一、前言

　　現(xiàn)在藝術(shù)類設(shè)計軟件發(fā)展得比較成熟，可以較高表達出設(shè)計產(chǎn)品的外形特征，顯示設(shè)計者的設(shè)計概念，但不能像工程設(shè)計類軟件那樣準確表達產(chǎn)品的物理特征。雖然目前有一些藝術(shù) 類設(shè)計軟件與工程數(shù)據(jù)模型間可以相互轉(zhuǎn)換，但由于兩者普遍 采用的數(shù)據(jù)算法不同，很難直接交流，不利于提高產(chǎn)品的開發(fā)效率。

　　隨著一些設(shè)計軟件發(fā)展的成熟，很多工程設(shè)計類軟件加入 了對產(chǎn)品外形的表達，如表面的粗糙度、表面反射和紋路，都 可以進行細致地表達，滿足設(shè)計者表達自己的設(shè)計意圖。

　　N X是西門子公司推出的集C A D/C A M/C A E于一體的三維參 數(shù)化軟件，現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于機械、汽車、航空、家電、數(shù) 碼通訊和玩具等設(shè)計制造領(lǐng)域。N X是一種全方位的3D設(shè)計軟 件，集成了零件設(shè)計、產(chǎn)品裝配、曲面造型、模具設(shè)計、鈑 金設(shè)計、逆向工程、機構(gòu)運動和仿真等功能，N X4.0中的渲染 模塊就包含了此類功能供設(shè)計者使用。

　　二、NX渲染與后期處理簡介

　　在N X中可以使用專門的渲染模塊功能對三維模型進行渲染與后期處理。N X渲染模塊基于物理原理對真實環(huán)境的光照進行 模擬，通過考慮光線對眼睛的刺激來計算光能強弱;模塊中的 光源可以通過光源的實際性質(zhì)來定義，極大擴展了用戶的選擇范圍。

　　N X渲染與后期處理設(shè)計基于實物和組件的方法來設(shè)計合理的外形與顯示效果，能夠使模型快速概念化，生成光照與顏色效果，生成逼真的渲染圖片和創(chuàng)建動畫等。設(shè)計的主要內(nèi)容包括實體的渲染與后期處理的形象化、渲染圖片的設(shè)置、光照設(shè)置及藝術(shù)圖像、視覺效果、材料與紋理設(shè)置和光柵設(shè)置。用戶 可以導(dǎo)出圖像文件、可視化圖像和動畫模擬等內(nèi)容。

　　三、渲染實例分析

　　1.渲染整體思路

　　首先為手機外殼添加對應(yīng)材料，并對特殊要求的材料進行 處理;再對手機鍵盤及表面添加必要的字體，并設(shè)置顏色;為手機屏幕添加演示圖片及插入背景;根據(jù)背景環(huán)境設(shè)置光源， 對真實光照進行模擬;最后生成圖像導(dǎo)出圖片。

　　2.處理的具體步驟

　　(1)添加材料 圖1所示為渲染前的手機三維模型，先在材料庫中為對應(yīng)部分選擇對應(yīng)材料，其中NX4.0中本身已包含有材料庫可以方便選取，且材料自身包含對應(yīng)的外觀屬性(如表面顏色、環(huán)境和反射率等，一些特殊材料也可以根據(jù)需要自己創(chuàng)建)。

　　(2)添加字體 為手機鍵盤添加字體，在“插入”→“曲線”→“文本”中，文字可以選擇不同格式，加粗、傾斜等，對N X添加新字體 后可以選擇所需要的字體。選擇放置面后可以改變字體大小和 位置。再對字體經(jīng)過拉伸后，可在“編輯”→“對象顯示”中修改創(chuàng)建字體的顏色。這一功能可以滿足一些產(chǎn)品設(shè)計，如儀表上的數(shù)字、產(chǎn)品裝配設(shè)計時的必要注明等，如圖2所示。

　　(3)材料編輯 若改變一些材料的表面屬性，將手機兩邊的凸臺選中，在凹凸中選擇纏繞凹凸點，來表達為防滑特性。如圖3所示中手機 攝像頭前的透明塑料蓋，選擇為plastics材料。在材料屬性編輯 器中可將其透明度改為68%，類型改為透明塑料。對于一些透明 的玻璃材料也可以同樣操作，在渲染后保存的高質(zhì)量圖片可以表現(xiàn)出來。

　　(4)添加紋理 可以為材料添加花紋或必要的圖像。如圖4所示，面對手機屏幕時為了使模型更生動，對屏幕表面插入圖片。在材料編 輯器圖樣中選擇纏繞圖樣，其中包括N X中自帶的紋路，也可以 自己添加圖像。選擇的圖像目前支持J P E G、T I F F和P N G這幾類 主流的圖片文件格式。添加后可在紋理空間選項中調(diào)節(jié)紋理間距、位置和比例等。在圖像模式中可對插入圖像選擇單個、平 鋪等。同樣的方法也可以加入企業(yè)標志或產(chǎn)品部件上需要表示 的符號。

　　(5)添加背景

　　最后還可以為模型加入背景，在“視圖”→“可視 化”→“視覺效果”中選擇“背景”，在類型中可以選擇單色漸變，也可以用戶自定義加入圖片。(注：選擇圖片時應(yīng)盡量選擇大尺寸圖片，否則無法顯示。)

　　(6)光照設(shè)置 添加背景后，通過可視化中的普通光源選項對默認方向的光源進行設(shè)置，也可以在高級光源中添加需要的光源類型，并調(diào)節(jié)光源位置、光的顏色、光源強度和散射的范圍等以真實模 擬出背景環(huán)境，使模型顯得更加逼真。在插入背景后為突出手 機的視覺效果，選擇高級光源中的標準Z 錐形光，并將創(chuàng)建的光 源拖到背景相應(yīng)的位置以模擬閃光效果，如圖5所示。

　　(7)輸出圖像 選擇“視圖”→“可視化”→“高質(zhì)量圖像”，定義方法為真實照片，在首選項中設(shè)定格式為光柵圖片，顯示設(shè)定為最接近 的RGB，圖像大小為自定義，分辨率與繪畫質(zhì)量分別為高與精細。 開始著色后就可以用默認的TIFF格式保存文件，如圖6所示。

　　四、結(jié)束語

　　本文用實例展示了應(yīng)用N X渲染模塊對產(chǎn)品進行外觀設(shè)計的效果，使企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)中造型設(shè)計與功能設(shè)計結(jié)合得更緊 密，也為設(shè)計者節(jié)省更多的時間。