3dmax在园林景观中动画漫游关键技术研究

2014-08-15王林

城市地理 2014年22期

王林

(河北农业大学，河北保定 071001)

前言:

园林景观中动画漫游的实现是通过虚拟数码技术并结合渲染输出优化设置来实现的，对园林景观、商业场景或楼盘外景等未来建成的生活场景进行提前演绎展示，让人们轻松而清晰地了解未来家园的品质生活［1］。

3dmax动画漫游可以将园林设计师的思想完美地演绎出来，让人们更直观的感受设计的魅力。3dmax在园林景观中动画漫游的应用首先需要使用三维图像技术对设计地域的地理环境，如地形、地貌及植被进行真实模拟，以达到提前预知的设计效果。园林景观动画漫游主要表现的内容是设计师的区域功能划分与种植设计，动画中会设计到多种表现元素，包括花草树木、雕塑、地面铺装、人物、交通工具、天空以及水面等，其中大量的树木种植，无疑会对电脑有效运行产生极大的负面影响，甚至电脑会死机。因此本文就3dmax在园林景观中漫游动画关键技术的问题做了些必要地研究。

1.园林景观动画漫游中树木种植的表现方法

在园林景观设计中不管是静态效果图还是动画漫游，树木都是不可缺少的构成元素，而3dmax自身集成的树木模块其优点是树木细节丰富，摄像机可以任意角度切入而不受限制，适合近景植物表现，缺点是生成的树木面数与段数过多给电脑计算与渲染增加了大量的负荷，从而严重影响电脑运行效率，并不适合大面积使用。园林景观漫游动画中树木有远景、中景、近景之分。近景的树木可以适当刻画予以具体表现而中景与远景就需要适当虚化处理。当然还需要考虑架设摄像机运动的具体路径与拍摄角度。这就需要寻找一种省时省力的创建方法来完成树木和其它花草植物的移植与动画表现。

1.1 树木表现的贴图方法。用贴图的方式表现场景中的树木较为方便与快捷，同时也是园林动画场景常见的一种表现方式。其优点是使用物体面数最少，适合大体量的鸟瞰景观植物表现。缺点是摄像机不能以过近的距离拍摄或垂直角度拍摄植物，否则会发现面片造型失真。使用贴图完树木制作的方法是先创建Plane面片作为承载贴图的片基，将JPG格式树木的彩色和黑白图片分别贴入Diffuse漫反射贴图通道与Opacity透明度贴图通道，将材质赋予被选Plane面片造型，此时会发现Plane面片树木轮廓以外的区域被透明化，变得不可见。然后再旋转复制该Plane造型使之与之前的Plane面片对象十字交叉，渲染视窗会发现树木已经生成了。

1.2 Speedtree插件完成植物制作的方法。SpeedTree是一款3dsMax植被插件，支持大片的树木的快速创建和渲染，用户可以直接在特定地形上生成整个森林，无需将树一棵一棵地移植到所存在位置。其软件包不仅自带树木库，而且还有一个独立的树木植物制作软件Speed－TreeCAD，可以在3dMax之外制作完成树木，是目前最好的造树插件［2］。

SpeedTree还拥有很多特效以及优化技术，用户可以根据园林设计区域输入环境中的风速和风向等自然条件，树木便可以实时生成较为逼真的摆动效果。SpeedTree引擎还能优化程序代码，在运行期间自动调整CPU与GPU之间的工作量分配，让系统资源发挥出最大的效率。Speedtree生成的植物种类较多，支持风力，适合近景、中景植物表现，不便于鸟瞰或远景的大面积表现使用。

1.3 Forest园林景观设计中实用的森林插件。Forest是一款3dMax的外挂插件，可用于快速创建园林景观中大量树木和植物，Forest创建大量植株的同时所占用电脑资源较少。Forest更为适合较大面积的鸟瞰或远景树木的创建，而且完成迅速，帧外面的树不会浪费场景的资源。Forest能快速完成不规则地形的树木创建，且随机分布，树木相关数据容易设置与调整。缺点是植物由贴图模拟完成，造型细节笼统并不适合近景植物的完整表现，同时也不宜使用摄像机过高或垂直俯拍。树木位置根据分布贴图自动生成，无法进行单棵植物自由移动摆放，有时与Max版本兼容性不好，容易渲染跳出［3］。

2.园林水景的动画解决方案

水景是园林造景的重要部分，而园林水体是以多种形式存在的，一般有自然或人工形成的湖、瀑布、喷泉、跌水等形式，真实模拟水体是园林景观动画中的重要表现环节。

2.1 particlesystem粒子系统。particlesystem粒子系统是3dsmax自带的能模拟各种自然现象、物理现象的一种实用的创建工具，可以通过 particlesystem制作雨、雪、雾、烟花及爆炸等动画效果，视觉感受极佳。这些效果的展现需要依靠粒子系统 (ParticleSystems)和导向板 (Deflector)共同作用完成，具体方法是:运用绑定工具 (bindtospacewarp)将粒子绑定到导向板 (Deflector)，这样粒子喷射会遇到阻力而折返，不会无休止的向上喷射。瀑布表现方法与之类似，将导向板(Deflector)放在瀑布下方即可。

2.2 修改器Noise(噪波)。使用修改器中的Noise来实现，在视窗中创建plane，尽量细分其段数，以便生成更为细腻的水面效果，然后在增加Noise(噪波)命令并设置相关参数，如图2所示。这样可以节约电脑内存的消耗和提高其运行速度，但效果往往不尽人意。