3ds Max软件提供了多种创建动画的方法，以及大量用于管理和编辑动画的工具，可以用来创建简单的对象动画、修改器动画、复合对象动画、约束和控制器动画、材质贴图动画、粒子与空间扭曲动画、环境效果与视频后期处理动画、MassFX动力学动画、连线参数与反应管理器动画、IK与骨骼动画等。
1.创建简单的对象动画
在3ds Max中，利用关键帧设置工具、控制播放器和时间配置对话框等一些常用工具，就可以制作出一些简单的动画。创建动画时，只需要创建记录每个动画序列的起始、结束和关键帧，在3ds Max中这些关键帧称作关键点。3ds Max自动计算连接关键点之间的其他点位置，得到一个流畅的动画。
3ds Max可将场景中对象的任意参数进行动画记录，当对象的参数被确定后，就可通过3ds Max的渲染器完成每一帧的渲染工作，生成高质量的动画。
(1)动画的帧和时间。
①帧和关键帧。帧也是3ds Max动画中最基本的概念。对于3ds Max，“关键帧”是指用于描述一个对象的位置情况、旋转方式、缩放比例、变形变换、灯光以及摄影机状态等信息的关键画面。3ds max制作动画时，手动设置各个关键帧，系统在关键帧之间进行自动插补计算，得到关键帧之间的动画帧，从而形成完整的动画。
②时间配置。3ds Max是根据时间来定义动画的。默认的时间单位是帧，系统缺省的帧速率为每秒30帧。时间配置用于对动画的模式和速度等数据进行设置。
单击“时间配置”按钮
，打开“时间配置”对话框。在“时间配置”对话框中，提供了帧速率、时间显示、播放和动画的设置。使用此对话框可以更改动画的长度、拉伸或重缩放，还可以设置活动时间段或动画的开始帧和结束帧。
(2)动画控制工具。动画控制区内的工具和时间滑块用于对动画的关键点进行编辑，以及对播放时间等参数进行控制，是制作三维动画最基本的工具，如图6-46所示。
图6-46 动画控制工具
动画控制区主要包括关键帧工具和播放控制器。其功能在下面的例子中进行介绍。
(3)创建简单对象动画。
【例6-17】使用“自动关键点”创建动画——小球弹跳。
要在3ds max中创建关键帧，就必须在打开动画按钮的情况下，在非第0帧改变某些对象。一旦进行了改变，原始数值被记录在第0帧，新的数值或者关键帧数值被记录在当前帧。
①在顶视图中创建一个球体和一个长方体对象。打开“时间配置”对话框，将动画的“结束时间”改为30。
②单击“自动关键点”按钮
，开启自动关键点模式，自动记录物体当前的运动轨迹。当开启自动关键点模式时，所有对运动、旋转和缩放的更改都将设置成关键帧。时间滑块和活动视图边框都变成红色，时间滑块在第0帧。单击球体对象，将鼠标光标放在Z轴上，向上拖动球对象到空中。注意:轨迹栏下面坐标显示Z值的变化。在执行该操作时，将创建位置关键点，关键点显示在轨迹栏上。如图6-47所示。
③将时间滑块移至第15帧。将球体沿着Z轴向下移动。如图6-48所示。
④通过复制的方法完成。使球在第30帧时上升到它的原始位置。鼠标右键单击时间滑块的帧指示器
，弹出“创建关键点”对话框，如图6-49所示。在弹出的“创建关键点”对话框中，将“源时间”更改为0，将“目标时间”更改为30。这将复制从第1帧到第30帧的关键点。从而通过复制的方法使球在第30帧时上升到它的原始的位置。
图6-47 小球在第1帧的位置
图6-48 第15帧的位置
图6-49 创建关键点
⑤取消选择“自动关键点”按钮，单击“播放动画”按钮
，播放动画，查看动画效果。小球上下运动。因为第一帧和最后一帧相同，所以动画播放时看起来像是来回循环。
【例6-18】使用“设置关键点”创建动画——旋转茶壶。
①打开例6-5中的圆桌，再创建一个茶壶，放在圆桌桌面上。
②单击
按钮，切换设置关键点模式。注意:单击该按钮，将进入关键点动画设置模式，此时在视图中进行的编辑，只有在单击“设置关键点”按钮
后，才在当前时间滑块位置创建关键帧。
将时间滑块拖曳到第10帧，单击“设置关键点”按钮
，这时，在第10帧创建了关键帧。
③将时间滑块拖到第90帧，选择茶壶，单击主工具栏的“选择并旋转”按钮，使茶壶沿Z轴顺时针旋转180°。再单击“设置关键点”按钮
，在第90帧创建第2个关键帧。
④点击“播放”按钮
，播放动画。
2.设置和控制动画
3ds Max中，几乎可以对场景中的任何对象进行动画设置。在例6-17中，使用“自动关键点”创建动画后，当需要对动画进行设置和修改时，可以使用轨迹视图。
(1)轨迹视图。轨迹视图可以管理场景和精确修改动画，用于对动画轨迹和关键帧进行设置和修改，完成手工设置无法完成的动画工作。
轨迹视图有“曲线编辑器”和“摄影表”两种模式。“曲线编辑器”模式是将动画显示为功能曲线，用于对动画进行精确的创建、修改和编辑。在曲线编辑器中，动画轨迹的关键帧信息会以功能曲线的形式来显示和操作，功能曲线既可以将动画的变化可视化，表示出动画随着时间而产生的各种变化，也可以编辑动画的时间。
①打开轨迹视图。在主工具栏中单击“曲线编辑器”按钮，或在菜单栏中选择“图形编辑器”→“轨迹视图-曲线编辑器”命令，即可打开“轨迹视图-曲线编辑器”窗口，如图6-50所示。
②轨迹视图的作用。轨迹视图可以执行多种场景管理和动画控制任务，包括:显示场景中对象及其参数的列表，更改关键点的值，更改关键点的时间，更改控制器范围，更改关键点间的插值，编辑多个关键点的范围，编辑时间块，向场景中加入声音，创建并管理场景的注释，更改动画参数的控制器，以及选择对象，顶点和层次等。
③轨迹视图界面。轨迹视图界面由菜单栏、工具栏、层级清单/控制器窗口和编辑窗口/关键点窗口组成。在界面的底部还有时间标尺、导航工具和状态工具。
在图6-50中，轨迹视图的控制器窗口中查看长方体和球体对象。注意:高亮显示它们的图标以及球体的X、Y、Z位置轨迹。但未高亮显示长方体的轨迹，因为长方体的轨迹不包含任何动画。
图6-50 曲线编辑器
(2)使用曲线编辑器。为物体设置动画属性以后，在“轨迹视图-曲线编辑器”窗口中就会有与之相对应的曲线。其中，X轴默认使用红色曲线来表示，Y轴默认使用绿色曲线来表示，Z轴默认使用蓝色曲线来表示。
【例6-19】使用曲线编辑器控制小球的弹跳效果。
在例6-17中，球体是上下均匀移动的，没有“反弹”，好像没有重量一样地浮动。因为它们是均匀分布的，既不加速，也不减速。若要使球反弹得更真实，可以打开“曲线编辑器”调整功能曲线。
①控制中间帧。若要控制中间帧，在视图中右键单击球体并选择“曲线编辑器”。在左侧控制器窗口中，单击仅选择Z位置轨迹。此时，右侧的“关键点窗口”中显示的唯一曲线就是要操作的曲线。
围绕第15帧的位置关键点拖动，以选择它。选定的关键点在曲线上变成白色。
使用切线控制柄操纵曲线。要访问控制柄，必须更改切线类型。在“轨迹视图”工具栏中单击“将切线设置为自动”，出现了一对切线控制柄。
按住Shift键，并在“关键点窗口”中将左侧的控制柄向上拖动。使用Shift键可以独立于“右控制柄”操纵“左控制柄”。通过操纵该控制柄，获得不同效果。如图6-51所示。
②添加参数曲线超出范围类型。可以使用多种方法不断重复一连串的关键点，来重复关键帧运动，而无须制作它们的副本，并将它们沿时间线放置。使用“参数曲线超出范围类型”可以选择在当前关键点范围之外重复动画的方式。其优点是，当对一组关键点进行更改时，更改会反映到整个动画中。
图6-51 调整切线控制柄
单击“时间配置”，将“动画结束时间”更改为120。这会在现有的30帧基础上添加90个空白帧。此操作不会将30帧扩展超过120帧。这样球仍然是在第1帧到第30帧之间反弹一次。
返回到“轨迹视图”，单击“编辑”→“控制器”→“超出范围类型”，弹出“参数曲线超出范围类型”对话框，如图6-52所示。
图6-52 “参数曲线超出范围类型”对话框
单击“周期”图下面的两个框，为“输入”和“输出”选择“周期”方式。这样，小球在第1帧到第120帧之间重复运动。注意:第30帧后无关键点，任何对原始关键点的更改都将会在循环中反映出来。
3.“运动”命令面板
“运动”命令面板用于控制选中对象的运动路径，指定动画控制器，还可以对单个关键点信息进行编辑。“运动”命令面板由“参数”和“运动路径”两部分组成。
(1)“运动路径”，用于控制显示对象随时间变化而移动的路径。
(2)“参数”。在“选择级别”下选择“参数”，可以指定动画控制器。打开“指定控制器”卷展栏，如图6-53所示，可以为选择的对象指定各种动画控制器，以完成不同类型的运动控制。单击“指定控制器”按钮
，可以在动画控制器列表框中选择一个动画控制器。
图6-53 指定控制器
本章小结
三维计算机建模也称为三维数字化设计，是指在三维空间中对场景表面以及地表以上的各种自然与人工对象进行三维模拟表现，以便产生能给人以真实场景体验、感知与印象的数字景观。建立三维数字模型的任务是:根据不同类型对象的特征，建立其三维数字模型，并通过材质、贴图和光照效果构建出在外形、光照、质感等各方面都与真实对象相似的模型，以尽可能真实地表现真实景观。
本章重点讲解了使用3ds Max进行三维数字建模的概念、方法和基本操作。讲述了3ds Max建模、基本材质贴图的使用，以及灯光和摄影机等。
随着相关技术难题不断被突破，三维数字化产品在军事航天、娱乐休闲、教育培训等领域有更深入和广泛的应用。三维建模技术也是虚拟现实的基础。
习 题
一、单选题
1.3ds Max中，使用“创建”→“几何体”→“标准基本体”命令，不可以创建的对象是( )。
A.圆柱体 B.平面 C.茶壶 D.螺旋线
2.3ds Max中，复制对象时，( )克隆方式生成的新对象与原始对象相互独立，互不影响，而( )克隆方式生成的新对象与原始对象会相互影响。(www.xing528.com)
A.复制 实例 B.参考 实例 C.实例 复制 D.复制 参考
3.各个视图左下角有一个坐标轴，这个坐标系是( )，其坐标原点位于视图中心。该坐标系永远不会变化。
A.视图坐标系 B.局部坐标系 C.世界坐标系 D.拾取坐标系
4.3ds Max的镜像命令，对应的是( )坐标系。
A.万向 B.栅格 C.世界 D.拾取
5.下列( )不属于3ds Max的扩展基本体。
A.异面体扩展基本体 B.环形结扩展基本体
C.L形挤出扩展基本体 D.长方形基本体
6.3ds Max的命令面板中，用于编辑可编辑对象(如网格、面片)控件的面板是( )。
A.创建面板 B.修改面板 C.显示面板 D.运动面板
7.3ds Max中，添加或编辑修改器在( )面板中完成。
A.创建 B.修改 C.显示 D.实用程序
8.3ds Max中，下列不包含在编辑修改器列表中的是( )。
A.倒角 B.编辑网格 C.车削 D.放样
9.在3ds Max中，当选择一个对象时，坐标系定位在对象的( )。
A.横轴上 B.竖轴上 C.箭头上 D.轴点上
10.制作一个“被咬了一口的苹果”，可以使用的复合建模方法是( )。
A.布尔 B.倒角 C.图形合并 D.挤出
11.车削修改器制作的模型中间有黑色发射状区域，取消这个区域可使用的参数是( )。
A.光滑 B.焊接内核 C.翻转法线 D.调整轴线
12.制作不含盖子的牙膏体模型主要使用的是( )。
A.放样 B.布尔 C.挤出 D.散布
13.打开材质编辑器的快捷键是( )。
A.M B.V C.S D.T
14.标准灯光中不包括以下( )灯光。
A.聚光灯 B.光度学灯光 C.平行光 D.泛光灯
15.关键帧动画的设置方式有自动关键点和( )。
A.约束动画 B.路径动画 C.位置动画 D.手动设置关键点
16.下列( )不属于动画控制器。
A.浮动控制器 B.点控制器 C.位置控制器 D.坐标控制器
17.下列( )不是动画约束的类型。
A.路线约束 B.注视约束 C.方向约束 D.位置约束
18.云、雨、风、火、烟雾、暴风雪以及爆炸等动画效果通常用3ds Max的( )。
A.粒子系统 B.空间扭曲 C.动力学系统 D.三维渲染
19.3ds Max可以制作出物体与物体之间的物理作用效果的是( )系统。
A.物理学 B.物体作用 C.物力学 D.动力学
20.3ds Max提供了四种环境特效，以下不正确的有( )。
A.爆炸特效 B.喷洒特效 C.燃烧特效 D.雾特效
二、填空题
1.3ds Max基础建模方式有________、复合对象建模和二维图形建模等。
2.3ds Max中默认的四个视图标签是________、________、________和________。
3.3ds Max中，使用选择并旋转按钮时，红色代表________轴，绿色代表________轴，蓝色代表________轴。当对某一轴进行操作时，此轴会变化成________色。
4.圆柱体的________属性值决定了弯曲曲面边的个数，其值越大，侧面越接近圆形。
5.要使物体产生弯曲效果，可以使用________修改器；要使物体产生扭曲效果，可以使用________修改器。
6.3ds Max中，材质的构成有颜色构成、反射高光、自发光和________。而材质________的色彩决定了对象本身的颜色。
7.3ds Max中，灯光的类型有________和________。
8.烘托场景气氛、产生视觉冲击的主要是由________来控制的。
9.如果想要用3ds Max制作雪花飘落的动画效果，可以使用________。
10.3ds Max默认的渲染器是________。
三、简答题
1.简述三维建模的主要方法。
2.请列出几种常用的三维物体修改器及其各自的功能。
3.简述标准灯光中，聚光灯的种类与区别。
4.简述制作关键帧动画的步骤和方法。
5.简述3ds Max动画控制器的种类及其作用。如何为动画对象指定动画控制器?
四、操作题
1.使用3ds Max的标准基本体创建三维模型。
2.使用3ds Max的扩展基本体创建三维模型。
3.使用3ds Max的布尔运算制作三维模型。
4.使用3ds Max的挤出、车削、弯曲等修改器将二维对象转换成三维模型，如碗、酒杯、花瓶等。
5.使用可编辑网格建模方法，制作三维模型，如杯子等。
6.使用多边形建模方法，制作三维模型，如苹果、足球等。
7.为三维模型设置材质和贴图。
8.使用3ds Max制作关键帧动画。
9.创建路径约束动画。创建一个球体，再创建一条曲线作为路径，让球体沿着路径移动。
10.制作一个三维画廊模型，为模型添加材质和贴图，并加上灯光，添加光影效果。
五、思考题
1.如何进行三维建模，并使用3D打印机进行打印?
2.什么是基于图像的三维建模技术?与传统的三维建模方法相比，有什么特点?
3.二维动画和三维动画的概念与区别。
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