毕业设计（论文）-《丽苑花园》三维建筑漫游.doc

黄河科技学院毕业设计说明书 第 17 页 1 绪论1.1选题背景与现状建筑动画的现状就是将“虚拟现实”技术应用在城市规划、建筑设计等领域。近几年，城市漫游动画在国内外已经得到了越来越多的应用，其前所未有的人机交互性、真实建筑空间感、大面积三维地形仿真等特性，都是传统方式所无法比拟的。在城市漫游动画应用中，人们能够在一个虚拟的三维环境中，用动态交互的方式对未来的建筑或城区进行身临其境的全方位的审视：可以从任意角度、距离和精细程度观察场景；可以选择并自由切换多种运动模式，如：行走、驾驶、飞翔等，并可以自由控制浏览的路线。1.2课题的目的和意义此次设计主要针对月饼产品进行包装设计，使用了photoshop软件进行制作设计，通过此次设计主要是更深入的了解photoshop软件的强大功能和操作技巧，并且能够掌握制作过程中遇到的问题的解决方法。诚然，此次设计的包装，重要的是把我们所学到的东西运用到具体的实践之中，因此，这次设计的目的也是要我们更好的掌握和应用好photoshop这款软件，以便提高对photoshop知识的更深层了解。第二点也是最要的一点，是把我们在书本上学到的知识充分运用到此次设计之中，使我们的在书上学到的东西不仅仅停留在表面上，把这些东西都用在所要包装上面，以达到老师要求的效果和学以致用本作品的形成，具体运用多达20个镜头来全面介绍丽苑花园小区的建筑规划及园林设计，能够给观赏者带来强烈、逼真的感官冲击，获得身临其境的体验，以虚拟的画面呈现真实的效果。2课题创作来源及构思2.1 课题创作来源本建筑动画短片的制作源于生活机遇，很荣幸在大三时期有幸接触到关于“建筑漫游”技术的知识，加上自己学校也没有一个接近标准的建筑动画宣传。决定，与自己搭档一起来实现这项工程。这个动画短片不断检验了我自己在大学四年中所得到的一些知识，还体会到了经过自己查阅资料以及老师同学们的帮助，最终克服很多困难时的欣慰心情。 设计的题目为丽苑花园三维建筑漫游，整个短片的创作思路比较明确，目的鲜明，充分利用“建筑漫游”的特点，结合所学技术知识完成整部短片。画面调整和镜头的走位，虽然参考了很多的优秀作品，但也有我们自己的设计理念和创新。2.2 课题创作构思以第一视角，从外太空俯冲至科大上空盘旋，然后依次观摩丽苑花园局部景点，包括远中近景点的不同摄像机角度欣赏，生长镜头制作，特别镜头的利用等；随着音乐的转变从校园视点转入艺术设计学院内部，广中有细的介绍自己学院的教学、区位，硬件设备及师生实践。3课题创作过程3.1课题创作前期阶段3.1.1资料素材收集由于建筑短片是真实课题，画面中建筑场景都属于生活中存在的实体，所以前期的素材收集非常重要，根据已有的cad图，并以实拍图片为标准，实拍的图片还可以为制作的模型做贴图。经过3dmax软件建模（如图3.1.1），在赋予其材质并渲染（如图3.1.2），基本就成型了！ 图3.1.1 图3.1.2 3.1.2场景制作在场景的制作理念上很简单，怎么真实怎么来。通过一张高清谷歌地图（如图3.2.1）来制定整个大地形。图3.2.1 三维效果如图3.2.2所示图3.2.23.1.3大纲分镜头脚本又称摄制工作台本，也是将文字转换成立体视听形象的中间媒介。主要任务是根据解说词和电视文学脚本来设计相应画面，配置音乐音响，把握片子的节奏和风格等。而我们建筑漫游要有一套整体的大纲就足以满足。 为了保证动画制作工作中的高效率，在前期准备中就把大纲和脚本给排列出来。3.2课题创作中期阶段3.2.1制定动画制作计划在制作三维动画设计之前有必要对3dmax动画设计的步骤进行简单介绍。可以不夸张地说，3dmax动画设计是个相当复杂的系统过程，尤其在作品比较大、比较重要的时候。一两个人真的很难胜任整个过程，要先制订一个总体计划，否则设计工作必然是又费力气又费时间。在制作三维动画设计的时候必须要先制订全盘计划再动手设计。因为是边学边做，短片前后一共用了大概两个月的时间。其间我还深刻体会到了前期筹划工作的重要性：因为建筑动画成本高昂，需要投入大量人力。所有的制作工作必须条理分明，才能够做到最少的资源浪费。3.2.2楼体的建模3d动画制作的建模是通过三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型。建模大概可分为:nurbs和多边形网格。我此次的设计大部分用到的是mesh建模方式。mesh建模在3d软件里面占用内存较少且方便，适合做建筑与复杂地形模型。我楼体建模上主要运用网格半面建模方式，然后对其进行镜像复制从而生成完整的楼体模型。在这个过程中，我获得了很多收获。比如说楼体建模时的窗户是一个个数较多的地方，把整个楼体的窗户塌陷成一个物体时，就能减轻电脑的负荷。3.2.3贴图制作所有的图象文件都是二维的一个平面。水平方向是u，垂直方向是v，通过这个平面的，二维的uv坐标系。我们可以定位图象上的任意一个象素。“uv”在max里是指u,v纹理贴图坐标的简称(它和空间模型的x, y, z轴是类似的). 它定义了图片上每个点的位置的信息. 这些点与3d模型是相互联系的, 以决定表面纹理贴图的位置. uv就是将图像上每一个点精确对应到模型物体的表面. 在点与点之间的间隙位置由软件进行图像光滑插值处理. 这就是所谓的uv贴图.而如果你的图像与表面形状不同, 自动缩放就会改变图像的比例以吻合表面. 这通常会产生不理想的效果, 所以制作贴图前先测量你的物体尺寸.我在3dmax里进行uv拆分以后，导出uv在photoshop中进行了贴图绘制，并结合了3dmax中的三维绘画工具进行了贴图上细节的刻画。图3.2.3图3.2.43.2.4摄像机的创建三维软件里的摄像机，其最复杂的部分，就是摄像机的运动。而恰恰我的工作是动画制作，就不可以忽略与摄像机运动有关的内容，我花了许多时间看看摄像方面的书籍。要知道影视作品和平时拍照不同，照相注重构图和用光，影视作品更讲究镜头的运动和镜头的切换。所以，如果要运用好我的“虚拟摄像机”，就必须参考专业类的书籍，不能再凭我自己的想象，否则，费了好大的劲儿制作好了模型，设置好了光源，把最难调的材质也调好了，还设置了动画关键帧，本来应该有个好的渲染结果，却因为使用了“不合适”的摄像机镜头和运动方法而导致后期剪辑无从下手，结果前功尽弃。当然，这种结果在这次三维动画制作中不会出现，原因是三维动画制作通常都是先有了分镜头脚本（也叫故事板）才开始制作的。每个分镜头脚本中都注明了该用什么样的镜头以及如何运用镜头。所以我在此次动画中特别注意了摄影机部分，尽量使每个镜头的摄影机放在一个工程文件下，反复检查镜头运动并在曲线编辑器中进行了曲线调整。特别是一定要把摄像机的运动的起始点和终点改为匀速。3.2.5灯光创建与渲染在三维的世界中，灯光和材质一直是创建真实场景的关键。一张小小的贴图，一种巧妙的灯光布置，往往能够创建出真实的效果。3dmsx作为目前最为流行的三维动画软件之一，最新发布的版本中3dmax的灯光和材质方面的功能有了质的飞越，而且其在速度和质量上都非常优秀。 我在每个场景主要运用了一个平行光作为阳光，一个环境光来调整整体颜色，并可以使暗部不再一片漆黑，如果需要的话还会加入点光源来作为补光。3.2.6音乐与音效音效就是指由声音所制造的效果，是指为增进一场面之真实感、气氛或戏剧讯息，而加于声带上的杂音或声音。这对于一个完整的动画片是非常重要的。我主要用到的是轻松的世外桃源的环境音乐和飞机飞过的音效。因为在网上选取的素材不完全合适，在后期软件ae里进行了适当的音频编辑和后期处理，才达到了预期的音响效果。3.3课题创作后期阶段3.3.1动画测试1.摄像机运动不协调，速率过快2.个别楼体模型有重面、破面现象。3.楼体与大地形直接存在漂浮状态。3.3.2解决测试中发现的问题1.对摄像机的节点进行调整。2.逐个解决场景中出现重面、破面问题，并加以整理修改。3.利用前视图来调整楼体位置为z轴向为0。3.3.3测试结论三维软件是一个非常复杂的工具，某些应用上的错误甚至能让前面的工作功亏一篑。此次收获最大要具有一颗细心的心，激情的态度，且持之有恒，并且耐得住寂寞。在制作过程中要敢于尝试，发现问题，解决问题。整个制作过程中我深深体会到，不能急于求成，一来就马上编辑材质，应该多做分析和研究，理清思路。前一阶段的工作的好坏将直接影响后一阶段工作的开展。多学习多请教，更多新的技术不断的涌现，可以通过请教别人或者多上网学习别人的制作方法，可以转变成你的知识，才能做的更好。这些经验是相当宝贵的，为我们以后能够编出更好的程序是一个良好的启发。结 论通过此次毕业设计训练，使我学到了很多专业知识，不仅把知识融会贯通，而且思想理论上也有了很大的提高。让我在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，明白在学习过程中与老师和同学产生不同层次的思考与交流的技巧和方法。此次毕业设计作品，是我作为一名学生即将完成学业的最后一次作业，它既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会实际操作应用铸就了一个良好开端。整部动画短片使用的是3dmax等三维制作软件在电脑上进行创作。片中还结合了影视后期特效的技术。影片所呈现的是虚拟现实的三维建筑漫游，通过长期的前期准备工作，复杂的中期建模、调色、贴图，最终完成了影片的合成剪辑。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的大概总结，但是真的面对毕业设计时发现自己的想法基本是错误的。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。自己要学习的东西还太多，老是觉得什么都会，什么都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。查找资料的同时，我观看了不少国内水晶石建筑漫游短片，从中学习到一些镜头的运用，一些运动规律和画面的透视感，以及场景中植被搭配、组合。制作一部三维动画,不仅仅只是学会3dmax这一个软件就可以的，需要我们有更广泛的音乐、美术功底。音乐方面主要是找素材。美术方面：在制作的过程中，我体会到了无论是广告设计还是动画的制作都离不开美术这门学科，因为我的美术功底还不是太好，所以我对场景整体的色感和后期调色的感觉上就相对来说比较差了点，希望大家体谅。总之：知识必须通过实践才能实现其价值！有些东西以为会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为是真正用到了的时侯才是真的会用了。再次要感谢帮助过我们的老师们，非常感谢。在整个制作过程中，我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。致 谢毕业设计即将全部完成，这也意味着大学四年学习时光已经接近尾声，在此我想对我的老师、同学们说声谢谢。感谢同学们在我开心的时候一同陪我欢乐，在我苦闷的时候谈心,感谢老师们孜孜不倦的教诲。我的亲人们，真的舍不得！说明书是在导师尚丽娜老师的信心教诲指导下完成的，在整个毕业设计期间，我和搭档得到了导师的认真指导和帮助，导师的严谨学风和渊博学识使我受益匪浅，每次导师见面会，导师都以一种严厉的方式督促我们，这也是我们能更好的完成任务的体现。再次表示诚挚的敬意和由衷的感谢。同时要感谢在百忙中评阅说明书和参加答辩的各位老师，你们辛苦了。最后感谢母校给我这四年深造的机会。参考文献1 王其钧.中国建筑史m.北京:中国电力出版社,2011:3-72.2 嘉禾.中国古典建筑常识m.北京:新世界出版社,2009:1-63. 3 王其钧.中国古建语言m.北京:机械工业出版社,2007:22-61. 4 火星时代.建筑动画火星课堂m.北京:北京邮电出版社,2012:1-200. 5 水晶石数字教育学院.水晶石技法建筑动画制作m.人民邮电出版社,20096 段林杰动画后期制作高等教育出版社（蓝色畅想）,2005,1-1558 刘楠.maya动画制作 上海交通大学出版社,2009:3- 24