3d動畫畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　計算機3d max動力學(xué)系統(tǒng)剛體碰撞模擬可以應(yīng)用到許多領(lǐng)域，如科學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)等。可以說，計算機藝術(shù)就是一種一種藝術(shù)形式的表現(xiàn)。如今用計算機制作的效果圖越來越多地出現(xiàn)在各個領(lǐng)域之中，它可以使一個設(shè)計作品得到升華，更準確、生動、形象地表達設(shè)計師的設(shè)計理念。比如，動畫效果、室內(nèi)效果等。3d max是當(dāng)今運行在PC機上最暢銷的

2、三維造型建模軟件，它可以容易地集成幾百個第三方插件，從而成為具有強大的三維動畫、非線性編輯以及特技效果制作能力的系統(tǒng)，它與Premiere Pro結(jié)合應(yīng)用，能使制作的動畫有效完美的結(jié)合，體現(xiàn)最真實的效果。本設(shè)計采用3D max建模，RBCollection對象創(chuàng)建剛體，用reactor工具對剛體進行設(shè)置處理，最后用Premiere Pro對渲染圖做后期處理，最終實現(xiàn)了較為真實的3d max動力學(xué)系統(tǒng)剛體碰撞模擬效果。</p>

3、<p>　　關(guān)鍵詞： 建模 剛體 動力學(xué) 渲染</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　3d max computer crash simulation of rigid body dynamics system can be applied to many fields such as scienc

4、e, medicine, physics and so on. It can be said that computer art is a kind of a performance art form.Today, the effectiveness of using computer generated map appears more and more are in various fields, it can be a disti

5、llation of design, more accurate and vivid images to express the design concept designer. For example, animation effects, indoor effects. 3d max is currently running on the </p><p>　　Key words： Modeling Ri

6、gid body Dynamics Rendering</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　引 言.....................................................................1</p><p>　　1、場景一的制作...............

7、............................................1</p><p>　　1.1 使用剛體使世界運轉(zhuǎn),形成集合...........................................1</p><p>　　1.2 模擬基礎(chǔ)...........................................................

8、...2</p><p>　　1.3 幾何體類型，幾何體模擬................................................3</p><p>　　1.4 構(gòu)建剛體..............................................................4</p><p>　　1.5 創(chuàng)造搖擺效果..

9、........................................................5</p><p>　　1.6 以不同方式觀察對象....................................................7</p><p>　　1.7 模擬精度，設(shè)置模擬......................................

10、..............7</p><p>　　1.8 使用手動設(shè)置了動畫的剛體..............................................10</p><p>　　1.9 準備輸出，減小文件大小................................................10</p><p>　　2、場景二的制

11、作...........................................................11</p><p>　　2.1使用 reactor模擬碎片..................................................11</p><p>　　3、場景三的制作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

12、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15</p><p>　　3.1 設(shè)置碎布玩偶場景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15</p><p>　　3.2 使對象具有物理特征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15</p><

13、p>　　3.3 將肢體連在一起．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19</p><p>　　3.4 使用鉸鏈約束．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19</p><p>　　3.5 設(shè)置膝部、肘部、踝部和腕部．．．．．．．．．．．．．

14、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20</p><p>　　3.6 使用碎布玩偶約束．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23</p><p>　　3.7 設(shè)置臀部、背部、頸部和肩部．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23</p>&

15、lt;p>　　3.8 創(chuàng)建動畫．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25</p><p>　　4、場景四的制作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25</p><p>　　4.1 水面的創(chuàng)建．．．．．．．．．．．．．．．．

16、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25</p><p>　　4.2 小球的創(chuàng)建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25</p><p>　　4.3 剛體的創(chuàng)建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

17、．．．．．．．．．25</p><p>　　5、后期的制作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25</p><p>　　結(jié) 論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27</p><p>

18、　　致 謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27</p><p>　　參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28</p><p><b>　　引 言</b>&l

19、t;/p><p>　　計算機3d max動力學(xué)系統(tǒng)剛體碰撞模擬可以應(yīng)用到許多領(lǐng)域，如科學(xué)、醫(yī)學(xué)、物理學(xué)等?？梢哉f，計算機藝術(shù)就是一種一種藝術(shù)形式的表現(xiàn)。如今用計算機制作的效果越來越多地出現(xiàn)在各個領(lǐng)域之中，它可以使一個設(shè)計作品得到升華，更準確、生動、形象地表達設(shè)計師的設(shè)計理念。比如，動畫效果、室內(nèi)效果等。3d max是當(dāng)今運行在PC機上最暢銷的三維動畫和造型建模軟件，它具有1000多種特性，為電影、視頻動畫從業(yè)人員提供

20、了獨特、直觀的建模和動畫功能以及超強的圖像生成功能，它可以容易地集成幾百個第三方插件，從而成為具有強大的三維動畫、非線性編輯以及特技效果制作能力的系統(tǒng)。</p><p>　　本篇論文主要圍繞3d max動力學(xué)系統(tǒng)剛體碰撞模擬效果的制作介紹效果的主要制作流程。就像做其他事情一樣，效果圖的制作也需要一個科學(xué)合理的操作步驟，按部就班、層層展開、步步深入，這樣才能提高制作的效率和質(zhì)量。一般來說，3d max動力學(xué)系統(tǒng)剛體

21、碰撞模擬效果制作流程包括以下幾個部分：建模、創(chuàng)建剛體對象、設(shè)置模擬、渲染輸出、后期處理。</p><p><b>　　1、場景一的制作</b></p><p>　　場景一使用 reactor 功能創(chuàng)建低重心的玩具。然后創(chuàng)建玩具的副本，并使用預(yù)覽窗口將副本添加到玩具箱中，再更新對象的位置。手動設(shè)置玩具箱翻倒的動畫。依據(jù)手動設(shè)置動畫的玩具箱來確定玩具的動畫效果；玩具對玩具

22、箱的運動做出反應(yīng)，然后傾瀉到地板上，實現(xiàn)動力學(xué)效果。</p><p>　　1.1使用剛體使世界運轉(zhuǎn)，形成集合</p><p><b>　　1.1.1創(chuàng)建剛體</b></p><p>　　以 3ds Max 中的新場景開始。 </p><p>　　在“創(chuàng)建”面板上，單擊“球體”。</p><p>　

23、　在“透視”視口中拖動以創(chuàng)建一個球體。在“創(chuàng)建”面板中，將半徑設(shè)置為 25.0。</p><p>　　在“創(chuàng)建”面板上，單擊“長方體”。</p><p>　　在視口中拖動，以在球體下方創(chuàng)建長方體。在“創(chuàng)建”面板中，將“長度”和“寬度”值設(shè)置為 200.0，并將“高度”設(shè)置為 5.0。</p><p>　　選擇球體，在 reactor 工具欄上單擊“Open Prop

24、erty Editor”。</p><p>　　因為您沒有為球體指定任何物理屬性，所以對話框?qū)@示默認值。</p><p>　　查看編輯器的“Physical Properties”卷展欄。質(zhì)量的默認值是 0.0，這意味著剛體在模擬過程中在空間中是固定的。但在本示例中，球體將會落到長方體上，該長方體在模擬中用作地板。因此，需要為球體指定質(zhì)量值。將“Mass”設(shè)置為 50.0。</p&

25、gt;<p>　　如果未指定對象的任何物理屬性，則在模擬時對象會自動使用默認的剛體屬性。因為在此示例中不希望長方體移動，所以對此對象而言，使用默認屬性即可滿足需要。它使用默認質(zhì)量值 0.0，因此在空間中是固定的。 </p><p>　　現(xiàn)在有兩個具有物理屬性的對象。但場景對于模擬而言仍無效。必須使用“Rigid Body Collections”將對象明確添加到模擬中。</p><

26、;p>　　1.1.2創(chuàng)建剛體集合并向其中添加對象</p><p>　　在 reactor 工具欄上，單擊“Create Rigid Body Collection”。</p><p>　　單擊任何視口，以將集合添加到場景中。</p><p>　　在“修改”面板上的“RB Collection Properties”卷展欄中，單擊“Pick”，并在視口中選擇長方

27、體。</p><p>　　這會將長方體添加到剛體集合中。</p><p><b>　　1.2模擬基礎(chǔ)</b></p><p>　　現(xiàn)在已經(jīng)擁有了用于模擬的有效場景，可以嘗試模擬。有兩種方法模擬動畫。</p><p>　　第一種方法使用預(yù)覽窗口，該窗口使用 OpenGL 或 DirectX 顯示模擬。您可以在窗口中查看對象

28、的物理行為，了解其如何交互，甚至可以使用鼠標(biāo)與場景交互。您可以使用此窗口在模擬過程中隨時更新 3ds Max 中剛體的狀態(tài)，這意味著該窗口可以用作交互式的場景建模工具。</p><p>　　第二種方法是創(chuàng)建關(guān)鍵幀。您定義一個動畫范圍，則物理世界將在此范圍內(nèi)創(chuàng)建和模擬，將剛體的狀態(tài)作為關(guān)鍵幀傳遞回 3ds Max。</p><p>　　1.2.1在預(yù)覽窗口中查看場景</p>&

29、lt;p>　　在 reactor 工具欄上，單擊“Preview Animation”。</p><p>　　這將在預(yù)覽窗口中打開場景。默認情況下，場景最初在透視視圖中顯示。可以使用鼠標(biāo)左鍵旋轉(zhuǎn)攝影機，使用鼠標(biāo)中鍵進行平移，使用滾輪進行縮放。</p><p>　　若要開始模擬，在窗口中的“Simulation”菜單上選擇“Play/Pause”，或在鍵盤上按 P 鍵。模擬將開始，球體

30、將下落到長方體上。</p><p>　　可以使用鼠標(biāo)右鍵將球體圍繞場景拖動。但是，您無法移動長方體，因為它沒有質(zhì)量。</p><p>　　瀏覽完模擬之后，關(guān)閉預(yù)覽窗口并返回 3ds Max。</p><p>　　1.2.2創(chuàng)建基于物理的關(guān)鍵幀</p><p>　　下面創(chuàng)建用于對象交互的關(guān)鍵幀。球體下落到水平長方體上并無引人之處，因此要先使長方

31、體傾斜，這樣球體才會沿著長方體表面滾動。</p><p>　　在“左”視口中，選擇長方體并將其順時針旋轉(zhuǎn) 30 度，注意不要將長方體旋轉(zhuǎn)到球體上。（如圖1-1）</p><p>　　在 reactor 工具欄上，單擊“Create Animation”。將顯示“reactor”對話框，詢問您是否確認選擇。單擊“OK”繼續(xù)。</p><p>　　這將創(chuàng)建一個模擬過程，

32、其運行時間長度介于軌跡欄上設(shè)置的開始幀和結(jié)束幀之間。這兩者的默認值分別為 0 和 100。</p><p>　　針對這 100 幀中的每一幀，將創(chuàng)建剛體的位置和方向的關(guān)鍵幀</p><p>　　圖1-1 長方體順時針旋轉(zhuǎn)30度效果圖</p><p>　　單擊“播放”觀看視口中的動畫。您應(yīng)該看到球體下落到長方體上并向下滾動越過長方體的邊緣。</p>&l

33、t;p>　　在球體處于選定狀態(tài)情況下，使用區(qū)域選擇選取軌跡欄中的所有關(guān)鍵點，并按 Delete 鍵。</p><p>　　1.3幾何體類型，幾何體模擬</p><p>　　1.3.1更改球體的模擬幾何體</p><p>　　選擇球體。打開“Rigid Body Properties”對話框。</p><p>　　在“Simulation

34、 Geometry”卷展欄中，選擇“Bounding Sphere”。(如圖1-2)</p><p>　　圖1-2 “Rigid Body Properties”對話框</p><p>　　單擊“Create Animation”以重新創(chuàng)建模擬的關(guān)鍵幀。球體將更加平滑地滾動，如果球體是高度細化的，可能不會立即見效。</p><p>　　在球體處于選定狀態(tài)情況下，使用

35、區(qū)域選擇選取軌跡欄中的所有關(guān)鍵點，并按 Delete 鍵。</p><p>　　1.3.2創(chuàng)建對象的簡化版本以進行模擬</p><p>　　在“左”視口中創(chuàng)建圓柱體，并將其放置在球體之上。</p><p>　　在“修改”面板中，為圓柱體設(shè)置下列值：半徑 = 6.0、高度 = 70.0、邊數(shù) = 18.0。</p><p>　　在圓柱體仍處于選

36、定狀態(tài)時，選擇“編輯”>“克隆”。在“克隆選項”對話框中，確保選擇了“復(fù)制”并單擊“確定”。</p><p>　　圓柱體的副本將被用作代理幾何體。</p><p>　　在“修改”面板中，將新圓柱體的邊數(shù)減少到 12，并移動新圓柱體使其遠離其他對象。</p><p>　　選擇原始圓柱體，并打開“Rigid Body Properties”對話框。</p&g

37、t;<p>　　將圓柱體的“Mass”值設(shè)置為 10.0。</p><p>　　將圓柱體的“Simulation Geometry”屬性設(shè)置為“Proxy Convex Hull”。</p><p>　　這意味著圓柱體將使用由另一個對象的幾何體創(chuàng)建的凸面外殼作為其物理表示。卷展欄中的“Proxy”按鈕將被激活。</p><p>　　在“Simulati

38、on Geometry”卷展欄中，單擊“Proxy”按鈕，然后選擇其中一個視口中的克隆圓柱體。</p><p>　　此時，該按鈕將顯示選定代理對象的名稱。</p><p>　　選擇場景中的“RB Collection”輔助對象，并將原始圓柱體添加到其中。</p><p>　　在 reactor 工具欄上，單擊“Preview Animation”并播放動畫。<

39、/p><p>　　您會看到圓柱體的滾動并不像其顯示的那樣平滑。</p><p>　　在預(yù)覽窗口中，選擇“Display”>“Sim Edges”以顯示對象的模擬幾何體的邊。您會看到圓柱體的模擬幾何體比其顯示體粗糙。</p><p><b>　　1.4構(gòu)建剛體</b></p><p>　　1.4.1創(chuàng)建復(fù)合剛體</

40、p><p>　　選擇圓柱體，并將其下移到球體中，使其類似于一對手臂。(如圖1-3)</p><p>　　按住 Ctrl 鍵并選擇球體，將其添加到選擇集中。</p><p>　　選擇“組”菜單 >“成組”。</p><p>　　在“組”對話框中，將新組命名為 toy_body。單擊“OK”繼續(xù)。</p><p>　　選

41、擇“RB Collection”輔助對象，并將新組添加到集合中。</p><p>　　單擊“Preview Animation”以觀察模擬。</p><p>　　您應(yīng)該收到一個錯誤消息，指出球體和圓柱體不再是剛體。這是因為它們將用作活動復(fù)合剛體的一部分，因此需要將其作為單個對象從剛體集合中移除。</p><p>　　圖1-3 創(chuàng)建小人簡單手臂效果圖</p>

42、;<p>　　在“修改”面板的“RB Collection Properties”卷展欄上，按住 Ctrl 鍵并選擇球體和圓柱體，然后單擊“Delete”。</p><p>　　單擊“Preview Animation”并觀察模擬。</p><p>　　此時可以看到球體和圓柱體用作同一對象的不同部分。</p><p><b>　　1.5創(chuàng)造搖

43、擺效果</b></p><p><b>　　1.5.1完成玩具</b></p><p>　　首先，完成添加玩具的幾何體。創(chuàng)建一個圓環(huán)作為腰帶、一個球體作為頭，再創(chuàng)建兩個球體作為眼睛、一個球體作為鼻子。</p><p>　　選擇作為眼睛和鼻子的三個球體，并打開“Rigid Body Properties”對話框。設(shè)置模擬幾何體作為邊界

44、框。</p><p>　　因為這些球體在模擬過程中作用不大，您可以將其作為非常簡單的幾何體，以加速模擬。</p><p>　　選擇玩具的頭，并將其模擬幾何體設(shè)置為“Bounding Sphere”。</p><p>　　圓環(huán)的模擬幾何體可以保留為“Mesh Convex Hull”，盡管您也可以像處理圓柱體一樣創(chuàng)建副本并將其簡化為代理。</p><

45、;p>　　當(dāng)您完成了創(chuàng)建及排列這些對象之后，將其添加到 toy_body 組中。對于每個對象，選擇該對象，再選擇“組”菜單 >“附加”，然后單擊 toy_body。</p><p>　　1.5.2更改剛體的質(zhì)量分布</p><p>　　選擇 toy_body 組，并選擇“組”菜單 >“打開”。</p><p>　　這樣可以選擇組中的單個基本體以編輯

46、其剛體屬性。</p><p>　　將組中每個對象的質(zhì)量（軀干和手臂除外，這二者已經(jīng)有質(zhì)量值）更改為 1.0。提示：通過選擇組中的所有對象，并在“Rigid Body Properties”對話框中將“Mass”設(shè)置為 1.0，可以快速執(zhí)行此操作。</p><p>　　執(zhí)行此操作的原因是：將要向組中添加重對象，而正是此質(zhì)量要影響對象的運動。單擊“Preview Animation”，您會看到

47、所有新對象已經(jīng)添加到復(fù)合剛體中。</p><p>　　玩具應(yīng)該跌倒，可是其不會有正確的行為。如果對象不跌倒，則可能是沒有為剛體中的所有對象賦予質(zhì)量，結(jié)果是其中一個基本體將被固定。若要解決此問題，請關(guān)閉預(yù)覽窗口，并檢查組中每個對象的質(zhì)量。</p><p>　　在軀干球內(nèi)部靠近對象底部的位置，添加一個小長方體（高度、寬度和長度均為 3.0）。（如圖1-4）</p><p&g

48、t;　　在“Rigid Body Properties”對話框中，為該長方體指定質(zhì)量 300.0。</p><p>　　選擇組的組件，并選擇“組”菜單 >“關(guān)閉”以關(guān)閉組。</p><p>　　選擇小長方體，并選擇“組”菜單 >“附加”，然后單擊 toy_body 將該長方體添加到組中。</p><p>　　圖1-4 創(chuàng)建小人重心效果圖</p>

49、;<p>　　單擊“Preview Animation”并查看玩具的行為。玩具沿長方體下滑并像以前傾倒，但它向后傾斜好像要恢復(fù)平衡。玩具底部的長方體中的較大質(zhì)量降低了組的重心。</p><p>　　將文件另存為 my_reactor_intro.max，然后實驗將平面變平以及再逐漸升高的效果。</p><p>　　1.6以不同方式觀察對象</p><p&g

50、t;　　1.6.1創(chuàng)建剛體的顯示代理</p><p>　　按 Shift 鍵的同時在視口中拖動組，創(chuàng)建玩具的副本。</p><p>　　移動副本，使其遠離其他對象。</p><p>　　顯示代理必須是單個網(wǎng)格。若要創(chuàng)建這樣的代理，請先解組玩具副本，方法是選擇新組并選擇“組”菜單 >“解組”。然后選擇該副本的主體球體。</p><p>　

51、　右鍵單擊該球體。在四元菜單的“變換”區(qū)域中，選擇“轉(zhuǎn)換為”>“轉(zhuǎn)換為可編輯網(wǎng)格”。</p><p>　　在“修改”面板的“編輯幾何體”卷展欄中，單擊“附加列表”。</p><p>　　在“附加列表”對話框中，選擇屬于組的其余對象，并單擊“附加”。</p><p>　　此時即具有了代表玩具的單個網(wǎng)格，它可以用作顯示代理。</p><p>

52、;　　選擇原始的 toy_body 組，并選擇“組”菜單 >“打開”。</p><p>　　選擇組的父對象，即成組對象周圍的粉色框。</p><p>　　您需要選擇組的父對象，而不是玩具的任意構(gòu)成對象，因為組的父對象代表剛體，并且顯示代理應(yīng)用于剛體，而不是基本體。</p><p>　　打開“RBProperties”對話框，在“Display”卷展欄中，選擇“

53、Use Display Proxy”。</p><p>　　這將激活顯示代理拾取按鈕。</p><p>　　單擊顯示代理拾取按鈕，并選擇其中一個視口中的玩具的單個網(wǎng)格版本。為復(fù)合剛體指定了可選顯示體。</p><p>　　在選定了網(wǎng)格玩具的情況下，右鍵單擊并從四元菜單的“顯示”區(qū)域中選擇“隱藏當(dāng)前選擇”以隱藏代理對象。</p><p><

54、;b>　　這將使其隱藏起來。</b></p><p>　　選擇組的組件，并選擇“組”菜單 >“關(guān)閉”，然后單擊“PreviewAnimation”。</p><p>　　玩具將使用新網(wǎng)格作為其顯示對象。如果對可編輯網(wǎng)格進行更改，則在使用預(yù)覽窗口時，它們就會顯示出來。</p><p>　　1.7模擬精度，設(shè)置模擬</p><

55、p>　　1.7.1更改模擬精度</p><p>　　在“工具”面板上，單擊“reactor”按鈕并展開“Preview & Animation”卷展欄。</p><p>　　將“Substeps/Key”值由 10 更改為 25。（如圖1-5）</p><p>　　圖1-5 “Preview & Animation”卷展欄</p>

56、<p>　　單擊“Preview Animation”。模擬的運行速度可能會較慢，但受瞬間減速影響的可能性會減小。</p><p>　　1.7.2創(chuàng)建玩具箱</p><p>　　在場景中（遠離其他對象），創(chuàng)建五個長方體，其長度和寬度為 400.0，高度為 25.0。</p><p>　　排列這些長方體，以形成一個較大的空長方體。（如圖1-6）</p

57、><p>　　圖1-6 創(chuàng)建玩具箱效果圖</p><p>　　在“左”視口中，逆時針旋轉(zhuǎn)傾斜長方體 20 度，使其變得有點平坦。選定傾斜長方體的同時，將其“長度”和“寬度”參數(shù)都增加為 600，然后將其向下移動 240 個單位。</p><p>　　選擇并右鍵單擊用作玩具箱底部的長方體，在四元菜單的“變換”區(qū)域中選擇“轉(zhuǎn)換為”>“轉(zhuǎn)換為可編輯網(wǎng)格”。</p&

58、gt;<p>　　在“修改”面板的“編輯幾何體”卷展欄中，單擊“附加列表”。</p><p>　　在“附加列表”對話框中，選擇其他四個長方體（這四個長方體組成玩具箱的側(cè)面），然后單擊“附加”。</p><p>　　此時具有代表玩具箱的單個網(wǎng)格。</p><p>　　打開“Rigid Body Properties”對話框，并將“Simulation G

59、eometry”屬性設(shè)置為“Concave Mesh”。</p><p>　　1.7.3從預(yù)覽窗口更新場景</p><p>　　在工具欄中，單擊“選擇并移動”。移動玩具箱內(nèi)的玩具。（如圖1-7）</p><p>　　圖1-7 移動玩具箱內(nèi)的玩具效果圖</p><p>　　在側(cè)視口中，按 Shift 鍵的同時移動玩具，將第一個玩具副本放置在原始

60、玩具位置之上。</p><p>　　在“克隆選項”對話框中，將“副本數(shù)”設(shè)置為 39，并單擊“確定”。（如圖1-8）</p><p>　　圖1-8 建立玩具副本效果圖</p><p>　　選擇“RB Collection”輔助對象，并在“修改”面板 >“RB Collection Properties”卷展欄中單擊“Add”。</p><p

61、>　　選擇所有新玩具對象和玩具箱，并單擊“Select”將它們添加到剛體集合中。</p><p>　　單擊“Preview Animation”，并使玩具落入玩具箱中，然后變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)。</p><p>　　當(dāng)玩具在玩具箱中逐漸靜止后，從預(yù)覽窗口的菜單欄中選擇“MAX”菜單 >“Update MAX”。</p><p>　　關(guān)閉預(yù)覽窗口，并在其中一個視口

62、中單擊以更新顯示。玩具應(yīng)該已經(jīng)更新，這樣它們就具有了您在預(yù)覽窗口中更新的位置和旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　1.8使用手動設(shè)置了動畫的剛體</p><p>　　1.8.1將手動設(shè)置了動畫的剛體添加到物理模擬中</p><p><b>　　選擇玩具箱。</b></p><p>　　打開“Rigid Body Properti

63、es”對話框。在“Physical Properties”卷展欄中，啟用“Unyielding”。</p><p>　　啟用“自動關(guān)鍵點”，并將時間滑塊移動到第 60 幀。將玩具箱順時針旋轉(zhuǎn)約 125 度，使對象按自然法則傾瀉而出。禁用“自動關(guān)鍵點”。在玩具箱的最終位置下方小心地移動地面，以便這二者不會互相穿插。這樣不會在模擬中出錯，但看上去會很奇怪。</p><p>　　這是因為還沒有為

64、對象設(shè)置關(guān)鍵幀。但它們在預(yù)覽窗口中的行為方式很正常。</p><p>　　單擊“Preview Animation”。</p><p>　　玩具箱將翻倒，玩具傾瀉到地面上。您可能希望增大地面大小，這樣玩具就不會全部搖晃出邊界。</p><p>　　在此階段，可能需要調(diào)整對象的物理屬性。例如，如果對象從玩具箱中倒出后堆積在地面上，您可以減小其摩擦力和地面的摩擦力，這樣

65、它們在與地面和其他玩具碰撞后就會擴散得更遠些。</p><p>　　1.9準備輸出，減小文件大小</p><p>　　1.9.1為剛體提取初始速度</p><p>　　在 reactor 工具欄上，單擊“Create Animation”。</p><p>　　在第 0 幀到第 100 幀之間將為剛體運動創(chuàng)建關(guān)鍵幀。</p>&

66、lt;p>　　在“工具”面板上單擊“reactor”，然后在“Preview & Animation”卷展欄上，將“Start Frame”設(shè)置為 100，將“End Frame”設(shè)置為 500。</p><p>　　單擊“Preview Animation”。會看到對象以初始線速度和角速度開始模擬。</p><p>　　在時間控件中，單擊“時間配置”。</p>

67、<p>　　在“時間配置”對話框中，將“結(jié)束時間”設(shè)置為 500。</p><p>　　再次單擊“Create Animation”。將從第 100 幀到第 500 幀創(chuàng)建關(guān)鍵幀。如果在視口中查看關(guān)鍵幀的行為，您會看到對象經(jīng)過第 100 幀時運動平滑，這是因為對象的初始速度被提取并用于模擬。</p><p>　　1.9.2在模擬之后移除冗余關(guān)鍵幀</p><

68、p>　　在“工具”面板上 > 單擊“reactor”并展開“Preview & Animation”卷展欄。在“Preview and Animation”卷展欄中，將“Start Frame”設(shè)置為 0，并將“End Frame”設(shè)置為 100。</p><p>　　在“工具”面板上，展開“Utils”卷展欄。在“Key Management”組中，單擊“Reduce Now”。</p

69、><p>　　這將減少模擬中所有活動剛體的關(guān)鍵幀數(shù)。請使用默認閾值 0.5。再次觀察動畫。場景中的剛體行為幾乎與減小進程之前的相同，但每個玩具的關(guān)鍵幀數(shù)大大減少。玩具的運動仍相當(dāng)復(fù)雜，但是文件大小減小了約 30%。</p><p>　　將場景另存為 my_reactor_intro_final.max?？梢詫⒛慕Y(jié)果與保存的文件 reactor_intro_final.max 進行比較。<

70、;/p><p><b>　　2、場景二的制作</b></p><p>　　2.1使用 reactor 模擬碎片</p><p><b>　　2.1.1構(gòu)建墻</b></p><p>　　啟動 3ds Max，或選擇“文件”菜單 >“重置”（如果已開始使用該軟件）。</p><p

71、>　　在“頂”視口中，創(chuàng)建一個長方體，其參數(shù)如下：</p><p>　　長度：200.0 寬度：200.0 高度：-5.0</p><p>　　在“左”視口中，在上一步創(chuàng)建的長方體上方創(chuàng)建另一個長方體。使用下列參數(shù)：</p><p>　　長度：10.0 寬度：20.0 高度： 16.0（如圖2-1）</p><p>

72、　　圖2-1 創(chuàng)建磚塊效果圖</p><p>　　按 Shift 鍵的同時，將較小的長方體剛好移動到其自身原始位置的旁邊。（如圖2-2）</p><p>　　圖2-2 創(chuàng)建磚塊副本效果圖</p><p>　　將顯示“克隆選項”對話框。</p><p>　　在“克隆選項”對話框中，確保選中了“復(fù)制”，將“副本數(shù)”設(shè)置為 7，并單擊“確定”。此時

73、墻有了第一行磚。</p><p>　　在“左”視口中，選擇第一行磚中的所有小長方體。</p><p>　　按 Shift 鍵的同時移動整行磚，以創(chuàng)建另一行磚，使其剛好在第一行磚上方，與原始位置稍有偏移。</p><p>　　將顯示“克隆選項”對話框。</p><p>　　在“克隆選項”對話框中，確保選中了“復(fù)制”，并將“副本數(shù)”設(shè)置為 1，然

74、后單擊“確定”。</p><p>　　重復(fù)前兩步，直至墻有了七行磚。（如圖2-3）</p><p>　　圖2-3 墻壁完成效果圖</p><p>　　此時即擁有了磚墻。下面，將創(chuàng)建剛體集合，并將墻設(shè)立在地面上。</p><p>　　選擇“文件”菜單 >“保存”，將文件保存為 myfracture.max。</p><

75、p>　　2.1.2創(chuàng)建剛體集合</p><p>　　選擇場景中的所有長方體（包括地面）。在 reactor 工具欄上，單擊“Create Rigid Body Collection”。</p><p>　　將創(chuàng)建“RB Collection”輔助對象。它包含了場景中的所有對象，因為在創(chuàng)建集合組時選擇了這些對象。</p><p>　　此時您擁有了剛體集合，但需要

76、為墻中的磚指定質(zhì)量，才能運行模擬。</p><p>　　選擇構(gòu)成墻（而不是地面）的長方體。在 reactor 工具欄上，單擊“Open Property Editor”。</p><p>　　將顯示“Rigid Body Properties”對話框。</p><p>　　在“Rigid Body Properties”對話框中，將“Mass”設(shè)置為 10.0，并將

77、“Simulation Geometry”設(shè)置為“Bounding Box”，然后關(guān)閉對話框。</p><p>　　在 reactor 工具欄上，單擊“Preview Animation”。</p><p>　　將顯示實時預(yù)覽窗口。</p><p>　　按 P 鍵在預(yù)覽窗口中啟動模擬。</p><p>　　磚將落到地面，但您可能會注意到它們之

78、間互相散開。這是因為碰撞公差值過高。</p><p><b>　　關(guān)閉預(yù)覽窗口。</b></p><p>　　在“工具”面板上，單擊“reactor”。</p><p>　　在“World”卷展欄中，將“Col. Tolerance”設(shè)置為 0.3。</p><p>　　碰撞公差越小，對象的距離就越近，且沒有交互作用。然

79、而，這樣也會增加計算時間。</p><p>　　再次單擊“Preview Animation”，并按 P 鍵啟動動畫。</p><p>　　磚不再炸開，但您可能會發(fā)現(xiàn)它們落到地面后就開始發(fā)生奇怪的行為，例如互相貫穿以及瓦解下落。</p><p>　　若要更正此問題，需要增加子步長，以使模擬更精確。</p><p>　　在預(yù)覽窗口中，選擇“Pe

80、rformance”菜單 >“100 substeps”。</p><p>　　這將使 reactor 在動畫的每一幀之間計算 100 步長，會向您呈現(xiàn)更為精確的動態(tài)模擬。按 R 鍵重置，并按 P 鍵再次啟動模擬。</p><p>　　磚應(yīng)該落到適當(dāng)?shù)奈恢?，并停止移動?lt;/p><p>　　在預(yù)覽窗口中，選擇“MAX”菜單 >“Update MAX”。&

81、lt;/p><p>　　這會將模擬中所有對象的當(dāng)前狀態(tài)發(fā)送回 3ds Max，以更新其位置。</p><p>　　關(guān)閉預(yù)覽窗口，并激活視口以查看磚移動到新的固定位置。</p><p>　　選擇“文件”菜單 >“保存”以保存文件。</p><p>　　2.1.3創(chuàng)建拋射物</p><p>　　在“前”視口中，創(chuàng)建一個球

82、體，將半徑設(shè)置為 5.0，將“分段”設(shè)置為 16。（如圖2-4）</p><p>　　圖2-4 創(chuàng)建小球效果圖</p><p>　　在球體仍處于選定狀態(tài)情況下，打開屬性編輯器，將球體的質(zhì)量設(shè)置為 10.0，并將“Simulation Geometry”設(shè)置為 Bounding Sphere。</p><p>　　選擇 RB Collection。在“修改”面板上，將

83、球體添加到集合中。</p><p>　　下面，將為球體指定一些速度。</p><p>　　啟用“自動關(guān)鍵點”，并將時間滑塊移動到第 5 幀。</p><p>　　將球體移動到墻的另一側(cè)，并禁用“自動關(guān)鍵點”。</p><p>　　reactor 使用對象的初始速度作為其動力學(xué)模擬的開始點。因為球體在第 0 幀沒有速度，您需要從其他幀開始模擬。

84、</p><p>　　在“工具”面板上，單擊“reactor”并展開“Preview & Animation”卷展欄。</p><p>　　在“Preview & Animation”卷展欄中，將“Start Frame”設(shè)置為 2，并將“Substeps/Key”設(shè)置為 100。（如圖2-5）</p><p>　　圖2-5 “Preview &am

85、p; Animation”卷展欄</p><p>　　在“Preview & Animation”卷展欄中，單擊“Preview In Window”。</p><p>　　如果屏幕顯示“世界分析”對話框，則表明在某些長方體之間發(fā)生了互相穿透，請直接單擊“繼續(xù)”。</p><p>　　按 P 鍵開始模擬。（如圖2-6）</p><p>

86、;　　球?qū)⒋┻^墻，使磚向各個方向飛散。如果這些磚相互之間全部松散羅列，這就很真實；但如果是粘合在一起，則不真實。例如真正的磚墻。若要模擬單個實體破裂為碎片的行為，請使用 Fracture。</p><p><b>　　關(guān)閉預(yù)覽窗口。</b></p><p>　　圖2-6 磚向各個方向飛散效果圖</p><p><b>　　2.1.4創(chuàng)

87、建碎片</b></p><p>　　在視口中，選擇構(gòu)成墻的所有磚，確保不要選擇地面或球體。</p><p>　　在 reactor 工具欄上，單擊“Create Fracture”。</p><p>　　在“工具”面板 >“reactor”>“Preview & Animation”卷展欄上，將“Substeps/Key”更改為 25

88、，并單擊“Preview In Window”。</p><p>　　在預(yù)覽窗口中，按 P 鍵啟動模擬。這次拋射物將穿過墻，但磚不會炸開。對于球體碰撞而言，碎片是局部的。</p><p><b>　　3、場景三的制作</b></p><p>　　3.1設(shè)置碎布玩偶場景</p><p>　　通過打開 3ds Max 文件來

89、設(shè)置場景。</p><p>　　將顯示一個簡單的場景，其中包含樓梯、地板和角色模型。</p><p>　　此時，該場景中的所有對象都沒有與其相關(guān)聯(lián)的物理屬性。若要正確地模擬動態(tài)，對象必須具有真實的屬性，例如指定的質(zhì)量和摩擦力。</p><p>　　3.2使對象具有物理特征</p><p>　　3.2.1設(shè)置骨骼的物理屬性</p>

90、<p>　　在工具欄上單擊“按名稱選擇”，或按 H 鍵。此時將顯示場景中所有對象的完整列表。</p><p>　　在“選擇對象”對話框中，啟用“顯示子樹”。 所有骨骼都被命名（LCalf、RFoot、Head 等等），這樣它們在身體中的位置顯而易見。（如圖3-1）</p><p>　　圖3-1 “選擇對象”對話框</p><p>　　選擇所有骨骼，并單擊

91、“選擇”。</p><p>　　在“工具”面板上單擊“reactor”，并打開“Properties”卷展欄。（如圖3-2）</p><p>　　圖3-2 “Properties”卷展欄</p><p>　　為當(dāng)前選擇指定值 10.0 千克，表示角色總重量為 170 kg。盡管這樣會產(chǎn)生很好的最終結(jié)果，但若希望使模擬更真實，應(yīng)該嘗試為不同的組件指定與現(xiàn)實生活等效物相

92、當(dāng)?shù)闹?，保持質(zhì)量的相對比率 - 例如，前臂不應(yīng)與大腿的質(zhì)量相同！</p><p>　　“Friction”和“Elasticity”使用默認值 0.3。但可以隨意調(diào)整這些值，并查看結(jié)果?！癊lasticity”控制對象所表現(xiàn)的“彈性”程度；值越大，“彈性”越大?！癋riction”控制對象沿場景中給定表面滑動的難易程度；值越大，阻力越大。</p><p>　　下面，將為場景中的背景對象賦予

93、物理形態(tài)，即，樓梯的梯級和地板。選擇場景中的梯級和地板。</p><p>　　在“工具”面板 >“Properties”卷展欄上，將“Mass”設(shè)置為 0.0。</p><p>　　對于這些對象來說，這樣的質(zhì)量似乎有些奇怪。但 reactor 將所有質(zhì)量為零的對象都視為在原位固定；在任何條件下都不得移動。因為您不希望梯級或地板在重力影響下在空間中突然跌落，所以為其指定質(zhì)量為零，以告知

94、 reactor 它們是固定的。</p><p>　　reactor 為對象指定的默認質(zhì)量是零（固定），因此通常情況下，這最后一步是可以忽略的。</p><p>　　3.2.2查看重力和其他模擬參數(shù)</p><p>　　在“工具”面板上單擊“reactor”，并打開“World”卷展欄。</p><p>　　圖3-3 “World”卷展欄&l

95、t;/p><p>　　“World”卷展欄 >“Gravity”區(qū)域中的三個值控制世界（場景）中的重力。X、Y 和 Z 分量一起構(gòu)成代表重力的方向向量。因為重力通常指向下方，所以默認情況下只有 Z 分量具有非零值。但相當(dāng)奇怪的值 -386.22 從何而來呢？負號僅指明重力應(yīng)該向下作用，得到該值的過程如下：在現(xiàn)實世界中，重力加速度約為 9.8 m/s。如果在“World”卷展欄中向下看下一個值，會看到 1m 等于

96、 39.37 3ds Max 單位（英寸），因此若粗略地將重力從米轉(zhuǎn)換為 3ds Max 單位，將得到 386.22 3ds Max 單位。（如圖3-3）</p><p>　　選擇“自定義”菜單 >“單位設(shè)置”，并將“顯示單位比例”切換為“公制”。</p><p>　　請注意，“World”卷展欄中的值將相應(yīng)地更新。（如圖3-4）</p><p>　　圖3-4

97、 “World”卷展欄</p><p>　　如果為“Gravity”的 X 和 Y 分量賦值，可以創(chuàng)建奇異的場景，在該場景中角色會飛向墻，甚至飛向天花板！在本課程中，您將模擬“正?！杯h(huán)境，因此無需進行更改。</p><p>　　在可以模擬場景之前，最后一步是將對象添加到剛體集合中。</p><p>　　3.2.3將對象添加到剛體集合中</p><

98、p>　　在“創(chuàng)建”面板上，單擊“輔助對象”，并從下拉列表中選擇“reactor”。</p><p>　　此時，“對象類型”卷展欄應(yīng)包含 reactor 對象類型。（如圖3-5）</p><p>　　在“創(chuàng)建”面板 >“對象類型”卷展欄中，單擊“RBCollection”，然后單擊其中一個視口，以創(chuàng)建剛體集合輔助對象。</p><p>　　輔助對象的位置對

99、場景來說沒有任何意義。</p><p>　　您應(yīng)該在視口中看到與圖3-6相似的內(nèi)容：</p><p>　　此時，集合中無對象。</p><p>　　在“修改”面板 >“RB Collection Properties”卷展欄中，單擊“Add”。</p><p>　　在“Select Rigid Bodies”對話框中，選擇所有場景對象（

100、皮膚除外），并單擊“Select”。 </p><p>　　圖3-5 “對象類型”卷展欄</p><p>　　圖3-6 創(chuàng)建剛體集合輔助對象效果圖</p><p>　　“RB Collection Properties”列表此時應(yīng)如圖3-7所示：</p><p>　　現(xiàn)在可以模擬碎布玩偶場景了。在模擬之前，請將工作另存為 my_charact

101、er01.max。</p><p>　　圖3-7 “RB Collection Properties”列表</p><p><b>　　3.2.4預(yù)覽動畫</b></p><p>　　在“工具”面板上，單擊“reactor”并展開“Preview & Animation”卷展欄，然后單擊“Preview in Window”。</

102、p><p>　　您將被告知若干個實體是互相穿插的，但您可以通過單擊“Continue”安全地忽略這一點。reactor 預(yù)覽窗口將彈出，呈現(xiàn)下列場景：</p><p>　　按 P 鍵開始模擬。</p><p>　　骨骼尚未連接，因此在碰到樓梯時會瓦解。在下一課程中，您將連接肢體。</p><p>　　3.3將肢體連在一起</p>&

103、lt;p>　　3.3.1查看所有可用的 reactor 輔助對象</p><p>　　在“創(chuàng)建”面板上，單擊“輔助對象”，并從下拉列表中選擇“reactor”。（如圖3-8）</p><p>　　在 reactor 對象中，您會看到一些可用的約束類型；從鉸鏈約束到棱柱約束，使用這些約束類型幾乎可以重現(xiàn)您希望在場景中看到的所有行為。下面介紹鉸鏈約束和碎布玩偶約束，因為您將使用這兩種約束

104、將角色拼湊在一起。</p><p>　　圖3-8 對象類型卷展欄</p><p><b>　　3.4使用鉸鏈約束</b></p><p>　　3.4.1添加鉸鏈約束</p><p>　　在“創(chuàng)建”面板上，單擊“輔助對象”，并從下拉列表中選擇“reactor”。</p><p>　　在“創(chuàng)建”面板

105、>“對象類型”卷展欄上，單擊“Hinge”。</p><p>　　“Properties”卷展欄顯示出來。（如圖3-9）</p><p>　　圖3-9 “Properties”卷展欄</p><p>　　可以看到有大量參數(shù)可以使用，但是在這里僅需考慮“Parent”、“Child”和“Limited”值?！癙arent”和“Child”按鈕用于在場景中選擇將作

106、為約束的兩個組件（例如，上臂和前臂）的對象。“Limited”組中包含的參數(shù)可以用于控制鉸鏈可以移動的范圍。</p><p>　　3.5設(shè)置膝部、肘部、踝部和腕部</p><p>　　3.5.1將約束解算器添加到場景中</p><p>　　在“創(chuàng)建”面板中，單擊“輔助對象”并從下拉列表中選擇“reactor”。</p><p>　　在“創(chuàng)建”

107、面板 >“對象類型”卷展欄上，單擊“CSolver”。</p><p>　　在其中一個視口中單擊以創(chuàng)建約束解算器。</p><p>　　只有當(dāng)所有的約束都作用于屬于同一個剛體集合的剛體時，約束解算器才起作用。接下來將指定約束解算器自身會應(yīng)用于哪一個集合。</p><p>　　選定解算器后，打開“修改”面板 >“Properties”卷展欄，并單擊“RB

108、Collection”下標(biāo)記為“None”的按鈕。按 H 鍵并從“拾取對象”對話框中選擇 RBCollection01。</p><p>　　現(xiàn)在可以開始將骨骼連接在一起了，并且很快將會讓碎布玩偶從樓梯上跌落。將使用鉸鏈約束連接角色中的各種骨骼，首先連接右腳骨骼和小腿骨骼以模擬踝部。</p><p>　　3.5.2為踝部創(chuàng)建鉸鏈約束</p><p>　　在“創(chuàng)建”面

109、板 >“對象類型”卷展欄上，單擊“Hinge”。</p><p>　　在視口中單擊任意位置以創(chuàng)建鉸鏈約束。</p><p>　　接下來將選擇要指定給該約束的對象。</p><p>　　在“修改”面板 >“Properties”卷展欄中，單擊“Child”旁邊標(biāo)記為“None”的按鈕。</p><p>　　按 H 鍵并在“拾取對象”

110、對話框中選擇 RFoot，然后單擊“拾取” “Child”按鈕現(xiàn)在應(yīng)該顯示為 RFoot。</p><p>　　在“修改”面板 >“Properties”卷展欄中，啟用“Parent”復(fù)選框。這表明要將兩個對象約束在一起（而不是將一個對象約束到世界）。</p><p>　　單擊“Parent”旁邊標(biāo)記為“None”的按鈕。</p><p>　　按 H 鍵并從“

111、拾取對象”對話框中選擇 RCalf，然后單擊“拾取”，“Parent”旁邊的按鈕現(xiàn)在應(yīng)該顯示為 RCalf </p><p>　　在當(dāng)前狀態(tài)下，角色的腳可以繞鉸鏈約束自由旋轉(zhuǎn) 360 度，您可以想象那將相當(dāng)痛苦！需要使用該鉸鏈約束的“Limited”屬性。</p><p>　　在“Properties”卷展欄中，啟用“Limited”。</p><p>　　在“Li

112、mited”組中，將“Min Angle”設(shè)置為 -20.0，將“Max Angle”設(shè)置為 30.0</p><p>　　對左腳骨骼和小腿骨骼重復(fù)此過程。</p><p>　　3.5.3為膝部、肘部和腕部創(chuàng)建鉸鏈約束</p><p>　　除約束限制不同外，為其他每對骨骼設(shè)置鉸鏈約束的過程都相同。請記住這一點并使用以下列表為每個關(guān)節(jié)設(shè)置約束參數(shù)：（如圖3-10）&l

113、t;/p><p>　　將使用碎布玩偶約束來模擬其他骨骼，因為這些骨骼的運動更復(fù)雜。必須執(zhí)行的最后一項操作是將所有的約束添加到約束解算器中。</p><p>　　圖3-10 每個關(guān)節(jié)設(shè)置約束參數(shù)</p><p>　　3.5.4將鉸鏈約束添加到約束解算器中</p><p>　　按 H 鍵，并在“對象選擇”對話框中，選擇 CSolver01 并單擊“選

114、擇”。</p><p>　　在“修改”面板 >“Properties”卷展欄上，單擊“Add”。</p><p>　　在該對話框中，選擇所有的鉸鏈并單擊“Select”。</p><p>　　約束解算器的“Properties”卷展欄現(xiàn)在應(yīng)該如圖3-11所示：</p><p>　　圖3-11 “Properties”卷展欄</p&

115、gt;<p>　　接下來將再次預(yù)覽場景以查看剛才這些改動是如何影響角色的。</p><p>　　在“工具”面板上，單擊“reactor”，然后在“Preview & Animation”卷展欄中，單擊“Preview in Window”。在上一次預(yù)覽中可能已經(jīng)注意到 reactor 發(fā)出警告，場景中的某些剛體是互相穿插的。盡管當(dāng)時忽略了該警告，但通常這樣做不是一個好方法。在稍后部分中，將解