学习游戏设计需要先了解三维空间。

除了学习素描、色彩、解剖、人类历史、建筑等一些基础理论,在游戏设计中认识三维世界是必不可少的,尤其是在当代游戏制作中,三维技术的应用已经成为游戏制作的主流。因此,在学习三维艺术设计之前,我们必须学习和理解三维世界的基本概念,这将在未来的三维软件研究中发挥非常重要的作用。

三维空间是对我们所处空间的客观模拟。所谓三个维度,根据质量理论,只是相互垂直、人为定义的三个方向,可以简单理解为前后、上下、左右。我们在三维坐标系中解释这个概念,这样就可以确定整个世界上任何一点的位置。如果把时间看作是客观物质,那么在三维空间中加入时间就是四维空间。

其实,三维世界或者三维空间,这几年已经不是一个新概念了。早在公元前300年,古希腊数学家欧几里得就建立了空间中角度与距离关系的定律,也就是现在所说的“欧几里得几何”。欧几里德首先发展了“平面几何”来处理平面上的二维物体,然后他分析了三维物体的“立体几何”。所有的欧几里得公理都被安排到被称为二维或三维欧几里得空间的抽象数学空间中。因此,三维空间的概念在两千多年前就被发现了。现在,我们可以通过计算机技术更客观、更生动地展示三维空间,从而形成现在的三维图像技术。

理解3D空间的目的是为以后3D软件的操作和应用打下基础,在3D软件中学习3D空间要从理解3D坐标系开始。让我们以3ds Max中的3D视图为例,学习和理解不同3D空间坐标系的概念。在3ds Max软件视图中,当我们选择一个模型对象时,我们可以在视图空间中看到由红色、绿色和蓝色组成的坐标系图标。在软件上方的工具栏中找到坐标系的下拉列表窗口。下拉列表框包括视图、屏幕、世界、父对象、本地、通用、网格、工作和拾取。我们将在下面解释一些常用的坐标系。

1.查看坐标系

视图坐标系是3ds Max软件的默认坐标系,是“世界”和“屏幕”坐标系的混合。使用视图坐标系时,所有正交视图(俯视图、前视图和左视图)都使用屏幕坐标系显示,而透视图使用世界坐标系显示。在视图坐标系中,所有选定的正交视图中的X、Y和Z轴都是相同的:X轴始终面向右侧,Y轴始终面向上,Z轴始终垂直于屏幕指向用户。

2.屏幕坐标系

屏幕坐标系使用活动视图作为坐标系。具体来说,X轴是水平的,正方向是向右的;y轴垂直,正方向向下;z轴是深度方向,正方向指向用户。因为屏幕坐标系模式依赖于其他活动视图,所以非活动视图中三脚架上的X、Y和Z标签显示当前活动视图的方向。当三脚架所在的视图被激活时,三脚架上的标签会发生变化,屏幕坐标系模式下的坐标系始终相对于观察点。

3.世界坐标系

从正视图看世界坐标系,X轴向右,Z轴朝上,Y轴指向远离用户的方向。在俯视图中,X轴面向右,Z轴面向用户,Y轴面向上。3ds Max软件中的世界坐标系始终是固定的。

4.局部坐标系

局部坐标系是以选定对象的轴坐标为标准的坐标系显示模式。使用“层次”命令面板上的选项,可以调整局部坐标系相对于对象的位置和方向。如果局部坐标系处于活动状态,“使用变换中心”按钮处于非活动状态,并且所有变换都使用局部轴作为变换中心。在几个对象的选择集中,每个对象使用自己的中心进行变换,局部坐标系为每个对象使用单独的坐标系。

5.网格坐标系

网格坐标系具有普通对象的属性,类似于视图窗口中的网格。执行“创建/辅助对象/网格”命令后,用户可以设置其长度、宽度和间距,并像其他对象一样在视图窗口中创建网格对象。选择网格后,右键单击并在弹出菜单中选择激活网格。当用户选择网格坐标系时,创建的对象将使用与网格对象相同的坐标系。也就是说,网格对象的空间位置决定了当前创建的对象的坐标系。

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