星形的外半径。 Points:设定星形的顶点数。 Distortion:设定星形的各顶点扭曲的程度。 Fillet Radius 1:设定Radius 1所对应的倒角半径。 Fillet Radius 2:设定Radius 2所对应的倒角半径。 3.1.1.11 Section 功能通过截取三维造型而获得二维图形。此工具创建一个平面,可以移动、旋转它,并且
16、缩放它的尺寸,当它穿过一个三维造型时,会显示出截获到的剖面,按下Create Shape按钮就可以将这个截面制作成一个新的样条线,其参数命令面板如下图所示。 Create Shape:按下此按钮,将弹出一个名字指定框,确定名称后,按下OK按钮就会生成一个截面图形,如果此时没有截面,该按钮不可用。 Update:设置截面改变时视图是否将结果即时更新。 l When Section Moves:在移动截面的同时更新视图。 l When Section Selected:只有在选择了截面时才进行视图更新。 l Manually:通过按下其下的Update Section按钮手动更新视图。 Secti
17、on Extents:设置截面影响的范围。 l Infinite:截面所在的平面无界限扩展,只要经过此截面的对象都被截取,与视图显示的截面尺寸无关。 l Section Boundary:以截面所在边界为限,凡是接触到它边界的造型都被截取,否则不会受影响。 l Off:关闭截面的截取功能。 Length、Width:设置截面平面的长度尺寸。 l 点击工具 l 在视图中按下并拖动鼠标拉出截面平面。 l 在截面移动旋转到 三维对象相应位置时,调整出要截取的部分,它将以黄色显示。 l 点取按钮进入修改命令面板。 l 按下Create Shape按钮,在弹出的对话框中输入名称,按下OK按钮,得到一个截
18、面图形。 3.1.2 Start New Shape模式建立组合模型 在Object Type卷展栏下方一个复选开关Start New Shape,其默认状态为打开。当其为打开,创建的每一个二维物体都是一个新的独立模型;而当关闭它时,所有新创建的二维物体都将成为一个复合二维模型的一部分。 下面通过一个具体的操作来了解Start New Shape的功能: 首先关闭Start New Shape模式,即取消Start New Shape的选择状态。 单击Ellipse按钮新建一个椭圆。 单击Star按钮在椭圆内绘制一个星形。 此时会发现两个物体皆为被选取状态,说明星形已经和椭圆成为一个组合曲线。
19、 打开Start New Shape模式。 单击Star按钮绘制一个星形。 单击Circle按钮在星形的外部绘制一个圆。 发现后创建的两个曲线是分开的,用Select and Move可以分别选取、移动这两个曲线。而第一次建立的椭圆和星形已经成为一个组合曲线,只能被同时选取并移动,如下图所示。因为椭圆和星形是同一个图形,所以颜色是一样的,而后创建的圆和星形彼此独立,所以颜色不一样。 3.1.3 两个二维模型的结合 如果想把两个曲线结合成一个造型,在3ds max的Edit Spline修改器中也很容易实现。 首先选择一个图形,这里选择的是上一小节中绘制的独立圆形。进入它的Modify面板,然后
20、在Modify List下拉菜单中选择Edit Spline修改器,此时会在Modify Stack中出现Edit Spline修改器,如图2-17所示。 在Geometry卷展栏中单击Attach按钮,然后选择独立的星形,这样被选取的圆与星形结合成一个新的组合曲线,如下图所示。 如果需要将已经结合后的图形重新分离,可以进入组合图形Edit Spline修改器的Spline层级,选择要独立出来的曲线,然后向上移动卷展栏找到并单击Detach按钮,这时会弹出Detach对话框并要求对该曲线命名,如下图所示。命名后单击OK按钮,现在这条曲线已经与原曲线脱离而成为一个单独的部分,恢复成为原来两个独立
21、的图形。 3.2 创建三维模型 3ds max在创建面板中为用户提供了一系列按钮,用户使用这些按钮可以直接创建标准三维几何体和扩展三维几何体。 3.2.1 Standard Primitives 本节将详细讲述标准三维几何体的制作方法,以及命令面板中各常用参数的意义。由于各物体同一名称参数的意义大同小异,在讲述过程中将会尽量避免重复,而突出每个模型物体的不同于其他种类的特点。 标准几何体是指简单的三维几何体和日常生活中常见的物体,它们是制作复杂场景的基础。 3.2.1.1 Box Box是3ds max中最简单的几何体,它的形状由Length、Width、Height三个参数决定,每一边的由对
22、应的Length Segs、Width Segs、Height Segs三个参数决定。 在Create命令面板里单击Box按钮,命令面板的下方多了Creation Method、Keyboard Entry、Parameters三个卷展栏。 生成Box物体的方式有和两种。 Box的创建方式有Cube和Box两种。如果选择Cube方式,由某个面的中心点作为起点,向外延伸一定长度之后结束;如果选择Box方式,由长方体的一个顶点开始,分别确定三个方向的长度。如果不选择,系统默认值为Box。 对于不同的物体,创建时需要输入的参数不同,因此Keyboard Entry卷展栏的内容也不同。Box的键盘输入
23、卷展栏如下图所示,共包括6个选项,分别是长方体底面中心点的X、Y、Z坐标值和长方体的长度、宽度、高度值。填入后,只要单击Create按钮即完成创建。 用鼠标拖动的方式制作长方体,在拖动鼠标时,如果留心命令面板下部的Parameters卷展栏就会发现其中Length、Width、Height三项的数值会随着鼠标的拖动而变化,可以参考其中的数值确定何时拖放鼠标,但是只靠鼠标拖动很难获得精确的参数值,因此,可以通过Parameters卷展栏修改长方体的各项参数值,Parameters卷展栏如下图所示。 提示:创建长方体后,如果由于执行了其他操作或不小心在视图区单击了鼠标右键等原因,使长方体的参数面板
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