3D动画短片的制作论文毕业设计

1、摘 要3d动画是近年来新兴的产业，发展势头强劲，已经越来越多的应用到电影、游戏、广告、建筑等等产业中，推动了这些产业的巨大发展。随着技术的进一步发展，3d动画的应用会越来越广泛，熟悉与应用3d动画则显得尤为重要。随着3d产业的兴起，配套的电脑制作软件也在不断地完善。电脑制作软件以其制作动画的方便快捷，制作程序简单，可操作性强且易修改、易复制、易传播的特点，已迅速渗透到与美术设计相关的各个行业中，成为广大美术设计人员的得力助手。而3ds max又是其中的佼佼者，所以本文主要介绍运用3ds max制作动画的技巧。本文通过对3d动画短片的制作过程进行详细的介绍，其中主要介绍角色动画的制作，从而了解基

2、本的动画制作知识，掌握运用3ds max进行动画创作的技巧，掌握小型动画视频的制作流程及各步骤的具体细节,达到有能力独立制作动画短片的水平。关键字：3ds max；角色动画；动画短片abstract3d animation is the emerging industry in recent years, the strong development momentum, more and more have applied to films, games, advertising, construction, and so on in the industry, and promote the

3、 great development of these industries. with the further development of technology, 3d animation applications will become increasingly extensive and familiar with the application of 3d animation, it is particularly important.with the rise of 3d industry, supporting the production of computer softwar

4、e is constantly improving. computer-generated animation software with its production of the conveniences and shortcut, making procedures simple and easy to operate and easy to modify, easy to copy, easy to spread the characteristics of the rapid penetration of art and design related to the various i

5、ndustries, a majority of the design of effective assistant. and 3ds max also is one of the best, so this paper on the use 3ds max animation production skills.the article is based on 3d animation film of the production process in detail, which introduces the character animation production, to underst

6、and the basic knowledge of animation production, have to use 3ds max animation creative skills, master the small animation and video production processes the details of the steps to achieve a production capacity of independent animation films level.keywords：3ds max; character animation; animated sho

7、rts目 录第1章 绪论11.1 选题的意义和目的11.2 国内外的3d动画现状21.2.1 国外现状21.2.2 国内现状21.2.3 国内前景31.2.4 动画的未来31.3 本论文研究的主要内容3第2章 3d动画概述42.1 3d动画简介42.2 3d电脑动画的历史与发展52.2.1 电脑动画的历史52.2.2 三维动画影片的发展62.3 3d软件的发展62.4 3d软件的分类72.5 3d角色动画的应用7第3章 总体设计93.1 设计理念与目标93.2 实现工具93.2.1 3ds max 的发展史93.2.2 选择的理由103.3 制作流程10第4章 具体实现124.1 剧情设计12

8、4.2 建模124.2.1 标准几何模型的创建方法134.2.2 球体的编辑与篮球的建模134.2.3 人物建模164.2.4 场景建模184.3 制作角色动画184.3.1 制作骨骼194.3.2 骨骼蒙皮204.3.3 建立biped的基本动作244.3.4 创建路径动画264.3.5 人物动作的实现294.4 渲染输出334.5 后期制作35第5章 结束语37致 谢38参考文献39contentschapter 1 introduction11.1 topics of meaning and purpose11.2 3d animation at home and abroad21.2.

9、1 foreign status21.2.2 domestic status21.2.3 domestic prospects31.2.4 the future of animation31.3 main content3chapter 2 3d animation outlined42.1 3d animation profile42.2 3d computer animation's history and development52.2.1 computer animation history52.2.2 3d animation film development62.3 3d

10、software development62.4 3d software classification72.5 application of 3d character animation7chapter 3 design93.1 design concepts and goals93.2 implementation tools93.2.1 3ds max history of the development93.2.2 the reasons for the choice103.3 production processes10chapter 4 implementation124.1 plo

11、t design124.2 modeling124.2.1 create a geometric model of the standard method134.2.2 ball editor of the modeling and baskerball134.2.3 modeling figures164.2.4 scene modeling184.3 character animation production184.3.1 production of biped194.3.2 biped and skin204.3.3 the establishment of the basic mov

12、es biped244.3.4 create a path animation264.3.5 implementation of action figures294.4 rendering output334.5 post-production35chapter 5 concluding remarks37acknowledgement38references3940厦门大学本科毕业论文第1章 绪论3ds max是一个基于windows操作平台的优秀三维动画制作软件。自1996年问世以来已经荣获了近百项行业大奖，获得了业内人士的诸多好评，成为windows环境下3d设计师的首选开发工具。用户通

13、过3ds max可以创建出各式各样的虚拟现实效果以及生动逼真的动画场景。3ds max是目前世界上应用最广泛的三维建模、动画、渲染软件，完全满足制作高质量动画、最新游戏、设计效果等领域的需要。一般来说，使用3ds max制作动画分为五个步骤：创建物体，对物体进行变形编辑，赋予材质和贴图，设置环境，最后是设置动画。本论文的篇章安排也基本遵循了3ds max制作动画的步骤，其中的侧重点是制作角色动画。第一章介绍选题的意义以及国内外3d发展的现状；第二章主要介绍3d的一些基础知识以及详细介绍3ds max的发展与优点；第三章结合自身的项目详细介绍3d动画制作的过程；第四章进行项目总结。1.1 选题的

14、意义和目的3d动画是近年来新兴的产业，发展势头强劲，已经越来越多的应用到电影、游戏、广告、建筑等等产业中，推动了这些产业的巨大发展。随着技术的进一步发展，3d动画的应用会越来越广泛，熟悉与应用3d动画则显得尤为重要。笔者希望通过制作一个三维动画短片，了解3d的技术，学习一些3d的基础知识，为以后的更好更全面的发展打好基础。笔者有志于从事游戏方面的人物设计工作，所以希望通过选择这个论文题目，增强自身的思考与动手能力，了解动画制作的技巧，能独立制作出简短的动画，增强自信心，也为了更好地适应多元化发展的需要。通过对短片的制作以及论文的撰写，希望能有以下的收获：1.通过运用3ds max实现人物动画的

15、制作。2.掌握动画制作技巧，学会使用动画关键帧、轨迹条，并掌握时间的控制来完成简洁的人物动画。3.掌握小型动画视频的制作流程及各步骤的具体细节,达到能够独立制作动画短片的水平。1.2 国内外的3d动画现状总体来看，动画技术目前正在急剧地发展，其中，以日本为代表的2d动画制作和以美国为首的3d动画技术都代表了动画的最高水平，而国内相比国外差距比较大，下面分析国内外的3d动画现状以及发展趋势。1.2.1 国外现状国外的3d技术代表了当今3d的发展水平，其中日本的动画作品以题材丰富，画面唯美赢得了众多青少年的喜爱。但是日本的动画主要以2d为主，其中最具代表性的要数宫崎骏的动画长片，在国际上也享有极高

16、的威望。如千与千寻就获得了奥斯卡青睐，其它的大作如幽灵公主、天空之城、龙猫等等都大受欢迎。日本的动画产业也极其发达，它的2d技术可以说已经达到了一个顶峰。而美国则可以说是3d界的霸主，引领着3d技术快速发展，代表着世界的3d顶尖水平。美国以大制作、大投入以及本身的高科技优势生产的cg作品引人入胜。全世界至今仅有十来部全cg动画电影，基本都是美国制作，包括梦工厂在内的好莱坞大公司几乎垄断了这一领域。1.2.2 国内现状中国国内的3d虽然也在迅速地发展，但是，目前与国际上顶尖的技术仍有较大的差距。中国也曾有着一大批优秀的动画作品，为大众所喜闻乐见。有神笔马良、阿凡提为代表的木偶剧类型；有牧童短笛、

17、小蝌蚪找妈妈为代表的水墨画类型；有海螺姑娘、红军桥为代表的剪纸画类型等等。中国动画业呈现着一片百花齐放，争奇斗艳的繁荣景象。大闹天宫、哪吒闹海还曾受到世界瞩目，为中国动画赢得了国际声誉。 然而，从上世纪八、九十年代开始，中国的国产动画业跌入了一个低谷，发展迟缓。无论在数量上，还是质量上都无法再达到新的高度，进而被国外的动画作品乘虚而入。目前国内的3d行业大致处于一种整合前的混乱状态。1.2.3 国内前景尽管中国动画业目前尚与世界水平有较大差距，但作为新世纪的朝阳产业，中国的本土动画制作从未放弃过努力，尤其在3d动画领域，佳作不断，呈现了一派欣欣向荣的蓬勃发展景象。我们有理由相信，随着我们国家经

18、济、文化、科技的不断发展，以及动画产业市场的不断成熟，并伴随着众多热爱动画的专业人士的不断努力，中国的动画业必将迎来另一个新的高峰。1.2.4 动画的未来从国际上看，电脑动画技术的发展正在趋向于规模化、标准化、网络化。首先，规模化是指应用范围广而应用水平和产生的效益高。其次，现在动画制作软件和动画技术呈现出一种百家争鸣的形势，各有特色但相互间的兼容则做得不够，不便于交流与合作，因此，随着技术的日益成熟，标准化是大势所趋。第三，网络化表现为网络技术和电脑动画技术间的相互促进。从技术的发展方向看，体视动画会是未来的热点。现在一些通过立体眼镜能够呈现立体效果的游戏就是体视动画的应用，目前人们正在研究

19、降低立体眼镜的成本、提高图像质量的方法和有关的替代技术，未来我们很可能不用立体眼镜的帮助也能欣赏逼真的立体效果。另一个热点会是虚拟现实（vr）技术，与一般的动画相比，vr的特点在于实时、交互。vr中的场景会随参观者的位置、视点变化而实时动态生成，并具有人机交互的能力，这种技术在未来将大有可为。1.3 本论文研究的主要内容本论文以了解运用3ds max制作动画短片为主要目的，结合自身的实际情况，独立构思一个带有简单情节的动画短片，在掌握基本知识的情况下，按照制作动画的步骤进行创作。同时，为了能更好地完成任务，本文的侧重点放在了角色动画的制作上，详细说明了角色动画制作的流程以及运用的技术与技巧。第

20、2章 3d动画概述这一章主要介绍动画的相关知识，包括动画的概念，电脑动画的发展以及动画制作软件的发展历史等等。2.1 3d动画简介3d动画也叫三维动画。三维动画是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一项新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型创建特定的材质，并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。三维动画技术模拟真实物体的方式使其成为一个有用的工具。由于其精确性、真实性和无限的可操作性，目前被广泛应用

21、于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域。在影视广告制作方面，这项新技术能够给人耳目一新的感觉，因此受到了众多客户的欢迎。三维动画可以用于广告和电影电视剧的特效制作（如爆炸、烟雾、下雨、光效等）、特技（撞车、变形、虚幻场景或角色等）、广告产品展示、片头飞字等等。3d动画画面表现力没有摄影设备的物理限制，可以将三维动画虚拟世界中的摄影机看作是理想的电影摄影机，而制作人员相当于导演、摄影师、灯光师、美工、布景，其最终画面效果的好坏与否仅仅取决于制作人员的水平、经验和艺术修养，以及三维动画软件及硬件的技术局限。同时，3d动画制作周期相对较长，一个优秀的动画往往需要耗费大量的时间。三维动画技术虽然入门门槛较

22、低，但要精通并熟练运用却需多年不懈的努力，同时还要随着软件的发展不断学习新的技术。它在所有影视广告制作形式中技术含量是最高的。由于三维动画技术的复杂性，最优秀的3d设计师也不大可能精通三维动画的所有方面。 三维动画制作是一件艺术和技术紧密结合的工作。在制作过程中，一方面要在技术上充分实现广告创意的要求，另一方面，还要在画面色调、构图、明暗、镜头设计组接、节奏把握等方面进行艺术的再创造。与平面设计相比，三维动画多了时间和空间的概念，它需要借鉴平面设计的一些法则，但更多是要按影视艺术的规律来进行创作。2.2 3d电脑动画的历史与发展在3d的发展历程中，电脑动画的出现对3d产业产生了巨大的推动作用，

23、下面我们来详细了解电脑动画的历史与发展。2.2.1 电脑动画的历史美国是最早发展电脑动画的地方，在上个世纪七十年代末就利用电脑模拟人物活动。1982年，迪斯尼（disney）推出第一套电脑动画的电影tron（中文译电脑争霸）。 传统的动画是由画师先在画纸上手绘真人的动作，然后再复制于卡通人物之上。直至20世纪70年代后期，电脑技术发展迅速的纽约技术学院的电脑绘图实验室导师丽蓓卡亚·伦女士将录像带上的舞蹈员投射在电脑显示器上，然后利用电脑绘图记录影像的动作，然后描摹轮廓。1982年左右，美国麻省理工学院及纽约技术学院同时利用光学追踪技术记录人体动作:演员身体的各部份都被安上发光物体，在

24、指定的拍摄范围内移动，同时有数部摄影机拍摄其动作，然后经电脑系统分析光点的运动，再产生立体的活动影像。1983年，麻省理工的ginsberg和maxwell发展了一套系统（graphica marionette），利用计算机语言控制卡通的动作。但受到当时计算机硬件速度的限制，一个简单的电脑动画往往需要花费很长的时间。随着计算机硬件及动画软件的迅速发展，以及越来越多的研究机构及商业机构加入到电脑动画领域，电脑动画的制作水平也随之日新月异。动画日益形成一个重要的产业，在美国、日本、英国和荷兰这些动画片的制作强国，动画产业在国民生产总值中占有非常重要的地位，日本的动画产业更是国民经济六大支柱产业之一

25、。上世纪90年代是电脑动画发展的黄金时期，计算机硬件在迅速发展。引入计算机动画技术后，尤其是运动控制技术，制作者首先利用计算机设计角色造型，按照剧情确定关键帧，由动画师绘制一些静态的关键画面。然后按一定的补插规则完成一系列画面，利用动画软件生成图像序列。光有超强的硬件平台还不够，电影电视中那些逼真的形象还是得靠各种各样的超级3d图像软件来实现。随着microsoft染指3d动画产业彻底地改变了电脑动画产业的发展，出现了百家争鸣的局面，直到现在电脑动画仍然在迅速地发展壮大。2.2.2 三维动画影片的发展其发展到目前为止可以分为3个阶段：1995年至2000年是第一阶段，此阶段是三维动画的起步以及

26、初步发展时期在这一阶段，皮克斯、迪斯尼是三维动画影片市场的主要玩家。2001年至2003年为第二阶段，上阶段是三维动画的迅猛发展时期。在这一阶段，三维动画从“一个人的游戏”变成了皮克斯和梦工场的“两个人的撕咬”：梦工场出了怪物史莱克，皮克斯也有怪物公司；皮克斯出了海底总动员，接着梦工场出了鲨鱼黑帮。从04年开始，三维动画影片步入其发展的第三阶段：全盛时期。在这一阶段，三维动画将演变成“多个人的游戏”：华纳兄弟电影公司推出圣诞气氛浓厚的极地快车；曾经成功推出冰河世纪的福克斯再次携手在三维动画领域与皮克斯、梦工场齐名的蓝天工作室，为人们带来冰河世纪2。此外，皮克斯推出自己的第一部独立制作的三维动画

27、影片蹩脚炖菜。而迪斯尼也将推出第一部独立制作的三维动画影片小鸡。至于梦工场，则制作了怪物史莱克3，并且将怪物史莱克4的制作也纳入了日程之中。2.3 3d软件的发展 三维软件是利用电脑制作几何模型的软件。最先只能在专业图形工作站上使用，随着pc机的飞速发展和普及，三维动画软件也纷纷被移植到pc机上。在dos时代，美国autodesk公司的3ds三维动画软件几乎垄断了pc机三维动画的市场。1994年microsoft用13亿美元收购softimage公司，1995年推出基于nt平台的softimage3d30版本，激荡了三维动画领域。迫于压力，为了维护3ds在三维动画领域的霸主地位，1996年（一

28、说1997年8月4日），kinetix公司推出3ds的windows nt版本3dsmax10。这个版本在操作界面、组织结构和功能上都有质的飞跃，获得了巨大的成功。1998年，maya、alias、houdini相继在nt平台上出现。同年，autodesk公司奋起迎击，推出偏重于建筑设计的3dsmaxviz版本，该版本实际是在3dsmax的基础上进行一些增减，增加一些与建筑有关的模块，删去一些动画功能。随着三维软件应用的迅速普及，小型三维软件也如雨后春笋般涌现出来。2.4 3d软件的分类 3d动画软件可以按软件功能的复杂程度分为小型、中型、大型三类。 1、小型软件 整体功能较弱，或偏重某些功能

29、，学习相对容易。小型软件很多，常见的、有特殊功能的软件如下： poser：快速制作各种人体模型。通过拖动鼠标可以迅速改变人体的姿势，还可以生成简单的动画。 rhino：三维造型软件，长于nurbs曲面造型，能以三维轮廓线建立模型。 cool3d：专用于立体文字制作的软件，可提供很多背景图和动态，很容易上手。 lightscape：渲染专用软件，只能对输入的模型进行渲染，能进行材质灯光的设定，采用光能传递算法，是最好的渲染器。多用于室内外效果图的渲染。bryce3d：长于自然景观如山、水、天空的建造，效果很好。 2、中型软件 3ds max：功能强大、开放性好，集建立模型、材质设置、摄影灯光、场

30、景设计、动画制作、影片剪辑于一体。 lightwave3d：功能强大、质感细腻、界面简捷明快、易学易用、渲染质感非常优秀。3、大型软件 softimage 3d：功能极其强大、长于卡通造型和角色动画、渲染效果极好，是电影制作不可缺少的工具，国内许多电视广告公司都使用它制作电视片头和广告。 maya：功能比softimage 3d更强大，但更难掌握。 houdini：将平面图像处理、三维动画和视频合成有机结合起来。2.5 3d角色动画的应用3d角色动画是计算机动画技术的一个重要组成部分，也是计算机图形学的一个分支。无论是在离线渲染环境下，还是在实时渲染环境下，3d角色动画都得到了广泛的应用。在离

31、线渲染环境下，主要应用于动画电影制作和各类广告制作。动画电影制作中所使用的3d角色动画技术的一个重要特点是动画数据量大，渲染需要耗费大量时间，因此动画作品必须预先制作，渲染，然后转化成视频文件播放。在实时渲染环境下，主要应用于虚拟现实，视频游戏，甚至是建模软件，动画制作软件。现在，随着计算机硬件技术的发展，特别是带有硬件加速功能的显卡性能的提高，很多曾经只能在离线环境下应用的技术，都转移到实时渲染环境中来。其中，实时渲染的角色动画技术得到了发展且被广泛的应用。目前，实时角色动画技术大体可分为三种类型。第一类是关节动画（skeletal animation）。关节动画中的角色由若干独立的部分组成

32、。每一个部分对应着一个独立的网格模型，不同的部分按照角色的特点组织成一个层次结构。比如说，一个人体模型可以由头，上身，左上臂，左前臂，左手，右上臂，右前臂，右手，左大腿，左小腿，左脚，右大腿，右小腿，右脚等各部分组成。而某个部分，可能是另一个部分的子节点，同时又是另一个部分的父节点。比如上面的人体模型中，右前臂就是右上臂的子节点，同时也是右手的父节点。而右上臂是上身的子节点，后者则是躯体的子节点。通过改变不同部分之间的相对位置，比如夹角，位移等等，就可以实现所需要的各种动画效果。这类动画的优点很多。首先，在动画序列的关键帧中只需要存储节点间的相对变化，因此动画文件占用的空间很小。其次，可以实现

33、很多复杂的动画效果，如果应用程序支持反向动力学还可以动态实现预先存储的动画序列之外的新的动画效果。当然这类动画也有不少缺点。其中之一是由于角色模型是一个层次模型，要获得某一个部分相对于世界坐标的位置，必须从根结点开始遍历该节点所有的祖先节点累计计算模型的世界变换。但最关键的问题是在不同部分的结合处往往会有很明显的接缝，这会严重的影响模型的真实感。第二类是渐变动画（morphing animation）。这种动画中的角色由一系列的渐变网格模型构成。在动画序列的关键帧中记录着组成网格的各个顶点的新位置或者是相对于原位置的改变量。通过在相邻关键帧之间插值来直接改变该网格模型中各个顶点的位置就可以实现

34、动画效果。相对于关节动画，单一网格模型动画的角色看上去更真实，也不会有关节动画所面临的接缝问题。由于没有使用层次模型，获得模型网格顶点在世界坐标中位置的计算量也很小。但是，这类动画的适应性很弱，角色很难通过实时计算来与环境进行良好的互动，以获得预先存储的动画序列之外的动画效果。另一方面，由于关键帧要存储网格模型所有的顶点信息，动画文件占用的空间比较大。第三类是骨骼蒙皮动画（skinned mesh）。骨骼蒙皮动画可以看作是关节动画和渐变动画的结合。他同时兼有关节动画的灵活和渐变动画的逼真。后面将详细介绍骨骼蒙皮动画的技术细节。3d角色动画技术和其它动画技术相结合，就能创造出绚丽多彩的游戏世界。

35、第3章 总体设计这一章对我们将要实现的动画短片进行总体设计，其中包括设计理念，实现工具以及制作流程等方面。3.1 设计理念与目标从大的方向来说，我们的动画风格是尽量夸张，动画中的两个人物特征明显，一个是极度的瘦，但是很高，另一个则是身体肥胖，矮小，两者能形成鲜明的对比。因为我们的技术有限，所以场景方面尽量地简单明了，只设计剧情需要的半个篮球场。色彩单一但不失协调，人物的色彩与场景要能融合在一起不显得生硬。人物的表情也无法太过丰富，我们主要是通过两者动作的夸张来实现幽默的效果。剧情简单，镜头的切换不能太过频繁，尽量多设计几个人物单挑的场面，后期加上配音与字幕实现情节的连贯性与人物的可塑性，从而实

36、现我们的最终目的：制作出一个简单但是有意思的动画。我们小组成员通过这个动画短片的制作应该能了解动画制作的基本流程，以及能认识到分工合作的重要性，从而为自己今后的发展奠定一个良好的基础。3.2 实现工具制作这个动画短片，我们选择3dsmax作为我们的主要实现工具，后期处理我们主要用到cooledit以及ae。前面我们介绍了众多的3d制作软件，现在主要介绍3dsmax的历史与简单的界面操作。3.2.1 3ds max 的发展史3ds系列软件在三维动画领域拥有悠久的历史，在1990的以前，只有少数几种可以在pc上可用的渲染和动画软件，这些软件或者功能极为有限，或者价格非常昂贵，或者二者兼而有之。作为

37、一种突破性新产品，3d studio的出现，打破了这一僵局。3d studio为在pc机上进行渲染制作动画提供了价格合理、专业化、产品化的工作平台，并且使制作计算机动画在为一种前人所不能的职业。 后来随着windows平台的普及以及其他三维软件开始向windows平台发展，三维软件技术面临着重大的技术改革。从1993年开始，3d studio软件所属公司果断地放弃了在dos操作系统下创建的3d studio源代码，而开始使用全新的操作系统（windows nt）、全新的编程语言（visual c+)、全新的结构（面向对象）编写了3d studio max。在3d studio max1.0版本

38、问世后仅1的上，该公司又重写代码，推出了3d studio max 2.0。这次升级是一个质的飞跃，增加了上千处的改进，尤其是增加了nurbs建模、光线跟踪材质及镜头光斑等强大功能，使得该项版本成为了一个非常稳定的三维动画制作软件，从而占据了三维动画软件市场的主流地位。 随后的几年里，3d studio max先后升级到3.0、4.0、5.0版本，每一个版本的升级都包含了许多革命性的技术更新。从4.0版本开始，所属公司发生变化，由原来的kinetix演变的discreet,3d studio max的名称也精简为“3ds max”。 目前3ds max是全球拥有用户最多的三维动画软件，尤其在游

39、戏、建筑、影视领域，该软件已成为这些制作者的首选软件。 随着discreet公司的日益进取以及众多外挂程序开发商的共同努力，相信3ds max在未来的三维动画软件领域中的前景会更加美好。3.2.2 选择的理由第一、有很多一流的三维动画软件对硬件的要求很高，如sumatra，显示器分辨率必须达到1280×1024；maya则要求内存至少有256mb。3dsmax对硬件的要求相对较低，多数三维动画迷都有能力配置；第二、由于3ds的缘故，现在3dsmax的使用者也最多，教材和其他学习资料多如牛毛，有利于自学；第三、3dsmax除渲染质感较差外，功能强大、插件众多，可以制作广播级的动画效果，

40、对一般的广告、电视栏目、游戏的制作已完全可以胜任。3.3 制作流程我们动画短片的制作流程主要是以下这个样子的：构思 任何一个cg作品都要有突出鲜明的主题，这样才能吸引人，所以我们的中心思想就是诙谐幽默，人物造型夸张，动作简单有力，能够体现人物的特征。绘制草图 绘制草图就是将构思先简单的表现出来，在人物设计初期，需要在纸上画出人物的大概模型，构造出几个比较有创意了动作特征。在实现的过程中如果无法想象出人物在运动过程中的状态也需要进行纸上创作，然后进行实现。建模 在准备工作完成后，我们就可以开始建模了，原则是应该在表现出必要细节的前提下尽量地减少场景的复杂度。材质灯光 材质和灯光是紧密相连的，因为

41、技术的原因，我们的材质主要以光滑的材质为主，采用单一颜色，灯光运用目标是能实现简单的阴影效果，产生主体感。这方面尽量参考一些书籍。动画 动画的调节相对来说要难一些，我们主要使用动画关键帧、轨迹条，时间的控制等方法来完成简洁的人物动画。特效 我们的大部分的特技效果都是渲染之后在合成软件中进行合成的，这样既节省时间和成本，又可以得到比较好的效果。渲染 最后的步骤是渲染，进行动画的输出，主要在渲染质量和渲染时间两者间平衡好。第4章 具体实现在这一章中，我们的主要思路是先进行一般性知识的讲解，然后再把所用到的知识体现在我们的作品中。4.1 剧情设计剧情是一个动画短片的重要方面，可以说拥有了一个好的剧情

42、就等于成功了一半，所以我们详细地设计了这个动画的剧情。场景一：两扇大门渐渐打开，门内一片漆黑，门外光亮刺眼；两名角色出现（逆光），投影映进门内（主场景）；摄像机多角度拍摄，展现两名角色出场的震撼。场景二：两名角色走进门内，瘦者步伐略快，胖者持球；二人站定，顶灯光骤然开启，照明整个场地；篮球架在二人不远处；摄像机随人物移动过渡，最后俯视整个场景。场景三：图略，下同。二人会意而视，胖者三分线外出手，篮球划空而过，未中，弹出；瘦者上前迅速起跳，补篮扣进；节奏加快，二人开始对决；瘦者首次扣篮特写，慢速镜头，动作舒展。场景四：二人决斗多个回合；略作停顿，胖者对瘦者耳语，瘦者先表现无奈；后转而对胖者耳语，

43、胖者略作犹豫，后点头。场景五：胖者扣篮上身特写，镜头慢慢摇下；胖者骑在瘦者肩上；镜头继续慢慢摇下，瘦者双腿打颤，费力支撑；瘦者突然倒下，胖者完全压在瘦者身上。场景六：瘦者热身，舒筋活骨；冲刺，起跳；胖者躺在地，瘦者以胖者为弹簧床，鱼跃而起；在空中做翻腾等高难度动作，后重力灌篮。场景七：结束4.2 建模先讲解建模的一般方法，然后对动画中的篮球进行建模，然后对相对复杂的人物进行建模，最后对我们需要用到的场景进行建模。4.2.1 标准几何模型的创建方法三维动画制作的顺序通常是建立几何模型、进行材质设定、环境设定、动画设置和后期渲染5步。其中建模是进行其他一切工作的基础，没有有效的模型，其他一切设置都

44、是没有意义的。在3ds max中，标准几何模型的创建方法很简单，在create（创建）命令面板中选择相应的命令后在视力中进行操作即可，中间可以调整模型的参数，下面以创建一个球体为例说明创建基本几何模型的步骤：1. 在命令面板中，单击创建标签进入创建命令面板。如图4.1。 图4.1 创建面板 图4.2 创建球体2. 单击图4.1中的进入几何面板3. 在下拉列表中选择标准基本体这个选项，打开标准几何体面板。4. 单击球体按钮，选中后按钮变为黄色。5. 然后在视图中任意一点单击鼠标左键，到任意一个位置后释放，则在视图中出现了一个圆球，如图4.2。4.2.2 球体的编辑与篮球的建模在3ds max中，

45、只要确定了球体的半径和球心位置就可以确定一个球体，要实现其他效果，可以通过其他一些参数对球体进行变形处理，如切割等。图4.3几何参数球体的创建是在创建方法卷展栏中进行选择，主要有两个选项，边和中心。其中，边表示从球体的边缘开始创建，中心表示从球体的中心开始创建。球体的创建方式主要用于定位球体，至于创建球体的形状则没有影响。在球体创建命令面板中的参数，调整这些参数可以获得不同的球体效果。 在这些参数中，段数和平滑两个参数用于描述球体的细节。段数越大，则球体就越圆，但是因为段数的设置 会影响电脑的计算量，随着段数的增加，电脑内部存储球体数据的数据量会呈几何级数增加，所以应尽量将段数数值设置得低一些

46、。选中了平滑选项后，球体将会呈现出圆滑的表面，默认是选中的，如图4.4，图4.5，是否选择了平滑选项对球体的平滑度有很大的影响，特别是放大以后这种效果更加明显。 图4.4 选择了平滑 图4.5 未选择平滑在参数栏中还有其他的一些参数，利用这些参数可以创建出各种半球来。其中的半球选项用于设置球冠的大小，如图4.6，设置不同的数值产生的效果不同。图4.6 分别设置不同半径大小后产生效的果利用上面介绍的知识，我们来创建需要的篮球1. 创建球体，设置好球的大小图4.7 创建球体2. 绘制贴图，见图4.8图4.8 篮球贴图3.通过材质编辑器，为球体贴上图，形成一个篮球的模型。图4.9 篮球模型4.2.3

47、 人物建模因为人体的对称性，所以建模都是用对称法做的，做人物时只需要做一半脸，一半身子，一只手，一只脚就行了。1. 先制作半脸的表情。图4.10 脸部表情建模2. 制作身体的其他部分。图4.11 身体建模3. 退出面编辑，加一个symmetry(对称)命令，完成整个人物。图4.12 完成人物建模4.2.4 场景建模分别对球场，篮球架进行建模，效果图如下：图4.13 场景效果图4.3 制作角色动画在制作角色动画的过程中，我们发现，使用最多的就是设置关键帧动画，下面我们来粗略地介绍设置关键帧动画的知识。关键帧动画是根据动画设计者设置的一组关键帧，自动生成中间画。有两种方法实现关键帧：一种方法是通过

48、对关键帧三维形状进行插值计算而得到中间帧，另外一种方法是对物体本身模型的参数进行插值计算。其中，第一种方法使用较为普遍。利用关键帧设置动画的方法一般比较简单，但是有时在需要设计一个运动轨迹特别复杂的动画时就不宜选择这种方法，因为在采用这种方法设计动画时，对物体运动的调整以及关键帧间运动方式的确定都显得不很方便。图4.14 关键帧设置区4.3.1 制作骨骼在3dx max中，我们利用biped可以很容易地创建一个骨骼，下面介绍创建一个合适的骨骼的过程。如图4.15所示，我们选择biped按钮进行骨骼的创建。图4.15 创建骨骼面板选中后，我们可以看见面板中的躯干类型设置中我们可以进行合适的骨骼创

49、建，见图4.16。在这里，我们把脊椎设置为2，腿链接设置为3，然后在视图中进行鼠标的操作以实现人体骨骼的创建，如图4.17。 图4.16 躯干设置 图4.17 人体骨骼4.3.2 骨骼蒙皮要制作逼真的三维动画，光有骨骼是不够的，还要为骨骼添加上皮肤。1. 在视图中创建一个跟模型差不多高的骨骼。图4.18 模型与骨骼2. 根据列图在运动面版中修改参数，主要是调整颈部，胸部，手指，腿部和脚趾的关节数量，使骨骼关节数与模型适当。3. 当骨骼数量设置好以后，使用移动和旋转工具调整骨骼的位置，并缩放骨骼大小，使骨骼的一边与模型相匹配，另一边我们可以复制后粘贴。图4.19 调整骨骼4. 选择所有脊椎，沿x

50、轴缩放，使biped的肩部进入到模型的肩部内。同样调整身体各个部分。图4.20 继续调整5. 接下来，继续微调手指脚趾等细小位置的骨骼部分，以使其与模型适配起来。图4.21 微调6. 位置调整完成，加入physique修改器并选择附加到节点以使骨骼与模型契合起来。图4.22 加入physique修改器7. 最后的工作，进行肌肉引力的调整，使各个关节能协调支配各部分肌肉。图4.23 调整肌肉引力8. 现在已经成功为骨骼蒙皮了。图4.24 成功蒙皮4.3.3 建立biped的基本动作在制作短片的过程中，我们主要是通过对人物骨骼的控制来实现角色动画，所以下面进行建立biped的基本动作讲解，然后对我

51、们在动画中实现的动作进行展示。建立biped的基本行走：1在场景中建立一个biped 图4-25 创建biped 图4-26 足迹创建展卷栏 2选中biped的任何一个部分，进入运动面板，在展卷栏中打开足迹模式；在足迹创建展卷栏中选择行走。再按边上创建多个足迹按钮，会弹出创建多个足迹：行走对话框。3在创建多个足迹：行走对话框中，设置足迹数为10，按确定，这样biped就会产生编号为09的十个足迹。注意时间滑块自动设置到了153帧。 图4.27 设置足迹数为10 图4.28 行走演示4在展卷栏中按创建足迹（在当前帧上）按钮，然后在视图中选择某一个足迹，并在足迹操作展卷栏中按下为非活动足迹创建关键

52、点按钮，这时就成功地创建了一个biped的基本行走动作，按播放键即可看到效果。同理，运用3ds max提供的跑动，跳跃即可建立biped的跑和跳。通过对足迹的调整，以及人物在运动过程中的骨骼调整就能实现预想的动作。下面展示一个通过调整后的角色动画-跳格子。图4.29 biped跳格子4.3.4 创建路径动画在动画设计过程中，有时候容易确定物体的运动路径而不能很好地设置其关键位置，这是就需要指定路径来设置动画。设置物体沿着一定的路径运动是3ds max中一个很重要的功能，一般情况下有下面几个步骤：1. 创建一条作为运动路径的样条曲线。2. 创建一个虚拟物体，并将运动物体链接到虚拟物体上。3. 给

53、虚拟物体赋予一个动画路径控制器，然后单击要作为路径的曲线，则虚拟物体就可以沿着路径进行运动，运动的同时带动物体运动。在做动画短片的过程中，我们也用到了这个技巧，下面详细说路径动画的制作过程，作为例子的是投出的篮球的运动路径。1.在创建面板中，选择nurbs曲面制作一条符合投篮路线的曲线，见图。同时，创建一个球体，并贴上图，使之看起来像个篮球。 图4.30 创建初期2.在创建面板中的单击辅助器按钮，在打开的面板中单击虚拟体按钮，然后在top视图中拖动创建一个虚拟物体。图4.31 创建虚拟物体3. 在front视图中选择圆球，把球移动到曲线最末端，然后单击动画设置区中的打开设置关键帧按钮，打开手动

54、设置动画模式，此时时间滑轨变成红色，单击设置关键帧，将当前小球状态记录下来。4. 在top视图中选择虚拟物体，然后选择运动标签，打开运动面板。并选择路径约束选项作为控制器，然后单击对话框中的ok按钮关闭对话框。图4.32 参数设置5. 下面为虚拟物体添加一条运动路径。在运动命令面板中展开路径参数卷展栏，单击其中的添加路径按钮，然后在front视图中选择曲线，则虚拟物体将以曲线作为路径 ，并移动到曲线的一个点上。6. 在工具栏中选择选择并移动工具。在top视图中将小球移动到虚拟物体中央。图4.33 移动虚拟物体7. 在主工具栏中选择选择并链接工具按钮，则光标变为两个立方体链接在一起的形状。在fr

55、ont视图中将光标移动到小球上，按住鼠标并拖动，直到将小球链接到虚拟物体上，当两个物体链接在一起时，会高亮显示一下，此时链接已经建立，虚拟物体的移动就可以带动小球移动。8. 激活perspective视图，然后单击播放按钮则可以实现投出的篮球的运动曲线。下面截图即为整个运动过程。图4.34 篮球运动过程4.3.5人物动作的实现我们的动画短片中人物的主要动作：走路，跑步，跳跃，扣篮，投篮。我们必须通过对骨骼的调整与关键帧的设置来实现人物的动作，但是这里有一个重要的问题，即技术难点，那就是在3ds max中要达到高度仿真很难。对于这个问题，我们的实现方法就是通过3ds max设置关键帧，从而利用其

56、实现过渡帧，即简化了中间过程和各种细节，但是人物的动作与现实相符。因为动画中人物的动作众多，所以笔者选择了以走路为例介绍人物动作的实现。一般在现实中，人走路可以分为四个步骤：1.迈出前脚；2.前脚着地，这时两脚都在地上；3.后脚跟上；4.后脚迈出，完成一步走路动作。下面笔者就介绍在3ds max中怎么实现走路动作。1.静止时设置首个关键帧，如图4.35。图4.35 设置首个关键帧2.在下一个关键帧处，调整质心与各部位骨骼，实现前脚迈出一步并着地。图4.36 前脚迈出并着地3.前脚着地，后脚跟上。图4.37 第三步4.后脚迈出，完成一步走路动作。5.实现一系列走路动作。图4.38 动作复制下面展示几个我们的动画短片中的人物动作。图4.39 走路进场与舒缓头部图4.40 扣篮图4.41 过人与投篮4.4 渲染输出在建模、使用材质、放置灯光和相机并动画场景之后，最后一步是准备渲染输出。3ds max的插件特性可以选择使用其他的渲染器。在我们的动画短片制作中，我们选择地v-ra