葉 芳 王明召 張 博

北京師范大學(xué) 北京 100875

3ds Max軟件常用工具使用技巧—為制作三維動(dòng)畫(huà)化學(xué)課件

葉 芳 王明召 張 博

北京師范大學(xué) 北京 100875

作者根據(jù)使用3ds Max軟件制作三維動(dòng)畫(huà)化學(xué)課件的經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，介紹該軟件中工具欄的一些常用技巧，旨在幫助更多的一線(xiàn)教師熟悉這一優(yōu)秀軟件。

課件；三維動(dòng)畫(huà)；3ds Max軟件；技巧

使用3ds Max軟件設(shè)計(jì)制作的三維動(dòng)畫(huà)課件可以直觀、形象地展示出抽象的化學(xué)理論、反應(yīng)機(jī)理和復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)，有利于學(xué)生把握抽象理論的要點(diǎn)，掌握復(fù)雜無(wú)機(jī)物結(jié)構(gòu)的立體特征，加深對(duì)這些教學(xué)內(nèi)容的理解。

該軟件的用戶(hù)界面主要有(見(jiàn)圖1)：①菜單欄(包含很多常見(jiàn)菜單以及一些該軟件獨(dú)有的菜單)；②主工具欄(包含圖形制作的常用工具)；③四個(gè)視口：頂視口、前視口、左視口、透視視口(制作圖形等的工作區(qū)域)；④Reactor工具欄(包含支持剛性動(dòng)力學(xué)，軟件動(dòng)力學(xué)，布料模擬和流體模擬等功能的工具)；⑤狀態(tài)欄和提示欄(包含許多用于幫助用戶(hù)創(chuàng)建和處理對(duì)象的參數(shù)顯示區(qū))；⑥動(dòng)畫(huà)控制按鈕(功能和外形類(lèi)似于媒體播放機(jī)里的按鈕)；⑦視口導(dǎo)航控制按鈕(包含調(diào)整各種縮放的選項(xiàng)和控制視口中的對(duì)象顯示)；⑧命令面板(包含創(chuàng)建對(duì)象，處理幾何體和創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)需要的所有命令)。制作化學(xué)教學(xué)用三維動(dòng)畫(huà)課件一般用不到第四個(gè)界面。

圖1 3ds Max用戶(hù)界面

作者們一直在探索使用該軟件制作化學(xué)課件，在實(shí)踐中體會(huì)到工具欄的使用對(duì)于制作化學(xué)課件非常重要，因此本文介紹它的常用工具及其使用技巧，以幫助更多教師熟悉這個(gè)軟件，掌握必須的基本功能，利用它為化學(xué)教學(xué)服務(wù)。

一、選擇

在對(duì)某個(gè)或某幾個(gè)對(duì)象進(jìn)行修改時(shí)，必須先選擇對(duì)象，而選擇對(duì)象的技術(shù)將直接影響到工作效率。當(dāng)工作界面對(duì)象較多，動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)較復(fù)雜的情況下，更好更準(zhǔn)確地選擇對(duì)象尤其重要。

1.選擇一個(gè)對(duì)象

最簡(jiǎn)單的方法就是使用【選擇對(duì)象】直接在視口中單擊被選擇對(duì)象，選中的對(duì)象周?chē)霈F(xiàn)白色框。

2.選擇多個(gè)對(duì)象

有時(shí)需要選擇多個(gè)對(duì)象或是從選擇的對(duì)象中取消某個(gè)對(duì)象的選擇。這時(shí)，與常用軟件類(lèi)似，可以有以下3種選擇方法。

(1)Ctrl+單擊被選擇對(duì)象：向已選擇的對(duì)象集中增加對(duì)象。

(2)Ctrl或Alt+單擊已選擇對(duì)象：從已選擇對(duì)象中取消某個(gè)對(duì)象。

(3)在要選擇的一組對(duì)象周?chē)鷨螕舨⑼献?，?huà)出一個(gè)完全包圍對(duì)象的區(qū)域。釋放鼠標(biāo)后，框內(nèi)的對(duì)象被選擇。在默認(rèn)狀態(tài)下，所畫(huà)的選擇區(qū)域?yàn)榫匦?。?dāng)使用矩形選擇區(qū)域選擇對(duì)象時(shí)，主工具欄有一個(gè)按鈕用來(lái)確定矩形區(qū)域選擇對(duì)象的方式。這個(gè)觸發(fā)按鈕有以下兩個(gè)選項(xiàng)：

窗口選擇方式：選擇完全在選擇框內(nèi)的對(duì)象。

交叉選擇方式：在選擇框內(nèi)和與選擇框相接觸的對(duì)象都被選擇。

3.根據(jù)名稱(chēng)選擇對(duì)象

當(dāng)場(chǎng)景中有很多對(duì)象時(shí)，它們會(huì)在視口中相互重疊，采用單擊的方法選擇它們就很困難，這時(shí)可使用【按名稱(chēng)選擇】。在主工具欄上單擊【按名稱(chēng)選擇】，出現(xiàn)【選擇對(duì)象】對(duì)話(huà)框(見(jiàn)圖2)，框內(nèi)出現(xiàn)所有對(duì)象名。

圖2 選擇對(duì)象界面

單擊“Cone01”，Ctrl＋單擊“Cone03”→【選擇】，對(duì)話(huà)框消失，場(chǎng)景中這兩個(gè)對(duì)象被選擇。單擊“Cone01”，Shift＋單擊“Text03” →【選擇】。對(duì)話(huà)框消失，這兩個(gè)對(duì)象之間的對(duì)象都被選擇。

為了方便后面的操作，當(dāng)選擇多個(gè)對(duì)象后，按【選擇鎖定切換】鎖定對(duì)象，保證不誤選其他對(duì)象或丟失當(dāng)前所選的對(duì)象。

二、鏡像和克隆

在制作圖像時(shí)，常常需要制作相同或是相似的一組對(duì)象。制作相似的對(duì)象，可以采用復(fù)制原始對(duì)象，然后再對(duì)復(fù)制品進(jìn)行修改來(lái)實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，有多種方法可以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)以制作dyz軌道圖形為例，具體說(shuō)明如何由軌道的一個(gè)瓣制作出其他三個(gè)瓣，并讓每個(gè)瓣處于合適的位置。

1.制作對(duì)象的鏡像

選中對(duì)象“Sphere1”(見(jiàn)圖3左)，點(diǎn)擊主工具欄的【鏡像】→【鏡像：世界坐標(biāo)】，在【鏡像軸】中選擇“XY”，在【克隆當(dāng)前選擇】中選擇“復(fù)制”，(見(jiàn)圖4)，【確定】，得到“Sphere2”(圖3左)。選中“Sphere2”，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵→【移動(dòng)】→【移動(dòng)變換輸入】，并通過(guò)界面上的三角標(biāo)進(jìn)行位置微調(diào)，使“Sphere2”移至恰當(dāng)?shù)奈恢?見(jiàn)圖3右)。再根據(jù)類(lèi)似的方法，做出另外2個(gè)d軌道瓣。

圖3 制作出鏡像(左)并調(diào)整后(右)的場(chǎng)景

圖4 鏡像界面

鏡像界面中，【克隆當(dāng)前選擇】有四個(gè)選項(xiàng)。

(1)【不克隆】：根據(jù)所選的鏡像軸制作一個(gè)新的對(duì)象并代替原有的對(duì)象。

(2)【復(fù)制】：制作一個(gè)與原始對(duì)象完全無(wú)關(guān)的鏡像品。

(3)【實(shí)例】：通過(guò)這種方式得到的對(duì)象與原始對(duì)象存在某種關(guān)系。例如，使用實(shí)例選項(xiàng)鏡像制作一個(gè)球體，如果改變其中一個(gè)球體的半徑，另一個(gè)球體的半徑也隨之改變。使用實(shí)例選項(xiàng)得到的對(duì)象之間是通過(guò)編輯修改器和參數(shù)相關(guān)聯(lián)的，但是各自的變換是相互獨(dú)立的。因此修改一個(gè)對(duì)象的參數(shù)或編輯修改器，其他的對(duì)象也自動(dòng)擁有相應(yīng)的變化，但是它們可以有不同的材質(zhì)和動(dòng)畫(huà)。使用這種方式得到的對(duì)象除了有上述特點(diǎn)外，還比用【復(fù)制】選項(xiàng)得到的對(duì)象節(jié)省內(nèi)存和磁盤(pán)空間，使文件裝載和渲染的速度更快一些。

(4)【參考】：是特殊的實(shí)例鏡像。在某些情況下，與克隆對(duì)象的關(guān)系是單向的。例如，如果給原始對(duì)象增加一個(gè)編輯修改器，鏡像得到的對(duì)象也自動(dòng)增加一個(gè)同樣的編輯修改器，但是，如果給鏡像得到的對(duì)象增加一個(gè)編輯修改器，卻不影響原始對(duì)象。

2.克隆對(duì)象

從菜單欄中選取【編輯】→【克隆】，或右擊被克隆的對(duì)象，在出現(xiàn)的列表中選擇【克隆】，均會(huì)出現(xiàn)【克隆選項(xiàng)】界面(見(jiàn)圖5)。

圖5 克隆選項(xiàng)界面

【克隆選項(xiàng)】也有三個(gè)選項(xiàng)：復(fù)制、實(shí)例和參考。它們與【克隆當(dāng)前選擇】的選項(xiàng)的區(qū)別只在于鏡像可以選擇變換所依據(jù)的鏡像軸。

根據(jù)情況選擇克隆選項(xiàng)。仍以制作dyz軌道圖形為例，選擇【復(fù)制】→【確定】，生成的“Sphere2” 重疊在“Sphere1”上。利用【選擇并旋轉(zhuǎn)】和【選擇并移動(dòng)】，把它放置到適當(dāng)位置。重復(fù)以上方法，得到另外2個(gè)d軌道瓣。

三、對(duì)齊

制作圖像時(shí)，往往需要設(shè)置或修改對(duì)象的位置、旋轉(zhuǎn)等屬性。用肉眼校正各個(gè)對(duì)象之間的關(guān)系效率很低，并且不可靠，這時(shí)需要使用【對(duì)齊】功能。

【對(duì)齊】：將一個(gè)對(duì)象的位置、比例和(或)旋轉(zhuǎn)與另一個(gè)對(duì)象對(duì)齊。下面舉例說(shuō)明如何使用【對(duì)齊】按鈕。

打開(kāi)一個(gè)圖形文件“XX.max”，場(chǎng)景如圖6左。以“Sphere06”為參照，將“Sphere05”與它對(duì)齊。

圖6 對(duì)齊前(左)和對(duì)齊后(右)的場(chǎng)景

先選中“Sphere05”，點(diǎn)擊主工具欄上的【對(duì)齊】。再選中“Sphere06”→【對(duì)齊當(dāng)前選擇】→【對(duì)齊位置(世界)】，取消“Z位置”(見(jiàn)圖7，因?yàn)閮蓚€(gè)球在該軸上處于對(duì)稱(chēng)位置)，對(duì)齊效果立即顯示在視口中(見(jiàn)圖6右)。

圖7 對(duì)齊當(dāng)前選擇

四、合并

有時(shí)需要將不同場(chǎng)景中制作的元素合并到同一個(gè)場(chǎng)景中，例如將笛卡兒坐標(biāo)系中的d軌道(圖8左)置于8面體(圖8中部)中，這時(shí)可以使用【合并文件】命令。

打開(kāi)d軌道的圖形文件，選取【文件】→【合并】→【合并文件】→【查找范圍】，找到8面體的圖形文件 → 【打開(kāi)】→【合并- XX.max】。選中要合并的對(duì)象→【確定】→【重復(fù)材質(zhì)名稱(chēng)】，根據(jù)需要選擇材質(zhì)名稱(chēng)后，就得到合并的場(chǎng)景(圖8右)。

圖8 合并前(左、中)和合并后(右)的場(chǎng)景

如果合并對(duì)象的大小或原坐標(biāo)不匹配，需要在合并后通過(guò)【選擇并移動(dòng)】、【選擇并旋轉(zhuǎn)】、【縮放】進(jìn)行調(diào)整，以得到匹配的圖形。

[1]李紹勇，王玉，李樂(lè)樂(lè).3Ds Max 9中文版三維動(dòng)畫(huà)制作范例導(dǎo)航[M].北京：清華大學(xué)出版社，2007

[2]王麗華，王明召.用3Ds Max 軟件開(kāi)發(fā)晶體場(chǎng)理論演示動(dòng)畫(huà)課件[J].中國(guó)教育信息化.2008，19：86～87

[3]馮小軍，王明召.π-配合物成鍵模型三維動(dòng)畫(huà)教學(xué)課件的設(shè)計(jì)與制作[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2008，16：155～156

Some skills in using the toolbox of 3Ds Max software——formaking chemistry animation courseware

Ye Fang, Wang Mingzhao, Zhang Bo
Beijing normal university, Beijing，100875，China

Some skills in using the toolbox of 3Ds Max software were introduced according to the author’s experience in making chemistry animation courseware, in order to help more teachers to become familiar with this excellent software.

courseware；animation；3Ds Max software；skills

2009-06-20

葉芳，在讀本科生。張博，在讀碩士。通訊聯(lián)系人：王明召，博士，副教授。

*本文系教育部實(shí)驗(yàn)室共建項(xiàng)目，北京市教育委員會(huì)共建項(xiàng)目(102-105834)，北京師范大學(xué)教學(xué)建設(shè)與改革項(xiàng)目。