3D Max软件在制作船舶效果图中的应用
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摘要：本文以亚运会花船为蓝本，主要介绍了使用3d max软件建立船舶效果图的通用流程，给制作船舶效果图同行们提供一些借鉴。
关键词：3D Max软件；船舶效果图；建模
中图分类号：TB237文献标识码：A
Application of the 3D Max on Setting up Shipping Modeling
LI Shuang, FANLi
( Guamgzhou marine engineering corporation,Guangzhou 510250 )
Abstract:The paper summarizes the general procedure of the 3dsmax on setting up shipping modeling about Asia Athletic Meeting cruising ships, which will give some guidance for shipping modeling fancier of 3ds max.
Key words: 3D Max; Shipping Modeling;Setting up
1前言
3D Max软件在三维动画应用领域的很多方面都有迅速发展，比如影视广告、建筑装璜、机械制造、生化研究、军事技术、医学治疗、教育娱乐、电脑游戏以及抽象艺术等方面，工程领域的效果演示目前正成为项目合作中一个不可缺少的环节。在互联网和多媒体技术深度发展的今天，效果演示无论是在投标方案介绍还是在企业产品宣传方面都有了更加丰富多彩的表现手法。
受现代动画和影视技术的影响，效果展示的好坏有时成了许多人群主观评价工程单位技术水平和经济实力的重要砝码，因此也得到了各工程单位的特别重视。船舶行业作为工程领域的一个重要分支，在效果展示方面有着自己的特点。由于船舶行业本身的冷门性，使得该软件在船舶行业应用并不多，而寻求建筑效果的工程人员进行船舶效果图绘制，往往难以达到船舶行业所要求的专业效果。
本文以亚运会花船为蓝本，以“Autodesk 3Ds Max 2010 32 位”为载体，简要介绍使用3Ds max软件建造船舶模型的过程，着重讲解如何使用该软件建立合适的船舶效果图，给船舶设计师带来一些启发。
2建模思路及流程介绍
2.1导入思路解析
双击打开“Autodesk 3Ds Max 2010 32 位”， 接着进行主船体以及上建三视图的导入。对CAD模型做简化处理，线条保留越少，则导入后占用内存越小，处理速度越快。简化模型如图1图2所示。
常规导入，选择“文件”――“导入”，选取以上游览船CAD（以下简称CAD）的路径，导入到顶视图中。在顶视图中导入俯视模型，在前视图中导入侧视模型。模型导入后调整角度，如图3所示。
图1CAD简化模型俯视图
图2CAD简化模型侧视图
图3 模型导入后的MAX界面
导入后，使用3D Max的“成组”功能，类似CAD的“创建块”。
2.2建模方法汇总
由于主船体已通过导入得到，剩余的主要工作是甲板室（上层建筑）及甲板舾装件建模，具体操作技术和方法可由相关3DsMax教程得到启示，此处不再赘述。
我们结合在实际操作中遇到的问题及解决方法，总结建模如下经验：
（1）导入“.igs”格式的主船体后，如果出现主船体外边黑洞洞一片，而内侧正常显示时，需要在渲染栏下勾选选中“翻转”法线选项即可；或者通过多边形细分建模得到的主船体模型，也需要勾选翻转法线；
（2）布尔运算。船舶上通常使用的是(A-B)的原理，先选中上建，然后选择布尔的窗户。布尔时，为了使窗户玻璃同窗户尺寸保持一致，需要提前进行复制操作，在布尔操作以后，整个上建变成一个可编辑多边形时，就改变了上建的性质，此时操作很容易出错，而出错后不能象CAD一样进行撤销操作，所以进行布尔操作务必慎重；
（3）三维模型和CAD图面的对应关系。如果对CAD图形读图很清晰，则模型建立时就会得心应手很多，尤其是驾驶室前部形状、顶甲板形状、有无外走道等。对主船体和上建的结合，需要做到渲染后主船体和上建或者首部舷墙之间不会出现缝隙，使渲染后保证模型图片的完整性和真实效果；
（4）导圆角。建模过程中如门、窗、桅杆等都需要使用导圆角功能，此处右键选中转变为可编辑多边形，然后多次尝试右键上的功能键，看能带来什么变化；
（5）掌握常用的快捷键，比如ALT+W最大化窗口、F9渲染等，这些在教材中都有，平时用心的话则会给建模工作带来事半功倍的效果，网上有专门对不同版本3Ds Max最新最全快捷键的资料整理，大家可以下载学习。
2.3材质设置和背景设置中的注意事项
建模只是前提，建模成功后需要进行材质设置，这是一个技术难点。通常我们脑海里或储备库中要有足够的技术参数，比如玻璃、陶瓷等的参数设置，这样可以简化材质设置时间。
背景的添加也很简单，难点在于需要设计成在海面真实航行的效果图，此时需对水波进行参数设置，通过噪波工具调整。
这里可以好好利用渲染中的贴图功能，比如一些船舶室内效果图，桌面的纹路、沙发的纹路、椅子的质地等，这些参数设置可以使图片效果更加逼真。
为了避免文件过大，也可以把蓝天、白云以及海水的模型建好，等船舶的模型渲染成功后使用“合并”功能将两个模型整合，然后进行微调出图。
图4是作者建模的某船效果图。
图4某船效果图
2.4渲染功能的使用及后处理
渲染图片时，必须首先了解真实世界中的光影关系原理，对太阳光、天光以及反射光和自然光的色彩有清晰了解。
Vary作为3Ds Max的一个插件，具有强大、逼真的渲染功能和效果，已得到广泛应用。Vary渲染器的算法是基于James T.Kajiya在1986年发表的渲染方程论文而改进的，这个方程主要描述了灯光是怎样在一个场景中传播和反弹。在James T.Kajiya的论文中也提到了用Monte Carlo的计算方式来计算真实光影，这种计算方式仅仅是基于几何光学，近似于电磁学中的Maxwell计算方式，它不能计算出衍射、干涉、偏振等现象。同时，这个渲染方程不是真正描述了物理世界中的光的活动，但是它是基于几何学，所以它的可控制性好，计算速度快。
渲染出图时通常给出一艘船舶的前视图、俯视图、侧视图，还有一幅在海面航行的图片，从这几个角度给业主提供逼真的效果图。
做完上述工作后，需要通晓一些Photoshop的基本知识，比如添加船名、修剪大小、调整图片亮度、对比度等参数，此时一套完整的效果图才算制作完成。
必须指出，同样的建模步骤，由于不同人的审美观点以及工作习惯不同，也会给建模结果带来很大不同。3D Max软件本身没有太大的难点，单独使用任何一种功能，大家都会得心应手，难的是需要通晓多种技术，经过分析思考形成综合应用能力。3Ds max技术丰富程度超乎想像，你能想象得到的模型基本上都可以使用这款软件建出来。
图5是建好的花船模型，这只是静态图片，另外可以调整角度，加上天空和海水或者在珠江上巡游的灯光效果。
图5 花船模型
3结束语
船舶效果图演示分静态和动态两种：静态演示就是我们讲述的效果图，常用的软件有Autodesk出品的3D Studio Max 软件和Maya软件，曲面建模软件Rhinoceros，Adobe公司出品的平面处理软件Photoshop；动态演示多指我们常见的动画。
通常来说，一艘船舶效果图的基本生成过程：为导入――建模――设置――渲染出图。另外一种，则是建模高手在Photoshop中直接建模。
关于效果图制作的基础性操作，完全可以在教材中通过学习得到。市场上关于船舶建模的软件目前多为二维软件，即便是一些专业软件，对于上层建筑也还不能完全做到三维建模，因此使用3D Max等动画软件出图就给工程的前期中标提供了极大的优势。
在具体建模过程中，模型建立的越逼真，则前期暴露出来的问题越多，也更加能给实际设计提供更多思路。
另外，可以在模型库中建一些常用的船体设备，比如锚机、锚、舵叶、螺旋桨、储缆卷车、各种带缆桩，还有救生筏、救生圈、起重机、电气设备的灯具、桅杆、雷达等，同时建一些舱面属具的模型，比如门窗盖梯等。出图时，合并进现有船舶模型中，然后渲染设置灯光出图，这样就可以大大提高一张新图片的成形速度。
具备上述各项知识，使用效果图软件出一张漂亮的船舶效果图并不困难，但是想在效果图以及动画学习上有更多建树的人，则要不断提升自己的美学修养，摄影师能够拍摄出优秀的作品，除了他们对光影有很好的理解外，还应有独特的审美观与自身的体验。
本文权作交流之用，以抛砖引玉，对于有追求的同行们，可以使用该软件作出具有无限可能性的优秀船舶效果图。
参考文献
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北京:人民邮电出版社.
[6] 于建中主编.船艇美学与内装设计版[M]. 上海:上海交通大学出版社.
作者简介：李双(1984-)，女，工程师，主要从事船舶舾装及总体专业设计工作。
范蠡(1987-)，男，助理工程师。主要从事机械和外观效果图专业工作。
收稿日期：2013-09-02