3.1　孔明锁结构组装三维动画设计

孔明锁，相传是三国时期诸葛孔明根据八卦玄学的原理发明的一种玩具，曾广泛流传于民间。它起源于古代汉族建筑中首创的榫卯结构，这种三维的拼插器具内部的凹凸部分（即榫卯结构）啮合，十分巧妙。孔明锁原创为木质结构，外观看是严丝合缝的十字立方体（图3-1）。孔明锁类玩具比较多，形状和内部的构造各不相同，一般都是易拆难装。拼装时需要仔细观察，认真思考，分析其内部结构。孔明锁看上去简单，其实内中奥妙无穷，不得要领，很难完成拼合，本章节将对孔明锁的组装展示动画进行虚拟现实交互设计，设计者可以通过每一个步骤的演示和操作，再运用UI界面操控演示动画，从不同的角度和方位去观察孔明锁的造型和结构，从而迅速地实现其形态的拼合和组装。

3.1.1　孔明锁模型、贴图、灯光与摄像机设计

（1）孔明锁模型设计　孔明锁模型的创建主要通过多边形建模实现，创建一个2×2分段的立方体，然后转换为可编辑多边形，根据物体的造型结构和特征，利用面挤出命令进行表现，在挤出过程中，要按照比例图的尺寸进行表现，这样后期模型动画组装过程才能确保精确，按照这个思路和方法，最终完成模型的制作（图3-2）。

（2）孔明锁材质设计　按键盘上的M键，打开材质编辑器，利用标准材质球，在物体的漫反射通道分别添加一张文件贴图（图3-3），然后将材质赋予场景中的物体，并分别为物体添加UVW贴图坐标修改器，使材质贴图适配场景中的模型坐标，其中6个立方体的贴图坐标为长方体模式，其他3个平面物体的贴图坐标为平面模式，若贴图尺寸过大，可适当修改U向平铺和V向平铺的次数，调节贴图大小与场景适配即可，最终为场景中的物体添加不同的材质贴图，在视图中可以实时观察最终效果（图3-4）。

（3）场景照明与摄像机设计　根据三点照明的设计原则，进行场景的照明设置（图3-5），其中1号位置为主光源（冷光），倍增值为0.7；2号位置为辅光源（暖光），倍增值为0.5；3号位置为背景光，倍增值为0.3。4号位置为目标摄像机的位置，主要用于定位场景构图和观察视角。

3.1.2　孔明锁结构动画组装设计与贴图烘焙渲染

（1）孔明锁三维动画设计　在时间轴面板中，点击时间配置按钮（图3-6），设置动画的长度为325帧，帧速率为PAL模式（图3-7）。运用动画关键帧制作技术，为物体创建动画，具体动画时间分配如下：0～50帧，Box004组装动画设置；50～100帧，Box008组装动画设置；100～175帧，Box002组装动画设置；175～225帧，Box005组装动画设置；225～275帧，Box003组装动画设置；275～325帧，Box001组装动画设置。具体的组装动画设置细节，可根据自己的需要和创意进行表现设计，只要能把结构的组装过程展示完整即符合要求，中间不要有结构穿插和对位不准的情况发生，按照正确的组装顺序进行动画设计，具体组装过程可参考相关书籍的步骤或网络视频的介绍，以方便设计和制作的顺利完成。

（2）刚体动画命名　完成动画设计后，为了能够让后期VRP软件识别物体动画模型，需要为模型创建刚体动画集合，按照动画展示的先后顺序，为每个物体创建一个vrp_rigid的刚体动画集合组（图3-8），这样在导出到后期软件中时，3ds Max设置的动画效果即可被VRP识别。

（3）渲染烘焙场景设置　点击渲染菜单下的渲染到纹理按钮，或者按键盘上的数字0键，都可以打开该对话框。在常规设置中，选择烘焙贴图渲染保存的路径，然后全选场景中的物体，在选定对象设置卷展栏中，设置填充数量为6（图3-9），添加Complete Map的贴图方式，目标贴图位置为漫反射颜色，贴图大小为512×512。在烘焙材质卷展栏中，设置新建烘焙对象为标准：（B）Blinn材质类型，在自动贴图卷展栏设置阈值角度为60，间距为0.01（图3-10），参数设置完成以后，单击“渲染”按钮进行贴图的烘焙渲染。

（4）导出面板设置　渲染完成后，在实用程序面板，点击“配置按钮集”，打开配置按钮集面板，将左边的［*VRPlatform*］模块用鼠标左键拖拽到右侧的实用程序面板（图3-11），然后在实用程序面板，点击［*VRPlatform*］按钮，即可弹出VRP导出面板（图3-12），单击“导出”按钮，弹出“导出”对话框（图3-13），其中含刚体动画模型为6个，这说明在动画设置中的刚体动画集合命名可以被识别，点击调入VRP编辑器按钮，即可调入到VRP软件中进行后期的UI设计和交互设计。