彭秀川

摘要：基于3dsMAX建模在室內(nèi)設(shè)計(jì)應(yīng)用中提煉基于室內(nèi)金屬、玻璃、油漆、木紋、布紋、反射等材質(zhì)、貼圖、渲染制作的數(shù)據(jù)，構(gòu)建3dsMAX室內(nèi)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模塊建設(shè)。解決3dsMAX建模在室內(nèi)設(shè)計(jì)過程中的數(shù)據(jù)碎片化的弊端，提出相應(yīng)的3dsMAX建模室內(nèi)設(shè)計(jì)過程中材質(zhì)數(shù)據(jù)建設(shè)的參考值，為室內(nèi)設(shè)計(jì)方案快速表現(xiàn)提供依據(jù)，著重論述3dsMAX在室內(nèi)設(shè)計(jì)方案建模過程中的數(shù)據(jù)在實(shí)踐中的技術(shù)應(yīng)用。

Abstract： Based on 3dsMAX modeling， data based on indoor metal， glass， paint， wood pattern， cloth pattern， reflection and other materials， texture， rendering， etc. are extracted in interior design applications to build a data standardization module construction in 3dsMAX interior design. To solve the disadvantages of data fragmentation in the interior design process of 3dsMAX modeling， the reference value of material data construction in the interior design process of 3dsMAX modeling is put forward， which provides a basis for the rapid performance of interior design schemes. This paper focuses on the technical application of 3dsMAX data in the modeling process of interior design scheme.

關(guān)鍵詞：3dsMAX；建模；數(shù)據(jù)

Key words： 3dsMAX；modeling；data

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）32-0205-07

0 引言

3D Studio是3dsMAX的前身，誕生在80年代末，是美國Autodesk[1]公司生產(chǎn)。3dsMAX最早進(jìn)入國內(nèi)時(shí)間大概為90年代初，當(dāng)時(shí)國內(nèi)有條件開設(shè)3dsMAX課程的高校不多。2000年后隨著IT的發(fā)展電腦的普及，軟件的不斷更新與完善，眾多的室內(nèi)設(shè)計(jì)師開始摒棄傳統(tǒng)的手繪制圖，走向了更高效的電腦3D效果圖設(shè)計(jì)，基于3D的室內(nèi)效果圖設(shè)計(jì)是一個(gè)操作復(fù)雜新型技術(shù)應(yīng)用，是一個(gè)不斷的積累的過程。

1 3dsMAX室內(nèi)設(shè)計(jì)方案表現(xiàn)數(shù)據(jù)建設(shè)現(xiàn)狀

3dsMAX是基于計(jì)算機(jī)平臺(tái)的三維制作應(yīng)用軟件，主要面向室內(nèi)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、動(dòng)漫設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)等廣大行業(yè)方案建模的三維技術(shù)應(yīng)用軟件。當(dāng)前以3D現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)技術(shù)[2]表現(xiàn)成為建筑裝飾、室內(nèi)設(shè)計(jì)等專業(yè)的核心，國內(nèi)眾多高校室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)都開設(shè)了與之相關(guān)的專業(yè)三維建模課程教學(xué)，其中以3dsMAX軟件課程教學(xué)開設(shè)最多，普及范圍最廣。在國內(nèi)3dsMAX一直是眾多裝飾企業(yè)、園林設(shè)計(jì)企業(yè)、室內(nèi)設(shè)計(jì)企業(yè)等相關(guān)設(shè)計(jì)行業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的三維軟件。不管在企業(yè)中的應(yīng)用，還是在專業(yè)課程教學(xué)中，都是靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)的積累完成設(shè)計(jì)建模與方案表現(xiàn)，沒有形成規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，不能為企業(yè)、教學(xué)的應(yīng)用提供有效快速建模方案表現(xiàn)的數(shù)據(jù)。另學(xué)習(xí)3dsMAX者沒有數(shù)據(jù)參考，在材質(zhì)、貼圖、渲染的參數(shù)數(shù)值忘記于無形，不能熟練、準(zhǔn)確的掌握室內(nèi)設(shè)計(jì)方案表現(xiàn)的方法和技術(shù)，需要花費(fèi)更長的時(shí)間積累經(jīng)驗(yàn)，提供一套常用的行之有效的參數(shù)數(shù)據(jù)建設(shè)應(yīng)用模塊尤為重要。

2 3dsMAX在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)建設(shè)

數(shù)據(jù)就是科學(xué)實(shí)驗(yàn)、檢驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)等所獲得的和用于科學(xué)研究、技術(shù)設(shè)計(jì)、查證、決策等的數(shù)值。3dsMAX應(yīng)用研究的數(shù)據(jù)整理指的是基于3dsMAX室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)中的數(shù)據(jù)應(yīng)用。依據(jù)3dsMAX室內(nèi)設(shè)計(jì)表現(xiàn)過程，大致分為建模特性、材質(zhì)數(shù)據(jù)、貼圖特性、燈光特性、渲染特性、后期特性。

3dsMAX在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究從六個(gè)方面進(jìn)行收集整理數(shù)據(jù)：建模、材質(zhì)、貼圖、燈光、渲染、后期，這六個(gè)方面依據(jù)3dsMAX室內(nèi)設(shè)計(jì)建模方案表現(xiàn)的步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，六個(gè)方面的前后步驟緊密相連，缺一不可。通過在實(shí)際工程方案表現(xiàn)中，收集整理最貼近實(shí)踐應(yīng)用的數(shù)據(jù)，建立基礎(chǔ)部分的數(shù)據(jù)，不斷深化研究，最終形成標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)。

建模、材質(zhì)、貼圖、燈光、渲染、后期六個(gè)部分各不一樣，數(shù)據(jù)的側(cè)重也不一樣。分為兩類：基本特性，常用數(shù)值。掌握基本特性的主要是建模、貼圖、燈光、渲染、后期五個(gè)部分，這些部分的數(shù)據(jù)以變量為主，如建模中的標(biāo)準(zhǔn)幾何體中長方體有長、寬、高；圓柱體有長、寬、高、半徑1、半徑2等參數(shù)設(shè)置，這個(gè)數(shù)值是依據(jù)具體目標(biāo)要求變化的變量數(shù)據(jù)。材質(zhì)為常用數(shù)值，如完成目標(biāo)要求玻璃等物體材質(zhì)的表現(xiàn)，玻璃材質(zhì)的一些特性參數(shù)數(shù)據(jù)有絕對(duì)的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值上下偏差不大，可以收集成常用數(shù)值。如在完成標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)的玻璃制作，玻璃定量數(shù)據(jù)主要由不透明度、光澤度、光澤度范圍設(shè)置、折射貼圖組成；數(shù)值為36、86、36、光線跟蹤貼圖，百分之百的通透性。在下一次應(yīng)用過程中這個(gè)數(shù)據(jù)不需要再去調(diào)節(jié)，依次可以使用，但必須通過反復(fù)的應(yīng)用和數(shù)據(jù)整理，最終才能成為在室內(nèi)設(shè)計(jì)方案表現(xiàn)中的數(shù)據(jù)依據(jù)。

2.1 3dsMAX建模 3dsMAX建模是室內(nèi)設(shè)計(jì)制作基礎(chǔ)，室內(nèi)設(shè)計(jì)建模分為：基礎(chǔ)建模、二維圖形建模、復(fù)合建模、編輯多邊形建模等。這些基礎(chǔ)模型是構(gòu)建室內(nèi)設(shè)計(jì)三維世界的基本元素。每種建模方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和不足，每種建模的方法都需要長時(shí)間的操作才能掌握。建模數(shù)據(jù)主要以特性為主，沒有特定常用數(shù)據(jù)，可以建立常用室內(nèi)設(shè)計(jì)的尺寸作為參考依據(jù)，如常用家具尺寸。

2.1.1 基礎(chǔ)建模種類 基礎(chǔ)建模是3dsMAX用三維基礎(chǔ)模型元素，通過這些基本體相互簡單的疊加，完成某些簡單的三維模型制作，如帶圓角邊的家具、墻體、膠囊等模型的創(chuàng)建，稱為基礎(chǔ)建模。按基本體分為：標(biāo)準(zhǔn)基本體建模、擴(kuò)展基本體建模。

標(biāo)準(zhǔn)基本體包括立方體、長方體、圓柱、圓管、椎體、圓環(huán)等，這些簡單的三維基本體通過疊加、相交等方式，可以完成生活中的某些簡單的家具建模，如四方凳子、圓凳子等三維模型的創(chuàng)建。擴(kuò)展基本體建模包括切角長方體、切角圓柱體、膠囊、異面體、油箱體、彷錘體、L形墻、C形墻、棱柱等。

以上標(biāo)準(zhǔn)基本體與擴(kuò)展基本體不僅是初級(jí)建模的元素，也是高級(jí)建模的基本元素。這類基本體建模數(shù)據(jù)變量性比較大，沒有特別的固定數(shù)值提供參考，如果以產(chǎn)品的形式建立固定數(shù)值比較適合，比如家具尺寸的數(shù)據(jù)比較好界定，在此只歸納了基本體的特性。見基本體特性集合（表1）。

2.1.2 二維圖形建模 二維圖形元素包括線、圓、弧、矩形、橢圓、圓環(huán)、多邊形、星形、文本、螺旋線。這些二維圖形可以通過添加修改器等方式可以完成復(fù)雜的二維圖形，完成二維圖形到三維的建模。二維圖形建模修改器包括樣曲線編輯、布爾運(yùn)算、修剪、延伸、擠出、車削等，這些參數(shù)都是變量數(shù)據(jù)，只要掌握?qǐng)D形元素的基本特性，掌握操作技術(shù)應(yīng)用。見二維圖形特性集合（表2）。

2.1.3 復(fù)合建模 由兩個(gè)以上模型組成的建模稱為復(fù)合建模。包括布爾、放樣、散布、變形、一致、連接、圖形合并、地形、網(wǎng)格化等。其中常用的布爾建模是基于三維體之間的修剪建模、放樣建模是基于二維圖形建模，可以完成較為復(fù)雜造型創(chuàng)建。常用的主要以布爾、放樣、圖形合并為主。見復(fù)合對(duì)象特性集合（表3）。

2.1.4 編輯多邊形建模 編輯多邊形建模是基于三維體編輯修改的一個(gè)強(qiáng)大建模工具，通過點(diǎn)、邊、邊界、面、元素的控制修改，改變物體的形狀、構(gòu)造達(dá)到三維建模的目的。物體是由點(diǎn)、線、面、元素構(gòu)成，該修改器功能強(qiáng)大，整合了原有建模的單項(xiàng)命令，分為點(diǎn)、邊、邊界、面、元素，每一個(gè)都有特定內(nèi)容修改物體，屬于高級(jí)建模。這些修改的參數(shù)都是變量，以掌握特性為主。

其它高級(jí)建模還有面片建模、NURBS曲線建模等，這兩種建模方式有著獨(dú)特的物體建模構(gòu)造方法，可以完成更復(fù)雜模型的需要，主要以產(chǎn)品表現(xiàn)為主。除了編輯多邊形修改器，還有其它的多種修改器建模，車削[3]與擠出，主要是針對(duì)二維圖形轉(zhuǎn)換三維建模用的修改器，命令參數(shù)以變量為主。見修改建模特性集合（表4）。

2.2 3dsMAX材質(zhì) 材質(zhì)[4]是物體表現(xiàn)出來的一種性質(zhì)，如像木材、金屬、玻璃等。材質(zhì)是室內(nèi)設(shè)計(jì)效果設(shè)計(jì)中物體材質(zhì)質(zhì)感表現(xiàn)的最終效果，是影響展示效果的關(guān)鍵因素。3dsMAX材質(zhì)由材質(zhì)編輯器管理，材質(zhì)分為默認(rèn)材質(zhì)與VR材質(zhì)兩類（VR是其他外帶插件）[5]。默認(rèn)材質(zhì)有標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)、雙面材質(zhì)、頂?shù)撞馁|(zhì)、合成材質(zhì)、混合材質(zhì)、多維材質(zhì)等；VR材質(zhì)有VRayMtl材質(zhì)、VR材質(zhì)包裹、VR雙面材質(zhì)、VR發(fā)光材質(zhì)、VR混合材質(zhì)、VR覆蓋材質(zhì)等。3dsMAX材質(zhì)數(shù)據(jù)以部分特性和常用數(shù)值為主，通過室內(nèi)設(shè)計(jì)建模過程中對(duì)材質(zhì)參數(shù)的積累，收集與整理了部分?jǐn)?shù)據(jù)為3dsMAX室內(nèi)設(shè)計(jì)提供參考。

2.2.1 默認(rèn)材質(zhì) 默認(rèn)材質(zhì)是3dsMAX系統(tǒng)配套材質(zhì)，主要有標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)、雙面材質(zhì)、頂?shù)撞馁|(zhì)、合成材質(zhì)、混合材質(zhì)、多維材質(zhì)等。標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)也是基礎(chǔ)材質(zhì)，該材質(zhì)可以完成多種不同材質(zhì)物體的制作，下有布林、金屬、各項(xiàng)異性、多層布林、半透明物體等材質(zhì)的設(shè)置，也是雙面、頂?shù)椎绕渌涮椎淖硬馁|(zhì)組成。見材質(zhì)特性集合（表5）。

2.2.2 VR材質(zhì) VR材質(zhì)3dsMAX插件，是安裝了VR渲染器的一套材質(zhì)系統(tǒng)，區(qū)別于3dsMAX默認(rèn)材質(zhì)，又有共性的一面。VR材質(zhì)的效果優(yōu)于3dsMAX默認(rèn)材質(zhì)，物體材質(zhì)質(zhì)感細(xì)膩而真實(shí)。VR材質(zhì)分為VRayMtl材質(zhì)、VR材質(zhì)包裹、VR雙面材質(zhì)、VR發(fā)光材質(zhì)、VR混合材質(zhì)、VR覆蓋等，主要由漫反射由顏色控制、反射由顏色控制、折射由顏色控制，其它高光、反射高光、光澤度等由數(shù)值控制，通過室內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)積累，可以整理常用調(diào)節(jié)的材質(zhì)數(shù)據(jù)。見VR材質(zhì)數(shù)據(jù)集合（表6）。

2.3 3dsMAX貼圖 貼圖[6]的英語 Map 其實(shí)包含了另一層含義就是“映射”，其功能就是把紋理通過 UV 坐標(biāo)映射到3D 物體表面，依附于材質(zhì)表面帶有“紋理”、“機(jī)理的”圖片，既每個(gè)物體表面上不同的樣子，如木頭的木紋狀。3dsMAX貼圖分為普通貼圖與VR貼圖，主要掌握貼圖內(nèi)容的特性。

2.3.1 普通貼圖 3dsMAX普通貼圖分2D貼圖、3D貼圖、合成貼圖、顏色控制貼圖、其它貼圖等六部分。其中2D貼圖又叫程序紋理，但仍屬于平面貼圖，需要配合UVW坐標(biāo)。3D貼圖屬于程序紋理，使用自身的XYZ軸坐標(biāo)系，不會(huì)出現(xiàn)貼圖拉伸的錯(cuò)誤，常用于繁雜的模型。合成貼圖用于控制各種貼圖之間的混合方式，改變某些貼圖的色彩信息。顏色控制貼圖專門用于控制和調(diào)節(jié)貼圖的色彩通道或輸出。其它貼圖主要制作一些特殊效果。材質(zhì)上貼圖有漫反射貼圖、反射貼圖、折射、凹凸、不透明、環(huán)境、置換、高光光澤。見貼圖編輯特性集合（表7）。

2.3.2 VR貼圖 VR貼圖主要有HDRI貼圖、發(fā)光貼圖。HDRI是High Dynamic Range Image也叫高動(dòng)態(tài)范圍貼圖[7]，它是一種特殊的圖形文件格式，它的每一個(gè)像素除了含有普通的RGB信息以外，還包含有該點(diǎn)的實(shí)際亮度信息，所以它在作為環(huán)境貼圖的同時(shí)，還能照亮場(chǎng)景，為真實(shí)再現(xiàn)場(chǎng)景所處的環(huán)境奠定了基礎(chǔ)。

2.4 3dsMAX燈光 3dsMAX燈光是模擬生活環(huán)境照明系統(tǒng)。3dsMAX燈光分為標(biāo)準(zhǔn)燈光、光度學(xué)燈光、VR燈光等。其中標(biāo)準(zhǔn)燈光、光度學(xué)燈光都是系統(tǒng)自帶的光源，VR燈光是安裝VR渲染器后所帶的光源。這些光源各有優(yōu)劣，有著共同的基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)置和共同調(diào)節(jié)光源的基本理念。

2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)燈光 標(biāo)準(zhǔn)燈光有泛光燈、聚光燈、平行光，可以自由切換成目標(biāo)聚光燈、目標(biāo)平行光。這種光源參數(shù)設(shè)置數(shù)值較為容易，容易操作，但是表現(xiàn)復(fù)雜的光影場(chǎng)景及光影效果有很大難度。標(biāo)準(zhǔn)燈光是3dsMAX早期配置的一套模擬光源系統(tǒng)，倍增器來控制其強(qiáng)度，這個(gè)光源的設(shè)置上要靠使用者對(duì)真實(shí)光線的理解、熟悉進(jìn)行手動(dòng)模擬全局光照，渲染速度超快。這些燈光參數(shù)主要是變量，以掌握特性為主。

2.4.2 光度學(xué)燈光 光度學(xué)燈光是3dsMAX后期版本新增的系統(tǒng)默認(rèn)燈光，是用單位來控制強(qiáng)度。主要有目標(biāo)燈光、自由燈光、MRSKY門戶三種類型。這種燈光具體有點(diǎn)光源、線光源、面光源、球形光源、半球光源、圓柱形光源。這些光源可以單獨(dú)使用，也可以結(jié)合光域網(wǎng)使用，可以調(diào)入外部光源文件使用。其中MRSKY門戶需要配套MR渲染器使用。光度學(xué)燈光用于MAX整合LS[8]后的光能傳遞渲染器，也可用在標(biāo)準(zhǔn)燈光模擬全局光照里，能有效提高光影細(xì)節(jié)，表現(xiàn)出更加真實(shí)的材質(zhì)。

2.4.3 VR燈光 VR燈光是VR渲染器自帶光源，該光源主要有VR光源、VRIES、VR環(huán)境、VR太陽。VR燈光對(duì)片區(qū)照明和局部照明，模擬明暗又比光度學(xué)的方便，更容易操作，表現(xiàn)復(fù)雜場(chǎng)景下的光影環(huán)境與光影效果級(jí)材質(zhì)質(zhì)感。見燈光特性集合（表8）。

2.5 3dsMAX渲染 渲染英文為Render，也稱為著色，是三維軟件現(xiàn)代CG對(duì)場(chǎng)景制作的一道工序，通過渲染提供非常直觀、實(shí)時(shí)的表面基本著色效果，根據(jù)硬件的能力，還能顯示出紋理貼圖、光源影響甚至陰影效果。一般渲染透視圖為主，具備立體感，即我們常說的三維圖。為了表現(xiàn)出更好的空間感，渲染要做一些“特殊”的渲染設(shè)置，決定哪些物體在前面、哪些物體在后面和哪些物體被遮擋、圖片尺寸、長寬比例等。

2.5.1 分類 渲染主要分系統(tǒng)自帶的默認(rèn)公用參數(shù)、默認(rèn)渲染器、外部渲染器，如VR渲染等。公用參數(shù)是渲染設(shè)置共有的基礎(chǔ)性設(shè)置，有選擇渲染器設(shè)置，渲染單幀或視頻，圖像大小，選擇性渲染物體。

2.5.2 渲染器 3dsMAX系統(tǒng)配套的渲染器，可以配套使用光線跟蹤、光能傳遞、曝光控制。是以掃描線渲染[9]渲染為主，該渲染方式是一行一行、而不是根據(jù)多邊形到多邊形或者點(diǎn)到點(diǎn)方式渲染的一項(xiàng)技術(shù)和算法集。所有待渲染的多邊形首先按照頂點(diǎn)y坐標(biāo)出現(xiàn)的順序排序，然后使用掃描線與列表中前面多邊形的交點(diǎn)計(jì)算圖像的每行或者每條掃描線，在活動(dòng)掃描線逐步沿圖像向下計(jì)算的時(shí)候更新列表丟棄不可見的多邊形。

2.5.3 VR渲染器 其它渲染器以VR渲染器為代表，VR渲染器可以提供單獨(dú)的渲染程序，方便使用者渲染各種圖片。VR渲染器提供了一種特殊的材質(zhì)——VrayMtl。在場(chǎng)景中使用該材質(zhì)能夠獲得更加準(zhǔn)確的物理照明（光能分布），更快的渲染，反射和折射參數(shù)調(diào)節(jié)更方便。使用VrayMtl，你可以應(yīng)用不同的紋理貼圖，控制其反射和折射，增加凹凸貼圖和置換貼圖，強(qiáng)制直接全局照明計(jì)算，選擇用于材質(zhì)的雙向反射。見渲染特性集合（表9）。

2.6 后期處理 三維室內(nèi)設(shè)計(jì)效果圖渲染出來后，需要對(duì)該圖片做后期處理，主要有剪接、加效果、加文字、加合成、調(diào)明度、調(diào)純度、調(diào)色相、調(diào)對(duì)比度、調(diào)飽和度、加修改等對(duì)圖片進(jìn)行修剪、添加、合成等后期深度制作，將加入的素材融合到圖片中并完成最終的效果。見后期操作特性集合（表10）。

3 3dsMAX在室內(nèi)設(shè)計(jì)中數(shù)據(jù)總結(jié)

通過3dsMAX在室內(nèi)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施中，分別從實(shí)施過程的建模、材質(zhì)、貼圖、燈光、渲染、后期六個(gè)方面，分別收集了這些方面不同特性與部分?jǐn)?shù)據(jù)。集合了3D應(yīng)用的特性，整理出部分常用材質(zhì)的特性、數(shù)據(jù)。通過常用特性、數(shù)據(jù)，為今后的學(xué)習(xí)者提供便捷的參數(shù)使學(xué)習(xí)者更容易掌握，在今后的室內(nèi)設(shè)計(jì)方案表現(xiàn)中快速提高表現(xiàn)的效率。

基于3dsMAX建模在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)建設(shè)應(yīng)用是一個(gè)長期、復(fù)雜、不斷探索、積累的過程?；诩夹g(shù)性的數(shù)據(jù)收集只取得了一點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)展，要研究、要收集整理的數(shù)據(jù)還很多很多，這個(gè)路程還很艱苦，還需要通過大量的實(shí)踐、不斷的積累來完善已經(jīng)取得的進(jìn)展。

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