1.1 初识3ds Max

在Windows出现之前，工业级的CG制作几乎被SGI工作站垄断，而3ds Max的出现，则改变了这一格局。因为它是一款针对PC用户的三维动画及渲染制作软件，它大大降低了CG制作门槛，涉足效果图绘制、游戏动漫、影视特效制作等诸多领域。

1.1.1 3ds Max概述

3ds Max是一款基于PC系统的三维动画渲染和制作软件，其前身是基于DOS操作系统的3D Studio系列软件。

在Windows操作系统出现之后，Gary Yost将一群志同道合的编程专家召集起来开始3D Studio MAX的开发工作。1996年，Autodesk公司的Kinetix分部推出了Kinetix 3ds Max 1.0;2000年，被Autodesk公司收购的Discreet Logic与Kinetix合并成立了新的Discreet分部，并推出了Discreet 3ds Max 4;2005年，推出了Autodesk 3ds Max 8，从此， 3ds Max的前缀公司名都叫Autodesk;2008年，推出了Autodesk 3ds Max 2009，自此开始以年份命名，并且每年升级一次版本。版本升级概况如表1-1所示。

1.1.2 3ds Max 2016新增功能

3ds Max 2016中文版是目前Autodesk官方针对中国用户而开发的一款三维设计制图软件，全称为Autodesk 3ds Max 2016，软件提供了功能更强、更丰富的工具集，无论美工人员所在的行业有什么需求，都能为他们提供所需的三维工具来创建富有灵感的体验。其主要新增功能如下。

1．易用性方面的新功能

（1）新的设计工作区

随着使用3ds Max创建逼真可视化效果的用户越来越多，3ds Max 2016推出了新的设计工作区，从而为3ds Max用户带来了更高的工作效率。设计工作区采用基于任务的逻辑系统，用户可以很方便地访问3ds Max中的对象放置、照明、渲染、建模和纹理工具。通过导入设计数据来快速创建高质量的效果图和动画的过程也更加容易。设计工作区如图1-1所示。

（2）新的模板系统

新的按需模板为用户提供了标准化的启动配置，这有助于加速场景创建流程。借助简单的导入/导出选项，用户可以快速地跨团队共享模板。用户还能够创建新模板或修改现有模板，针对各个工作流自定义模板。渲染、环境、照明和单位的内置设置，意味着更快速、更精确、更一致的3ds Max项目结果。预设模板如图1-2所示。

（3）多点触控支持

3ds Max 2016现在具有多点触控三维导航功能，让美工人员可以更自由地与其3D内容进行交互。支持的设备包括Wacom Intuos 5触摸板、Cintiq 24HD和Cintiq Companion以及Windows 8触控设备。通过这些设备，可以一只手握笔进行自然交互，同时另一只手执行多手指手势来环绕、平移、缩放或滚动场景，如图1-3所示。

2．场景管理中的新增功能

（1）摄影机序列器

现在使用新的【摄影机序列器】，可通过高质量的动画可视化、动画和电影制片更加轻松地讲述精彩故事，从而使3ds Max用户可以更多地进行控制。通过此新功能，用户能够轻松地在多个摄影机之间剪辑，修剪和重新排序动画片段且不具有破坏性——保留原始动画数据不变，同时让用户可以灵活地进行创意，如图1-4所示。

（2）外部参照对象更新

凭借新增支持外部参照对象中的非破坏性动画工作流且稳定性提高，现在团队间和整个制作流程中的协作变得更加轻松。3ds Max用户现在可以在场景中参照外部对象，并在源文件中对外部参照对象设置动画或编辑材质，而无须将对象合并到场景中。在源文件中所做的更改将自动继承到其本地场景中。用户可以在所需的节点上发布可设置动画的参数，并根据需要组织参数。其他用户可以外部参照具有可设置动画参数的内容来填充其场景，这样有助于节省时间，并为其提供有关要使用的关键参数的指导。

3．建模中的新增功能

（1）【拆缝】修改器

新的【折缝】修改器与【OpenSubdiv】相关联，使用户可以指定从堆栈程序式折缝的边和顶点，如图1-5所示；而【CreaseSet】 修改器使用户可以管理子对象组的折缝，甚至可以跨多个对象进行管理，如图1-6所示。

（2）【切角】修改器

新的【切角】修改器使用户可以在堆栈上应用顶点和切角操作，而不是以前那样明确的可编辑多边形操作。选项包括以下几个。

· 对边执行切角操作时，可以选择仅生成四边形输出，并且能够控制切角区域的拉伸或曲率。

· 各种输入选项包括【从堆栈】、【选定面的边】和【已平滑的边】。

· 为生成的面设置材质ID。

· 通过限制程序式设置的【数量】的效果，防止泛光化边。

· 通过指定面之间的最小和最大允许的角，限制进行边切角的区域。

· 将平滑延伸到与切角区域相邻的面。

· 四边形切角也是一个新选项，具有可编辑的多边形对象和【编辑多边形】修改器。修改器参数如图1-7所示。

（3）【规格化样条线】

【规格化样条线】修改器现在具有新的精度参数。修改器参数如图1-8所示。

（4）【镜像】工具

【镜像】工具新增了一个【几何体】选项，这对于建模非常有用。这使用户可以镜像对象，而无须重置其可能产生反转法线的变换。修改器参数及效果如图1-9所示。

4．其他新功能

①双四元数蒙皮。由于增添了专用于避免当变形器扭曲或旋转时网格丢失体积的“蝴蝶结”或“糖果包裹纸”效果的双四元数，3ds Max平滑蒙皮得到了改善。这在角色的肩部或腕部最常见，这种新的平滑蒙皮方法有助于减少不必要的变形瑕疵。作为蒙皮修改器中的新选项，双四元数允许用户绘制蒙皮将对曲面产生的影响量，以便它们可以在需要时使用它，在不需要时将其逐渐减少为线性蒙皮权重。

②数据交换方面，与Alembic（ABC）文件、Revit（RVT）文件、 SketchUp （SKP）文件、SolidWorks（SLDPRT、SLDASM）文件、Autodesk Inventor（IPT、IAM） 文件等可以更好地交换。

③硬件渲染方面，增强了ShaderFX实时视觉明暗器编辑器的功能。用户还可以创建Stingray明暗器。

④在摄影机方面，增加了【物理摄影机】，可模拟用户可能熟悉的真实摄影机设置，如快门速度、光圈、景深和曝光。新的【物理摄影机】使用增强型控件和其他视口内反馈，可以更加轻松地创建真实照片级图像和动画。

⑤在渲染方面，用户现在可以直接在3ds Max中访问A360的云渲染。A360利用云计算的强大功能，使3ds Max用户可以创建令人印象深刻的高分辨率图像，而无须占用桌面或者需要专门的渲染硬件，帮助他们节省时间和降低成本。除此之外，还增强了mental ray和iray的渲染功能。

1.1.3 3ds Max应用领域

3ds Max从它诞生的那一天起，即受到了全世界无数三维动画制作爱好者的热情赞誉，广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏动漫、辅助教学以及工程可视化等领域。以下是3ds Max常用的几个行业。

1．建筑表现

绘制建筑效果图是3ds Max系列产品最早的应用之一。除了静态效果图之外，其实最核心的功能是制作三维动画或虚拟现实，这方面最新的应用是制作大型的电视动画广告、楼盘视频广告、宣传片等。

2．室内设计或展示设计

与建筑表现类似，可用3ds Max绘制室内设计的效果图或漫游动画，让客户很直观地看到设计方案的最终效果，如图1-10、图1-11所示。

3．影视动画

《阿凡达》《诸神之战》《2012》等热门电影都引进了先进的3D技术。最早3ds Max系列还仅仅只是用于制作精度要求不高的电视广告，现在随着HD（高清晰度电视）的兴起，3ds Max毫不犹豫地进入这一领域，制作电影级的动画一直是奋斗目标。现在，好莱坞大片中常常需要3ds Max参与制作。如图1-12所示就是一个影视动画场景。

4．游戏美术

3ds Max可大量应用于游戏的场景、角色建模和游戏动画制作。3ds Max参与了大量的游戏制作，其他的不用多说，大名鼎鼎的《古墓丽影》系列就是3ds Max的杰作。

5．其他领域

在工业设计中，可用3ds Max绘制产品外观造型设计图。现在最新的3D打印技术，其模型也可用3ds Max制作，如图1-13所示。

1.1.4 三维效果图及动画绘制流程

三维效果图特别是三维动画，是一个特别需要耐心的工作，尤其是一些大项目，往往需要几个月时间完成。在CG行业中，一般把三维效果图（包括静态的和动态的）分为前期、中期和后期三个流程，也叫作建模、渲染和后期处理，但在正式制作之前还有个准备工作。以效果图为例，先要准备好设计图纸，然后根据设计图纸建模，渲染又包括材质/贴图，灯光，摄影机，渲染等流程，后期主要是添加配饰品、美化处理，如图1-14所示。

以上是效果图的绘制流程，可以由一个人完成，而在大型公司，往往是一个团队负责其中一个流程，对于每个人来说，或许分工更细。

而对于三维动画来讲，则要复杂一些。

首先，需要项目策划和脚本制作，好的故事需要好的剧本，好的剧本需要好的创意，这是这个阶段需要解决的问题；然后，建模、材质、绑定，制作动画、布置灯光，然后分镜头渲染，加上特效；最后，合成，剪辑，输出。

1.1.5 绘图小贴士

三维绘图之前，最好养成一个良好的习惯，把制图中的容易出问题的关键地方有个认知，下面还是以绘制效果图为例，讲讲各个流程中需要重点注意的地方。

1．建模阶段

在3ds Max中有很多建模方法，包括基本建模法、多边形建模法、网格建模法、NURBS建模法等。而现代工作，除了讲质量之外，效率也是不得不考虑的问题，所以为了减少渲染时间，需要尽量减少模型的面数，因此请注意以下几个方面。

①在建模时尽量不要用高级运算，而采用【挤出】、【车削】、【倒角】、【放样】等简单的修改命令完成。

②注意优化曲面模型的精度，看不到的面可以不绘制。

③建模时需要考虑渲染器。线扫描渲染对于模型要求不高，若使用光能传递技术的渲染器，就对模型要求很高，如面数要少，不能有交叉面、重叠面等。

2．渲染阶段

3ds Max 2016和VRay 3.0的材质编辑功能都非常强大，通过编辑几乎可以表现现实中的所有物体的质感。但需要注意以下几点。

①有些模型经过建模编辑后，贴图会错误甚至消失，这时就需要指定贴图坐标。

②用户应该根据使用的渲染系统来决定用什么样的材质类型。如用3ds Max自带的线扫描渲染器渲染时，最好就使用标准材质；要用VRay渲染器时就最好用VRay材质；要用光能传递渲染器最好使用建筑材质。

③灯光中最重要的就是漫反射灯光，在标准渲染中可用泛光灯阵列来表现，而用VRay等插件来表现则相当简单。

④摄影机的构图最好用九宫格构图法，焦距需合适。

⑤在建模中尽量减少渲染次数，从透视图中就能看出大致效果。即使渲染也是先渲染草图，效果满意了再出大图。

3．后期处理阶段

这时的主要任务是美化效果图，室内主要是调整色彩，室外则是配景。需要注意的是，调整的思路是先调亮度，再调色彩，最后调其他的方面。