3D MAX技术在虚拟场景设计中的应用

庄钢波（泉州轻工职业学院,福建 泉州 362000）

3D MAX技术在虚拟场景设计中的应用

庄钢波
（泉州轻工职业学院,福建 泉州 362000）

摘 要：3D MAX技术在美术、平面设计和3D游戏等的应用是比较广泛的，在动画设计、艺术类环境艺术设计等专业中虚拟场景设计课程都是其专业必修课，在虚拟场景设计中应用3D MAX技术能得到非常明显的效果，对场景设计的虚拟现实化程度的提高有一定的积极作用。本文就3D MAX技术在虚拟场景设计中的具体应用进行分析。

关键词：3D MAX技术;虚拟场景;设计;应用

随着信息网络技术的不断发展，计算机技术在实际中的应用越来越广泛，其中计算机技术在虚拟场景设计中的应用是比较明显的，为虚拟场景设计提供了很大的方便。在计算机技术的推动下，3D MΑX技术在虚拟场景设计中的应用也是非常普遍的，3D MΑX技术可以使虚拟场景设计的虚拟现实化程度有所增强，同时也会使虚拟场景的可视性增强，在一定程度上实现了虚拟场景设计的形式和内容的统一。

1 3D MAX技术在虚拟场景设计灯光技术中的应用

3D MΑX技术主要有自由聚光灯、目标聚光灯、自由平行光、目标平行光、区域聚光灯、泛光灯、天光、区域泛光灯等灯光效果，而且3D MΑX技术可以自由的设计灯光的类型。虚拟场景的灯光类型通常有人工光、自然光和人工光与自然光的结合光，虚拟场景中为了使虚拟场景设计的灯光效果比较自然，通常会使用两个泛光灯；在虚拟场景设计中为了使虚拟场景表现阴影或照明时的视觉效应增强，往往会使用目标聚光灯来实现，而且，为了使虚拟场景中聚光区与衰减区的分界线比较明显，在指定光源的投射方向时，往往会参考衰减区和聚光区的参数来确定，其中光源设定之后，虚拟场景中的聚光区就是指场景中间清晰的部分，而衰减区就是指除了聚光区以外的比较模糊的区域。在虚设场景中场景照明所用的主光源就是关键灯，主光源的位置一般就是放在中心线上面和物体正面各转45度的位置，关键光是为虚拟场景设定好最基本的灯光效果，为了提高虚拟场景的阴影效果，除了主光源，还应该借助其他光源来对虚拟场景的阴影部分和黑暗部分进行填充，这样就能使虚拟场景整体的灯光效果达到预期的效果。

为了使虚拟场景中的灯光效果达到最好，在设计灯光时就要从颜色、角度、衰减、投影等几个方面来着手。在颜色方面，应该在各方面的反差不变的情况下，通过调整光源来改变明度；3D MΑX技术布置灯光的目的就是灯光效果，灯光角度是调节灯光的关键，为了使灯光达到预期的效果，就可以通过调节灯光的角度来实现，一般灯光与场景之间的距离越大，场景的亮度就会越高，而且场景中灯光的明暗变化会少，当灯光和场景之间的角度越大时，场景的表面也会越亮，而且灯光的强弱和亮度的调节都是在灯光与场景的角度调节之后才开始进行的；为了产生比较精细的退晕变化，就要先改变3D MΑX灯光中的一些比较重要的控制灯光简单变化的参数，然后人为的对灯光的照射范围进行控制，以实现灯光细部的退晕变化现象的产生，退晕变化的控制过程通常是在完成灯光角度调整之后进行的；在实际应用中，通过对投影和衰减、角度的同时调整，能够使虚拟场景实现丰富光影的变化效果[1]。

2 3D MAX技术在虚拟场景设计动态渲染和纹理渲染中的应用

虚拟场景设计一般是先创建三维模型，然后再编辑仿真材质，以实现三维动画的视觉效应，这就是虚拟场景设计的一般框架，为了使虚拟场景的动态得到渲染，虚拟场景设计中还需要有场景渲染环节和动态着色环节来辅助完成。其中实现场景渲染的一种方法利用的就是Rendering Render对话框，然后运用参数根据对话框中所包含的输出图像尺寸、元素渲染和输出文件格式等的卷展栏来进行当前正在使用的渲染器的设定；所谓动态着色就是3D MΑX技术中的一种特殊的渲染方式，也就是通过渲染窗口完成对着色效果进行实时的观察和材质的变换以及虚拟场景中的灯光调试等相关的设置，采用交互式的方法，在实现虚拟场景的动态渲染时可以通过浮动窗口对着色效果进行动态观察，并对着色效果进行设置和调整[2]。

虚拟场景中的纹理渲染本质上就是通过贴图实现对虚拟场景中的创建物体的表面光照分布状态的一种直观的表达形式，所谓的贴图也就是在实体的模型上贴上纹理图片，纹理渲染是是虚拟场景设计中对实体模型的便面实现纹理图案的创建的比较有效的一种方法。纹理渲染的过程通常是包括载入纹理、构建顶点坐标并设定顶点的颜色、把当前stage被设置的纹理通过Settexture设置到相应的stage中；最后进行渲染。在设置渲染参数时可以从灯光设置、最大透明度、全局光子贴图卷展栏等方面进行，其中灯光设置是虚拟现实场景中控制全局灯光的设置的总开关，需要注意的是在3D MΑX技术中不能设置已经默认的灯光；最大透明度就是指控制光线所追踪的透明物体的最大深度，在计算全局光照贴图时，如果虚拟现实场景在不进行最终的图像的渲染，那么就只需要计算虚拟场景渲染部分的全局光照贴图，这种算法有利于动画过程的渲染；虚拟现实场景在自动搜寻距离时会对光子进行估算搜寻，如果图像产生一定的噪波那就说明光子偏小，如果光子偏大时就会导致渲染进行的时间比较长[3]。

3 结语

通过对虚拟场景设计中3D MΑX技术的应用进行分析，可以看出3D MΑX技术在虚拟场景设计中能提高场景设计的虚拟现实化和可视性，实现了虚拟场景设计的形式和内容的统一，对虚拟场景的发展有一定的积极意义。在对渲染技术的实现过程进行研究时，就更加说明了3D MΑX技术的应用效果是非常明显的。

参考文献：

[1]夏蕾.3D MAX在城市虚拟现实建模中的应用[J].电子测试,2013(10):126-128.

[2]白志刚,鲁建伟.基于3D MAX在城市虚拟现实中的应用探讨[J].煤炭技术,2009(05):175-176.

[3]吴婧,冯永忠,刘军.基于3D MAX的建筑建模[J].甘肃科技,2015(01):119-120.

作者简介：庄钢波(1985-)，男，本科，研究方向：美术类，平面设计，3D游戏。