CAD2008 三维渲染与动画.doc

第11章 三维渲染与动画
对于三维实体，简单地建立模型或者通过5种视觉样式进行观察已经不能满足用户的需求。尤其在当前三维软件流行的今天，渲染和材质处理已经成为不可缺的工具。
11．1 漫游与飞行
用户可以模拟在三维图形中漫游和飞行。
穿越漫游模型时，将沿 XY 平面行进。飞越模型时，将不受 XY 平面的约束，所以看起来像“飞”过模型中的区域
演示：穿越漫游图形（CAD帮助3DWALK概念中）
1． 启动
l 菜单：视图→漫游和飞行→相应选项
l 命令：3DWALK或3DFLY
命令执行后，系统提示用户只能在透视状态下才可以进行漫游和飞行
键盘控制：
4个箭头键
W键、S键、A键、D键控制上下右左
F键：漫游模式和飞行模式切换
定位器：处于漫游或飞行导航中时，显示三维模型的俯视图位置

1) 放大 ：放大“定位器”窗口中显示的内容。
2) 缩小 ：缩小“定位器”窗口中显示的内容。
3) 范围缩放 ：缩放到“定位器”窗口中显示内容的范围。
4) 预览 ：显示在模型中的当前位置。可以拖动位置指示器来更改位置。也可以拖动目标指示器来更改视图的方向。
5) 位置指示器颜色：设置显示当前位置的点的颜色。
6) 位置指示器大小 ：设置指示器的大小。可以选择“小”、“中”或“大”。
7) 位置指示器闪烁 ：打开或关闭闪烁效果。
8) 位置Z坐标：设置位置指示器的Z坐标值
9) 目标指示器 ：显示指示器，它显示视图目标。
10) 目标指示器颜色 ：设置目标指示器的颜色。
11) 目标Z坐标：设置目标指示器的Z坐标值
12) 预览透明度 ：设置预览窗口的透明度。可以选择介于 0 和 95 之间的值。
13) 预览视觉样式 ：设置预览的视觉样式。

漫游和飞行面板

输入步长、每秒步数可以控制图形中漫游和飞行的速度
单击红色按钮开始录制，需要结束时，单击暂停按钮，单击回放按钮开始预览动画效果。
2． 漫游和飞行设置

单击动画设置按钮

11．2 运动路径动画
设置运动路径动画时，可以执行的操作包括指定起始点或路径、指定目标点或路径、预览当前相机和路径关系、调整动画设置和录制动画。
创建动画的方式有两种：
1) 控制相机运动路径动画：通过将相机及其目标链接到点或路径控制相机运动，从而控制动画。
2) 指定运动路径设置：通过在“运动路径动画”对话框中指定运动路径动画的动画文件格式。
11．2．1 相机动画
要将相机或目标链接到某条路径，必须在创建运动路径动画之前创建路径对象。路径可以是直线、圆弧、椭圆弧、圆、多段线、三维多段线或样条曲线。
1． 创建相机
l 视图(V)菜单 →创建相机(T)
l 命令: CAMERA
CAMERA
当前相机设置: 高度=0 镜头长度=50 毫米
指定相机位置:
指定目标位置:
输入选项 [?/名称(N)/位置(LO)/高度(H)/目标(T)/镜头(LE)/剪裁(C)/视图(V)/退出(X)] <退出>:
名称：给相机命名
位置：指定相机位置
高度：更改相机高度
目标：指定相机的目标
镜头：更改相机的焦距
剪裁：定义前后剪裁平面并设置它们的值
视图：设置当前视图以匹配相机设置
退出：取消该命令
选择管理视图，见下图

P366 图11-9视图管理器
2． 创建相机动画步骤
1) 创建路径对象：路径可以是直线、圆弧、椭圆弧、圆、多段线、三维多段线或样条曲线
2) 运动路径动画：视图(V) → 运动路径动画(M).或命令ANIPATH
3) 相机：将相机链接至图形中的静态点或运动路径。

相机
点：将相机链接至图形中的静态点
路径：将相机链接至图形中的运动路径
拾取点/选择路径：选择相机所在位置的点或沿相机运动的路径，这取决于选择的是“点”还是“路径”
动画设置
帧率 (FPS) ：动画运行的速度，以每秒帧数为单位计量。指定范围为 1 到 60 的值。默认值为 30。
帧数 ：指定动画中的总帧数。该值与帧率共同确定动画的长度。更改该数值时，将自动重新计算“持续时间”值。
持续时间（秒）：指定动画（片断中）的持续时间。更改该数值时，将自动重新计算“帧数”值。
视觉样式 ：显示可应用于动画文件的视觉样式和渲染预设的列表。
格式：指定动画的文件格式。可以将动画保存为 AVI、MOV、MPG 或 WMV 文件格式以便日后回放。仅当安装 Apple QuickTime Player 后 MOV 格式才可用。仅当安装 Microsoft Windows Media Player 9 或更高版本后，WMV 格式才可用并将作为默认选项。否则，AVI 将作为默认选项。
分辨率 ：以屏幕显示单位定义生成的动画的宽度和高度。默认值为 320 x 240。
角减速：相机转弯时，以较低的速率移动相机。
反转：反转动画的方向。
预览时显示相机预览：显示“动画预览”对话框，从而可以在保存动画之前进行预览。
预览：在“动画预览”对话框中显示动画预览。

11．2．2运动路径动画
目标：将目标链接至点或路径
如果将相机链接至点，则必须将目标链接至路径。如果将相机链接至路径，可以将目标链接至点或路径。

11．3 赋予材质
5种视觉样式同现实生活中看到的真实对象还有差距，因为现实世界中每个对象都有自己的材质，为此CAD提供了专门的材质特性面板设置对象材料。一般来说，要想达到一个理想的效果，必须和场景、光源很好地结合起来。

11．3 。1材质
需要为实体赋予材质，直接选中某个材质并将其拖动到实体上。

图11-17材质面板
1． 材质库
单击材质按钮，系统提供300多种材质，选中某个材质然后拖动到图形实体中，该材质将直接起作用。
使用材质
2． 材质设置面板
材质面板的启动方法
l 单击材质库按钮
l 视图→渲染→材质

1) 图形中可用的材质
默认材质命名为“Global”（全局），样例轮廓为黄色，表明已选择。
l 切换显示模式

切换样例的显示（从一个样例切换为多行样例）。该按钮位于右上角的样例上方。
l 样例几何体：
控制选定样例显示的几何体类型：长方体、圆柱体或球体。在其他样例中选择几何体时，其中的几何体将会改变

l 关闭/打开交错参考底图（需“切换显示模式”才能看出效果）
显示彩色交错参考底图以帮助用户查看材质的不透明度

l 将光源模型从单光源更改为背光源模型。从弹出列表中进行选择后，将更改选定的材质样例

l 创建新材质
显示“创建新材质”对话框。输入名称后，将在当前样例的右侧创建新样例并选择新样例

l 从图形中清除
从图形中删除选定的材质。无法删除全局材质和任何正在使用的材质
l 表明材质正在使用
更新正在使用的图标的显示。图形中当前正在使用的材质在样例的右下角显示图形图标（红方框所示）

l 将材质应用到对象
将当前选定的材质应用到选定的对象和面
l 从选定的对象中删除材质
从选定的对象和面中拆离材质
较为特殊的选项[P372页 1）~6)]

2) 材质编辑器
类型 ：指定材质类型。“真实”和“真实金属”根据物理性质用于材质。“高级”和“高级金属”用于具有更多选项的材质，包括可用于创建特殊效果的特性（例如模拟反射）。

样板：列出可用于选定的材质类型的样板。

颜色：显示“选择颜色”对话框，从中可以指定材质的漫射颜色。
随对象：根据应用材质的对象的颜色设置材质的颜色
反光度：设置材质的反光度。极有光泽的实体面上的亮显区域较小但显示较亮。较暗的面可将光线反射到较多方向，从而可创建区域较大且显示较柔和的亮显。
用真实金属演示

不透明度：设置材质的不透明度。完全不透明的实体对象不允许光穿过其表面。不具有不透明性的对象是透明的。不透明度设为100为不透明。

折射率：设置材质的折射率。控制通过附着部分透明材质的对象时如何折射光。例如，折射率为 1.0 时（空气的折射率），透明对象后面的对象不会失真。折射率为 1.5 时，对象将严重失真，就像通过玻璃球看对象一样。

半透明度：设置材质的半透明度。半透明对象传递光线，但在对象内也会散射部分光线。半透明度值为百分比：为 0.0 时，材质不透明；为 100.0 时，材质完全透明。

自发光：当设置为大于 0 的值时，可以使对象自身显示为发光而不依赖于图形中的光源。选择自发光时，亮度不可用。

亮度：亮度是表面所反射的光线的值。它用于衡量所感知的表面的明暗程度。选择亮度时，自发光不可用。亮度以实际光源单位指定。

双面材质：选择后，将渲染正面法线和反面法线。清除后，将仅渲染正面法线。如果“管理渲染预设”(高级渲染设置)对话框中的“强制双面”设置为“开”，将禁用该设置。

当选择“高级”类型时

l 环境光：显示“选择颜色”对话框，从中可以指定显示在由环境光单独照射的面上的颜色。
l 第一个锁定图标：锁定时，环境光和漫射之间的锁定图标会将材质的环境色设置为漫射颜色。
l 漫射：显示“选择颜色”对话框，从中可以指定材质的漫射颜色。漫射颜色是对象的主色。
l 第二个锁定图标：锁定时，漫射和镜面之间的锁定图标会将材质的镜面颜色设置为漫射颜色。
l 高光：显示“选择颜色”对话框，从中可以指定有光泽材质上亮显的颜色。亮显区域的大小取决于材质的反光度。
l 反射：设置材质的反射率。设置为 100 时，材质完全反射，周围环境将反射在应用了此材质的任何对象的表面。

11．3 。2贴图
贴图为材质的漫射颜色指定图案或纹理.
选择贴图通道后，可以使用任何纹理贴图或程序贴图（木材材质和大理石材质）的一种。例如，要使一面墙看上去是由砖块砌成，可以选择具有砖块图像的纹理贴图。
选择不同材料类型，贴图类型也将不同。
四种贴图类型（高级材质和高级金属）

真实和真实金属三种贴图类型

11．3 。3四种贴图方式
1． 漫射贴图：漫射贴图为材质提供多种颜色的图案，这是最常用的一种贴图。
映射漫射贴图颜色的步骤
1. 在“材质”窗口的“贴图”部分中，选择“漫射贴图”。
2. 选择贴图类型，例如纹理贴图或程序贴图（例如棋盘、大理石、噪波等）。
3. 对于纹理贴图，请选择“图像”。对于程序贴图，请单击程序 贴图特性设置的“单击以获得‘贴图类型’设置”（带有下箭头和圆的按钮）。
4. 要预览样例，请单击“预览贴图频道程序结果”按钮。
2． 反射贴图：