基于3DS MAX动画创作技术的拖拉机外形艺术设计

王红静

(贺州学院，广西 贺州 542899)

0 引言

近年来，国家扩大内需、加大农业投入和西部大开发等经济战略的实施，推动了大型拖拉机的市场需求。随着大型拖拉机产业化竞争的升级，更多的拖拉机生产企业期望设计的产品更符合消费者的需求，从而使自己在竞争中占据一定的优势。在拖拉机设计过程中，除了要考虑经济实用性之外，还需要考虑外形设计的美观性。拖拉机作业环境较为复杂，在恶劣的操作环境下驾驶员容易产生疲劳感和紧张感，拖拉机外形设计的美观性可以在一定程度上减轻拖拉机驾驶员的操作精神负担。随着现代工业设计技术的不断进步，一款符合消费者需求的拖拉机产品外形应该更具运动性和现代气息，才能满足使用者的人性化和个性化需求。

1 大型拖拉机人性化美学设计和3DS MAX软件概述

当前，随着人们生活水平的不断提高，对于产品的追求不再局限在经济适用性上，而是越来越多地追求具有审美价值、动感美观的外形，具有美感的外观造型、宜人的色彩装饰和舒适的表面质感的人性化产品越来越受到青睐。因此，现代拖拉机外形设计必须考虑人性化美学，将审美需求和产品的外观设计及实用性相结合，将艺术和技术和谐统一起来，从而设计出既经济实用又符合人性化美学需求的产品。

大型拖拉机的作业环境相对复杂，受到噪声和振动等条件的干扰，加上严寒酷暑及风霜雨雪等环境因素，拖拉机驾驶员容易产生紧张和疲劳感。以前的拖拉机都被设计得粗糙笨重，很少考虑它的美学设计。根据人性化设计理念，如果拖拉机的设计考虑外形和布局，使线条匀称、颜色具有动感性，可以使驾驶员在视觉和心理上获得较多的舒适感，减轻因操作的枯燥性和作业的疲劳性造成的精神负担，减少事故的发生，从而满足拖拉机消费者的需求。

1990年，Autodesk软件开发公司推出了第一个动画设计软3D Studio，又被称为3DS MAX，该软件除了可以对三维模型和环境进行渲染外，还具有艺术设计方面的材质和色彩设计，并具有人机交互的功能，从推出到现在一直受到全球客户的欢迎，被应用在很多领域。在建筑方面，利用3DS MAX除了可以实现室内室外装饰效果的渲染，还可以实现建筑内的漫游效果。本文主要利用3DS MAX动画创建的材质及色彩渲染效果，对拖拉机的外形进行艺术设计，其主要流程如图1所示。在进行拖拉机外形设计时，首先需要根据拖拉机作业场景和拖拉机模型特点提取场景和模型特征，然后进行三维元素的建模，最后通过材质和色彩的渲染，导出拖拉机外形艺术设计作品文件。

图1 拖拉机外形艺术设计流程图

2 基于3DS MAX的产品形体与布局

人们对于新产品的心理感知主要体现在产品的外形和布局上。外形和布局直接体现了产品的人性化设计，也直接影响了产品的审美价值的创造。大型拖拉机新产品是一种三维的实体模型，其外形和颜色的搭配对车辆的动感和美观程度影响较大，在设计时需要综合考虑其点线面实体构型，然后制定出合理的产品加工工艺。

在设计拖拉机外形时，除了首先要考虑车体的实用性之外，最主要的就是要体现拖拉机的审美特点，其外形布局和审美要素的设计要统一在一起，在创新设计的变化时要突出变化的新颖性，这样才更能吸引人们的注意力。当然，在设计时也要顾及产品设计的统一性，避免无规律的变化造成产品审美的凌乱性。在大型拖拉机设计时，不仅仅要考虑产品的本质外形和刚性的平面所体现出来的坚实有力，还要体现出动感活力、坚定顽强的视觉传达效果，突出拖拉机的速度感、现代感和运动感。

在拖拉机外形和布局上，审美学设计首先要考虑拖拉机外形的均衡性，只有均衡性较强才能让使用者感觉拖拉机的坚实和稳重特性。如果均衡性较差，使用者在使用时会产生一种不踏实的紧张感。在设计时一定要保持中轴线的对称性，但过于对称会使拖拉机的设计过于呆板，因此色彩的的搭配便显得格外重要。设计时如果能够将艺术设计体现在拖拉机外形上，会给拖拉机增加不少运动个性和现代气息。

计算机3D设计在现代产品外型设计中非常流行，相对于平面设计更加逼近于现实世界，模型让人眼看起来像真实的一样。3D效果是根据人眼的特殊性出现的，在近处时人眼感觉东西较大，在远处时人眼感觉东西较小；而在计算机上可以通过调整色彩灰度，使人眼有一种立体感。3DS MAX也是利用了这一原理，从而可以实现点线面的三维外形建模，还可以实现颜色的装饰和搭配。

3D MAX的插件非常丰富，因此其设计功能也非常的强大，从建模到渲染，从材质到贴图，并且还增加了滤镜和特殊用途等，如表1所示。

表1 3D MAX软件功能

3DS MAX是当前世界上销售量最大的三维建模软件，其强大的动画和渲染功能被应用在各个领域，并且获得了众多的业界奖项。现在，3DS MAX既继承了之前的功能，又集成了很多新平台，如Subdivision的表面和多边形几何模型Render Elements的渲染能力。本文主要运用3DS MAX的色彩渲染功能对拖拉机的前盖进行色彩艺术设计，其流程如图2所示。

图2 基于3D MAX的拖拉机前盖色彩艺术设计

在设计时，首先导入拖拉机前盖的模型；然后根据设计需求可以对模型进行修改，完成模型设计后可以选择合理的材质，并通过材质进行配色方案选择，最终达到要求的设计效果。

3DS MAX模型尺寸基本参数设置如图3所示。在使用3D MAX创建模型时，需要对模型尺寸参数进行合理的设计，以得到和真实产品相似的效果，根据各人不同的习惯，可以将模型尺寸参数设计为毫米、厘米或英寸等。

图3 3DS MAX模型尺寸基本参数设置

3 基于3DS MAX动画创作的拖拉机外形艺术设计

在3DS MAX中设置模型尺寸基本参数后，便可以开始拖拉机外形艺术设计的创建工作。首先设置拖拉机的基本材质，材质可以在软件的VR材质包裹器中进行选择，如图4所示。

将拖拉机的外壳模型导入后，可以设置为基础材质(如Vouvray材质)；然后，将过渡色贴图、反射贴图和凹凸贴图设置成一张位图。本文使用的拖拉外壳模型如图5所示。 图5中，按照前边材质选择步骤，选择材质后便可以进行颜色设计。

颜色设计是艺术设计的重点，本文采用漫射效果进行颜色设计，其设置窗口如图6所示。图6中，可以在颜色设置窗口中指定漫射效果。该设置和一般颜色的设置方法类似，在漫射过程中指定一个可以衰减的材质，然后在凹凸通道上指定一个布料的纹理贴图，最后得到了如图7所示的设计效果。

图4 基本材质选择

图5 拖拉机前盖外壳模型

图6 颜色设置窗口Fig.6 The color settings window

图7 拖拉机前盖外形设计图

为了使拖拉机体现更加动感的外形，采用了漫射效果，使中间颜色比外侧颜色更深一些、更光亮一些。由图7可以看出：利用3DS MAX软件设计的拖拉机三维效果图的确具有较强的动感效果。

4 结论

为了提高拖拉机外形设计的设计效果，提升拖拉机的市场竞争力，设计出满足使用者审美需求的产品，将3DS MAX软件引入到了拖拉机的外形艺术设计过程中，大大提高了拖拉机外形的设计速度和效果。为了验证方案的可靠性，采用3DS MAX软件导入了拖拉机的前盖模型，选择了三维模型的材质，并对色彩进行了渲染。设计结果表明：采用3DS MAX动画创作软件可以设计出色彩丰富的拖来机前盖漫射效果，增加了拖拉机的运动性色彩，对于拖拉机外形艺术设计的研究具有重要的意义。