三维创建教学--灯光与材质

实验四：灯光与材质
实验学时：2
实验类型：（验证）
实验要求：（必修）
一、实验目的
通过本实验的学习，使学生掌握利用3DSMAX学习并掌握创建三维真实感的原理和方法。

二、实验内容
（1）基本材质的使用与创建。

（2）灯光的使用与设置。

（3）真实场景的建立
三、实验原理、方法和手段
利用3DSMAX7的三维造型命令、编辑功能、材质功能和环境功能，以及外部程序创建真实感场景。

四、实验组织运行要求
本实验要求学生在实验制定的框架下以自主训练为主的开放模式组织教学。

五、实验条件
1.实验用计算机硬件要求：
CPU：PentuimⅣ3.0MHz以上的机型；
内存：256MB以上；
显示器：彩色15英寸或以上规格；
硬盘：20GB以上；
输入设备：键盘和鼠标。

2. 安装3ds Max7.0或以上版本的软件；
3. 安装Photoshop7.0或以上版本的软件；
4．安装AUTO CAD2002以上版本的软件。

六、实验步骤
1．基本材质的使用
（1）打开material editor 对话框（如图4-1），点击Standard按钮，在material map/browser对话框中选取Mli选项（如图4-2），取其中的一个材质，点击Assign Material to Selection 将材质赋予场景中的
对象。

（2）在shader basic parameter 展栏中依次交替选取Wire, 2-side, face和faceted的几种不同的底纹类型进行显然，如图4-3所示。

图4-1 material editor 对话框图4-2 material map/browser对话框
图4-3 几种不同的底纹类型
2．基本材质的创建
（1）打开材质对话框，激发一个样本框，打开maps展栏（如图4-4），点击diffuse按钮，在material map/browser对话框中选取一个位图。

（2）给材质命名（如new-kfp1），点击put to Library将材质置于材料库中。

（3）按下（show Map in Viewport）图标，将材质赋予场景中的对象，如图4-5所示。

3 创建复合材质
（1）创建Composite材质：
步骤1：打开材质编辑框，激发一个样本框，给出材质名（fkp-Composite），点击stander，在material /Map Browser 对话框的browse from区域，点选new，双击Composite，如图4-7所示。

步骤2：在Composite basic parameters对话框（如图4-8）中分别输入三个材质如图4-9所示，并设置其透明度为100，50，30。

图4-7 选取Composite材质类型
图4-10为最好生成的Composite材质。

图4-8 三个材质
图4-8 Composite basic parameters对话框图4-10 生成的Composite材质
（2）创建Multi/Sub-Object材质
步骤1：用上述方法打开material /Map Browser，（如图4-11），弹出Multi/Sub-Object basic parameters对话框。

步骤2：如图4-12所示，分别在三个ID为1-3中输入三个贴图材质，如图4-13所示。

图4-11选取
Multi/Sub-Object材质类型
图 4-13 三个贴图材质
图4-12 输入三个贴图材质
（3）将材质赋予对象
步骤1：在场景中创建一个 R为50的球体，将所创建的Multi/Sub-Object材质赋予球体。

步骤2：对球体，用modify list/Edit Mesh/Face命令选取球体上部分的网格，在surface Properties展栏的material处的将set ID设置为1（如图4-14）；选取球体中间部分的网格，将set ID设置为2；选取球体下部分的网格，将set ID设置为3；最后渲染的结果如图4-15所示。

图4-14 设置材质ID号图4-15使用Multi/Sub-Object材质渲染的结果
4．创建鱼网
步骤1：打开文件（已提供）fish-net.max，如图4-16所示。

打开Material Editor 并选择第一个样本槽，给材质命名net。

图4-16 鱼网3D 模型图4-17 鱼网纹理文件
步骤2：单击blinn Basic parameters展栏中的Opacity 值右边的贴图快捷方式并双击bitmap贴图类型。

在文件对话框中选取鱼网纹理（已提供）文件Netting.tif如图4-17，并将材质赋予鱼网的3D模型，渲染结果如图4-18所示。

显然不是我们所要求的鱼网。

步骤3：打开output展栏，启用invert选项如图4-19，使网格纹理透明，再在coordinates展栏中调整贴图纹理密度（U,V/tiling）为3（如图4-20），最后结果如4-21所示。

图4-18 初步渲染效果图4-19 启用invert选项
图4-20 调整贴图纹理密度图4-21 最后创建的鱼网效果
5．制作骰子
步骤1：打开文件pair-of dice.max 文件（已提供），如图4-22所示。

步骤2：在材质编辑器创建有六个纹理贴图的Multi/Sub-Object材质，纹理文件（已提供）分别为diceface1.tif，diceface2.tif，diceface3.tif，diceface4.tif，diceface5.tif，diceface6.tif。

；如图4-23所示。

步骤3：将创建材质赋予场景中的骰子，并分配ID号给各个表面。

最后结果如图4-24所示。

图4-23 创建Multi/Sub-Object材质图4-24 生成的骰子场景
6．灯光与使用与创建
（1）使用 light 面板在场景中分别创建各种灯光，包括环境光（Environment）；泛光灯（Onmi）；聚光灯(Target spot和 Free spot)；直射灯（Target Direct 和 Free Direct）；:天灯（Skylight）；区域泛光灯（Area Onmi）和区域聚光灯（Area spot）。

观察其效果。

（2）模拟室内电灯照明
步骤1：打开文件lam.max（已提供），如图4-25所示。

图4-25 创建Omni灯光前图4-26创建Omni灯光后
步骤2：选择Create/ligjts/Standard Light/Omni命令在视窗中创建一个泛光灯。

步骤3：使用Select and Move按钮将灯光放置到电灯的灯泡里面。

图4-26为渲染的效果。

（3）创建汽车前灯（Volume Light）
步骤1：打开Car-leaderlight.max文件（以提供），如图4-27所示
图4-27 汽车模型
步骤2：利用Create/lights/standard lights/Target Spot/命令在left视窗中创建聚光灯对象。

选定并移动聚光灯和目标，使得看上去象灯光从左边的前灯射出。

步骤3：打开modify面板，在Spot parameters展栏中，设置Hotspot值为20，Falloff为25。

在atmosphere and Effect 展栏中，单击Add按钮，在Add Atmosphere or Effect对话框中选定Volume Light，然后单击OK按钮，如图4-28所示。

图4-28 设定Hotspot值
和使用Volume Light
步骤4：从atmosphere and Effect展栏的列表中选定Volume Light效果并单击setup按钮以打开Environment对话框，将density值设定为100。

步骤5：复制并移动另外三盏灯到车灯头的位置，结果如图4-29所示
图4-29 完成创建后场景
及效果图
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