书名：3ds Max ＆ Unreal Engine 4：VR三维建模技术实例教程（附VR模型）pdf/doc/txt格式电子书下载

推荐语：

作者：初树平,张翔等编

出版社：人民邮电出版社

出版时间：2019-07-01

书籍编号：30502397

ISBN：9787115500267

正文语种：中文

字数：210443

版次：1

所属分类：教材教辅-中职/高职

版权信息

书名：3ds Max ＆ Unreal Engine 4：VR三维建模技术实例教程（附VR模型）

作者：初树平　张翔

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2019-07-01

ISBN：9787115500267

版权所有 · 侵权必究

内容提要

本书以培养虚拟现实应用技术专业的学生为目的。全书共5章，分别为3ds Max的安装与介绍、3ds Max常用修改器、模型的骨骼搭建与绑定、VR模型动画在UE4引擎中的搭建、VR经典作品案例剖析。全书利用实例系统地讲解了虚拟现实建模技术与普通建模的区别。重点讲解了虚拟现实建模的关键技术、创建虚拟现实场景制作流程及三维模型的整体优化，针对传统的三维模型制作提出了改进的优化处理。本书从最基础的多边形建模开始到最后如何导入UE4引擎进行搭建与参数调整，逐一剖析，层层图解每一步骤的操作方法，让读者通过案例掌握虚拟现实技术一整套的制作流程。

本书既适合虚拟现实技术专业的学生学习使用，也适合对虚拟现实技术有兴趣的读者阅读参考。

前言

Autodesk 3ds Max 2016是由Autodesk公司基于PC系统开发的三维模型制作和动画渲染软件。3ds Max强大的功能使其从诞生以来就一直受到CG艺术家的喜爱，被广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、三维动画、多媒体制作、游戏、虚拟现实及工程可视化等领域。3ds Max 在三维模型塑造、虚拟现实场景搭建、动画及特效等方面都能制作出高品质的对象，这也使其在插画、影视动画、游戏、产品造型和效果图等领域占据主导地位，成为全球最受欢迎的三维制作软件之一。

虚拟现实技术是在虚拟数字化空间中构建模拟真实世界中的事物，这需要一个逼真的数字模型，于是虚拟现实建模技术就产生了。虚拟现实与现实到底像不像，这与建模技术紧密相关。虚拟现实技术是21世纪高科技发展的一个重要方向。三维建模技术是虚拟现实中最重要的技术环节，也是整个虚拟现实“世界”建立的基础，是所有应用中的一个关键的步骤和技术。

本书对虚拟现实建模技术的模型制作进行实例剖析，利用实例系统地讲解虚拟现实建模技术与普通建模的区别与其特点。重点解析了虚拟现实建模的关键技术和创建虚拟现实场景的具体制作流程，并针对传统的三维模型制作提出了改进和优化处理方法。本书从最基础的多边形建模开始到最后导入UE4引擎并进行搭建与参数调整，逐一剖析，层层讲解每一步的操作方法，让读者通过案例了解虚拟现实建模技术一整套的制作流程，也详细阐述了虚拟现实场景中各个实体模型的制作过程，并对场景的集成和搭建进行了讲解，对在建模过程中遇到的问题进行了总结，并且提出了解决办法，对读者以后实现大规模的虚拟现实场景的构建具有较大的参考价值。

本书章节安排

第1章 初识3ds Max 2016，主要向读者介绍3ds Max 2016的相关基本知识，包括它的历史、应用领域、安装操作和软件界面布局。利用样条线与多边形编辑器建立室内框架与简单的模型。

第2章 3ds Max常用修改器，主要介绍了常用的车削、挤出、对称、涡轮平滑、FFD、壳、UVW贴图，展开UVW修改器完成家装家具等物品模型的制作。

第3章 模型的骨骼搭建与绑定，介绍模型骨骼蒙皮的概念，如何将制作好的模型进行骨骼创建并且绑定，实现对模型的可动性进行控制。其中讲解了骨骼绑定模型的概念、骨骼的种类、骨骼在蒙皮中的应用、蒙皮编辑器的菜单与刚性蒙皮。对一些居家生活中可活动的部件例如衣柜的门、家中的窗户等进行制作与动画编辑。

第4章 VR模型动画在UE4引擎中的搭建。在导入引擎前，需要对模型的材质ID、光滑组及UV等进行设置，保证导入引擎的模型正确完整。在设计虚拟现实场景时所用到引擎部分的设置与参数调整，其中主要讲解了UE4引擎中模型的导入参数设置、UE4引擎中场景元素的搭建、UE4引擎中材质球的制作、UE4引擎中环境灯光效果的设置等几个模块的制作方法与设计理念，并且以实例说明。

第5章 VR 经典作品案例剖析，从 VR 家装行业应用角度逐步分析案例中模型的制作、摆放的布局、灯光的布置及后期效果的调整，让读者能够了解VR家装行业开发的步骤与重要环节。

本书由初树平、张翔任主编。本书的编写过程中得到了天津尚游天科技有限公司的大力支持，在此表示感谢。

由于本书的知识面较广，编写难度较大，书中难免存在不足之处，恳请读者批评指正。

编者

2019年1月

第1章 3ds Max的安装与介绍

3D Studio Max，常被简称为3D Max或3ds Max，是Discreet公司开发的（后被Autodesk公司合并）基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。其前身是基于DOS操作系统的3D Studio系列软件。在Windows NT出现以前，工业级的CG制作被SGI图形工作站所垄断。3D Studio Max + Windows NT组合的出现降低了CG制作的门槛。最初，它被运用于电脑游戏中的动画制作，后来参与影视片的特效制作，例如《X战警II》、《最后的武士》等。在Discreet 3ds Max 7后，正式更名为Autodesk 3ds Max。

3ds Max的优势明显，制作过程简洁高效，可以使新用户快速上手，所以不要被它的命令群吓倒，只要操作思路清晰，上手是比较容易的。后续高版本的操作性也十分简便，有利于初学者学习。

3ds Max还被广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、三维动画、多媒体制作、游戏、辅助教学及工程可视化等领域。

随着软件的更新，3ds Max陆续出现多个版本，本书采用现阶段应用最为广泛且操作命令比较齐全的2016版本进行教学。

1.1 3ds Max 2016的安装

3ds Max对硬件系统的要求相对较低，如图1-1-1所示。

图1-1-1

安装步骤

通过网上资源可以下载3ds Max软件安装包，下载解压缩完成后，就可以进行软件安装了。具体操作如下。

（1）在安装文件中找到图标，双击打开，系统自动初始化检测后出现如图1-1-2所示的安装界面。

（2）单击右下角InstaII（安装）按钮进行安装。

（3）认真阅读Autodesk许可及服务协议后，单击选中右下角 I Accept（我同意）选项，并单击下方的Next（下一步）按钮，进行下一步操作。

（4）请用户直接选择I want to try this product for 30 days（我想试用这个产品30天）或者购买正版软件进行安装。然后单击下方Next（下一步）按钮，如图1-1-3所示。

图1-1-2

图1-1-3

（5）程序会显示软件需要安装的相关程序并在左下角确定好InstaIIation path（安装路径），默认安装路径为C:\\Program FiIes\\Autodest\\，也可以单击Browse...（浏览...）按钮，自主选择想要安装的位置。当设置好后，就可以单击InstaII（安装）按钮进行安装了，如图1-1-4所示。

（6）等待系统自动安装软件程序，下方有安装进度，每个人的电脑配置不同，等待时间的长短也会有所不同，如图1-1-5所示。

图1-1-4

图1-1-5

（7）当各项程序都安装完成之后，系统会在程序名字前面画上绿色的勾表示此项安装成功，单击右下角Finish（完成）按钮，如图1-1-6所示。

（8）通过桌面上的快捷方式软件，启动3ds Max，启动界面如图1-1-7所示。

图1-1-6

图1-1-7

1.2 3ds Max 2016的工作界面介绍

软件启动成功后，其工作界面如图1-2-1所示。

3ds Max工作界面由菜单栏、工具栏、视图视口组成。视图视口默认分为4个：Top—顶视图，Front—前视图，Left—左视图，Perspective—透视图。当然还包括 Orthographic—平行视图、Bottom—底视图、Back—后视图、Right—右视图，这些视角都可以在每个视口中自由切换，方便观察操作。单击视口左上角的视角名称会弹出下拉菜单，选择不同的名称来改变视图，如图1-2-2所示。也可单击右上角的视角立方体来变换相应的视角，如图1-2-3所示。

图1-2-1

图1-2-2

图1-2-3

如果想在3ds Max中切换到单一视口进行操作，可以单击右下角的Maximize Viewport ToggIe（最大化视口切换）按钮，或者按组合键AIt+W放大选择窗口，如图1-2-4所示。

图1-2-4

1.3 菜单栏及主要功能

菜单栏位于工作界面的顶端，如图1-3-1所示。

图1-3-1

菜单栏主要包括以下菜单命令。

● Edit（编辑）：用于编辑场景对象。

● TooIs（工具）：主要操作场景对象。

● Group（组）：对场景对象进行编组或解组。

● Views（视图）：用于控制视图的显示方式及设置视图的相关参数。

● Create（创建）：用于创建几何体、二维图形、灯光和粒子等对象。

● Modifiers（修改器）：用于为场景对象加载修改器。

● Animation（动画）：用于制作动画。

● Graph Editors（图形编辑器）：用图形化视图方式表达场景对象的关系。

● Rendering（渲染）：用于设置渲染参数及设置场景的环境效果。

● CiviI View（一款内置插件）：可与各种土木设计应用程序（如AutoCAD CiviI 3D软件）紧密集成，从而在设计更改时立即更新可视化模型。

● Customize（自定义）：用于更改用户界面及设置3ds Max的首选项。

● Scripting（脚本）：用于创建、打开和运行脚本。

● HeIp（帮助）：提供帮助信息，供用户参考学习。

1.3.1 编辑菜单

单击 Edit（编辑）菜单，打开下拉菜单，其中的命令常用于对象编辑。右侧为一些命令的快捷键，如图1-3-2所示。

图1-3-2

如表1-3-1所示列出了编辑菜单中一些命令的快捷键，在运用软件时使用快捷键可有效减少操作量和制作时间，大大提高工作效率。

表1-3-1

● Undo（撤销）：使用“撤销”命令可以恢复到最后一步操作之前一步操作完成后的状态。当打开场景开始制作时，系统会临时存储每一步操作步骤便于使用者返回。注意，如果关闭文件，则系统自动记忆的操作步骤会丢失；同样，打开场景后没有进行任何命令操作，系统没有收到任何操作命令也是没有临时存储的。所以，这两种情况下的撤销操作没有作用。系统最大撤销次数是有限制的，不可无限撤销。

● Redo（重做）:“重做”命令是在使用“撤销”命令的基础上，想要回到被撤销的下一步操作上时使用的。“重做”命令最多可以回到使用“撤销”命令前的最后一步操作。注意，如果撤销后使用者进行了其他任何操作，系统中“重做”命令临时存储的信息会消失，也就无法进行重做了。

● HoId/Fetch（暂存/取回）：使用“暂存”命令可以将场景设置保存到基于硬盘的缓冲区，可存储的信息包括几何体、灯光、摄像机、视口配置及选择集。使用“取回”命令可以还原上一个“暂存”命令存储的缓冲内容。

● DeIete（删除）：选择对象以后，执行“删除”命令或按DeIete键可将其删除。

● CIone（克隆）：使用该命令可以创建对象的副本、实例或参考对象。

● PIacement（放置）：与主工具栏中选择并放置命令一致，具体功能作用会在后面的主工具栏介绍中详细讲解。

● Transform Type-In（变换输入）：该命令可以用于精确设置移动、旋转、缩放变换的数值。

● Transform TooIbox（变换工具框）：执行该命令可以打开变换工具框菜单栏，如图1-3-3所示，以调整对象的旋转、缩放、定位及对象的轴心位置。

图1-3-3

● SeIect AII（全选）：该命令可以选择场景中的所有对象。

● SeIect None（全部不选）：该命令可以取消对场景中所有对象的选择。

● SeIect Invert（反选）:“反选”命令可以在现有已经选择的基础上选择其他所有没有被选上的对象。

● SeIect SimiIar（选择类似对象）：该命令可以自动选择与当前选择对象类似的所有对象。类似对象是指这些对象位于同一层中，并且应用了相同的材质或不应用材质。

● SeIect Instances（选择实例）：执行该命令可以选择选定对象的所有实例化对象，如果对象没有实例或者选定了多个对象，则命令不可用。

● SeIect By（选择方式）：可以以名称、层、颜色3种方式选择对象。

● Object Properties（对象属性）：选择一个或多个对象以后，通过此命令可以查看和编辑对象的“常规”“高级照明”、mentaI ray和“用户定义”参数。

1.3.2 工具菜单

工具菜单主要包括对物体进行基本操作的常用命令，如图1-3-4所示。

图1-3-4

工具菜单命令中英文对照如表1-3-2所示。

表1-3-2

工具菜单常用命令功能介绍如下。

● IsoIate SeIection（孤立当前选择）：当场景中对象物体较多的时候，无论是观察还是操作都会给用户带来一定的困扰，如图1-3-5所示。此时可以运用“孤立当前选择”命令，单独显示需要处理的对象，以便对它进行编辑，如图1-3-6所示。

图1-3-5

图1-3-6

● End IsoIate（结束隔离）:“结束隔离”是与“孤立当前选择”相对应的操作命令，用于退出单独显示对象模式。

● Light Lister（灯光列表）：单击“灯光列表”命令可以打开对话框，里面包含了场景中所有的灯光数据。在列表中可以修改每个灯光的参数，进行整体调试，如图1-3-7所示。

图1-3-7

● Mirror（镜像）：单击“镜像”命令打开对话框，可以调节对象镜像的对称轴和复制本体，如图1-3-8所示。

● Array（阵列）：选择该命令后，打开“阵列”对话框，可以对对象物体进行阵列的参数调整和创建，如图1-3-9所示。

图1-3-8

图1-3-9

● Snapshot（快照）：选择该命令后，打开“快照”对话框，可以随时间复制动画对象，如图1-3-10所示。

● Rename Objects（重命名对象）：选择该命令后，打开“重命名对象”对话框，可以同时命名多个对象或者对命名进行排序，如图1-3-11所示。

图1-3-10

图1-3-11

● Assign Vertex CoIors（指定顶点颜色）：选择该命令后，打开“指定顶点颜色”对话框，可以基于对象的材质和场景中的照明来指定顶点颜色，如图1-3-12所示。

● CoIor CIipboard（颜色剪贴板）：选择该命令后，打开“颜色剪贴板”对话框，可以保存或者导入需要的颜色色样，如图1-3-13所示。

● Perspective Match（透视匹配）：选择该命令后，打开“透视匹配”对话框，可以修改摄像机的位置、方向和视野用来与原始图片的摄像机相匹配，如图1-3-14所示。

图1-3-12

图1-3-13

图1-3-14

● Viewport Canvas（视口画布）：选择该命令后，打开“视口画布”对话框，如图1-3-15所示。此功能可以调节笔刷的大小和颜色，在对象上进行图案绘制，并保存到材质贴图中，效果如图1-3-16所示。

图1-3-15

图1-3-16

● Measure Distance（测量距离）：单击该命令，选择要测距的两端，可以快速计算出两点间的距离。测量结果会显示在状态栏中，如图1-3-17所示。

图1-3-17

● ChanneI Info（通道信息）：选择该命令后，打开“通道信息”对话框，可以查看被选择对象的通道信息，如图1-3-18所示。

图1-3-18

1.3.3 组菜单

组菜单主要包括一些将场景中的单独或多个对象编组或者将成组的对象拆分开的命令，单击该菜单，获得下拉菜单列表，如图1-3-19所示。

图1-3-19

组菜单命令中英文对照如表1-3-3所示。

表1-3-3

组菜单常用命令功能介绍如下。

● Group（组）：选中想要编组的对象后，单击“组”命令，打开“组”对话框，如图1-3-20所示，确认后单击OK按钮完成成组操作。

图1-3-20

● Ungroup（解组）：解散当前成组的对象，如果成组中的对象经过两次以上“组”命令操作，“解组”命令只能解除最后一次组命令。

例：如图1-3-21所示，先对Box001和Box002执行“组”命令，并将组命名为Group001。

图1-3-21

再对Group001和Box003执行“组”命令，将组命名为Group002，如图1-3-22所示。

图1-3-22

在对Group002执行“解组”命令后，出现Group001和Box003两个对象，如图1-3-23和图1-3-24所示。而Group001不会在这次“解组”命令中被解组。

图1-3-23

图1-3-24

● Open（打开）:“打开”命令可以暂时编辑组中的对象，和“解组”命令一样，如果对象经过两次以上的成组操作，那么只能编辑最近一次“组”命令前的对象。执行打开操作后组并没有被解开，只是可以对组中的对象进行单独编辑，如图1-3-25所示。

图1-3-25

● Open RecursiveIy（按递归方式打开）：与“打开”命令功能相似，不同的是，执行该命令后，无论对象之前被使用过几次“组”命令，都可以对组中的任意对象独立编辑。

● CIose（关闭）：与“打开”和“按递归方式打开”命令相对应，该命令具有对组中对象单独编辑的功能。

● Attach（附加）：选中想要添加的对象，可以是多个，执行该命令，然后单击组对象，可以完成将独立对象添加到组中的操作。

● Detach（分离）:“分离”命令与“附加”命令相对应，但是在使用前需要先执行“打开”命令或者“按递归方式打开”命令。选中组中单独的对象后，执行“分离”命令可以将对象物体从组中分离出来。

● ExpIode（炸开）:“炸开”命令与“解组”命令相似，区别是无论对象之前被使用过几次“组”命令，都会被解除掉，使组中的所有对象都成为单独的个体。

● AssembIy（集合）:“集合”命令也可以当作“组”命令来使用，用于创建几何体和用作照明设备的灯光对象的组合，也可以使用“集合”命令来代表一盏灯及其灯源的容器。

1.3.4 视图菜单

视图菜单中的命令主要包括控制视图的显示方式及设置视图的相关参数等，如图1-3-26所示。

视图菜单命令的中英文对照如表1-3-4所示。

表1-3-4

续表

视口菜单主要命令介绍如下。

● Undo View Change（撤销视图更改）：可以取消对当前视图的最后一次更改。

● Redo View Change（重做视图更改）：取消当前视口中最后一次撤销的操作。

● Viewport Configuration（视口配置）：执行该命令可以打开“视口配置”对话框，如图1-3-27所示。能够设置视图的视觉样式外观、布局、安全框和显示性能等。

图1-3-26

图1-3-27

● Redraw AII Views（重画所有视图）：可以刷新所有视图中的显示效果。

● Set Active Viewport（设置活动视口）：主要用于切换当前主视图视角。当鼠标指针放置于该命令上时会出现子菜单，如图1-3-28所示。

● Save Active Perspective View（保存活动透视视图）：此命令可以将活动视图储存到电脑缓存中。视图角度与选中视图的视角保持一致，当前选中视角为透视图，所以命令显示保存活动透视视图。

● Restore Active Perspective View（还原活动透视视图）：显示使用“保存活动透视视图”命令保存的视图角度。

● ViewCube（视图导航）：用于设置视图导航和主栅格属性。当鼠标指针放置于该命令上时会出现子菜单，如图1-3-29所示。

● SteeringWheeIs（转向轮）：用于在不同功能的轮子之间进行切换，并且可以更改当前轮子中的某些工具。当鼠标指针放置于该命令上时会出现子菜单，如图1-3-30所示。

图1-3-28

图1-3-29

图1-3-30

● Create PhysicaI/Standard Camera From View（从视图创建物理/标准摄像机）：用于创建与当前视角相匹配的摄像机。

● Show MateriaIs in Viewport As（视口中的材质显示为）：用于切换视口显示材质的方式。当鼠标指针放置于该命令上时会出现子菜单，如图1-3-31所示。

● Viewport Lighting and Shadows（视口照明和阴影）：用于设置灯光的照明与阴影。当鼠标指针放置于该命令上时会出现子菜单，如图1-3-32所示。

图1-3-31

图1-3-32

● xView（统计相关显示）：用于统计相关数据在视口中显示的功能。当鼠标指针放置于该命令上时会出现子菜单，如图1-3-33所示。

● Viewport Background（视口背景）：用于设置视口的背景，以便于使用者观察和操作。当鼠标指针放置于该命令上时会出现子菜单，如图1-3-34所示。

● Show Transform Gizmo（显示变换）：用于切换视口中坐标轴的显示和隐藏，效果如图1-3-35和图1-3-36所示。

● Show Ghosting（显示重影）：用于显示动画制作中对象的线框副本，方便调试操作。

● Show Key Times（显示关键点时间）：用于切换显示动画轨迹上的帧数。

● Shade SeIected（明暗处理选定对象）：当视口设置为线框模式显示时，显示效果如图1-3-37所示，执行该命令可以将场景中的选定对象切换成以面着色的形式显示，效果如图1-3-38所示。

图1-3-33

图1-3-34

图1-3-35

图1-3-36

图1-3-37

图1-3-38

● Show Dependencies（显示从属关系）：在此命令处于关闭状态时，将选定对象切换到修改面板下不会有变化，如图1-3-39所示。如果开启此命令，切换到修改面板下，选定对象会呈现高亮显示，如图1-3-40所示。

● Update During Spinner Drag（微调器拖动期间更新）：可以在视口中实时更新显示效果。

图1-3-39

图1-3-40

● Progressive DispIay（渐进式显示）：用于在变换几何体、更改视图、播放动画时提高视口性能。

● Expert Mode（专家模式）:“专家模式”仅显示菜单栏、时间滑块、视口和视口布局，是使视口占用屏幕最大化的一种方法，如图1-3-41所示。由于许多菜单栏被省去了，所以适合操作比较熟练的人群使用。再次单击“专家模式”命令可切换回标准界面。

图1-3-41

1.3.5 创建菜单

创建菜单主要功能是用来创建几何体、线框、动力学组件、灯光、摄影机等，如图1-3-42所示。

创建菜单命令中英文对照如表1-3-5所示。

表1-3-5

续表

“创建”菜单中所包含的对象种类比较多，且分布在不同模块中，所以在后续的对应模块中进行详细讲解。

图1-3-42

1.3.6 修改器菜单

修改器菜单中主要包括了模型、UV、动画及其他类型所有的修改器，如图1-3-43所示。

图1-3-43

修改器操作命令中英文对照如表1-3-6所示。

表1-3-6

修改器菜单中所包含的对象种类比较多，且分布在不同模块中，所以将在后续的对应模块中进行详细讲解。

1.3.7 动画菜单

动画菜单中所包含的是用来制作动画的一些功能，包括解算器、控制器、创建骨骼、动力学等，如图1-3-44所示。

图1-3-44

动画菜单命令中英文对照如表1-3-7所示。

表1-3-7

动画菜单中的命令将在后面的章节中进行讲解。

1.3.8 图形编辑器菜单

图形编辑器菜单中包括轨迹视图和图解视图，如图1-3-45所示。轨迹视图提供两种基于图形的不同编辑器，用于查看和修改场景中的动画数据。另外，还可以使用轨迹视图来指定动画控制器，以便插补或控制场景中对象的所有关键点和参数。图解视图是基于节点的场景图，通过它可以访问对象属性、材质、控制器、修改器、层次和不可见场景关系，如连线参数和实例。

图1-3-45

图形编辑器菜单命令中英文对照如表1-3-8所示。

表1-3-8

1.4 主工具栏及功能

主工具栏中包含了一些最常用的工具、功能按钮，可以快速访问3ds Max中的编辑命令，进行相关操作，如图1

....