毕业设计论文-maya After Effects影视特效设计与制作——maya 与After Effects在视频特效中的应用

1、毕业设计论文-maya After Effects影视特效设计与制作maya 与After Effects在视频特效中的应用 中国工程物理研究院职工工学院 毕业设计论文论文题目：maya/After Effects影视特效设计与制作 maya与After Effects在视频特效中的应用系部： 计算机系 专业： 计算机应用技术 班级： 计算机2010级1班 摘要注意一下各种场合播放的动画影片、电视网络广告、节目片头也许，您已经感到数码动画的时代已经悄悄来临了。一点没错，一般媒体所展现的视觉效果已经无法满足人们寻求动、静、变、丰富视觉感官的多种要求.为了适应这种要求，数码动画应运而生，它是将人类

2、的艺术创作以科技的手法呈现出动态的效果。 论文阐述了影视制作或者广告制作中的关键技术部分，分析 3D 动画制作技术和影视包装技术。【关键词】动画影片，电视广告，节目片头。目 录第1章 绪论11.1研究背景11.2研究内容和目的11.3 Maya 和 AE的简单介绍21.4论文的组织结构2第2章 Maya32.1 Maya模型.3 2.2 Maya 动力学和粒子系统62.3 Maya 材质82.4 Maya 灯光8第3章 AE133.1 AE 界面133.2 AE使用层143.3 AE滤镜163.4 AE遮罩20第4章Maya与AE案例分析25结束语30致谢31第1章 绪论1.1 研究背景 影视

3、媒体已经成为当前最为大众化，最具影响力的媒体形式。从好莱坞大片所创造的幻想世界，到电视新闻所关注的现实生活，再到铺天盖地的电视广告，无一不深刻地影响着我们的生活。过去，影视节目的制作是专业人员的工作，对大众来说似乎还笼罩着一层神秘的面纱。十几年来，数字技术全面进入影视制作过程，计算机逐步取代了许多原有的影视设备，并在影视制作的各个环节发挥了重大作用。但是直到不久前，影视制作使用的一直是价格极端昂贵的专业硬件和软件，非专业人员很难见到这些设备，更不用说熟练使用这些工具来制作自己的作品了。随着PC性能的显著提高，价格的不断降低，影视制作从以前专业的硬件设备逐渐向PC平台上转移，原先身份极高的专业软

4、件也逐步移植到PC平台上，价格也日益大众化。同时影视制作的应用也从专业影视制作扩大到电脑游戏、多媒体、网络、家庭娱乐等更为广阔的领域。许多在这些行业的专业人员与大量的影视爱好者们，现在都可以利用自己手中的电脑，来制作自己的影视节目。1.2 研究内容和目的 目前制3D动画中最强大强大的软件Maya和影视特效软件AE是本论文研究的主要部分。目的是通过对Maya动画制作和AE特效工具和功能分析实现专业的影视特效。CCTV就是使用了这两款软件制作各类节目和动画的。 Maya的基本介绍 Maya是美国Alias|Wavefront公司出品的世界顶级的三维动画软件，应用对象是专业的影视广告，角色动画，电影

5、特技等。Maya功能完善，工作灵活，易学易用，制作效率极高，渲染真实感极强，是电影级别的高端制作软件。其售价高昂，声名显赫，是制作者梦寐以求的制作工具，掌握了Maya，会极大的提高制作效率和品质，调节出仿真的角色动画，渲染出电影一般的真实效果，向世界顶级动画师迈进。 AE的基本介绍 After Effect简称称AE，是adobe公司开发的一个视频剪辑及设计软件。 Adobe After Effects 是制作动态影像设计不可或缺的辅助工具，是视频后期合成处理的专业非线性编辑软件。 After Effects应用范围广泛，涵盖影片、电影、广告、多媒体以及网页等，时下最流行的一些电脑游戏，很多都

6、使用它进行合成制作。 和Adobe Premiere等基于时间轴的程序不同的是,After Effect提供了一条基于帧的视频设计途径。它还是第一个实现高质量子象素定位的程序。After Effect为多媒体制作者提供了许多有价值的功能，包括出色的蓝屏融合功能，特殊效果的创造功能和Cinpak压缩等。 After Effect支持无限多个图层，能够直接导入ILLUSTRATOR和PHOTOSHOP文件。After Effect也有多种插件，其中包括MetaTool Final Effect，它能提供虚拟移动图象以及多种类型的粒子系统，用它还能创造出独特的迷幻效果。现在影视媒体已经成为当前最大众

7、化，最具有影响力的媒体表现形式 。从好莱坞创造的幻想世界，到电视新闻所关注的现实生活，再到铺天盖地的广告，无一不影响到我们的生活。1.4 论文的组织结构第一部分：绪论。介绍了论文的选题背景、主要内容和研究意义。第二部分：对Maya和AE的大概介绍。对整个作品的设计进行概况。第三部分：Maya部分的设计。对整个作品需要maya的部分全面介绍。第四部分： AE部分的设计。对视频的准备和处理进行详细的概述。第五部分：对实例的全面介绍和需要的一系列技术操作进行探讨和归纳。第2章 Maya2.1 Maya模型Maya工作区域 这一个标准的四视图窗口，正（top）视图、前（front）视图、侧（side）

8、视图和一个透视图（persp）窗口 视图菜单中的View主要控制摄像机；Shading控制视图中物体显示方面；Lighting用来控制灯光在视图中的作用；Show用来过滤物体在窗口是不显示；Renderer用来控制渲染视图类型；Panels控制显示窗口类型。菜单Maya操作界面 对于初次接触Maya的人而言，一看界面，也许会大吃一惊，但你只要曾经触过三维软件都应该知道界面上的那个图标按钮什么的大致的意思了。不过Maya的属性菜单的确很吓人的，有人戏称随便拉出个属性菜单都有一公里长，尤其是Maya动力学这部分更是这样。即便如此一旦你掌握了Maya的框架也就不以为然了。复杂的界面体现出了Maya设

9、计极具科学性、严谨性和艺术性。1.标题栏 它和大多数windows应该用程序一样，相信这个东东大家已经熟悉得不能再熟悉了，简单介绍一下就好，样题栏显示的是Maya软件的名称、版本号和文件名。2.菜单栏 菜单栏也是如此，Maya的操作完全可以通过菜单来完成，图中的菜单Rendering 渲染 模块菜单。她会根据不同的模块有相应的变化。3、状态栏 状态栏中第一个文字框显示当前模块。 各模块快捷键：F2 Animation F3 Polygons F4surfaces F5 Dynamics F6 Rendering） 4种显示方式 在场景复杂的情况下，可以通过物体名称进行快速的选择。 物体构造历史

10、。在Maya中物体构造历史就是物体的基本构成参数，如果使用构造历史将会在通道栏的显示，反之则不。图中显示的是一个NURBS Sphere的基本参数，即它的构造历史。照 常用操作工具栏具栏 常用物体操作工具，依次为，选择、不规则选区选择、移动、旋转、缩放、操纵杆、当前使用工具等。模式 视图切换，最下边的按钮是当前视图类型的布局，鼠标左键按住不放可以弹出视图类型选择菜单，从而达到快速改变视图类型。 时间控制器 时间刻度、播放器等设置在动画过程中是非常重要的。 命令栏栏Maya真是太周到了，命令栏整个就像一个向导，相信你很快就会熟练的操作它了。 2.12 Maya建模 建模有很多种：POLYGON建

11、模，NURBS建模，SUBDIVISION建模Nurbs建模技术在设计与动画行业中占有举足轻重的地位，一直以来是国外大型三维制作公司的标准建模方式，如pixar，PDI，工业光魔等，国内部分公司也在使用Nurbs建模。他的优势是用较少的点控制较大面积的平滑曲面，以建造工业曲面和有组织的流线曲面见长。而且Maya在特效，贴图方面对nurbs的支持比较充分，使用nurbs模型在后续工作中会很方便。 不过nurbs对拓扑结构要求严格，在建立复杂模型时会比较麻烦，这需要我们耐心的学习。2.14 Loft放样 Loft是最常用的曲面工具之一，我们可以通过几条曲线描述物体的外形，然后放样生成表面。Loft

12、 放样。 创建一系列的曲线定义物体的形状，然后一起放样这此曲线就象在一个框架上蒙上画布一样。这些曲线可以是表面上的曲线、表面等位结构线或剪切曲线。使用放样来建立表面时，应该保证所有参加放样的截面曲线的CV点的数目一样，下就是当你建立完曲线后进行一次Surface/Rebuild将曲线重建使CV点统一，这样生成的曲面就会显得整齐，而且很方便以后调整外形。 需要要注意一点就是在放样前,选择曲线的顺序,这个操作决定了你放样后形成的面。2.2 Maya动力学 动力学是物理学的一个分支，描述了物体的运动方式。动力学动画使用物理原则模拟自然力。简化物理的行为动作。用软件计算、动画物体动力学动画可以创建真实

13、的运动，而这一点是传统的关键帧动画难以实现的。在Maya中，根据渲染方式的不同粒子系统可以分为两种：软件渲染粒子和硬件渲染粒子。软件粒子（cloud 、blobby、 tube）适宜于制作云、液态的效果、们能渲染出阴影、反射和折射。硬件粒子 point 、spheres、 multi-point等 采用图形卡渲染，用来表现更加有规律的效果，如雨、沙等。粒子系统的动画可以通过关键帧动画来实现，但主要是通过动力学属性来实现。粒子系统受动力场影响或与几何体发生碰撞时，都会改变运动状态。粒子属性Maya中粒子的属性非常多，大约有上百个，其中有一部分直接显示在面板上，还有一部分虽然没有在操作面板上显示但

14、用户随时可以把它们提取出来放在面板上。这些属性都是系统内部建立好的，属于内建属性。这几个例外我们会在下面提到。需要注意的是所有的单粒子属性都是一个参数阵列，“一个”参数实际上独立保存每个独立粒子的相应数据，它是由一个数据序列构成的。“生命”是粒子最重要的属性之一。它规定了粒子出现在场景中的时间。用性可以定义粒子从生到死其它属性如材质属性的变化。粒子的生命属性在Attributes Editor中Lifespan Attributes栏中定义和修改。粒子生命值的定义有四种：不死（Live forever）、生命值为定值 constant 、生命值在一个随机范围内 random range 、单粒

15、子生命 lifespanPP only 。生命属性粒子的颜色和透明属性粒子按渲染类型分成十种，其中大多数硬件粒子的颜色由粒子的颜色属性决定、透明特性由透明属性决定。比较特殊的是sprites粒子，因该粒子可以赋材质并贴图，所以其最终结果的颜色由贴图的颜色和粒子的颜色共同决定。软件粒子的颜色、透明特性则完全由材质的相关属性决定。在粒子的使用中，我们更多地是把颜色和透明属性与粒子的生命关联起来。粒子颜色和透明属性是粒子的固有属性，但没有显示在操作面板上，如何加入到操作面板上我们会在以后的例子章节中说明。图14是我们用一张ramp 贴图定义的随生命值变化的粒子颜色颜色粒子的渲染属性渲染类型是粒子最重

16、要的特性，它直接决定了粒子在场景中以及在最后渲染中的视觉效果。并且由粒子的渲染类型又向外引申出其它一些重要特性。不同渲染类型的粒子的外形视觉效果及各自的特性：）打开AfterEffects，你会发现它的界面和Adobe家族的其他设计软件界面很类似，如下图。图中标出了界面中最重要的几部分。首先是项目窗口（Project），用于管理素材和项目。其次是合成项目预览窗口，主要用来观看合成项目的合成效果。工具箱（上面右图）是AfterEffects一些主要的选择、调整工具。不象其他Adobe的软件，AfterEffects的工具箱很简单，因为视频合成软件的工具并不是工作中的主体。最后也是最重要的就是时间

17、线窗口，它是制作项目的主体，几乎所有的合成都是在时间线上完成的。有了这几个窗口，我们已经完全可以制作合成项目了。当然你的界面中很可能还有如下两个窗口，他们一个是用作纪录信息（Info），一个是用作控制播放（Time Controls）。1、层的概念层是构成合成图像的基本组件。在合成图像窗口添加的素材都将作为层使用。在After effects中，合成影片的各种素材可以从项目窗口直接拖动放置到时间层Time Layout window窗口，（将自动显示在合成图像窗口中），也可以直接拖动到合成图像窗口中。在时间布局窗口我们可以清楚的看到素材与素材之间存在的“层与层”的关系。 2、素材（层）的剪辑

18、因为素材的长度并不总是符合需要的，所以需要进行素材的剪辑工作。有两种方法对素材进行剪辑：A、可以在时间布局窗口，直接通过拖动改变层的入点和出点。 B、在层（Layer）窗口中，移动时间滑条到相应位置，点击in按钮设置素材入点，点击out按钮设置素材出点。 3、层开关 层开关主要有五个隐藏：可以暂时在时间布局窗口隐藏层，但在合成图像窗口中仍然显示。 质量：“/”表示最优质量，“”表示草稿质量。 塌陷变换/连续光栅化：减少合成的复杂程度和保证illustator文件的质量，但其使用方式复杂，效果不肯定。 滤镜：可以使滤镜效果不起作用。 帧融合：平滑非正常速度播放的影片的质量。 运动模糊：给动画的层

19、增加运动模糊将提高运动的平滑程度，但需要大量渲染时间。4、层的基本操作层可以通过Edit dublicate复制。可以通过在时间布局窗口中上下拖动以改变其叠加顺序。双击时间布局窗口中的一个层，将弹出相应的层（Layer）窗口，在这个窗口中可以更仔细的观察和剪辑素材。选择菜单Layer new solid或者在时间布局窗口单击鼠标右键选择new solid可以创建固态层（solid），在Solid setting对话框中可以设置solid层的尺寸和底色。局窗口在After effects中，固态层对于创建字幕、制作matte等很多效果十分重要。一般情况下，时间布局窗口显示的是各层的素材名，当对层

20、复制拷贝了多次后，为了方便区分各层，应该通过下述操作给层更名：选择需要更名的层，按键盘上的Enter键，来层的名字已经显示为蓝色，输入新的名字，再次按下Enter键即完成更名操作。可以通过拖动方便的移动层。可以通过使上下两层素材前后衔接的方法实现影视制作中最常见的硬切Effect，滤镜也称为特效、效果，考虑到大家对于photoshop的熟悉。在这里我们沿用photoshop5.02 中文版的翻译称之为滤镜。我们知道Photoshop之所以功能强大，能够制作出令人惊奇的艺术效果主要就在于它可以对图像增加各种不同的滤镜。 1、使用滤镜在时间布局窗口选择一个层，我们可以象在Photoshop5中工作

21、一样，通过单击主窗口菜单中Effect，在弹出菜单中选择需要的滤镜，为层应用各种滤镜，也可以选定层之后右击鼠标，在弹出的窗口中选择需要的滤镜（Effect）。选择滤镜后，一般会弹出滤镜的控制参数窗口其界面和操作方式与Photoshop完全相同。调整参数，我们立即可以在合成图像窗口中观察到相应的合成效果。可以在任何时候为层增加滤镜效果。可以对一个层多次使用同一滤镜。 要删除滤镜，在滤镜控制窗口中选择一个滤镜，然后按Delete键或者选择菜单Edit Clear。要拷贝滤镜，首先在滤镜控制窗口中选择一个或多个滤镜（同时按Shift键），选择Edit Copy，然后在时间布局窗口中，选择一个或者多个

22、层，选择Edit Paste。滤镜控制窗口显示了滤镜的各种具体参数控制。这些参数值的控制有多种方式： A、改变普通滤镜参数的值，可以直接在下划线内输入值，或者拖动其下的滑条控制， B、 对于角度参数通过角度控制圈拖动角度线改变。 C、设置颜色值一般是先单击颜色板，然后在弹出的颜色对话框中选择合适的颜色。 调整效果2、滤镜动画 在时间布局窗口中可以为滤镜属性设置关键帧，通过关键帧的参数来制作滤镜动画。按照以下步骤设置滤镜关键帧：首先在时间布局窗口，选择要修改的层；按E键展开滤镜属性层，单击要修改的下划线的效果值，输入新值，单击对应于层滤镜值左边的时钟标记设置关键帧。如果两个关键帧处的滤镜属性值不

23、同，将产生动画效果。更详细的应用介绍请参看综合实例1。 3、 常用的滤镜 After effects的滤镜大致有画面调节、音频、模糊与锐化、扭曲等十五类。每一类又包含若干个滤镜。限于篇幅，我们这里介绍几个常用的滤镜。 A、Gaussionblur高斯模糊可以模糊和柔化图像。 B、 Basic 3D 在虚拟的空间操纵素材，可以使素材层在三维空间翻转。 C、Ramp产生一个彩色渐变斜面，并可与原始图像混合。可以对solid层使用该滤镜以制作渐层。 D、 Write on在层上动画一个笔触。可以用来制作手写动画效果。 E、 Basic textAfter effects没有提供单独的建立标题文件（字

24、幕）的工具，要建立字幕需要选择Effects然后再通过Basic通常还需要在Basic Text滤镜对话框中选中Composite on original（将设定的文字与源图像合并在一起）复选框。该滤镜通常对solid层使用。 F、 Path text直接建立沿路径运动的文字。可以使用一个已经建好的路径。该滤镜提供了使文字旋转、改变字距、随机性等多种控制径G、Transitions 过渡滤镜组 After effects不象Premiere没有提供单独的转场设定，它的转场是集成在Effects中的，即Transitions转化滤镜,种类比较少，只有六种，即Block dissolve 立方块溶

25、解滤镜 、Gradient Wipe 渐层擦拭滤镜 、Lris Wipe、Linear Wipe 线性擦拭滤镜 、Radial Wipe 辐射状擦拭滤镜 、Venetian Blinde 百叶窗擦拭滤镜 ，比起Premiere多达75种的转场效果的确少了一些，表面看来，它这方面的功能很薄弱，但是After effects的Transitions转化滤镜中的每一个都有很多参数，你可以通过调整参数，方便而自由的设计各种层之间衔接过渡的方式，可以说每一个这类After effects滤镜都包含了若干个Premiere转场，有很多效果是Premiere不容易实现的。当然我们可以可以很容易的通过Afte

26、r effects中其他的设定实现类似Premiere中各种转场的效果。例如可以对一个层在各关键帧设定其Scale属性的不同的值以实现Premiere中Zoom转场的效果。H、Keying 键控滤镜组 通过键出亮度值或者某个颜色，可以使素材层的某一部分透明。例如在电视制作中经常使用的“蓝屏”（Blue screen）。在Premiere等非线性编辑软件中，键控透明是在单独的一个窗口中操作的。After effects 并没有单独的透明窗口，它提供了Keying组滤镜，可以实现包括Blue screen等多种类型的键控透明方式。选择Effect Keying Color key，可以根据颜色值抠

27、像。选择Effect Keying luma key ，可以根据亮度值抠像.遮罩（mask），实际是一个路径或者轮廓图，用于修改层的Alpha通道。缺省情况下，After effects 层的合成均采用Alpha通道合成。对于运用了遮罩的层，将只有遮罩里面部分的图像显示在合成图像中（如果要显示遮罩外边的图像，可以选择Layer mask invert）。遮罩在视频设计中广泛使用，例如可以用来“抠”出图像中的一部分，使最终的图像仅有“抠”出的部分被显示。After effects 4.1提供了强大的遮罩Mask创建、修改及动画功能，支持对某个特定的层设定多达127个的多重Mask，单击时间窗口中

28、的相应影片素材层即可以立即建立它的Mask和修改，并提供了方便的工具箱，可以使用Pen、Oval等各种类似Photoshop工具箱中的工具对Mask进行修改，并且可以对Mask的变化和运动进行时间设定。 1、制作遮罩遮罩一般在层窗口制作。可以单击层窗口左下角的缩放百分比，扩大层窗口的显示方便绘制。A、规范形状的绘制在层窗口中显示层。从工具面板中选择矩形或者椭圆形工具。在层窗口中拖动即可绘制。也可以在层窗口中，选择Layer mask new mask，增加一个带有句柄的遮罩，然后选择Layer mask mask shape。在mask 对话框中形状绘制可以设定遮罩的尺寸和位置，选择Recta

29、ngle或者ovel。工具面板的笔工具可以绘制任何形状的遮罩，提供最为精确的控制。要绘制直线，在层窗口直接单击笔工具可以产生一个控制点，每次在新的位置单击，After effects将自动连接这些控制点。要绘制曲线，首先要理解方向线。所谓方向线，实际就是某个控制点的切线。每个控制点有两个方向线，方向线的末端是矩形的方向句柄。通过拖动方向线可以调整曲率。按照下述步骤绘制曲线：使用笔工具在层窗口单击，定位曲线遮罩的第一个位置；然后按住鼠标向要画的曲线方向拖动，拖动鼠标拉出方向句柄；在曲线要结束的地方再次单击鼠标，向第一个控制点相反的方向拖动；重复以上步骤，直到整个曲线画完。效果2、移动、缩放及旋转遮罩利用工具面板中的选择工具选择要进行变换的遮罩或遮罩点。选择Layer Mask Free Transform point。如果要移动遮罩或遮罩点，将鼠标放到约束框（框住遮罩的矩形框）中拖动。效果要缩放遮罩，用鼠标拖动约束框的句柄。图27。 效果 要旋转遮罩或遮罩点，将鼠标放到约束框附近，当鼠标变成双箭头形状时，拖动即可旋转，变换3、修改遮罩形状 可以通过拖动控制点调整遮罩的形状。调整使用工具面板中的增加控制点工具增加控制点控制点 使用删除点工具可以删除控制点控制点4、羽化遮罩通过遮罩羽化，可以柔化遮罩的