1.1　3ds Max 2016简介

3ds Max是当前世界上应用最广的三维建模、动画及渲染解决方案之一，它广泛应用于视觉效果、角色动画及游戏开发领域。总体来讲，3ds Max 2016的基本功能主要包括建模、材质、灯光、渲染、动画、粒子系统等几部分，这也是本书将要介绍的主要内容。

1.1.1　基本功能简介

3ds Max的功能十分强大，在经过多次的版本升级后，其功能更是日臻完善。本节将介绍3ds Max的功能。其中，基本功能一方面主要介绍3ds Max的主要作用，而新增功能方面则主要介绍3ds Max本次升级的亮点所在。下面首先介绍3ds Max的基本功能。

在众多的三维软件中（如Maya、3ds Max、Soft Image等），3ds Max是最为流行的软件之一，被广泛地应用于机械设计、实体演示、模拟分析、商业、影视娱乐、广告制作、建筑设计、多媒体制作等诸多方面。图1-1所示的就是利用3ds Max制作出来的建筑效果图。

3ds Max是Autodesk公司的主打产品之一，它由Autodesk公司旗下的Discreet公司负责开发。3ds Max之所以能够如此深入人心，除了其不断增加的强大功能外，还有一点就是软件的定位比较准确，Autodesk直接应用Windows XP这个优秀的商业软件应用平台，为软件的发展奠定了非常坚实的基础。

3ds Max也具有非常好的开放性和兼容性，因此它现在拥有最多的第三方软件开发商，具有成百上千种插件，极大地扩展了3ds Max的功能。

3ds Max不仅可以制作人物、动物等模型，还可以创建出极其复杂的场景和特效。如果使用它与其他专业软件配合，还可以制作出非常逼真的角色动画。图1-2所示的是利用3ds Max制作出来的成功作品。

1.1.2　新增功能

3ds Max 2016在原有版本的基础上，添加了全新功能，允许用户创建自定义工具，并轻松共享其工作，从而方便团队间进行协作。它还使新用户可以更迅速、更有信心地投入工作。3ds Max 2016通过提高软件性能，可以极大地提高生产力。这是通过扩展节点的编程系统、外部参照革新、OpenSubdiv和双四元数蒙皮功能可以帮助美工人员提高建模效率，新摄影机序列器使美工人员和设计人员可以更方便地指挥控制故事演示。新的设计工作区提供了基于任务的工作流程，这些工作流程使软件的主功能更易于访问，而且新模板系统为用户提供了基准线设置，因此使项目能够快速开始并更成功地进行渲染。

下面详细介绍新增功能的具体体现。

1．新设计工作区

随着越来越多的人使用3ds Max创建逼真的可视化效果，我们引入新的设计工作空间为3ds Max用户提供更高的工作流程。设计工作区采用基于任务的逻辑系统，可以轻松地访问3ds Max中的对象放置、照明、渲染、建模和纹理工具。现在，通过导入设计数据快速创建高质量的静止图像和动画变得更为轻松，如图1-3所示。

2．新模板系统

新的按需模板为用户提供标准化的启动配置，这有助于加快场景创建过程。使用简单的导入／导出选项，用户可以在各个团队之间快速共享模板。用户还能够创建新模板或修改现有模板，从而为各个工作流程自定义模板。内置的渲染、环境、照明和单位设置表示可更快、更准确地获得3ds Max项目结果，如图1-4所示。

3．多点触控支持

3ds Max 2016现在具有多点触控三维导航功能，让美工人员可以更自由地与其3D内容进行交互。支持的设备包括Wacom®Imtuos5触摸板、Cintiq和Cintiq Companion以及Windows 8触控设备。通过这些设备，可以一只手握笔进行自然交互，同时另一只手执行多手指手势来环绕、平移、缩放或滚动场景。

4．工作流程改进

3ds Max 2016在许多方面进行了工作流程改进：ShaderFX实时视觉明暗器编辑器的增强功能提供扩展明暗处理选项，并改善了3ds Max、Maya和Maya LT之间的明暗器互操作性，以便美工人员和编程人员可以更轻松地创建和交换高级明暗器。由于场景资源管理的改进，现在处理复杂场景更加容易。Nitrous视口增强功能可以改善性能和视觉质量。

5．用户请求的小功能

3ds Max 2016清除小的问题可能会引发大的后果，因此解决了多达10个被客户认为是高优先级的工作流程小障碍。其中包括新的视口选择预览、剪切工具改进，以及可视化硬边和平滑边的功能。客户可以提出功能建议，并通过User Voice论坛对当前建议进行投票。

6．外部参照对象更新

凭借新增支持外部参照对象中的非破坏性动画工作流且稳定性提高，现在团队间和整个制作流程中的协作变得更加轻松。3ds Max用户现在可以在场景中参照外部对象，并在原文件中对外部参照对象设置动画或编辑材质，而无须将对象合并到场景中。在源文件中所做的更改将自动集成到其本地场景中。用户可以在所需的节点上设置动画的参数，并根据需要组织参数。其他用户可以外部参照具有可设置动画参数的内容来填充其场景，这样有助于节省时间，并为其提供有用的关键参数的指导。

7．摄影机序列器

现在使用新的摄影机序列器，可以通过高质量的动画可视化、动画和电影制片更加轻松地讲述精彩故事，从而使3ds Max用户可以更多地进行控制。通过此新功能，能够轻松地在多个摄影机之间剪辑、修剪和重新排列序列动画片段且不具有破坏性，保留原始动画数据不变，同时让用户可以灵活地进行创意，如图1-5所示。

8．改进的层处理和场景／层资源管理器更新

新选项让用户能够选择如何处理合并场景中的传入层层次，也可以选择重调整合并的数据（如果需要）。

新的“场景资源管理器”功能允许用户在本地（保存和加载单独的场景）和全局（可用于所有场景）之间切换类型。这使用户能够自定义特定项目和子项目的场景资源管理器实例。

场景资源管理器还提供新工具栏按钮以用于管理对象层次。

9．Max Creation Graph

3ds Max 2016提供了Max Creation Graph，这是一个基于节点的工具创建环境，提供User Voice（客户可以建议功能以及对当建议进行投票的在线论坛）上呼声最高的功能之一。Max Creation Graph通过在类似于Slate材质编辑器的可视环境中创建图形，为用户提供符合逻辑的现代方式通过新的几何体对象和修改器来扩展3ds Max功能。用户可以从数百种不同的节点类型中选择。用户创建的新工具可以轻松打包并与其他用户共享，从而帮助他们扩展工具集。

Max Creation Graph可从“脚本”菜单（以前称为MAXScript）进行访问，通过该菜单还可以访问3ds Max脚本功能。

10．OpenSubdiv

通过扩展1中首次引入的对OpenSubdiv的全新支持，用户现在可以在3ds Max中使用由Pixar开元提供的OpenSubdiv库表示细分曲面。库并入了来自Microsoft Research的技术，旨在帮助充分利用平行CPU和GPU架构，使具有较高细分级别的网格获得更快的视口内性能。此外，采用CreaseSet修改器和折缝资源管理器的高效折缝建模工作流使用户可以在更短的时间内创建复杂的拓扑。使用Autodesk®FBX®资源交换技术，美工人员可以更轻松地将模型传输到支持OpenSubdiv的其他某些包，以及从这些包传输模型，并实现一致的外观。通过全新的2016版本，OpenSubdiv功能自从在扩展1中引入以来提高了速度和质量。OpenSubdiv现在还在视口中以及渲染时提供对自适应细分的支持。美工人员可以在编辑或发布模式时查看效果，从而提高效率而不降低质量。

新的折缝修改器与OpenSubdiv相关联，使用户可以指定从堆栈程序式折缝的边和顶点，而CreaseSet修改器使用户可以管理子对象组的折缝，甚至可以跨多个对象进行管理。如图1-6所示。

11．切角修改器

新的切角修改器使用户可以在堆栈上应用顶点和切角操作，而不是以前那样明确的可编辑多边形操作。选项包括如下几个。

（1）对边执行切角操作时，可以选择仅生成四边形输出，并且能够控制切角区域的拉伸或曲率。

（2）各种输入选项包括【从堆栈】、【选定面的边】和【已平滑的边】。

（3）为生成的面设置材质ID。

（4）通过限制程序式设置【数量】的效果，防止泛光化边。

（5）通过指定面之间的最小和最大允许的角，限制进行边切角的区域。

（6）将平滑延伸到与切角区域相邻的面。

四边形切角也是一个新选项，具有可编辑的多边形对象和编辑多边形修改器。

如图1-7所示，图1-7（a）是初始边选择；图1-7（b）是四边形切角，即拐角处的新多边形都是四边形；图1-7（c）是标准切角，即拐角处的新多边形是四边形和三角形。

12．硬边和平滑边

现在，通过可编辑多边形对象和编辑多边形修改器可以更轻松地创建硬边和平滑边，无须手动管理平滑组。还新增了一个选项，以便在视口中可视化硬边，如图1-8所示。

13．规划样条线

规格化样条线修改器现在具有新的精度参数。

14．镜像工具

镜像工具新增了一个【几何体】选项，这对于建模非常有用。这使得用户可以镜像对象，而无须重置其可能产生反转发现的变换。

15．文本样条线现在支持OpenType字体

文本样条线现在可以使用OpenType字体，以及TrueType和类型1PostScript字体。

可以使用Windows字体管理器在C:\Windows\fonts\文件夹中安装TrueType和OpenType字体。

16．与Alembvic数据交换

美工人员现在可以使用Alembic在3ds Max中打开计算机图形交换框架格式Alembic将复杂的动画和模拟数据提取到独立于应用程序的非程序性烘焙几何体结果集中。Alembic旨在实现高效使用内存和磁盘空间，使美工人员可以在Nitrous视口中查看大型数据集，并在其他团队和某些程序之间更轻松地传递它们。自扩展1起，添加了新的播放缓存系统，从而显著提高视口性能。

17．更轻松的Revit和SketchUp工作流程

现在可以使用3ds Max 2016扩展2中首次引入的更紧密的全新Revit集成，直接将Revit RVT文件导入3ds Max中并创建文件链接。美工人员可以通过比以前快10倍的速度Revit模型导入3ds Max中，并且新集成提供增强的功能，如改进的实例、附加BIM数据和多台摄影机。此外，使用SketchUp的美工人员现在可通过导入SketchUp 2015文件在3ds Max中进一步进行设计。

18．更轻松地进行SolidWorks导入

不再需要安装SolidWorks®应用程序或在系统中运行该应用程序，即可导入用SolidWorks文件。

19．ATF导入

Autodesk Translation Framework（ATF）简化了Autodesk与第三方文件格式（包括SolidWorks®）之间的数据交换。

20．Inventor动画导入

Autodesk Inventor约束和关节驱动动画现在可以作为烘焙关键帧导入3ds Max。现在，可以创建高质量的机械设计动画并在3ds Max中查看它，不必使用3ds Max lK和装备特征。

21．双四元数蒙皮

3ds Max平滑蒙皮与双四元数结合使用的效果会更好，因为它专用于避免网格在扭曲或旋转变形器时会丢失体积的“蝴蝶结”或“糖果包裹纸”效果。这在角色的肩膀或腕部最常见，这种新的平滑蒙皮方法有助于减少不必要的变形瑕疵。作为“蒙皮”修改器中的新选项，双四元数允许用户绘制蒙皮将对曲面产生的影响量，以便他们可以在需要时使用它，在不需要时将其逐渐减少为线性蒙皮权重。

22．增强的ShaderFX

Shade FX实现视觉明暗器的增强功能提供扩展明暗处理选项，并改善了3ds Max、Maya和Maya LT之间的明暗器互操作性，以便美工人员和编程人员可以更轻松地创建和交换高级明暗器。Shade FX现在提供新的节点图案（波形线、voronoi、单一澡波和砖）以及新的凹凸工具节点和可搜索的节点浏览器。

FBX已更新，可改进这些产品之间的Shade FX纹理共享。

23．Stingray明暗器

用户还可以创建Stingray明暗器。Stingray基于物理的明暗（PBS）遵循物理法则和能量守恒。通过它，用户可以使用粗糙度、法线和金属贴图来平衡散射／反射和微曲面详图／反射率。

24．MetaSL明暗器

3ds Max 2016不再支持MetaSL明暗器。

25．物理摄影机

新的物理摄影机是与V-Ray制造商Chaos Group共同开发的，为美工人员提供新的渲染选项，可模拟用户可能熟悉的真实摄影机设置，例如快门速度、光圈、景深和曝光。新的物理摄影机使用增强型控件和其他视口内反馈，可以更加轻松地创建真实照片级图像和动画，如图1-9所示。

26．摄影机序列器

现在使用新的摄影机序列器，可通过高质量的动画可视化、动画和电影制片更加轻松地讲述精彩故事，从而使3ds Max用户可以更多地进行控制。通过此新功能，能够轻松地在多个摄影机之间剪辑、修剪和重新排序动画片段且不具有破坏性，保留原始动画数据不变，同时让用户可以灵活地进行创意。

27．Autodesk A360渲染支持

3ds Max使用与Autodesk®Revit®软件相同并且客户已经开始依赖的技术，为签订Autodesk® Maintenance Subscription维护合约（速博）和Desktop Subscription维护合约（速博）的客户提供Autodesk A360渲染支持。现在可以直接在ds Max中访问A360的云渲染。A360利用云计算的强大功能，使3ds Max用户可以创建令人印象深刻的高分辨率图像，而无须占用桌面或者需要专门的渲染硬件，帮助他们节省时间和降低成本。另外，Subscription维护合约（速博）客户可以创建日光研究渲染、交互式全景、照度模拟，通过以前上载的文件重新渲染图像，以及与其他团队或同事轻松地共享文件。

28．添加了对新的iray®和mental ray®增强功能支持

利用大量受支持的NVIDIA®iray®和mental ray®增强功能，渲染真实照片级图像现在更加轻松。

1）Iray增强功能

Iray光线路径表达式（LPE）目前已经扩展，可以使美工人员能够根据对象的层名称将灯光和几何体隔离到LPE渲染元素。这会大大提高美工人员在后期制作中为特定对象调整特定灯光或探索设计选项的能力。新的Iray Irradiance渲染元素使建筑师能够轻松查看他们的设计，而无需复杂的建模。

2）Mental Ray的增强功能

Mental Ray现在包括灯光重要采样（LIS）和新的环境阻挡渲染元素。LIS可以在复杂的场景中生成更快、更高质量的图像。新的AO渲染元素具有GPU加速，可以使用CPU作为可靠支持。

Mental Ray渲染器现在使用版本3.13。

29．最新支持Backburner错误报告

新提供的Windows环境变量可用于指定Backburner报告是否为错误或警告包含渲染作业中某些丢失的文件。

30．Nitrous视口中的选择预览

将鼠标移到Nitrous视口中的对象上，则其轮廓显示可以通过单击进行选择的对象。选择对象后，其轮廓会显示选择内容。

1.1.3　应用领域

由于3ds Max自身所具有的优点，使其能够被广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、辅助教学以及工程可视化等多个领域，成为人们十分关注的一个热点。本节将介绍3ds Max应用的几个主要领域，以便于读者能够全面掌握它的功能，并为自己以后的择业奠定基础。

1．影视特效

影视特效是3ds Max的一个重要功能，通过它制作出来的影视作品有很强的立体感、写实能力较强，能够轻而易举地表现出一些结构复杂的形体，并且产生惊人的真实效果，典型的应用是影视作品的合成，例如《银河护卫队》中的反面主角就是多次使用这种技术制作而成的。图1-10所示的是一个电影当中的精彩镜头。

2．电视栏目

3ds Max广泛应用在电视作品中，主要包括栏目片头、特效等，许多电视节目的片头均是设计师配合使用3ds Max和后期编辑软件制作而成的。图1-11所示的是一个电视片头的效果。

3．游戏角色

由于3ds Max自身所具备的建模优势，使其成为了全球范围内应用最为广泛的游戏角色设计与制作软件之一。除制作游戏角色外，还被广泛应用于制作一些游戏场景。如图1-12所示是三维游戏中的场景和人物效果。

4．广告动画

在商业竞争日益激烈的今天，广告已经成为一个热门的行业。而使用动画形式制作电视广告是目前最受厂商欢迎的一种商品促销手段之一。使用3ds Max制作三维动画更能突出商品的特殊性、立体效果，从而引起观众的注意，达到商品的形象宣传效果。图1-13所示的就是一个广告的动画效果。

5．建筑效果

室内设计与建筑外观表现是目前使用3ds Max领域最广的行业之一，大多数学习3ds Max的人员首要的工作目标就是制作建筑效果。图1-14所示的是利用3ds Max制作出来的室内效果图。

6．工业造型

3ds Max是产品造型设计中最为有效的技术手段，它可以极大地拓展设计师的思维空间。同时，在产品和工艺开发中，它可以在生产线建立之前模拟实际工作情况以检测生产线运行情况，以免因设计失误而造成巨大的损失。图1-15所示的是利用3ds Max制作出来的产品造型。

实际上，3ds Max的应用不仅仅局限于上述的几个方面，它在很多行业当中都有具体的使用范围，限于篇幅的问题这里就不再一一介绍。

1.1.4　制作流程

对于初学者而言，使用3ds Max进行创作是一个严谨、复杂的过程，在不同的使用领域，3ds Max的制作流程也有很大的区别，没有一个固定的流程适用于所有的创作。但是3ds Max 2016的各部分功能存在着差异，并且各部分功能本身存在着先后顺序，因此，总结3ds Max 2016的各部分功能并明确它们之间的先后顺序，对于学习这个软件具有重要的指导意义。在此，我们将3ds Max 2016各部分功能的一般先后顺序称作3ds Max 2016的一般制作流程。这个流程主要包括建模、制作材质、布置灯光和定义视口、渲染场景和后期合成。

1．建模

在3ds Max中，建模是制作作品的基础，如果没有模型则以后的工作将无法继续。3ds Max提供了多种建模方式，建模可以从不同的三维基本几何体开始，也可以使用二维图形通过一些专业的修改器来进行，甚至还可以将对象转换为多种可编辑的曲面类型进行建模。图1-16所示的是利用3ds Max的建模功能制作出来的模型。

2．制作材质

完成模型的创建工作后，需要使用【材质编辑器】设计材质。再逼真的模型如果没有赋予合适的材质，都不是一件完整的作品。通过为模型设置材质能够使模型看起来更加逼真。3ds Max提供了许多材质类型，既有能够实现折射和反射的材质，也有能够表现表面凹凸不平的材质。图1-17所示的是模型的材质效果。

3．布置灯光和定义视口

照明是一个场景中必不可少的，如果没有恰当的灯光，场景就会大为失色，有时甚至无法表现创作的意图。在3ds Max中，既可以创建普通的灯光，也可以创建基于物理计算的光度学灯光或者天光、日光等真实世界的照明系统。通过为场景添加摄像机可以定义一个固定的视口，用于观察物体在虚拟三维空间中的运动，从而获取真实的视觉效果。

4．渲染场景

完成上面的操作后，并不是作品就已经产生了。在3ds Max中，还需要将场景渲染出来，在该过程中还可以为场景添加颜色或者环境效果。

5．后期合成

后期合成可以说是3ds Max制作的最后一个环节，通过该环节的操作，制作出来的效果将变为一个完整的作品。

在大多数情况下需要对渲染效果图进行后期修饰操作，即利用二维图像编辑软件例如Photoshop等进行修改，以去除由于模型或者材质、灯光等问题而导致渲染后出现的瑕疵。