3ds Max三维动画设计与制作（唐杰晓）（第二版）

进入21世纪以来，随着国家经济的迅猛发展和人民物质生活水平的提高，广大群众对精神文化的需求也逐渐增加，在国家大力提倡发展文化产业的背景下，国内的动画产业得到空前的发展。虽然近几年国内动画产业取得了较大进步，但是新的人民需求、社会需求、时代需求要求国内动画设计人员和动画教育工作者紧密结合国内外的动画产业发展趋势，不断地学习动画产业的新技术、新思想，成立或培养出符合新时代动画产业发展潮流的人才。

3ds Max是由Autodesk公司开发的三维设计软件。它功能强大、易学易用，深受国内外三维动画、建筑设计、影视动画、游戏制作人员的喜爱，并成为主流的三维软件之一。目前，我国大部分高等院校的影视动画、数字媒体、游戏设计等专业都将3ds Max作为一门重要的专业课程。为了帮助各院校的教师全面、系统地讲授这一重要课程，使学生能够熟练地使用3ds Max进行动画、虚拟现实、游戏等领域的设计制作，我们共同编写了本书。

本书紧密结合当下动画技术的发展和岗位人才的实际需求，建立了完善的3ds Max知识结构体系，从软件基本操作入手，采用“功能介绍-课堂案例-课堂实训-课后实战”这一思路进行编排，力求通过软件功能解析，使读者快速熟悉软件的各种功能和操作特点；通过典型案例演练，使读者深入学习软件功能和三维动画的制作思路；通过课堂练习和课后习题，拓展读者的实际应用能力。书中精心设置了源自专业动漫设计公司的47个案例，通过对这些案例进行全面分析和具体讲解，使其更加贴近实际工作需求，艺术创意思维更加开阔，实际设计制作水平进一步得到提升。总体而言，本书在内容编写方面，力求细致全面、突出重点；在文字叙述方面，坚持言简意赅、通俗易懂；在案例制作方面，强调案例的针对性和实用性。书中包含的所有案例、课堂实训、课后习题的贴图文件和3ds Max源文件，读者可以在化学工业出版社网站http://download.cip.com.cn/免费下载使用。

本书由唐杰晓、赵媛媛主编，闫十、朱文耀、牟堂娟副主编。在此由衷感谢韩国朝鲜大学金日兑（KIMILTAE）教授的悉心指导。此外，安徽数动文化传播有限公司总经理陈锐松、总监王峰，武汉荆楚点石数码设计有限公司总经理胡江波、设计总监陈杰、刘珍珍，合肥师范学院艺术传媒学院动画专业及朝鲜大学美术学院动画专业部分师生也参与了编写工作。

由于编写水平、时间有限，本书内容难免有所缺憾，望专业人士及读者朋友予以指正。

编者

2019年7月

本书从当前动画技术发展和岗位人才需求的实际出发，通过大量实践性案例，由浅入深、循序渐进地介绍3ds Max 2020中的常用概念和基本操作。全书共11章，内容涵盖三维动画的概念与发展，3ds Max 2020基础知识，基本物体建模，高级物体建模，材质、贴图与渲染，灯光与摄影、基础动画制作，高级动画制作，Mass FX物理模拟系统，粒子系统及空间扭曲，环境特效动画制作。

本书采用“软件参数讲解-典型案例演练-课堂实训-课后实战”这一编写思路，力求通过软件参数讲解，使读者深入学习软件功能和基本制作技能；通过典型案例演练，使读者快速掌握软件功能和艺术设计思路；通过课堂实训和课后习题，锻炼读者的动手能力。本书配套的文件包包含书中所有案例、课堂实训、课后习题的贴图文件和3ds Max源文件，读者可登录http://download

.cip.com.cn/免费下载使用。

唐杰晓，合肥师范学院，动画系副主任，讲师，毕业于武汉理工大学设计艺术学专业数字艺术设计方向;现工作于合肥师范学院艺术传媒学院动画系;主要从事三维影视动画、数字媒体艺术的教学和管理工作;多次参与省级、校级影视动画课题研究;参与华中科技大学出版社《设计概论》教材的编写、资料汇总的等工作;参与湖北省教育改革项目《艺术设计学专业建设改革的研究与实践》的申报与研究工作。

第1章 三维动画的概念及发展  1

1.1 三维动画的概念  1

1.2 三维动画技术的发展  2

1.3 三维动画的应用  3

1.3.1 影视动画  3

1.3.2 电子游戏  3

1.3.3 建筑、园林动画  3

1.3.4 产品演示  4

1.3.5 广告动画  4

1.3.6 虚拟现实  4

1.3.7 其他领域  4

1.4 三维动画制作的主流软件  4

1.4.1 3ds Max  4

1.4.2 Maya  5

1.4.3 Softimage XSI  5

1.4.4 Rhino  5

1.4.5 Light Wave 3D  5

1.4.6 Cinema 4D  6

1.5 三维动画创作的具体流程  6

1.5.1 前期设定  6

1.5.2 中期制作  7

1.5.3 后期合成  8

课后习题  10

第2章 3ds Max基础知识  11

2.1 3ds Max概述  11

2.2 3ds Max的基础操作  12

2.2.1 3ds Max 2020的启动  12

2.2.2 3ds Max 2020的退出  12

2.2.3 3ds Max 2020的打开、保存文件  12

2.2.4 3ds Max 2020的导入、导出文件  13

2.3 3ds Max 2020的操作界面  13

2.3.1 3ds Max 2020操作界面简介  13

2.3.2 菜单栏  14

2.3.3 工具栏  14

2.3.4 命令面板  15

2.3.5 视图区  15

2.3.6 视图控制区  16

2.3.7 动画控制区  17

2.3.8 坐标显示  17

2.3.9 状态栏和提示行  18

2.3.10 场景资源管理器  18

2.3.11 视口布局  18

2.4 3ds Max 2020的坐标系统  18

2.5 对象的选择  19

2.5.1 选择对象的基本方法  19

2.5.2 区域选择  19

2.5.3 按名称选择  19

2.5.4 选择过滤器  19

2.6 对象的变换  20

2.6.1 移动对象  20

2.6.2 旋转对象  20

2.6.3 缩放对象  21

2.7 对象的复制  21

2.7.1 直接复制对象  21

2.7.2 利用镜像复制对象  22

2.7.3 利用间距复制对象  22

2.8 对象的捕捉  23

2.8.1 位置捕捉工具  23

2.8.2 角度捕捉工具  23

2.8.3 百分比捕捉工具  23

2.9 对象的对齐  23

2.10 对象的轴心控制  23

2.10.1 使用轴心点控制  23

2.10.2 使用选择中心控制  23

2.10.3 使用变换坐标中心控制  24

2.11 对象的撤销和重做命令  24

课后习题  24

第3章 基本物体建模  25

3.1 基本物体的创建  25

3.1.1 标准基本体的创建  25

3.1.2 案例：衣柜的制作  33

3.1.3 扩展基本体的创建  35

3.1.4 建筑模型的创建  38

3.1.5 案例：沙发的制作  41

3.2 二维图形的创建  42

3.2.1 标准二维图形的创建  42

3.2.2 案例：五角星的制作  50

3.2.3 扩展二维图形  51

3.2.4 案例：宽法兰的制作  52

3.3 课堂实训：制作倒角文字  54

课后习题  55

第4章 高级物体建模  56

4.1 修改命令面板功能  56

4.2 三维模型制作修改器  57

4.2.1 挤出修改器  57

4.2.2 倒角修改器  57

4.2.3 车削修改器  58

4.2.4 放样对象  58

4.2.5 案例：花瓶的制作  61

4.3 三维变形修改器  62

4.3.1 噪波修改器  62

4.3.2 拉伸修改器  62

4.3.3 自由式变形  62

4.3.4 弯曲修改器  63

4.3.5 案例：拱形桥的制作  63

4.4 可编辑多边形建模  65

4.4.1 子物体层级  66

4.4.2 “选择”卷展栏  66

4.4.3 “软选择”卷展栏  67

4.4.4 “软选择”参数卷展栏  67

4.4.5 “编辑顶点”卷展栏  68

4.4.6 “编辑边”卷展栏  69

4.4.7 “编辑边界”卷展栏  70

4.4.8 “编辑多边形/元素”卷展栏  70

4.4.9 “编辑几何体”卷展栏  71

4.4.10 “多边形：材质ID”卷展栏  73

4.4.11 “多边形：平滑组”卷展栏  73

4.4.12 “细分曲面”卷展栏  73

4.4.13 “细分置换”卷展栏  74

4.4.14 “绘制变形”卷展栏  75

4.4.15 案例：水杯的制作  76

4.5 课堂实训：桌椅组合的制作  77

课后习题  80

第5章 材质、贴图与渲染  81

5.1 材质编辑器  81

5.1.1 材质示例窗  81

5.1.2 材质编辑器工具栏  83

5.2 “材质编辑器”卷展栏  84

5.2.1 “明暗器基本参数”卷展栏  84

5.2.2 “Blinn基本参数”卷层栏  85

5.2.3 “扩展参数”卷展栏  86

5.2.4 “贴图”卷展栏  87

5.2.5 案例：灯笼的制作  88

5.3 常用材质  91

5.3.1 多维/子对象材质  91

5.3.2 混合材质  91

5.3.3 光线跟踪材质  92

5.3.4 双面材质  93

5.3.5 案例：骰子的制作  94

5.4 常用贴图  96

5.4.1 位图贴图  96

5.4.2 合成贴图  97

5.4.3 渐变贴图  98

5.4.4 噪波贴图  98

5.4.5 案例：扇子的制作  99

5.5 渲染  101

5.5.1 渲染器公用参数  101

5.5.2 渲染器类型  104

5.6 课堂实训：儿童床的制作  105

课后习题  107

第6章 灯光与摄影机  108

6.1 灯光基础知识  108

6.2 标准灯光  109

6.2.1 标准灯光类型  109

6.2.2 标准灯光参数  111

6.2.3 案例：室内场景布光  113

6.3 光度学灯光  114

6.3.1 光度学灯光类型  114

6.3.2 光度学灯光参数  115

6.3.3 案例：壁灯效果的制作  116

6.4 摄影机  117

6.4.1 摄影机的使用  118

6.4.2 摄影机参数  119

6.4.3 案例：摄影机动画的创建  121

6.5 课堂实训：室内间接灯光表现  123

课后习题  124

第7章 基础动画制作  125

7.1 动画基础知识  125

7.1.1 动画控制区  126

7.1.2 轨迹栏与时间滑块  126

7.1.3 “时间配置”对话框  127

7.2 关键帧动画设置  127

7.2.1 创建自动关键帧  128

7.2.2 创建设置关键帧  128

7.3 约束动画控制器  129

7.3.1 路径约束  130

7.3.2 注视约束  131

7.3.3 方向约束  131

7.3.4 案例：注视动画的制作  132

7.4 常用动画修改器  133

7.4.1 路径变形修改器  133

7.4.2 柔体修改器  133

7.4.3 变形器修改器  136

7.4.4 案例：飞舞丝带动画的制作  138

7.5 课堂实训：书翻页动画的制作  139

课后习题  141

第8章 高级动画制作  142

8.1 层次链接  142

8.1.1 轴命令面板  143

8.1.2 链接信息命令面板  143

8.2 正向（FK）/反向（IK）运动系统  144

8.2.1 正向运动和反向运动  144

8.2.2 IK解算器及参数  144

8.3 骨骼系统  145

8.3.1 骨骼系统参数  146

8.3.2 案例：骨骼链的制作  146

8.4 蒙皮修改器  147

8.4.1 “参数”卷展栏  147

8.4.2 “镜像参数”卷展栏  148

8.4.3 “显示”卷展栏  149

8.4.4 “高级参数”卷展栏  149

8.4.5 “Gizmos”卷展栏  149

8.4.6 案例：大腿运动的制作  150

8.5 Character Studio（角色系统）组件  153

8.5.1 Biped（两足角色）骨骼系统  153

8.5.2 Physique（形体变形）修改器  155

8.5.3 案例：角色Physique修改器的运用  156

8.6 课堂实训：角色行走动画的制作  158

课后习题  160

第9章 MassFX物理模拟系统  161

9.1 MassFX基础知识  161

9.1.1 MassFX工具栏  162

9.1.2 MassFX工具栏的对象类别  162

9.1.3 MassFX模拟控件  163

9.2 MassFX刚体修改器  163

9.2.1 刚体面板参数  163

9.2.2 案例：刚体集合的创建  166

9.3 布料对象  169

9.3.1 布料对象参数  169

9.3.2 案例：模拟布料的创建  171

9.4 约束辅助对象  172

9.4.1 约束辅助对象简介  172

9.4.2 父对象和子对象的关联  172

9.4.3 约束辅助对象界面  172

9.5 MassFX碎布玩偶  174

9.6 课堂实训：刚体碰撞动画的制作  177

课后习题  179

第10章 粒子系统及空间扭曲  180

10.1 粒子系统  180

10.1.1 基本粒子系统  181

10.1.2 案例：烟火粒子特效制作  185

10.1.3 高级粒子系统  188

10.1.4 案例：喷泉效果制作  193

10.2 空间扭曲  195

10.2.1 “力”空间扭曲  196

10.2.2 导向器  197