3DS MAX再次升級,這一次是7.0,按照以前的慣例,此次升級仍然沒有改變其基本的工作流程,但是添加了很多新功能,建模、材質、動畫、渲染這四個方面都有不同程度的改進。此次升級有三個亮點,其一,Mental Ray渲染器升級到了3.3;其次,而Character Studio也被集成到核心模塊進來;此外,7.0 的渲染器支持廣受期待的法線貼圖(Normal Map),它將使3DSMAX在遊戲開發和貼圖設計方面更加遊刃有餘。
1.1界面
1.1.1繪圖選擇工具(Paint Selection)
繪圖選擇工具(Paint Selection)是3DSMAX 7.0中新添加的一個選擇工具,既可以在物體級別也可以在次物體級別適用。選中這個工具之後,我們的滑鼠就同一支畫筆(在工具欄上的繪圖選擇工具按鈕上單擊滑鼠右鍵可以修改畫刷的直徑),在模型上拖動滑鼠就可以建立選擇區域。
繪圖選擇工具還可以和軟選擇工具配合,不過當打開軟選擇選項時,選擇區域邊緣容易變得不規則,在面比較多的複雜模型上進行選擇時程序響應的速度可能會變慢。但是你可以隨時關閉軟選擇然後繼續進行選擇,必要時再重新打開。
1.1.2穿梭場景瀏覽
3DSMAX7.0提供了一種全新的場景察看模式,簡單地說這種視圖模式和第一人稱3D遊戲中四處走動完全一樣,甚至連快捷鍵都是相似的。比方說,W、S、A、D鍵分別對應上下左右四個方向,Q、Z兩個鍵分別用來加快和減慢移動速度,而E、C則分別用來上搖和下搖攝影機(相當於抬頭和低頭)。這種視圖模式讓場景的設計者在設計過程中就可以從最終用戶(比如遊戲玩家)的角度來審視場景,大大方便了設計者,同時也提高了場景的人性化程度。
1.2建模
3DSMAX在建模方面是比較有優勢的,它提供了非常豐富的建模工具以及大量的基本幾何體,對於初學者以及效果圖設計師而言,這些功能是非常有優勢的。
Editable Mesh:早期遺留下來的多邊形編輯工具
Editable Polygon:這個工具比Editable Mesh更加強大,功能也要多得多
Splines:這種曲線基於Bezier算法,凡是使用過矢量繪圖工具的用戶對它都不會陌生
Patchs:在Bezier曲線網格中可以使用這種工具建立細緻的面。
由於建模工具的類型的比較多,用戶建模時的選擇餘地也很大,不過Editable Polygon應該是在易用性和靈活性之間找到了比較好的均衡點,在3DSMAX 7.0 中Editable Polygon也升級了。
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1.2.1橋接(Bridge)工具
橋接(Bridge)工具用來在次物體級別上生成邊或者面之間的「連接面」或者「過渡面」。例如,在人體建模中我們可以使用這個工具來將四肢「縫合」到軀幹上。
上圖就是對兩條邊使用Bridge工具時形成的效果。如果對兩個多邊形使用Bridge工具,形成的效果是相似的,只不過「過渡面」是以兩個多邊形自己的邊為基準形成的,「過渡面」形成後,原來的兩個多邊形會被刪除。下面這張圖就是在多邊形之間使用Bridge工具後得到的效果。
1.2.2保留UVW(Preserve UVW)
使用保留UVW(Preserve UVW)工具,用戶可以讓模型和UVW坐標系統相互獨立,這樣在編輯模型的時候就不必擔心模型修改之後UVW坐標系統被搞的一團糟。頂點、邊以及多邊形可以在貼圖下面「滑動」。當然,對模型改動太大也是不行的,不過進行一些局部的小範圍的修改,比如改幾條邊還是可以的。
1.2.3繪圖變形(Paint Deformation)
直接在模型上「繪圖」――這是3DSMAX7.0 引入的一種新概念,這個功能主要通過繪圖變形(Paint Deform)和繪圖軟選擇(Paint Soft Selection)兩個工具來實現。
繪圖變形的操作過程是將滑鼠變成一支畫筆,然後「推/拉/鬆弛」模型上面的頂點來達到立體的「繪圖」效果。這和Maya提供的功能比較相似,不論模型的面是多是少,這個工具都是非常重要的。使用這個工具的感覺就像是一個雕塑家使用刻刀在一塊泥胚上進行雕刻,不過這種工具的使用要求較高的直覺,效果控制要困難一些,適合於製作生物組織器官等表面不規則的模型。
繪圖軟選擇工具使用畫筆來設置選擇區域的影響範圍,將普通軟選擇和套索選擇工具的特點結合起來,可以實現更加靈活方便的選擇效果。傳統的軟選擇工具只能夠通過設置FallOff值來調節軟選擇的範圍,而Paint軟選擇工具則可以通過繪圖的方式來控制軟選擇的範圍。以前要實現這種效果,我們只能首先使用一個頂點繪圖(Vertex Paint)修改器,然後再添加一個體積選擇(Volume Select)修改器。
這兩個工具都是在現有的模型編輯工具基礎上添加的,因此大多數用戶使用起來不會感到太陌生。Paint Deformation以一個新的卷展欄的形式出現在Editable Poly的面板中。
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1.2.4Edit Poly修改器
Edit Poly修改器是3DSMAX 7.0 的一項重要改進。Editable Poly物體上能夠使用的功能,現在使用Edit Poly修改器大部分都能使用了,只有子面細分(Subdivision Surface)、頂點著色(Vertex Color)不能使用。不過在使用Edit Poly修改器時,如果要使用這兩個功能,可以分別用MeshSmooth修改器和VertexPaint修改器來完成。
Edit Poly修改器值得注意的兩個新功能是網格細化(Mesh Detailing)和動畫(Animation)。我們可以向物體的修改器堆棧中置入多個Edit Poly修改器來不斷增加模型的細節同時保留模型低層的原始信息,以便隨時修改。而Animation的功能則更加豐富,Edit Poly修改器提供了兩種工作模式,分別是建模(Model)和動畫(Animate),當在Animate模式下工作時,用戶對模型的一些修改(並非所有修改)可以記錄為動畫。
1.3材質
3DSMAX的提供的材質製作工具是材質編輯器(Material Editor),利用這個工具可以通過層層添加程序貼圖和位圖貼圖製作複雜的材質效果。並且整個材質系統的結構採用樹形視圖,結構非常清晰。
在遊戲開發中,3DSMAX的使用是相當普遍的,其對實時環境的支持一直不錯。在3DSMAX 7.0中我們可以將其作為一個所見即所得的材質編輯環境。DirectX文件(擴展名.fx)可以在3DSMA中查看,並且有一些插件可以支持光照貼圖、凹凸貼圖、法線貼圖的製作,這些操作都是在「渲染到紋理」(Render To Texture)界面中實現,而渲染到紋理在3DSMAX 7.0中已經開始支持Mental Ray。
1.3.1法線貼圖(Normal Map)
法線貼圖是3DSMAX 7.0引入的一項重要的新功能。法線貼圖可以理解為一種改進的Bump貼圖。普通的Bump貼圖使用貼圖中的灰度信息來修改物體的表面,而法線貼圖則使用貼圖中的RGB信息來修改物體表面的法線方向。
在3D遊戲中,法線貼圖是在多邊形較少的模型上模擬複雜表面效果時非常常用的手段。目前的顯卡驅動程序基本都支持法線貼圖,使用法線貼圖的模型在實時渲染時的效果和速度都非常不錯,3DSMAX7.0支持法線貼圖可以說是大勢所趨。
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1.3.2 投影(Projection)修改器
在3DSMAX7.0中,使用渲染到紋理(Render To Texture)時,Projection修改器將會被自動調用,不過我們仍然需要手工調整它的一些參數。
這個修改器的主要作用是使用光線追蹤將物體的外觀信息從一個模型傳遞到另外一個模型上。這種工作模式對於遊戲開發非常有價值,這個修改器會提供一個「籠子」(Cage)來設置投影的範圍和方向。
1.4動畫
3DS MAX的動畫系統提供了多種動畫創作方式,比如關鍵幀,在關鍵幀模式中,用戶既可以使用AutoKey模式也可以使用SetKey模式。編輯關鍵幀的方式有五種:攝影表、曲線編輯器、運動面板、時間滑塊以及Mini曲線編輯器。用戶可以根據自己的喜好和具體動畫的實際需要從各種編輯方式中任意選擇。另外通過使用表達式和腳本控制器,用戶可以實現二級動畫。要想創建物體之間的相關動畫,我們還可以使用IK和運動約束將參數綁定到一起。
3DSMAX中幾乎所有的對象都是可以設置動畫,包括材質、參數等。多個修改器專門用於製作物體動畫。為了製作專業的動態模擬效果,3DSMAX還在Reactor中提供了Havoc包,它可以快速進行柔體和剛體的動態模擬。
粒子流是3DSMAX提供的一個製作粒子效果的工具,它的界面非常直觀,用戶可以通過滑鼠拖放來完成粒子系統動態效果的基本設置。對於製作角色動畫而言,Character Studio也是一個當然的選擇,在7.0中,CS已經被集成到核心包中,用戶不需額外支付費用既可使用。
1.4.1 參數收集器(Parameter Collector)
在animation菜單下面有兩個和自定義屬性相關的項目,分別是參數編輯器(Parameter Editor)和參數收集器(Parameter Collector),參數編輯器是以前的版本中就有了,而參數收集器則是一個全新的工具。參數收集器將自定義屬性以及動畫軌道集中到一個統一的界面中來,便於用戶進行察看和修改。
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1.4.2 反應管理器(Reaction Manager)
反應管理器(Reaction Manager)是3DSMAX 7.0提供的管理不同對象之間相互作用關係的一種新工具。在3DSMAX以前的版本中這種功能主要通過反應器控制器(Reactor Controller)來管理,這種工具現在已經被改名為反應控制器(Reaction Controller),以免和反應器(Reactor)混淆,Reactor是3DSMAX中集成的一個動態模擬引擎。
反應管理器的作用主要是解決對多個物體之間相互作用的控制,工作流程比較流暢而且功能和靈活性方面也比較突出。在3DSMAX的主界面中打開Animation選擇Reaction Manager即可打開反應管理器。
在3DSMAX中,「反應」主要是指一個物體的運動(主物體,它的運動由用戶控制)對另外一個物體(被控物體,它的運動由主物體控制)。當在物體之間建立「反應」關係時,他們的運動控制器將會被「反應控制器」(也就是上面提到的Reaction Controller)取代。一個主參數可以控制多個被控參數,用戶只需要在反應管理器中處理對象和參數之間的相互影響關係,具體使用什麼樣的控制器來完成,3DSMAX將會自動進行分配。
1.4.3 Character Studio
CG界對於Character Studio 4的看法是不統一的,有的人認為他只不過是一個玩具,有的則認為它是一個功能強大的工具。不過如果看到新版3DSMAX中的Character Studio,那些認為CS不過是玩具的用戶可能要改變主意了。
運動捕捉
Character Sutdio可以兼容BVH和CSM數據,可以在關鍵幀簡化數據之間轉化,並提供了功能強大的過濾軟體,能夠以批處理的方式運行。
外部文件格式
Character Studio可以讓動畫數據在角色之間轉移,數據轉換中會自動考慮角色的大小比例。而且用戶自定義的IK骨骼也可以保存為.BIP格式。
組群系統(Crowd)
Cs提供了組群系統,用來在場景中製作擁擠的人群效果。通過為角色的行為和運動規則設置一些「種子」,我們在很短的時間內得到複雜的人群效果。
動畫分析
這種新的工具可以讓用戶更加輕鬆地處理曲線,原本這些曲線是顯示在四維空間中的(三維空間+一維時間)。這個工具還可以幫助用戶找到動畫中比較彆扭或者不夠流暢的部分並將其理順。
運動流編輯
Cs的這一部分功能在遊戲開發以及人群製作中非常有用,可以用來實現在一組動畫之間形成逼真的過渡,然後將這些運動組合起來構成場景。
皮膚形態修改器(Skin Deform)
皮膚形態角度變形器在三個軸向上的操作比較呆板,在7.0中,它已經被皮膚形態修改器所代替。皮膚形態修改器的工作流程得到了改善,作為一個獨立的修改器,它可以製作關節部位微小的變形,並且能夠使用整套的建模工具來對關節部位的形狀進行調整。
皮膚包裹變形器
這個變形器用來根據皮膚上的點和附近物體的位置關係來對其進行變形,利用它我們可以單擊幾下滑鼠就能為模型角色穿上衣服,或者使用一個低多邊形網格驅動一個高多邊形的網格。
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1.5 渲染
3DSMAX中的光源提供的比較全面,比如點光源、方向光源以及模擬真實光源的IES光源。另外3DSMAX還提供了創建環境光源的方法。用戶還可以將光線的照射效果「烘烤」到貼圖和頂點上,這樣可以大大提高實時渲染的效率。
最早的3DSMAX只提供了一個掃描線渲染器,然後添加了借鑑自lightscape的光能傳遞渲染系統Mental Ray渲染器以及光線追蹤全局渲染器。除此之外,其他公司還為3DSMAX設計獨立的渲染插件,比如Brazil、Vray以及Final Render。
3DSMAX的渲染輸出同樣豐富,可以輸出各種通道的圖片,比如色彩、陰影、高光、Z-景深等等。
在渲染器中還可以直接添加一些簡單的後期效果處理,如果你沒有專門的後期效果處理軟體,或者你對效果的要求不是很高,這些後期效果處理工具還是非常方便的。
1.5.1 全局照明
Mental Ray 3.3 中的全局照明得到了進一步的改進,物理精確性更高,而且設置更加方便。
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1.5.2 運動模糊
在新版的Mental Ray中,運動模糊效果不僅僅由於物體本身的運動,燈光和攝影機的運動同樣可以形成運動模糊效果。
1.5.3 SSS材質
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Mental新添加的材質最顯眼的當屬SSS材質(子面散射材質),即SubSurface Scattering。這些材質(Phenomeon)(Mental中的材質被稱為Phenomena而不是常用的Material,而常用的Map在Mental Ray則被稱為Shader)可以提供石蠟、大理石、奶油和皮膚所特有的子面散射效果。這些材質渲染非常快,而且效果比較逼真。這種材質具有包括四種
SSS Fast :通用的、定製性較高,用於製作半透明材質效果。
SSS Physical :用於製作更加複雜和精確的SSS材質。
SSS Fast Skin :專門用於製作人類的皮膚材質(或者類似的材質),提供了多層的子面散射。
SSS Fast Skin Material+Displace:和上一種材質基本相同,不過添加了對Displace的支持。
1.5.4 Mental Ray 3.3 的其他改進
光子散布和能量級別的精度進一步提高。在以前的版本中,從光源中發射出來的光子是均勻分布的,新版本中光子的分布密度會隨著光線的強度而變化,而且光子數量也會隨著光線的強度變化。
支持IES日光
在以前的版本中,對數曝光控制下使用Physical Scale會影響環境貼圖的反射和折射效果,導致效果失真,在新版本中,這個問題得到了糾正。
後期採樣(Final Gathering)中添加另一個過濾器選項,用來對採樣數量進行平均化處理,這樣可以消除在一些場景的渲染中出現的顆粒效果。
Mental Ray的陰影貼圖(Shadow Map)開始支持透明效果,而且可以和場景中的焦散效果同時存在。