采矿三维动画技术.pdf

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1、 195 6.3 3D Studio Max 制作采矿三维动画 随着计算机三维影像技术的不断发展，三维图形技术越来越受到重视。在采矿工程中，由于地下开采的特殊性，很多因地下开采引起的现象或问题无法直接看到，三维动画就可以实现让地下开采的特殊现象呈现出来。6.3.1 3D Studio Max 3D Studio Max，常简称为 3ds max 或 MAX，是 Autodesk 公司基于 PC 系统的三维动画渲染和制作软件。被广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。1三维设计功能 可利用 3ds max 提供的现成的可编辑修改的预置模型（用扫描

2、法生成不规则实体）通过布尔运算生成规则或不规则的三维实体；对于一些复杂的曲面，可用 Nurbs（非统一有理 B样条）建模技术和 Patch（修补）修饰器完成（例如，用 Nurbs 建模技术做一个茶壶；用 Patch修饰器做连绵起伏的山峰等）。但是要想提高作图效率及减少建模过程中的错误，就必须在创建三维模型时遵守一定的步骤，使整个建模过程有序且合理的进行。作图前，应规划整个建模过程，首先对模型结构进行分析，考虑各组成部分的形成方法，然后从模型的某一部分入手,逐一绘出所有的结构特征。2动画设计功能 在 3ds max 中，动画主要分为两类：关键帧动画和动力学动画。关键帧动画是通过在不同的时间上记录

3、对象的变化参数来实现的动画，主要涵盖了模型基本参数的变化，应用修改器产生的变化，材质及灯光的变化等。动力学动画是指在空间中建立使物体变形的力，并将这些力、对象以及力与对象之间的相互关系在空间进行变动所完成的一种动画效果，主要涵盖了粒子系统，动力学动画等。3ds max 的强大功能和普及性说明该软件适合制作采矿三维动画。下面以普采工作面回采支柱移动动画为例，从易到难地介绍了从三维模型到动画制作的全过程。6.3.2 初识 3ds max 8 3ds max 8 是 Autodesk 公司与 2005 年 10 月发布的三维建模、动画、渲染软件，它提供了一个集成化的操作环境，在图形化的界面窗口中，用

4、户可以完成建模、渲染、动画制作等各项工作。3ds max 8 是一个面向对象的智能化应用软件，通过菜单选项、命令按钮等，可以实现针对对象的操作。1安装 3ds max 8 3ds max 8 系统有自动安装文件 Setup.exe，在光盘中找到并双击该文件即可进行自动安装，安装过程中用户只需要按照提示操作，在必要时输入软件包中提供的软件激活号码即可。2启动 3ds max 8 在 Windows 桌面上双击 3ds max 8 快捷方式图标即可启动 3ds max 8。注意，如果电脑配置不是很高，就需要关闭一些常驻内存的 Windows 程序以节省内存。有的程序有关闭命令，有的则没有，如果无法

5、关闭，可以在启动 3ds max 8 之前同时按下Ctrl+Alt+Del 三个键弹出 Windows 任务管理器对话框，在应用程序中选择 Windows 本身以外的任何一项，单击结束任务按钮将其一一关闭。6.3.3 3ds max 8 用户界面 196 了解软件操作的界面窗口是使用软件的基础，3ds max 8 虽然功能复杂，操作命令繁多，但是各命令、按钮和面板安排得井然有序，用户很容易就可以找到所需操作的功能命令、按钮和面板。启动成功的 3ds max 8 用户界面，如图 6.3.1 所示。1菜单栏 菜单栏如图 6.3.2 所示，位于操作界面的上方，它是标准的 Windows 菜单栏，带有

6、典型的“文件”、“编辑”和“帮助”菜单。特殊菜单包括：“工具”菜单：包含许多主工具栏命令的重复项。用于精确的模型变换，调整对象间的对齐、镜像、阵列等空间位置。“组”菜单：包含管理组合对象的命令。用于对组操作进行设置和管理。组操作是一种常用的操作，可以将两个或多个对象定义成一个组集作为一个对象，其作用是方便对组进行移动或旋转等变换。组允许嵌套定义，也就是说，可以将多个组再定义为更高一级的组。“创建”菜单：包含创建对象的命令，并与创建面板上的选项相对应，例如标准基本体、扩展基本体、粒子、图形、扩展图形、灯光、摄像机等。“修改器”菜单：包含修改对象的命令。例如选择次对象的编辑器、编辑样条和面图 6.

7、3.2 菜单栏的命令选项 图 6.3.1 3ds max 8 用户界面 197 片的编辑器、动画编辑器、UV 坐标贴图的编辑器等。“视图”菜单：包含设置和控制视口的命令，例如保存激活的视图、设置视图的背景图像、更新背景图像、重画所有视图等。“角色”菜单：有编辑骨骼、链接结构和角色集合的工具。“动画”菜单：包含设置对象动画和约束对象的命令。“图表编辑器”菜单：使您可以使用图形方式编辑对象和动画：“轨迹视图”允许您在“轨迹视图”窗口中打开和管理动画轨迹，“图解视图”提供给您另一种方法在场景中编辑和导航到对象。“渲染”菜单：包含渲染、Video Post、光能传递和环境等命令。“自定义”菜单：让您可

8、以使用自定义用户界面的控制。“MAXScript（脚本）”菜单：有编辑 MAXScript（内置脚本语言）的命令。2工具栏 工具栏位于 3ds max 菜单栏的下方，其中放置了常用的功能命令按钮，如图 6.3.3 所示。用户只需单击按钮，即可进行相关的操作。3ds max 中的功能命令按钮直观形象，通过它用户可以快速识别出相应按钮的用途，如按钮用于移动，按钮用于进行层操作。如果用户不能通过图标辨别按钮功能，则可以将光标放置在按钮上停留几分钟，即可显示出该按钮的功能提示，如图 6.3.4 所示。3命令面板 3ds max 中的命令面板位于操作界面里的右侧，其中提供了“创建”、“修改”、“层次”、

9、“运动”、“显示”和“工具”6 个命令面板，单击不同的命令面板按钮，即可实现各命令面板之间的切换。用户可以通过各个面板中的展卷栏，设置操作命令的具体参数选项，如图 6.3.5 所示。“创建”面板：单击命令面板中的“创建”选项卡，既可打开“创建”命令面板，“创建”面板提供用于创建对象的控件。这是在 3ds max 中构建新场景的第一步。很可能要在整个项目过程中继续添加对象。例如，当渲染场景时需要添加更多灯光。“创建”面板将所创建的对象种类分为 7 个类别。每一个类别有自己的按钮。每一个类别内可能包含几个不同的对象子类别。使用下拉列表可以选择对象子类别，每一类对象都有自己的按钮，单击该按钮即可开始

10、创建。“创建”面板提供的对象类别包括几何体、图形、灯光、摄像机、辅助对象、空间扭曲和系统。“修改”面板：单击命令面板中的“修改”选项卡，既可打开“修改”命令面板。该面板由上至下被分成名称和颜色、修改器列表、对象类型、子对象修改区域等部分。“层次”面板：单击命令面板中的“层次”选项卡，图 6.3.3 工具栏 图 6.3.4 命令按钮的提示效果 图 6.3.5 命令面板 198 既可打开“层次”命令面板。通过“层次”面板可以访问用来调整对象间层次链接的工具。通过将一个对象与另一个对象相链接，可以创建父子关系。应用到父对象的变换同时将传递给子对象。通过将多个对象同时链接到父对象和子对象，可以创建复杂

11、的层次。该面板包括控制 IK 运动、枢轴点、连接信息等参数选项。“运动”面板：单击命令面板中的“运动”选项卡，既可打开“运动”命令面板。该面板提供许多用于控制连接在一起的多个对象运动的选项。另外，还可以对动画参数、控制器等高级属性进行设置。“显示”面板：单击命令面板中的“显示”选项卡，既可打开“显示”命令面板。该面板用于设置场景中对象的显示、隐藏等特性，包括显示颜色、冻结、显示属性、链接显示等。“工具”面板：单击命令面板中的“工具”选项卡，既可打开“工具”命令面板。该面板主要用于 3ds max 中特殊参数选项的设置。如当有些插件、功能在菜单或其他面板中不能体现的时候，可在这里通过添加新功能的

12、方法将他们加入。4视图窗口及其参数设置（1）视图窗口 视图窗口是 3ds max 的操作区域。3ds max8 默认情况下是 4 视图窗口结构，分别是“顶”视图、“左”视图、“前”视图和“透视”视图，如图 6.3.6 所示。其中，顶视图、左视图、前视图是指场景在该方向上的平行投影效果，所以称为正视图，而透视视图则能够表现人视觉上观察对象的透视效果。每个视图窗口都具有如下特性。可以显示创建的模型对象、灯光、摄像机等。可以显示场景中模型对象的简单材质和简单照明效果。可以改变对象在视图窗口中的显示方式、如线框方式。（2）视图的参数设置 图 6.3.6 视图窗口 199 如果在视图名称上右击，会弹出试

13、图设置快捷菜单，如图6.3.7 所示。在该快捷菜单中主要命令的功能如下。“视图”命令：用于设置当前视图窗口的显示视图方式，如设置“左”视图、“右”视图。“平滑+高光”命令：用于使视图中的对象以平滑和光照效果方式显示。不过，该种显示模式会占用较多的系统资源。“线框”命令：用于使对象在视图中以线的形式显示。这样就无需进行材质和光照的运算，因此比较节省系统资源。“其他”命令：用于对视图显示对象的其他方式进行设置。“边面”命令：用于显示其他形式的同时显示对象的线框，这样就可以清楚地了解对象的结构特征。“透明”命令：用于设置对象被设置透明材质的显示方式。“显示栅格”命令：视图上的栅格用于显示系统坐标。用

14、户确定对象之间的位置等重要选项，一般都要选择显示栅格。为了更好地观察场景中模型的效果，有时也将它隐藏。“显示背景”命令：用于切换是否显示视图背景。只有在为视图指定背景以后，该功能才起作用。“显示安全框”命令：在视口中显示多个同心矩形框。当对不匹配视口纵横比的输出进行渲染时，这一选项特别有用。“视口剪切”命令：用于在视图中显示剪切范围，在范围以外区域会被剪切。“纹理校正”命令：用于改善视图中显示的材质纹理效果。“禁用视图”命令：用于在其他视图中使用同时缩放所有视图等命令时，该视图不会发生改变；而在该视图中进行这些操作时，其他视图则会一起改变。“取消”和“重做”命令：用于取消或重做对视图进行缩放等

15、变换操作。“配置”命令：用于对操作界面的布局等参数选项进行设置。5提示栏 提示栏用于显示当前使用工具的操作提示，以及显示场景中对象的选择数目和光标的坐标位置等状态信息，如图 6.3.8 所示。6时间滑动块 如果当前制作的是动画场景，那么用户可以通过移动时间滑块确定动画时间，如图 6.3.9所示。然后通过动画控制按钮设置动画。时间滑快上数值 0/100，表示当前动画场景时间设置是 100 帧，当前时间滑快所在的位置是第 0 帧。图 6.3.7 视图设置快捷菜单 图 6.3.8 提示栏 图 6.3.9 时间滑快 200 7动画控制区域 动画控制区域由制作和播放的按钮组成，如图 6.3.10 所示。

16、各按钮的功能如下。“设置关键点”按钮：用于在手动设置关键点模式下将时间滑块所在时间线上的位置确定为一个动画关键点的位置。“自动关键点”按钮：用于在时间线上移动时间滑块时，将场景中的变化自动记录为动画。“设置关键点”按钮：用于切换设置关键点模式，通常配合按钮一起使用。“新建关键点的默认入出切线”按钮：用于设置“轨迹视图”窗口中默认新建关键点的“入出”切线样式。“关键点过滤器”用于确定对象在哪种变化产生关键点效果。“转至开头”按钮和“转至结尾”按钮：用于调整时间滑块到动画起始或者结束位置。“上一帧”按钮和“下一帧”按钮：用于设置时间滑块向前或者向后移动一个单位。“播放动画”按钮：用于播放动画。“关

17、键点模式切换”按钮：用于切换播放动画是以帧为单位，还是以关键点方式。文本框：用于显示输入时间，使时间滑块移动至该位置。“时间配置”按钮：用于打开“时间配置”对话框，如图 6.3.11 所示，设置动画的时间及相关参数。8捕捉选项区域 捕捉用于确定光标的空间位置，在建模中经常利用捕捉功能实现精确建模。在 3d max工具栏中提供了 4 种捕捉按钮，它们的功能如下：“捕捉开关”按钮：用于对光标的空间位置进行捕捉。“角度捕捉切换”按钮：用于对旋转变化的角度进行捕捉。“百分比捕捉切换”按钮：用于对缩放变换的百分比进行捕捉。“微调器捕捉切换”按钮：用于对上面 3中捕捉功能进行微调。如果在捕捉按钮上右击，将

18、打开如图 6.3.12 所示的“栅格和捕捉设置”对话框，可以对捕捉的具体参数选项进行设置。9视图导航区域 视图导航区域是对视图进行缩放、旋转等变换的区域。图 6.3.13 所示为选择平面视图窗图 6.3.10 动画控制区域 图 6.3.12 “栅格和捕捉设置”对话框 图 6.3.11 “时间配置”对话框 201 口时的视图导航区域。“缩放”按钮：用于缩小或放大视图，包括“透视”视图窗口。“缩放所有视图”按钮：与“缩放”按钮的作用相同。不同之处在于它同时对 4 个视图都有效。注意，它不能缩放“摄像机”视图。“最大化显示”按钮：当该按钮中长方体图案是白色时。其作用是将视图中被选择的对象最大化地显示

19、。当该按钮中长方体图案是灰色时，其功能是对整个场景进行自动调整。用户可以单击该按钮右下方的三角标志，在打开的上述两个按钮之间选择使用。“所有视图最大化显示”按钮：与“最大化显示”按钮的作用相同。不同之处在于它同时对 4 个视图都有效。“缩放区域”按钮：用于局部缩放视图。当“透视”视图被激活时，该按钮位置会显示为“视野”按钮。“平移视图”按钮：用于平面移动视图显示区域范围。“弧形旋转”按钮：用于按轴心旋转角度调整显示视图。单击该按钮后，当前选择的视图窗口中会显示一个带有 4 个方块的黄色圆圈。“最大化视口切换”按钮：选择任何一个视图，并单击该按钮，会将在 3ds mas界面中单独显示该视图窗口，

20、而不显示其他视图窗口。如果用户再次单击，则可以切换回原来视图窗口分布的状态。如果选择透视视口窗口，那么视图导航区域如图 6.3.14 所示状态。“视野”按钮用于调整“透视”视图的视眼显示范围。6.3.4 应用实例普采工作面回采支柱移动三维动画 3ds max 的强大功能和普及性说明该软件适合制作采矿三维动画。下面以普采工作面回采支柱移动动画为例，从易到难地介绍从三维模型到动画制作的全过程。普采工作面回采支柱移动动画取景，如图 6.3.15 所示。图 6.3.14 选择“透视”视图窗口时的视图导航区域 图 6.3.13 选择平面视图窗口时的视图导航区域 图 6.3.15 普采工作面回采支柱移架动

21、画取景 202 1采矿三维模型制作 三维动画制作中的第一步就是建立物体的模型。模型的建立是整个制作中的关键，也是三维制作中最为基础的操作。分析图 6.3.15中的普采工作面回采支柱移动动画组成可知，整个场景模型由八部分组成：煤壁、底板、矸石堆、顶板、输送机、单体支柱、铰接顶梁、。下面将从模型制作的复杂程度，由易到难分别阐述各部分的制作。1）煤壁和底板模型的制作 分析场景可知煤层和底板模型可制作成基本长方体。单击命令面板中的“创建”选项卡，在“创建”命令面板中，单击“几何体”按钮，从下拉框中选择“标准基本体”，在下面的面板中选择“对象类型”，按下“对象类型”卷展栏中的“长方体”按钮，如图 6.3

22、.16所示。在“前”视图的中心位置单击，拉出一个任意大小的长方体，如图 6.3.17 所示。单击命令面板中的“修改”选项卡，即可打开“修改”命令面板。在该命令面板的“修改器列表”中的“参数”卷展栏中，设置长方体的参数“长度”为 50.0、“宽度”为 200.0、“高度”为 32.0。作为煤壁对象。图 6.3.18 所示为创建的煤壁形态和其创建时的“参数”卷展栏状态。单击“几何体”按钮，在创建好的煤壁模型下方再拉出一个长方体，设置长方体的参数“长度”为 200.0、“宽度”为 200.0、“高度”为 5.0。作为底板对象。选中底板模型，在工具栏中按下“移动”按钮，对照“顶”视图和“左”视图将底板

23、模型移动到煤壁模型下方合适的位置，如图 6.3.19 所示。2）矸石堆模型的制作 图 6.3.16 “对象类型”卷展栏上的“长方体”按钮 图 6.3.17 创建长方体对象 图 6.3.18 创建的煤壁形态和“参数”卷展栏 203 矸石堆模型是由大小不等的矸石块组成，在 3ds max 中制作矸石块的方法是将球体对象使用“噪波”命令。“噪波”命令可以在不破坏对象表面的情况下，使对象的表面突起、破裂和扭曲。单击“创建”面板中“几何体”按钮，在“标准基本体”命令面板中单击“球体”按钮，在顶视图中创建一个球体，并设置其“半径”为 5.0，“分段”为 5，如图 6.3.20 所示。在“修图 6.3.19

24、 创建底板 图 6.3.20 创建球体对象 图 6.3.21 “噪波”命令面板和“噪波”命令编辑效果 204 改”命令面板的“修改器列表”下拉框中，选择“噪波”命令，设置“种子”为 800，“比例”为 20.0，“强度 X”为 20.0，“强度 Y”为 15.0，“强度 Z”为 10.0。“噪波”命令面板和“噪波”命令编辑效果，如图 6.3.21 所示。改变“噪波”命令面板中的参数值，如将“比例”调小、改变“强度 X”的值都会改变“噪波”命令编辑效果，这样就会产生不同形状的矸石块。选择菜单栏“编辑”中的“克隆”命令，即可弹出“克隆”命令面板，如图 6.3.22 所示。选择“克隆”命令面板上的“

25、复制”后点确认，将刚做好的矸石块克隆多个。逐个选择克隆出的其它矸石块，在“修改”命令面板上改变“Noise（噪波）”的参数值，同时改变“Sphere（球体）”的“半径”值，形成多个矸石块。最后将大量的不同形状的矸石组合到一起就形成了矸石堆模型。矸石堆效果，如图6.3.23 所示。3）顶板模型的制作 如图 6.3.24 所示，是我们下面将要制作的顶板模型。我们将创建二维模型，并使用到修改器中的“挤出”命令来创建顶板模型。二维图形在三维建模中具有重要的作用。在“创建”面板中单击“图形”按钮，然后单击创建“图形”面板中的“线”按钮，即可打开创建“线”命令面板。在“左”视图中绘制顶板的外轮框线，如图

26、6.3.25 所示。挤出是将二维图形转换为三维模型的重要方法，也是 3ds max 中极为重要的编辑手段。挤出造型的基本原理是利用二维图形作为轮廓，制作出相同形状、厚度可以调节的三维模型。打开“修改”命令面板，在“修改器列表”下拉列表中选择“挤出”选项，在“参数”卷展栏中设置“数量”为 200.0。这样就得到了如图 6.3.24 所示的顶板模型。4）输送机模型制作 输送机的模型制作同顶板模型的制作步骤相同，也是用二维图形作为刮板输送机的轮廓，使用修改器中的“挤出”命令挤出刮板输送机的造型，只是输送机的外轮框线有别于顶板的外轮框线。图 6.3.26 所示为输送机的外轮框线和挤出的输送机模型。5）

27、单体支柱和铰接顶梁模型制作 图 6.3.24 顶板模型 图 6.3.25 顶板的外轮框线 图 6.3.22 “克隆”命令面板 图 6.3.23 矸石堆效果 205 单体支柱模型可分为六部分：底座、柱筒、活柱、铰接顶盖、把手和三用阀。各部分模型，如图 6.3.27 所示。底座模型制作：单击“创建”面板中“几何体”按钮，在“标准基本体”命令面板中单击“圆锥体”按钮，在“参数”中输入“半径 1”为 1.4，“半径 2”为 1.2，“高度”为 1.0，其他为默认项，生成底座模型，如图 6.3.28 所示。图 6.3.26 刮板输送机的外轮框线和挤出的刮板输送机模型 图 6.3.27 单体支柱各部分模型

28、 图 6.3.28 创建底座 206 图 6.3.29 创建柱筒和活柱 柱筒和活柱模型制作：为简化模型，我们在做一些内部结构较为复杂而不需要表现其内部构造的模型时，常常只制作模型的外部形状，而不考虑看不到的内部构造。例如柱筒和活柱模型我们就可以用圆柱体代替。单击“创建”面板中“几何体”按钮，在“标准基本体”命令面板中单击“圆柱体”按钮，设置“参数”的“半径”为 1.0，“高度”为 14.0，作为柱筒模型；再创建一个“半径”为 0.8，“高度”为 8.0 的圆柱体作为活柱模型，如图 6.3.29 所示。铰接顶盖模型制作：铰接顶盖模型由两个圆柱体、一个长方体和四个圆椎体组合而成，如图 6.3.30

29、 所示为组合而成的铰接顶盖模型。其中两个圆柱体模型“参数”为“半径”1.0、“高度”1.5 和“半径”0.85、“高度”3.0；长方体模型的“参数”为“长度”2.3、“宽度”2.3 和“高度”0.3；相同的四个圆椎体的“参数”为“半径 1”0.15、“半径 2”0.1、“高度”0.3。最后使用工具栏中的“选择并移动”按钮把做好的模型移动到合适的位置组成铰接顶盖模型。把手模型制作：单击“创建”面板中“几何体”按钮，在“标准基本体”命令面板中单击“管状体”按钮，在“参数”中输入“半径 1”为 1.25，“半径 2”为 1.0，“高度”为 0.8。单击创建“图形”面板中的“线”按钮，在“顶”视图中绘

30、制把手的外轮框线，然后用“挤图 6.3.30 铰接顶盖模型 207 出”命令挤出“数量”为 0.5 的把手造型，如图 6.3.31 所示。三用阀模型制作：创建两个圆柱体，一个圆柱体“参数”设置“半径”为 0.36、“高度”为 3.4，另一个圆柱体“参数”设置“半径”为0.18、“高度”为 1.0。然后使用工具栏中“选择并移动”按钮把两个圆柱体移动到如图 6.3.32所示位置。选择创建的第一个圆柱体，单击“创建”面板中“几何体”按钮，在创建标准基本体类型下拉列表中选择“复合对象”选项，然后单击面板中的“布尔”按钮，在打开的布尔运算命令面板中选择“移动”单选按钮，在“操作”选项区域中选择“差集（A

31、-B）”单选按钮，然后单击“拾取操作对象”按钮，在场景中选择相对尺寸较小的圆柱体对象，这样就得到了我们想要的三用阀模型，如图 6.3.33 所示。图 6.3.32 未处理得三用阀基础模型 图 6.3.31 把手模型 图 6.3.33 创建三用阀模型 208 铰接顶梁模型制作：铰接顶梁模型很简单，这里使用了两个长方体来表现铰接顶梁。两个长方体的“参数”分别设置为“长度”20.0、“宽度”2.5、“高度”1.5 和“长度”2.5、“宽度”2.5、“高度”1.5，如图 6.3.34 所示。单体支柱和铰接顶梁各部分的模型制作完成后，需要使用工具栏中的“选择并移动”按钮将各部分组合成整体。如图 6.3.

32、35 所示为组合成的单根单体支柱。使用菜单栏“编辑”中的“克隆”命令，克隆多根单体支柱和铰接顶梁，同时结合“选择并移动”工具，调整克隆出的模型位置，最后组合场景，如图 6.3.36 所示。6）组合模型 各部分模型建好后需要组合到一起才能形成我们需要的最后场景，分别选择建好的模型，点击工具栏中的“选择并移动”按钮，结合“顶”视图、“前”视图、“左”视图和“透视”视图移动组合模型形成最后的整体模型，如图 6.3.37 所示。图 6.3.34 创建铰接顶梁模型 图 6.3.35 单根单体支柱模型 图 6.3.36 多根单体支柱和铰接顶梁组合场景 图 6.3.37 组合模型 209 7）材质与贴图 材

33、质与贴图用于增强模型的真实感和感染力。“材质”的概念就是可以为物体的次对象面设置不同颜色，并使其具有光学特征。常用的光学特征有环境色、散射、透明度、反光强度等。“贴图”是用编辑的二维图片代替材质的光学特征表现对象特质，如应用位图代替物体表面散射光的区域，使物体表面产生纹理效果。因 3ds max 的材质与贴图功能十分强大，操作也很复杂，因篇蝠限制，在此就不做太多讲解。下面根据我们场景的实际需要，介绍一种赋予对象材质与贴图的简单方法。在我们创建好的场景中设置对象材质与贴图的方法是：在场景中选择一个对象，如顶板对象，然后最小化 3ds max，在我们的电脑硬盘里找一张“岩石”位图，选中位图后直接拖

34、拉入 3ds max 中我们选中的顶板对象上面，这样就可以在视图中看到岩石贴图被赋予在了顶板对象上。如果赋予了贴图的对象和我们现实中看到的实物相差太远，需要单击工具栏中“材质编辑器”按钮，打开“材质编辑器”对话框做进一步调整。8）建立摄像机 在 3ds max 中创建摄像机可以模拟真实摄像机拍摄三维场景。同时，它也是制作动画的一种重要的表现手法。单击“创建”命令面板中的“摄像机”按钮，可以打开“摄像机”创建命令面板。摄像机共有两种，分别是目标摄像机和自由摄像机。在“摄像机”创建命令面板上点击“自由”按钮，再点击“左”视图，移动摄像机，将其放在我们的场景前面合适的位置上。在“透视”视图的左上角点

35、击右键，在弹出的菜单上选择“视图”菜单里的“camera01”选项，“透视”视图就变成我们设置的摄相机视图了。调整好摄像机的角度和位置，使我们在摄相机视图中可以看到整个场景即可。设置的摄像机，如图 6.3.38 所示。2普采工作面回采支柱移动三维动画制作 在 3ds max 中，用户可以在不同时间设置对象的动画状态，这个状态也称为关键点。设置关键点后，3ds max 会自动计算出两个关键点之间的动画过渡，最终创建出用户所需的动画效果。大家只需要创建记录每个动画序列的起始、结束和关键点。在 3ds max 中可对场景图 6.3.38 建立摄像机 210 对象的任意参数进行动画记录，当对象的参数确

36、定后，就可以通过 3ds max 的渲染器完成每一帧的渲染工作，生成高质量的动画。制作关键帧动画的基本思路是：首先针对物体的运动路径设置关键帧，然后在“曲线编辑器”中对物体的运动方式进行设置来完成动画。下面我们在已经做好的普采工作面回采模型场景中完成支柱移动的动画。1）策划动画 普采工作面回采支柱移动步骤，如图 6.3.39 所示。在制作好的场景中，需要设置动画的模型有煤壁、刮板输送机、矸石堆、铰接顶梁和单体支柱，其中靠近煤壁的一排单体支柱和铰接顶梁、靠近矸石堆的一排单体支柱和铰接顶梁需要设置动画，其它处于这两排单体支柱中间的单体支柱和铰接顶梁不需要设置动画。所以需要设置六组动画，包括：煤壁推

37、进一个截深；输送机前移；挂铰接顶梁；支设单体支柱；撤掉最后一排支柱和顶梁；顶板跨落。2）设置动画长度 单击位于软件界面右下角的“时间配置”按钮，在弹出的窗口中设置动画的总帧数为 500，这个参数决定了制作动画的长度，如图 6.3.40 所示。3）煤壁推进一个截深 现在对煤壁的动画进行设置，首先选择煤壁对象，激活“自动关键点”设置按钮，将“新建关键点的默认入出切线”按钮改为，移动时间滑块到第 100 帧处，如图 6.3.41 所示。图 6.3.40 设置动画长度 图 6.3.41 设置煤壁动画 图 6.3.39 普采工作面回采支柱移动步骤 a-开始采煤；b-破煤；c-装煤；d-移输送机；e-支架

38、；f-处理采空区 211 在煤壁对象的“参数”设置面板上将“长度”改为 30.0，软件会自动记录下该关键点的动画，这样煤壁推进一个截深的动画就完成了。点击“转至开头”按钮，让时间滑块移动至开头，点击“播放动画”按钮，播放该段动画，检查动画效果。煤壁推进一个截深的动画关键帧取景如图 6.3.42 所示。4）输送机前移 选择输送机对象，激活“设置关键点”设置按钮，保持“新建关键点的默认入出切线”按钮为，将时间滑块移动到 100 帧处，然后单击“设置关键点”按钮，记录一个关键点，如图 6.3.43 所示。将时间滑块移动至 150 帧处，移动输送机至靠近煤壁的位置，单击“设置关键点”按钮，记录 150

39、 帧处关键点动画。时间滑块移动至开头，点击“播放动画”按钮，检查动画。输送机前移的动画关键帧取景，如图 6.3.44 所示。5）挂铰接顶梁“克隆”一个铰接顶梁对象，在“克隆”面板中点击“复制”单选项，确认克隆。移动克隆的铰接顶梁对象至需要挂铰接顶梁的位置，激活“自动关键点”设置按钮，将时间滑块移动到 50 帧处，改变“新建关键点的默认入出切线”按钮为，右键点击铰接顶梁，在弹出的菜单中选择“属性”项，改变“对象属性”菜单“常规”中“渲染控制”的“可见性”值为 0。将时间滑块移动至 100 帧处，改变铰接顶梁对象“可见性”值为 1.0，“对象属性”图 6.3.43 设置输送机动画 图 6.3.42

40、 在“左”视图中观察煤壁第 1 帧及第 100 帧的取景 图 6.3.44 在“左”视图中观察输送机第 100 帧及第 150 帧的取景 212 窗体，如图 6.3.45 所示。发现在第 0 帧产生了一个关键点，删除它即可完成挂一根铰接顶梁动画。使用“实例”克隆，复制带动画的铰接顶梁并移动到其他需要挂铰接顶梁的地方。时间滑块移动至开头，点击“播放动画”按钮，检查动画。挂铰接顶梁的动画关键帧取景，如图 6.3.46 所示。6）支设单体支柱 需要克隆一根单体支柱并移动至需要支设单体支柱的位置上，激活“自动关键点”设置按钮，在“新建关键点的默认入出切线”按钮为的情况下，设置克隆的单体支柱第 0 帧时

41、的“可见性”为 0，然后再设置第 150 帧时对象的“可见性”为 1.0。设置对象可见性的方法参考挂铰接顶梁的设置。选中克隆的单体支柱上半部分（活柱、铰接顶盖和三用阀），激活“设置关键点”设置按钮，将“新建关键点的默认入出切线”按钮改为，移动时间滑块到第 160 帧，单体支柱上半部分移动至支柱没有注液加压时的位置上，单击“设置关键点”按钮，记录一个关键点。移动时间滑块至第 200 帧，把单体支柱上半部分移动至支柱注液加压后的位置上，单击“设置关键点”按钮，记录一个关键点。如图 6.3.47 所示为克隆的单体支柱第 160 帧和第 200帧的位置。使用“实例”克隆，复制带动画的单体支柱并移动到其

42、他需要支设单体支柱的位置，完成支设单体支柱动画。时间滑块移动至开头，点击“播放动画”按钮，检查动画。图 6.3.45 “对象属性”窗体 图 6.3.46 在“左”视图中观察铰接顶梁第 50 帧及第 100 帧的取景 图 6.3.47 克隆的单体支柱在第 160 帧及第 200 帧的位置 213 7）撤掉最后一排支柱和顶梁 选中最后一排的单体支柱和铰接顶梁，激活“自动关键点”设置按钮，时间滑块移动至第 350 帧处，将“新建关键点的默认入出切线”按钮改为，设置对象的“可见性”为0，然后时间滑块移动至第 250 帧处，设置对象的“可见性”为 1.0。撤掉最后一排支柱和顶梁的动画完成。时间滑块移动至

43、开头，点击“播放动画”按钮，检查动画。撤掉最后一排支柱和顶梁的动画关键帧取景，如图 6.3.48 所示。8）顶板跨落 选择场景中的顶板，激活“设置关键点”设置按钮，保持“新建关键点的默认入出切线”按钮为，时间滑块移动至第 340 帧处，单击“设置关键点”按钮，记录一个关键点。移动时间滑块至第 350 帧处，前移顶板一段距离至最后一排支柱上方，单击“设置关键点”按钮，记录一个关键点。使用“复制”克隆场景中的一些矸石，移动它们至撤掉的支柱位置上方，使顶板能挡住这堆矸石。时间滑块移动至第 340 帧处，单击“设置关键点”按钮，记录一个关键点。移动时间滑块至第 350 帧处，向下移动这堆矸石一段距离至

44、撤掉的支柱位置上，单击“设置关键点”按钮，记录一个关键点。顶板跨落动画完成。时间滑块移动至开头，点击“播放动画”按钮，检查动画。为说明问题，使用线框显示顶板跨落动画关键帧取景，如图 6.3.49 所示。9）输出动画 到此，普采工作面回采支柱移动的动画设计就完成了。在视图中预览动画，满意后正式渲染动画作品。单击工具栏上的“渲染场景对话框”按钮，弹出“渲染场景”对话框，如图 6.3.50 所示。图 6.3.48 在“左”视图中观察最后一排支柱和顶梁第 250 帧及第 350 帧的取景 图 6.3.49 在“左”视图中观察线框显示顶板跨落第 350 帧及第 400 帧的取景 214 在“时间输出”选

45、项区域中，选择“活动时间段”单选按钮，然后在该选项区域中，设置“每 N 帧”为 1。在“输出大小”选项区域中，选择“PAL（视频）”格式，单击“768576”按钮，即可输出动画的图像画面尺寸为 768576。在“渲染输出”选项区域中，单击“文件”按钮，会打开如图 6.3.51 所示的“渲染输出文件”对话框。在该对话框中，设置“文件名”文本框内容为“普采工作面回采支柱移动”，在“保存类型”下拉框中选择“AVI 文件”选项。设置完成后，单击“保存”按钮，即可打开如图 6.3.52 所示的“AVI 文件压缩设置”对话框。该对话框用于设置 AVI 文件压缩的参数选项。选择“Microsoft Vide

46、o 1”压缩器，设置完成后，单击“确定”按钮确定即可。在“渲染场景”对话框的“视口”中选择“Camera01”，参数设置完成后，单击“渲染”按钮确定，开始渲染动画，如图 6.3.53 所示。该对话框显示了动画渲染的情况，如渲染进度、渲染设置及输出设置等。这时就完成了整个动画的制作。图 6.3.50 “渲染场景”对话框 图 6.3.51 “渲染输出文件”对话框 图 6.3.52 “AVI 文件压缩设置”对话框 图 6.3.53 “渲染”对话框 215 渲染成功的普采工作面回采支柱移动动画在几个关键点的截图，如图 6.3.54 所示。4 撤柱、顶板跨落 1 破煤 2 挂顶梁、移输送机 3 支设单体支柱 图 6.3.54 普采工作面回采支柱移动动画截图 图 6.3.30 铰接顶盖模型