一、前言

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

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

　　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 數化軟件，現(xiàn)在被廣泛應用于機械、汽車、航空、家電、數 碼通訊和玩具等設計制造領域。N X是一種全方位的3D設計軟 件，集成了零件設計、產品裝配、曲面造型、模具設計、鈑 金設計、逆向工程、機構運動和仿真等功能，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渲染與后期處理設計基于實物和組件的方法來設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。設計的主要內容包括實體的渲染與后期處理的形象化、渲染圖片的設置、光照設置及藝術圖像、視覺效果、材料與紋理設置和光柵設置。用戶 可以導出圖像文件、可視化圖像和動畫模擬等內容。

　　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，并設置顏色;為手機屏幕添加演示圖片及插入背景;根據背景環(huán)境設置光源， 對真實光照進行模擬;最后生成圖像導出圖片。

　　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部分選擇對應材料，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品設計，如儀表上的數字、產品裝配設計時的必要注明等，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：選擇圖片時應盡量選擇大尺寸圖片，否則無法顯示。)

　　(6)光照設置 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置，也可以在高級光源中添加需要的光源類型，并調節(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”→“高質量圖像”，定義方法為真實照片，在首選項中設定格式為光柵圖片，顯示設定為最接近 的RGB，圖像大小為自定義，分辨率與繪畫質量分別為高與精細。 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、結束語

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