文爾茜，李 超，張 敏

（湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙，410208）

Autodesk是設(shè)計(jì)與制作技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者，憑借在建筑、工程、施工、設(shè)計(jì)、制造和娛樂(lè)方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，正引領(lǐng)世界各地的創(chuàng)新者應(yīng)對(duì)當(dāng)今面臨的緊迫挑戰(zhàn)。[1]Autodesk旗下的三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)與制作軟件3ds max使用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)，使對(duì)象看起來(lái)像在三維空間中移動(dòng)，藝術(shù)家使用3D建模軟件構(gòu)建對(duì)象，動(dòng)畫(huà)師將裝備置于戰(zhàn)略點(diǎn)上，使其看起來(lái)像在移動(dòng)，較新的動(dòng)畫(huà)方法涉及動(dòng)作捕捉，可以記錄演員的實(shí)時(shí)數(shù)字動(dòng)畫(huà)動(dòng)作。[2]

1 粒子流源簡(jiǎn)介

3ds max中的粒子流源是很多大型影片和游戲中三維特效制作的主要工具，利用粒子流源制作的三維特效具有很強(qiáng)的沉浸感。[3]粒子流源是一個(gè)全新的事件驅(qū)動(dòng)型粒子系統(tǒng)，可以創(chuàng)建類(lèi)似雨、雪、霧等動(dòng)態(tài)的自然景觀。[4]它可以自定義粒子的行為，測(cè)試粒子的屬性，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果將其發(fā)送給不同的事件。[5]在粒子流源的粒子視圖編輯窗口可以直觀地創(chuàng)建和編輯事件，而且每個(gè)事件都可以為粒子指定不同的屬性和行為。[6]粒子流源可以定義一段粒子動(dòng)畫(huà)程序，這段動(dòng)畫(huà)程序可以完成粒子的運(yùn)動(dòng)、改變粒子的屬性、測(cè)試粒子與場(chǎng)景中其他對(duì)象的相互作用[7]，并且可以定義每個(gè)時(shí)間點(diǎn)粒子的狀態(tài)和行為。3ds max中的噴射粒子、粒子云、超級(jí)噴射粒子等都可以被粒子流源所取代。粒子源流能和Maxscript腳本語(yǔ)言緊密結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的三維粒子動(dòng)畫(huà)效果。[8]下面以下雨動(dòng)畫(huà)為例介紹粒子流源的創(chuàng)建及制作技巧。

2 利用粒子流源創(chuàng)建下雨特效技法解析

2.1 創(chuàng)建下雨場(chǎng)景

2.2 設(shè)置材質(zhì)

按M鍵打開(kāi)材質(zhì)編輯器，先將第一個(gè)未使用過(guò)的材質(zhì)球命名為“地面材質(zhì)”，設(shè)置地面為“蟲(chóng)漆材質(zhì)”的復(fù)合材質(zhì)——基礎(chǔ)材質(zhì)為水泥地，蟲(chóng)漆材質(zhì)為水，蟲(chóng)漆顏色混合為92。動(dòng)態(tài)雨水的凹凸貼圖動(dòng)畫(huà)，設(shè)置第0幀的相位為0，第200幀的相位為14，如圖3所示。

再命名第二個(gè)材質(zhì)球?yàn)椤安鑹夭馁|(zhì)”，茶壺也是“蟲(chóng)漆材質(zhì)”，蟲(chóng)漆顏色混合為30?；A(chǔ)材質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)，漫反射顏色為白色，蟲(chóng)漆材質(zhì)漫反射顏色為黑色，高光級(jí)別為174，光澤度為24，反射貼圖為平面鏡，數(shù)量為65。凹凸貼圖為噪波，數(shù)量為63，噪波類(lèi)型為湍流，大小為8.4，級(jí)別為5.6，顏色#1為淺灰RGB(169,169,169)，顏色#2為RGB(60,60,60)，制作茶壺上流水動(dòng)畫(huà)效果的貼圖動(dòng)畫(huà)在第0幀噪波相位為0，坐標(biāo)偏移Z軸為0，在第200幀噪波相位為14，Z軸坐標(biāo)偏移值為32.9，如圖4所示。

第三個(gè)材質(zhì)球命名為“水花材質(zhì)”，該材質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)，明暗器基本參數(shù)為“面貼圖”，漫反射顏色為白色，自發(fā)光43，高光級(jí)別115，光澤度為79，不透明度為74，貼圖類(lèi)型為遮罩，遮罩貼圖為噪波，噪波類(lèi)型為分形，大小26.2，級(jí)別為3，遮罩為漸變，漸變類(lèi)型為徑向，如圖5所示。

第四個(gè)材質(zhì)球命名為“雨滴材質(zhì)”?！坝甑尾馁|(zhì)”為標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)，漫反射顏色為白色，自發(fā)光值69，不透明度50。

2.3 創(chuàng)建粒子流源

在場(chǎng)景任意位置創(chuàng)建粒子流源作為下雨的粒子系統(tǒng)，進(jìn)入粒子流源的修改面板，單擊“粒子視圖”，打開(kāi)粒子視圖對(duì)話框，對(duì)于下雨的粒子流需要設(shè)置9項(xiàng)參數(shù)：出生（發(fā)射開(kāi)始設(shè)置為-35，發(fā)射停止設(shè)置為200，速率設(shè)置為1500）；位置對(duì)象（按列表選擇降雨發(fā)射器，選擇體積位置）；旋轉(zhuǎn)（方向矩陣設(shè)置為速度空間，X方向旋轉(zhuǎn)90度）；力（“按列表”選擇重力）；圖形標(biāo)準(zhǔn)（圖形為四面體，大小為0.254 m）；縮放（取消限定比例，比例因子X(jué)%為3，Y%為200，Z%為3）；材質(zhì)靜態(tài)（指定材質(zhì)為雨滴）；刪除（“按粒子年齡”中壽命設(shè)置為40）；顯示（類(lèi)型設(shè)置為邊界框），如圖6所示。

雨水落到地面和茶壺上會(huì)濺起水花，此處創(chuàng)建一個(gè)水花粒子效果。地面濺起的水花出生時(shí)間從第0幀至第200幀，速率為1200；位置對(duì)象選擇“地面”，位置選擇“曲面”；速度為0.1 m，方向?yàn)檠貓D標(biāo)箭頭，勾選反轉(zhuǎn)；顯示按十字叉方式；所有粒子全部發(fā)送出去。茶壺濺起的水花出生時(shí)間從第0幀至200幀，速率為150；位置對(duì)象選擇“茶壺”，位置選擇“曲面”；速率按曲面中速度設(shè)置為7 m，曲面幾何體選擇“茶壺”，方向?yàn)榍娣ň€。從地面和茶壺濺起的水花進(jìn)行二次繁殖，對(duì)于繁殖速率和數(shù)量的設(shè)置，勾選刪除父粒子，子孫數(shù)為50，變化30%，對(duì)于速度的設(shè)置為使用單位1 m，變化30%，散度為50。水花消失過(guò)程，圖形朝向攝像機(jī)，材質(zhì)靜態(tài)為水花材質(zhì)，刪除過(guò)程是2～5幀，并受重力影響掉至地面，如圖7所示。

創(chuàng)建自由攝像機(jī)，鏡頭選用35 mm，視野為33.3，啟用運(yùn)動(dòng)模糊，創(chuàng)建目標(biāo)平行光，啟用陰影，光線強(qiáng)度倍增為1.723，顏色為RGB(203,220,232)，聚光區(qū)/光束0.203 m，衰減區(qū)/區(qū)域3.429 m，創(chuàng)建兩盞泛光燈，強(qiáng)度倍增0.46，顏色為RGB(32,51,64)，打開(kāi)“渲染設(shè)置”對(duì)話框，輸出大小為350×200像素，單擊渲染器選項(xiàng)卡，設(shè)置過(guò)濾器為Mitchell-Netravali[9]，如圖8所示。

3 結(jié)語(yǔ)

Autodesk在過(guò)去十多年來(lái)不斷更新，通過(guò)將可持續(xù)發(fā)展嵌入到數(shù)字孿生、碳足跡、綠色建筑、衍生式設(shè)計(jì)等各方面，3ds max三維技術(shù)更新?lián)Q代的頻率也在不斷加快，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和元宇宙未來(lái)世界也使人們對(duì)三維制作技術(shù)提出更高的要求，3ds max粒子特效的功能也隨之有了更多的變化，以適應(yīng)更多平臺(tái)的使用，從而變得更強(qiáng)大。[10]