刚体集合的应用.doc

北京市应用高级技工学校教案北京市应用高级技工学校2011 ～2012 学年 第 二 学期教 案课程名称： 3ds max 高级操作员 授课班级： 08计艺 规定学时： 2 应有教案： 1 实有教案： 1 教师姓名： 1004 课 程3ds max 高级操作员授课教师1004课题章节第七单元 reactor动力学系统7-2 刚体集合的应用审 批授课班级08计艺授课日期第6周课时2教 学目 标1、掌握刚体基础知识（物理属性、模拟几何体、显示属性）2、会创建与编辑复合刚体3、能使用刚体集合并进行模拟计算4、能正确设置刚体集合的各项属性5、能使用刚体集合制作动画重 点能正确设置刚体集合的各项参数并进行模拟计算难 点凸面和凹面对象的区分教 法讲授法、演示法作 业7-6、7-7教 具多媒体计算机作业拟用时40分钟教学过程设计课 后 小 结问题导入——启发思考——讲练结合——构建知识导 入——10分钟讲授新课——30分钟课堂练习——35分钟提问环节——穿插进行全课小结——10分钟布置作业—— 5分钟通过本课的学习大部分学生能够理解刚体集合的特性，并利用其特性进行参数的设置及动画模拟。

部分学生能够举一反三进行趣味性动画设计（如小球滚滑梯等）少数学生仍然不能正确区分凹面和凸面对象反思：排球、高尔夫球、羽毛球）通过有趣的实例教学学生学习积极性较高，课堂效果较好教 学 过 程（1）预习思考与课堂提问（穿插进行）1.什么是刚体？答：刚体是 reactor 模拟的基本构建块可以使用 reactor 中的刚体，模拟外形不会改变的任何真实对象（从钢笔到滚下山坡的巨石）2.Reactor反应堆动力学中的刚体的物理属性包括什么？答：（1）质量 ：刚体的质量控制该对象与其他对象的交互方式当将其质量设置为 0.0（默认值）时，对象将在模拟过程中保持空间上的固定，尽管其他对象可以与它碰撞 “Mass”的有效值应大于或等于 0.02）摩擦 ：对象表面的摩擦系数这会影响刚体相对于与其接触表面的移动平滑程度两个对象的摩擦值组合作用，产生交互作用的系数为获得真实的结果，可使用 0.0 和 1.0 之间的值不过，不大于 5.0 的数值都是可以接受的3）Elasticity ：该值控制碰撞对刚体速度的作用，也就是说，对象的“弹性”如何可使用 0.0 和 1.0 之间的值3.简要说明动力学模拟的流程？4.凸面和凹面对象是如何划分的，你能举出几种凸面和凹面对象吗？答：如果给定对象内部的任意两个点，可以始终在不离开该对象的情况下，以直线从一个点走到另一个点，那么这个刚体基本体就被定义为凸出形状。

凸面对象包括球体、圆柱体和长方体例如，球体是凸面的，但高尔夫球却是凹面的，因为其表面有凹度（陷窝）存在根据定义，非封闭的网格（平面、中空半球）也总是凹面的5.如何创建复合刚体以及编辑其属性？ 创建复合刚体：（1）排列要用于组成复合刚体的对象 （2）选择所有对象 （3）从“组”菜单上，选择“成组” 选择的对象现在成为新的组父对象的子对象可以将此父对象添加到刚体集合中选择复合刚体后，选择“Group”>“Open” 若要编辑复合刚体的属性，请选择父对象（虚拟对象）并转至“Utility”的“Properties”卷展栏或打开“Rigid Body Properties”对话框当组父对象的“Mass”或“Simulation Geometry”值为基本体属性时，不能对其进行编辑 教 学 过 程（2）教学环节教学内容教学设计及意图时间分配导入欣赏Reactor反应堆动力学系统制作的打保龄球动画大家都玩过保龄球吗？最好成绩是多少呢？在外面玩保龄球花费较高，同学们想过自己制作一个打保龄球的游戏吗？本节课的内容就是来制作这样的一款游戏，大家一起来比赛吧询问学生的已获得相关知识的情况，稳定学生的情绪，引导学生迅速集中精力到本节课的学习上来。

5分钟展开新课一、刚体的基础知识1.什么是刚体刚体是 reactor 模拟的基本构建块可以使用 reactor 中的刚体，模拟外形不会改变的任何真实对象reactor 需要指定各个实体在模拟中所拥有的物理属性，例如质量、摩擦力，以及该实体是否可与其他刚体碰撞可以为刚体指定代理几何体，它可以使 reactor 将刚体视为一个更容易模拟的外形，以便进行模拟2.刚体的属性（重点，结合演示） （1）质量刚体的质量控制该对象与其他对象的交互方式当将其质量设置为 0.0（默认值）时，对象将在模拟过程中保持空间上的固定，尽管其他对象可以与它碰撞2）摩擦对象表面的摩擦系数这会影响刚体相对于与其接触表面的移动平滑程度两个对象的摩擦值组合作用，产生交互作用的系数3）Elasticity 该值控制碰撞对刚体速度的作用，也就是说，对象的“弹性”如何3.刚体集合的创建只有在把对象添加到 刚体集合中后，才会将其作为刚体进行模拟；可以在执行该操作之前或之后可以编辑它的刚体属性4. 凸面和凹面对象（难点宜慢）如果给定对象内部的任意两个点，可以始终在不离开该对象的情况下，以直线从一个点走到另一个点，那么这个刚体基本体就被定义为凸出形状。

凸面对象包括球体、圆柱体和长方体例如，球体是凸面的，但高尔夫球却是凹面的，因为其表面有凹度（陷窝）存在根据定义，非封闭的网格（平面、中空半球）也总是凹面的二、复合刚体的创建与编辑可以使用场景中的任何几何体来制作刚体刚体可以是单个对象，也可以是构成几个组合在一起的对象，称为复合刚体一把斧子由三部分组成（多边形+圆柱体+球体）创建复合刚体：（1）排列要用于组成复合刚体的对象 （2）选择所有对象 （3）从“组”菜单上，选择“成组” 选择的对象现在成为新的组父对象的子对象可以将此父对象添加到刚体集合中选择复合刚体后，选择“Group”>“Open” 若要编辑复合刚体的属性，请选择父对象（虚拟对象）并转至“Utility”的“Properties”卷展栏或打开“Rigid Body Properties”对话框当组父对象的“Mass”或“Simulation Geometry”值为基本体属性时，不能对其进行编辑三、实例讲解制作打保龄球动画1、建立场景：建立保龄球与跑道2、设置动画：设置刚体动画效果3、环境效果：调整环境、光线、曝光等4、渲染合成：添加材质效果举例说明（从钢笔到滚下山坡的巨石）演示说明“Mass”的有效值应大于或等于 0.0。

引用不同数值进行测试（为获得真实的结果，可使用0.0和1.0 之间的值不大于5.0的数值都可以接受的）可使用0.0到1.0之间的值引用实例使学生直观理解有利区分（讲练结合引导学生独立完成）制作时需要先给球设置加速度10分钟15分钟10分钟15分钟35分钟总结拓展本课讲解了Reactor动力学刚体的基础知识，包括什么是刚体，刚体的属性（质量、弹力、摩擦力等）并通过打保龄球的动画实例掌握如何正确设置刚体集合的各项属性通过本课的学习使学生掌握刚体集合的参数功能和动画模拟控制方法作业：制作小球滚下滑梯落到筐里的动画注意区分凸面和凹面对象板书设计见ppt课件5。