基于3Dsmax虚拟校园三维动画设计与制作

题目名称基于3Dsmax虚拟校园三维动画设计与制作学院专业学生班级学号指导教师绪论1.1动画的先驱说起近代动画的先驱者，不得不首先提到17世纪的耶稣会教士阿塔纳斯·珂雪。1640年，珂雪发明了“魔术幻灯”。这可以说是动画，也是所有电影的开始。所谓魔术幻灯是个铁箱，里面放一支蜡烛，铁箱两边各开一个小洞，洞上覆盖透镜。将一片绘有图案的玻璃放在透镜后面，经由灯光通过玻璃和透镜，图案便可以投射在墙上。1.2二维动画二维动画已经有一百多年的历史了,在这段历史的发展中,二维动画形成了自身的一些独特的特征。二维动画一直沿用关键桢的办法。即要对现实中的对象进行长时间的观察和临摹,包括角色的形象、结构,习性以及习惯动作,之后充分发挥想象力进行艺术夸张,把一张对角色形象的性格塑造有帮助的要素表现出来,此时的角色动作创作在完成上述的艺术夸张的基础上进行提炼,再画出关键的特点动作,并在这些关键张之间根据角色的不同性格所需要的节奏画出数量不等的中间张。这种创作办法,从生活出发,提炼并塑造出鲜明的性格,使角色动作实现手段更加科学有效,因此,在动画大规模工业化生产的形势下,这种关键帧的方法一直使用至今。即我们常说的二维动画。这种方法把自然界中不存在的人为地幻想出来的形象,虽然常常受到自然界中特定的自然形象的影响,但是这些形象既有别于自然物象又与自然物象相似,有一定的动作状态和联系,即源于自然而又高于自然,符合大自然的一些法则,符合人的视觉及知觉规律,因此很容易为观众所接受。而且,用这种方法制作的影片,角色动作流畅且个性鲜明,剧情发展节奏感强,使观众更容易感受到动画工作者想要传达的精神境界。二维动画制作是一种独特的艺术形态，也是一种文化形态。二维动画角色是一种有意味艺术形式的视觉符号，它折射了角色的性格，民族的审美文化，科技的发展，以其独特的形式与审美价值被更多的人认知。离奇的动画角色视觉形象和动画意象，夸张的表现和变形的视觉审美张力;明亮的色彩，卡通化的造型以及强烈的动感，凸现感官强烈的视觉快感;幽默虚拟的形象，满足了人们欢愉和体验的激情。优秀的动画角色造型是一部动画影片成功的基础。独特的动画造型可以使人们从一个新的切入点去欣赏、理解动画，体验艺术美的形式和宣泄个人的情感。三维动画是二维的基础上发展来的，手绘的二维更多的是即时的画者的情感和想象，也就是动画的魂，而三维是在二维的基础上符合人类审美视觉的外衣，现代更多的是二维与三维混合的动画。这是一种艺术形式，就如油画和国画，都有存在的意义，油画写实，国画写意。在中国，动画艺术，动画角色的视觉形象的塑造和开发还处在一个比较落后的局面，主要表现在动画角色特征不够鲜明，娱乐性不够强，动作生硬，科技含量较低，传统民族文化和现代语言结合较差。急需提升动画角色的视觉形象价值，对传播民族文化和发展动画创意产业有着深远的意义。1.3三维动画三维动画也叫3D动画，是近年来炙手可热的新兴技术。三维立体动画比平面画面有更直观的体验，它既能给观赏者以身临其境的感觉，又能虚拟创造出梦幻般的特效场景。因此被广泛应用于建筑漫游、产品演示、影视特效、游戏动画等领域。三维动画技术是艺术的一种表现形式，它可以将人们丰富的想象力，通过计算机三维动画技术完美的呈现出来。即使有时候你认为这个想法很荒诞，不现实，但只要你有创意，你都能通过三维动画实现，这就是现代三维动画技术的魅力所在。一部完整的三维动画不仅要以逼真的造型和宏大的场面为噱头，还要靠连贯的故事情节，只有这样才能够确保表达信息的生动性和丰富性。三维动画的制作首先要建立角色、实物和景物的三维模型，我们称之为建模。建立好模型后，给各个模型“贴上”材料，然后在不同时间修改模型作出相应的变化，或推远或拉近；或旋转或移动；或变形或变色等。最后就能自动生成一帧动画画面。1.4三维建筑动画及制作技巧建筑表现图所要表达的是某一建筑物或组群在特定环境下的主题气氛与效果，他们通过各种构成要素的有机调度和处理而综合表现出来。它们主次分明、互相衬托、相得益彰。在建筑表现的制作中，除了重点表现的建筑物是画面的主体之外，还有大量的配景要素。建筑物是画面的主体，但它不是孤立存在的，需要把它安置在协调的配景中，这样才能使一副建筑画渐臻完善。所以配景要素，就是指突出衬托建筑物效果的环境部分。协调的配景是根据建筑物设计所要求的地理环境和特定的环境而定。常见的配景有树木丛林、人物车辆、道路地面、花圃草坪、天空水面等，也常根据设计的整体布局或地域条件，设置一些广告、路灯、雕塑等配景，这些配景在建筑表现画面中起着多方面的作用，能充分表达画面的气氛与效果。配景的加入可以显示建筑物的尺寸，要想判断建筑物的体量大小，需要有一个比较标准，人就是这个最好的标准，因为大多数人的身高为1.6到1.8米，有了人作为参照，也就显示了建筑物的体量和大小；配景可以调整建筑物的平衡，可以把观察者的视线引向画面的重点部位；配景有利于表现建筑物的性格和时代特点；利用配景可以表现建筑物的环境气氛，从而加强建筑物的真实感；利用配景有助于表现出空间效果，利用配景本身的透视变化及配景的虚实、冷暖可以加强画面的层次感和纵深感，所以在建筑表现图中加入配景是非常必要的。1、树木表现树木是表现大自然环境的主要内容，人们对它有特殊的偏爱，它是美和生命力的象征。树木作为透视图的配景，充实了画面的内容。树木在画面中起主观衬景作用，但是由于地势和气候的差异，树木的种类丰富繁多，所以树木在画面中也可以体现出建筑物的地域性。在建筑表现中，树木对建筑物的主体重点表现部分不应该有遮挡，作为中景的树木，可在建筑物的两侧或前面。在建筑物的前面时，应布置在既不遮挡重点表现部位，又不影响建筑物完整性的位置；远景的树木往往在建筑的后面，起烘托建筑物和增强空间感的作用。树木的色调和明暗与建筑物要有对比，形体和明暗变化应简化。近景树为了不遮挡建筑物，同时由于透射关系，一般只表现树干和少量树叶，起框景的作用。再用色上，树木未必都用绿色系，可配合整体画面的色调及主体意识灵活选定。2、车辆人物表现静止的建筑物，若点缀以运动着的车辆和人物，可以使画面增添不少动势和生气。造型新颖、色彩华丽的大小客车、轿车，姿态婀娜、服饰艳丽的人物能够给画面制造一个色彩中心，也常与建筑物形成色彩上的呼应。车子在建筑画面中应居于点睛位置，用色要突出，尤其是阴影效果更能增加车子的速度感，所以常用深色的阴影加上白色的效果线及车神或车轮醒目的白色点缀。加入配景车辆时，要注意角度的变化及行进感，所以一定要注意车子的比例和透视方向。人物表现在于使造型富于动态，衣服的用色及光线表现十分重要，在中景和远景要控制人物色彩的对比度和饱和度，以降低画面的复杂性。在画面中加入人物有以下目的：（1）贴近建筑加入人物，可显示建筑物的尺度；（2）可增加画面的气氛和生活气息;（3）通过人物的动态可使重点更加突出；（4）远近各点适当的配景人物，可增加空间感，人物的动向应该有向心“聚”的效果，不宜过分分散与动向混乱。3、道路路面的表现无论是何种材料的地面，一般来说，近处地面表现出路面的纹理中景、远景不要过于强调路面的质感和对比度等，一般近处色深，远处因反光等原因比较亮。往往地面面积比较大，有时用建筑物和树木等投影，会投射到地面上。投到地面上的斜线或有特色的投影美化了平淡无奇的地面形象。增添了规范化平直的街道的路面气氛，还可以利用建筑物和其他配景在地面上的倒影，形成深浅对比的光影和缤纷相映的朦胧色彩，使平面无华的地面显得别有风味，但倒影的形象要单纯，色彩变化要少，明度不宜过高。在用色彩表现路面的同时，应辅以合乎透视关系的横、竖平行线，与建筑物消失在统一灭点上，这样可增强画面的空间透视感，尤其适用于夜景黄昏表现图中的车线等。4、天空表现几乎在每张室外效果图上都可以看到天空，天空是透视图总表现时间和气候的主要因素。晴天白云使建筑物显露在强烈的日光下，有闪烁夺目之感；朝雾晚霞使建筑物沐浴在彩云之下，深沉稳重。除特殊的鸟瞰图外，在建筑表现中，天空常在画面中占较大的面积，故天空的配备应与建筑物起呼应作用。天空的着色一般规律是：离人眼越近，颜色越纯，明度越低；而离人眼越远的天空，颜色越淡，明度越高。天空中通常都会有云，云的形状随着天气的变化而千姿百态。有时云也做透视表现，使其与建筑物向同一方向消失，这样可使画面有很强烈的透视感；适当调节好云的明度关系，可以突出和衬托建筑物。5、屋顶的表现及标志牌的表现鸟瞰的屋顶及人视屋顶一般力求整体均衡，用色要与墙面一致，无论重色还是浅色都要用不同层次的光影进行表现，屋面色彩明度要与建筑受光面、背光面和屋顶天光面合理区分。广告招牌在商业性建筑表现中是特别常见的。夜景灯箱招牌类可以采用醒目的色彩，浓色最容易表达衬底与文字商标两者之间的对比效果，小招牌的文字通常用的重色，大面积衬底用淡色。白天的招牌由于关闭了灯光，没有夜景的招牌突出，在饱和度和对比度上要控制好。不同招牌在近景和远景的不同地方，对比度和饱和度都是不同的。6、光与影的处理方法光与影的处理在建筑效果图中十分重要，它对于认识建筑形体和空间关系有着重要的意义。从一定程度上说，处理光与影的关系就是解决效果图的阴影与轮廓、明暗层次与黑白关系，光影表现的重点是阴影和受光形式。阴影的基本作用是表现建筑的形体、凹凸和空间层次，另外画面中常利用阴影的明暗对比来集中人们的注意力，突出主休。阴影要注意要点：首先在一般的环境中不存在纯黑色阴影的。影子不能过量，一般的环境中影子应该控制到这个地步—可以觉察到，但不刺眼，不影响整体的画面规划；其次要控制好影子的边缘，即应该有退晕。7、受光形式在建筑效果图中，最常用的受光形式主要有两种：单面受光、双面受光。8、构图要素构图要素主要包括点、线、面、体等基本元素。点是就基本的构图要素，具有灵活、生动、富于变化之感。线可以看作是由无数点构成，有直线和曲线之分，直线又包括垂直线、水平线。垂直线刚强有力，给人以向上的感觉；水平线平直稳定，给人以宁静、轻松之感；曲线的变化是无限的，琐的曲线可以表现不同的情绪和思维，它给人以柔和、自由轻松的感觉。面是指二维图开，如矩形、圆形等，而体则是指三维物体，如立方体。不同的美术作品具有不同的构图原则。对于建筑效果图来说，基本上遵循平衡、统一、比例、节奏、对比等原则。9、平衡所谓平衡是指空间构图中各元素的视觉份量给人以稳定的感觉，不同的形态、色彩、质感在视觉传达和心理上会骈生不同的份量感觉。只有不偏不倚的稳定状态，才能产生平衡、庄重、肃穆的美感。平衡有对称平衡和非对称平衡之分，对称平衡是指画面中心两侧或四周的元素具有相等而下之的视觉份量，给人以安全、稳定、庄严的感觉；非对称平衡是指画面中心两侧或四周的元素比例不等，但是利用视觉规律，通过大小、形状、远近、色彩等因素来调节构图元素的视觉份量，从而达到一种平衡状态，给人以新颖、活泼、运动的感觉。23D动画发展前景2.1三维动画的发展展望3D动画设计专业是21世纪的新型产业，一直广受社会群体和爱好者的青睐。3D动画设计则主要是以制作和培训3D动画为主，比如三维动画、动漫片等等。业界认为，国内三维立体电影业的发展至少在五年内将出现旺盛的人才需求，每年的人才缺口达几万人。”更让许多人感受到三维立体市场巨大潜力之处在于，目前Sony、Sharp等国际视频设备提供商正在研发三维立体的民用设备，试图将三维立体视觉观赏从院线引入普通家庭，“明年就将有产品投放到市场。一旦三维立体进入普通家庭，市场潜力难以估量。国际上的普遍看法是，未来二十年内行业都将保持持续旺盛的发展势头。2.2三维动画的人才需求三维立体电影的火热将直接带动3D动画人才需求的增长，培训需求也将随之水涨船高。“首先，包括家长和学生在内的公众意识逐渐转变，认识到3D动画技术的潜力，从娱乐欣赏的心态过渡到就业心态；其次，三维立体电影制作投入暴增，对培训机构的人才需求上升，也会提供较有竞争力的薪酬福利。与去年相比，3D动画人才的薪资普遍涨幅在10%到20%之间，最基本人才月薪达到4000至5000元，中端人才月薪达5000到9000元。”2.3三维动画设计专业就业方向动画专业就业是比较广阔的，动画专业的学生将来毕业后，可以从事的行业很多。同时还要看你的发展方向现在动画涉及的领域很多，有建筑、设计、服装、舞台美术、动画公司、游戏、电影、电视、广告制作、影视包装等。只要自己喜欢就可以找到自己合适的单位。也可以在广告、娱乐业及因特网等方面从事平面艺术设计、多媒体设计、网页设计、动画设计的边缘学人才，以及在广告装饰、新闻媒体等单位从事有关电脑设计方面的工作。2.4三维动画设计专业就业前景近些年动画产业的飞速发展带动了国内动画设计专业的兴起，很多学生对于动画设计专业的就业前景却并不了解。目前国内播出的动漫作品每年只有2万分钟，不足实际播出量28万分钟的1/10，且大量依赖进口。意味着将有一个250亿美元的市场空间，有数据显示，目前我国游戏动画人才不到3万人，市场缺口达60万人;影视动画人才只有7000至10000人，而全国需求多达15万人。动画人才的极度匮乏，已成为制约我国动漫产业发展的瓶颈。做为一个动画专业的毕业生，将来的第一志愿肯定是动画公司，因为动画公司是现在最难进的地方也是最却人才的地方。动画公司在中国现在还是很落后，所以在人才的录用方面是很严格的。游戏公司也是一个很好的动画工作环境，现在中国的动画公司开始发展，大部分的公司人手都不够，需要大量的动画人才来补充，这个行业收入比较高。所以吸引很多的毕业生。建筑行业是动画学生进入最多的领域，因为这个行业对动画的专业要求不是很高。而收入却是相当客观的。所以有很多动画专业的学生进军这个行业。动漫产品本身有巨大的市场空间，而动漫产品的衍生产品市场空间更大。巨大的人才缺口，导致企业不惜以重金挖取3D动画设计人员。据权威媒体调查结果表明：京沪地区3D动画设计人员的月薪大致为5500-6400元，中级3D动画设计人员月薪大致为7100-7800元，高级3D动画设计人员的月薪则高达8900-9600元。随着国内动漫产业的发展，对3D动画设计人员的需求越来越大，如今3D动画设计人员凭借其稳定的职业地位，丰厚的薪资待遇、广阔的就业前景以及超强的竞争力成为目前炙手可热的职业。3开发软件及基本理论知识介绍3.1开发软件3.1.13DMax简介3DStudioMax，常简称为3dsMax或MAX，是由Discreet公司开发的一款（后被Autodesk公司合并）基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。其前身是基于DOS操作系统的3DStudio系列软件。在WindowsNT出现以前，工业级的CG制作被SGI图形工作站所垄断。3DStudioMax+WindowsNT组合的出现一下子降低了CG制作的门槛，首先开始运用在电脑游戏中的动画制作，后更进一步开始参与影视片的特效制作，例如X战警II，最后的武士等。在Discreet3Dsmax7后，正式更名为Autodesk3dsMax，最新版本是3dsmax2015。在应用范围方面，广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、三维动画、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。3Dmax是当前世界上销售量最大的三维建模，动画及渲染解决方案。他将广泛应用于视觉效果，角色动画及下一代的游戏。至今3dsmax获得过65个业界奖项，而3dsmax将继承以往的成功并加入应用于角色动画的新的IK体系，为下一代游戏设计的交互图形界面，业界应用最广的建模平台并集成了新的Subdivision表面和多边形几何模型，集成了新的ActiveShade及RenderElements功能的渲染能力。同时3dsmax提供了与高级渲染器的连接比如MntalRay和Renderman，来产生特殊的渲染能力如全景照亮，聚焦及分布式渲染。创造丰富、复杂的可视化设计，为畅销游戏生成逼真的角色，把3D特效带到大屏幕。Autodesk、3DMax、20083D建模、动画和渲染软件通过简化处理复杂场景的过程，可以帮助设计可视化专业人员、游戏开发人员以及视觉特效艺术家最大化他们的生产力。3.1.2Premiere简介AdobePremiere是一款常用的视频编辑软件，由Adobe公司推出。现在常用的有CS4CS5CS6CC等版本。是一款编辑画面质量比较好的软件，有较好的兼容性，且可以与adobe公司推出的其他软件相互协作。Premiere提供了采集、剪辑、调色、美化音频、字幕添加、输出、DVD刻录的一整套流程，并和其他Adobe软件高效集成。目前这款软件广泛应用于广告制作和电视节目制作中。其最新版本为AdobePremiereProCC。PremiereProPremierePro是视频爱好者和专业人士准备的必不可少的工具。它可以提升您的创作能力和创作自由度，它是易学、高效、精确的视频剪辑软件。Premiere提供了采集、剪辑、调色、美化音频、字幕添加、输出、DVD刻录的一整套流程，并和其他Adobe软件高效集成，使您足以完成在、制作、工作流上遇到的所有挑战，满足您创建高质量作品的要求。3.1.3AfterEffect简介AfterEffect简称称AE，是adobe公司开发的一个视频剪辑及设计软件AdobeAfterEffects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。AfterEffects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，很多都使用它进行合成制作。和AdobePremiere等基于时间轴的程序不同的是,AfterEffect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，通过它能够实现高度平滑的运动。AfterEffect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。AfterEffect支持无限多个图层，能够直接导入ILLUSTRATOR和PHOTOSHOP文件。AfterEffect也有多种插件，其中包括MetaToolFinalEffect，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。过去，影视节目的制作是专业人员的工作，对大众来说似乎还蒙著一层神秘的面纱；十几年来，数字合成技术全面进入全面进入影视制作过程，计算机逐步取代了原有的影视设备，幷在影视制作的各个环节中发挥了巨大的作用。但是，在不久前影视制作所使用的一直是价格极为昂贵的专业硬件和软件，非专业人员很难见到这些设备，更不用说用它来制作自己的作品了但现在，随著PC性能的显著提高，价格不断降低，应是制作从以前的专业硬件设备逐渐向PC平台上转移，原来身份极高的专业软件也逐步移植到PC平台上来，价格日益大众化，同时影视制作的应用也扩大到电脑游戏，多媒体，网络等更为广阔的领域，许多这些行业的人员或业馀爱好者都可以利用手中的电脑制作自己喜欢的东西了。合成技术指将多种素材混合成单一复合画面的。早期的影视合成技术主要在胶片，磁带的拍摄过程及胶片洗印过程中实现的，工艺虽然落后，但效果是不错的。诸如，“扣像”“叠画”等合成的方法和手段，都在早期的影视制作中得到了较为广泛的应用。与传统合成技术相比，数字合成技术，利用先进的计算机图像学的原理和方法，将多种源素材采集到计算机裏面，并用计算机混合成单一符合图像，然后输入到磁带或胶片上的这一系统完整的处理过程。理论上，我们我们把影视制作分为前期和后期。前期主要工作包括诸如策划，拍摄，及三维动画创作等工序；当前期工作结束后我们得到的是大量的素材和半成品，将它们有机的通过艺术手段结合起来就是后期合成工作。至此，可以引出本文主角——AfterEffects(简称AE）了，后期合成软件的佼佼者!AfterEffects，用于高端视频特效系统的专业特效合成软件，隶属美国Adobe公司。它借鉴了许多优秀软件的的成功之处，将视频特效合成上升到了新的高度：Photoshop中层的引入，使AE可以对多层的合成图像进行控制，制作出天衣无缝的合成效果；关键帧，路径的引入，使我们对控制高级的二维动画游刃有余；高效的视频处理系统，确保了高质量视频的输出；令人眼花缭乱的特技系统使AE能实现使用者的一切创意；AE同样保留有Adobe优秀的软件相互兼容性。它可以非常方便地调入Photoshop，Illustrator的层文件；Premire的项目文件也可以近乎完美的再现于AE中；甚至还可以调入Premire的EDL文件。新版本还能将二维和三维在一个合成中灵活的混合起来。用户可以在二维或者三维中工作或者混合起来幷在层的基础上进行匹配。使用三维的曾切换可以随时把一个层转化为三维的；二维和三维的层都可以水平或垂直移动；三维层可以在三维空间里进行动画操作，同时保持与灯光，阴影和相机的交互影响！～～并且AE支持大部分的音频，视频，图文格式，甚至还能将记录三维通道的文件调入进行更改最新版本AfterEffectCS43.2渲染器介绍3.2.1.MentalRayMentalRay（简称MR），MentalRay是早期出现的两个重量级的渲染器之一（另外一个是Renderman），为德国MentalImages公司的产品。在刚推出的时候，集成在著名的3D动画软件Softima-ge3D中，作为其内置的渲染引擎。正是凭借着MentalRay高效的速度和质量，Softima-ge3D一直在好莱坞3dmax制作中作为首选的软件。相对于另外一个高质量的渲染器Renderman来说，MentalRay的渲染效果几乎不相上下，而且其操作比Renderman简单地多，效率非常高。因为Renderman渲染系统需要使用编程的技术来渲染场景，而MentalRay一般来说只需要在程序中设定好参数，然后“智能”地对需要渲染的场景自动计算，所以MentalRay有了一个别名“智能”渲染器。3.2.2.BrazilBrazil（简称BR），在大家对MentalRay渐渐失望的时候，2001年，一个名不见经传的小公司SplutterFish在其网站发布了3DMAX的渲染插件Brazil，在公开测试版的时候，该渲染器是完全免费的，作外一个免费的渲染插件来，其渲染效果是非常惊人的，但目前的渲染速度相对来说非常慢。Brazil渲染器拥有强大的光线跟踪的折射和反射、全局光照、散焦等功能，渲染效果极其强大。SplutterFish公司推出的Brazil渲染器虽然名气不大，其前身却是大名鼎鼎的Ghost渲染器，经过了很多年的开发，已经非常是非常成熟了。Brazil惊人的质量却是以非常慢的速度为代价的，用Brazil渲染图片可以说是非常慢的过程，以目前计算机来说，用于渲染动画还是不太现实。3.2.3.FinalRenderFinalRender（简称FR）2001年渲染器市场的另一个亮点是德国Cebas公司出品的FinalRender渲染器（FinalRender又名外终极渲染器）。这个渲染器可谓是当前最为火红的渲染器。其渲染效果虽然略逊色于Brazil，但由于其速度非常快，效果也很高，对于商业市场来说是非常合适的。Cebas公司一直是3DMAX的一个非常著名插件开发商，很早就以Luma(光能传递)、Opic（光斑效果）、Bov（体积效果）几个插件而闻名。这次又融合了著名的三维软件Cinema4D内部的快速光影渲染器的效果，把其Luma、Bov插件加入到FinalRender中，使得FinalRender渲染器达到前所未有的功能。相对别的渲染器来说，FinalRender还提供了3S(次表面散射)的功能和用于卡通渲染仿真的功能，可以说是全能的渲染器。3.2.4.VRayVRay（简称VR）渲染器的大战打得越来越激烈，另外一个著名的3DMAX插件公司Chaosgroup又发布推出最新渲染器VRay。VRay相对其他渲染器来说是“业余级”的，这是因为其软件编程人员都是来自东欧的CG爱好者，而不像别的渲染器那样是有雄厚实力的大公司所支撑。但经过实践表明，VRay的渲染效果丝毫不逊色于别的大公司所推出的渲染。4项目制作4.1模型的制作4.1.1教师公寓楼的制作首先网上找到相称的材质位图图4.1墙体材质打开材质编辑器随机选择一个材质球，选择漫反射点击位图，将位图赋予材质球图4.2材质编辑器在标准长方体中创建一个长方体，点击将材质指定给选定对象并选中视口中明暗处理材质从而将材质球赋予给长方体并调整瓷砖和偏移。图4.3长方体图4.4调整瓷砖偏移在几何体中选中复合对象，用布尔拾取操作对象扣出窗户的凹陷处，并用box制作出窗户贴上材质，并将他们组合道一起，如图所示。图4.5布尔图4.6窗户图4.7组合用长方体和圆柱搭建太阳能，贴上材质并组合图4.8太阳能将搭建好的建筑和素材整合道一起图4.9素材图4.10组合切换道顶视图将器复制并旋转90度。图4.11旋转最后组合成教师公寓楼图4.12俯视图图4.13正视图4.1.2学生宿舍楼的制作首先网上找到适合学生宿舍楼的材质贴图，并赋予材质球图4.14材质图4.15赋予模型在几何体中选中复合对象，用布尔拾取操作对象抠出窗户的凹陷处，如图所示。图4.16布尔图4.17凹面用长方体做出做出窗户贴上材质球并组合。图4.18窗户图4.19组合将窗户放入凹陷的长方体中并组合，复制出宿舍楼的一面。图4.20组合图4.21组合将复制并旋转从而拼接成一栋宿舍楼。图4.22旋转图4.23效果图图4.24效果图4.2材质归类在调材质时先弄清楚有哪些材质，经过整理有墙砖、地面、玻璃、金色金属、黑色金属、球天这六个材质玻璃材质参数如图：图4.25玻璃材质参数金属材质参数如图：图4.26金属材质参数墙砖材质参数如图：图4.27墙砖材质参数球天材质参数如图：图4.28球天材质参数在球天里需要有一个天空云彩的贴图，来营造阴天效果，贴图如下图所示：图4.29球天贴图在此可以发现加了凹凸贴图的材质球更加逼真，更有立体感，在建模中，经常也会有利用凹凸贴图来省略一些细节模型的制作，比如说墙壁，礼品盒上的凹凸烫金字等，这些都是技巧。在所有材质都编辑完成后，逐一给模型添加材质，这时附上一张加完材质和贴图的效果图，如下图：图4.30效果图131334.3摄影机的摆放在场景中创建一个摄影机，给摄影机机身和目标的坐标参数分别如下图：图4.31摄影机机身坐标图4.32坐标131334.4背景环境的制作为了使渲染出的图像比较仿真，除了球天之外还需要一个背景，制作方法是在建筑物后面创建一个平面，摆放好位置，然后附以材质，在材质中是有贴图的，贴图为一张阴天的天空图，以此来模拟阴天的背景，进行高质量的仿真制作，为后期的PS修改减轻负担，材质如图：图4.33天空贴图图4.34材质参数131334.5灯光的设置灯光在3D中一直是一个比较难的点，因为很难掌握光的强度方向和颜色，这次我为了达到最好的效果，于是把灯光加了四个，如图：图4.35灯光位置1号灯光参数如下：图4.361号灯光参数2号灯光参数如下：图4.372号灯光参数3号灯光参数如下：图4.383号灯光参数4号灯光参数如下：图4.394号灯光参数131334.6渲染器参数设置渲染图像大小根据自己的需求而定，其他参数如下：图4.40公用参数设置图4.41全局开关参数图4.42环境参数图4.43颜色映射参数以上是基本的V-Ray渲染器的设置，下面还有其它一系列参数就不一一截图，附上一张剩下参数的整体图如下：图4.44剩余参数设置4.73dsmax中用时间轴制作帧动画打开时间配置，帧动画初始是100帧，30帧为一秒，不改时间轴生成动画一般为3秒，我一般10秒一个镜头，所以我将长度设为300帧。图4.45时间配置将视图改为摄像头camera1，打开F10渲染设置时间输出改为300与预设的时间轴相对应。图4.46渲染设置点击渲染设置的渲染输出下我文件，将其保存为avi格式图4.47保存格式设置最后点击渲染生成动画图4.48渲染4.8premiere后期合成视频添加关键帧。导入我们需要合并的两段视频，点击左上角“文件”，在下拉菜单选择“导入”，然后在弹出界面找到我们需要合并的视频，点击“打开”，就可以将视频导入到序列中图4.49视频的导入将两段视频拖动到右侧时间轴上，可以发现两段视频在时间轴上会自动紧挨着，其实这已经是将两段视频合并了图4.50合并视频我们找到我们提前下载或者录制好的背景声音，双击或者点击打开，将音频文件使用PremierePro进行开启。图4.51导入音频文件将音频文件拖动到PremierePro视频时间轴的合适位置，可以看到在视频的播放时间轴中，多出了一行，这就是我们插入的额外的音频文件，这样视频就和音频结合了。图4.52合成总结毕业设计和论文终于快告一段落了，在此期间真正地去自学了关于3D的室内效果图的一些知识，最大的感觉是以前学过的3DMAX根本连皮毛都算不上。毕业设计做的是室外，感觉尚有很多东西没学到。很多建模方式还不会，很多材质的表现手法还不会，很多灯光的参数还没了解到。当然，出来的效果图可能很多人觉得不好，十分抱歉，由于本人实在对设计方面能力实在有限，有什么违和感请诸位见谅。在自学3D这个过程中，我也进了一些学习3D的交流群里，其中不乏少年高手，也有专业老手，大家一起讨论，一起进步，还是很快乐的。室内设计是一项复杂的项目，在设计的过程中我学到了许多新的知识，例如Photoshop的应用、3DSMAX中不熟悉、不常用的工具和制作技巧，使我受益匪浅。通过这次设计，我不仅了解了更多的专业知识，增长了实践经验，还加强了自己独立思考的能力。从设计的最初样本，到设计的最终成形我遇到了很多困难。在遇到问题时，我查阅相关书籍、查找网络上的相关内容、询问老师和同学讨论，让我学到了许多不同的思考问题的方式、更专业的知识和一些富有经验的设计技巧。同时，我也看到了自己存在不足。由于缺乏实践经验，在设计时没有设置单位，所以在后期导入室内空间的时候，还要统一单位，对物体进行大面积的缩放，以调节合适的比例，浪费了很多好时间。本设计还存在有一些有待改进的地方，我还要进一步的学习，增加专业知识，提高自己的动手能力。

参考文献[1]唯美映像.3dsMax2014+VRay效果图制作入门与实战经典，清华大学出版社,2004年4月。[2]3dsMax2014实用教程，人民邮电出版社,2008年6月。[3]柏松.3dsMax从零开始完全精通，上海科学普及出版社,2003年6月。[4]田蕴琦.3dsMax2016完全自学教程，中国铁道出版社,2010年6月。[5］冯莉莉.基于3dsMax的虚拟校园三维模型的创建林业科技情报,2003年4月。[6]刘艺.3DSMax在虚拟校园立体图制作中的应用大众科技，2009年10月。[7］马萍.三维虚拟校园立体场景的设计与实现山东师范大学，2008年6月。[8］周振华.基于3dsmax虚拟校园漫游现实的建模，电子制作，2006年5月。[9］陈立.基于3DSMAX的三维虚拟校园动画漫游的实现中国教育信息化，2003年8月。[10]时代印象.3dsMax2012基础培训教程，人民邮电出版社，2008年5月。致谢四年的大学生活终于以这篇毕业论文为结尾而圆满地结束了。毕业论文的写作并不容易，由于它篇幅长，对涉及范围及深度都有一定的要求，因此我要参考很多资料，询问很多的人，有时还需要调查一些实际的情况，然后我再将材料编辑、整理，然后分析，提出自己的观点看法，然后给出论点论据，最后将所有这些他人的帮助与自己的辛劳汇成这篇毕业论文。因此，在论文的最后，我要感谢一些人。首先，我要感谢学校，感谢学校里所有教过我的老师们。没有学校和老师，就没有我这名合格的大学毕业生。四年中，学校给我提供了优良的学习与生活环境，而老师们则无私地把他们的知识传授给了我们，使我得以茁壮成长。在此，我再一次提出感谢。其次，我要感谢我大学里所有的同学们。他们给了我很多的帮助，同时也给了我竞争的动力与目标，最后，他们每个人都给我留下了美好的回忆。是他们让我的大学生活更加精彩。然后，我要感谢我的毕业论文指导老师。是老师认真负责的指导，对我完成这篇论文给予了直接的帮助。没有老师的正确指引，也便没有今天这篇论文的完成。谨以此篇谢言献给大学期间所有帮助和支持过我的人。开题报告学院姓名班级学号指导教师毕业设计（论文）题目虚拟校园三维动画设计题目类型□工程设计□技术开发□√软件工程□理论研究和方法应用□管理模式设计□其他选题目的及意义虚拟校园是校园环境和教学环境在计算机中的虚拟再现，是对真实校园三维景观与教学环境的数字化和虚拟化，是虚拟现实在教育中的一个重要应用。虚拟校园具有两个非常重要的特点，即真实感和交互性，它利用虚拟技术构建校园中的建筑物、教学设备、校园景物等，使用广能够在一个逼真的虚拟校园中进行漫游，足不出户就可以领略校园的风光，并且具有身临其境的感觉，结合校园的地理空间信息及其属性信息，用户能够进行查询和分析。虚拟校园建立基于真实校园的三维虚拟环境后，用户可通过网络进行远程访问。虚拟校园扩展了传统校园的功能，能够提供更加丰富的内容，利用先进的虚拟技术和信息化手段实现学校环境与教学管理信息资源的全面虚拟化和数字化，集教学、科研和校园为体，为学校的环境规划和教学资源优化管理等方面发挥了重要的作用，从而提高学校的教育管理水平。虚拟校园系统是虚拟校园的一部分，它是对校园环境的三维仿真再现，用户可以对虚拟校园进行交互式漫游，虚拟校园漫游系统的真实感和交互性能够让用户得到身临其境的体验，为学校的校园建设规划提供个很好的平台，提高校园的现代化管理水平．随着教育事业的发展。我校的教学环境、教学质量逐年提升，自新校区建设以来，校园环境进一步美化。本文的研究目的是基于我校的真实校园环境，结合MultiGenCreator3．2、3dsMax90建模软件开发平台，通过设计和开发虚拟校园漫游系统，对虚拟场景建模方法、模型优化方法、虚拟场景碰撞检测技术、虚拟场景视景仿真技术进行研究，构建校园的场景模型，实现视景漫游。虚拟校园漫游系统可以形象全面地展示校园建筑和校园环境，学校的对外宣传不再局限于传统的文字和图片，而是全方位立体展示校园风光，使更多的人能够身临其境地感受宁理的校园环境和校园文化，为学校树立良好的形象，宣传校园文化，提高学校的知名度，虚拟校园漫游系统也为校园环境的建设规划起到良好的辅助作用，实时展示校园规划方案，多种校园建设规划方案进行比较，满足公众参与校园建设规划的需求。虚拟校园系统是建设虚拟校园的基础，研究和创建虚拟校园漫游系统对今后的虚拟校园建设也具有非常重要的意义。利用VR技术建设虚拟校园，可以在计算机或者计算机网络上构造校园景观三维真实感模型。通过飞行模拟、步行穿越等方式实现对虚拟校园场景的交互式漫游。这种交互式漫游允许用户随意手动控制如放大、缩小、从不同的角度、不同的高度观看、控制漫游的速度等。利用虚拟校园建模手段还可以考察校园现状环境存在的问题。将建筑物或园林设施的虚拟模型置于完整的虚拟环境中可以考察其与周围环境是否协调。设计（研究）现状和发展趋势虚拟现实，也称为灵境技术⋯，它是在计算机技术的飞速发展中诞生的新兴学科，但它并不是一门独立的学科，VR技术是集成了计算机科学、计算机仿真技术、计算机图形学、传感技术、模式识别、力学、光学、乃至美学和社会科学等多种学科¨1的最新发展成果，近几年来成为相关领域研究的热点，它本质上是一种先进的人机界面技术，采用以计算机技术为核心的现代高科技牛成逼真的虚拟环境，能够逼真地模拟人在自然环境中的视觉、听觉、运动等行为，同时给用户直观自然的实时感知交互手段，使用户产生身临其境的感受和体验。虚拟现实技术具有沉浸性，交互性和构想性这3个特性。沉浸感叉称临场感，是指用户在虚拟环境中所能感受到的真实程度。理想的模拟环境应该能够让用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，这就要求设计者创建的虚拟环境足够逼真．使用产在虚拟环境中所看到的、听到的、甚至闻到的一切事物都感觉是真实的。交互性指用广进入虚拟环境后能够自然地与虚拟环境进行交互，并且可咀从环境得到反馈，获得逼真的感受。虚拟现实技术具有广阔的想像空间，通过虚拟现实技术可以仿真再现真实环境和客观不存在的，甚至是不可能发生的环境。构想性指用广处于虚拟环境中时可以充分发挥丰观能动性，通过本身的感知和认识能力，深化认识或形成新的概念和认识，并且能够产生丰富的联想，能运用自己的想象力解决在客观世界中不可能解决的问题。随着计算机技术和相关技术的芨展，虚拟现实技术有了突飞猛进的拉展，到目前为止虚拟现实技术己经广泛应用于医学研究、军事与航天工业、网络娱乐、艺术与教育、灾难救援仿真、城市建设规划、建筑设计等诸多方面，几乎遍及所有的应用领域。数字地球和数字城市目前都在进行深入的研究，在数字化广泛应用于各个领域的背景下，数字化虚拟校园的建设也成为了必然。在国内,尤其在许多高校,虚拟实验技术的应用越来越受到人们的重视。目前，己有部分高校初步建立了虚拟实验室。例如:清华大学利用虚拟实验仪器构建了汽车发动机检测系统；华中理工大学机械学院工程测试实验室将其虚拟实验室成果在网上公开展示，供远程教育使用；四川联合大学基于虚拟仪器的设计思路，研制了航空电台二线综合测试仪，将8台仪器集成于一体，组成虚拟仪器系统；复旦大学、上海交通大学、广州暨南大学等一批高校也开发了一批新的虚拟仪器系统用于教学和科研。同时虚拟实验技术在科学研究、虚拟实验教学、教育娱乐等方面发挥着重要作用。首先，虚拟实验技术运用于实验教学，由于虚拟实验技术的特点,它应用在理工科的教学中大有作为,目前国内的多数高校都根据自身教学需求建立了虚拟实验室,虚拟实验室成为强化实验室建设、改革实验教学手段的一个重要发展方向；其次，虚拟实验技术在校园模拟和仿真的重要应用，1996年天津大学开发了虚拟校园，国内一些高校开始逐步推广和使用虚拟校园模式,但是以实现浏览功能为主。随着网络教育的深入,基于教学、教务、校园生活的三维可视化虚拟校园呼之欲出，中央广播电视大学远程教育学院将网络学院的诸多具体功能整合在图形引擎中,在虚拟校园的应用方面进行了有益的尝试。目前许多高校根据需求建立了虚拟实验室,努力应用这种先进的实验工具辅助科学研究。课题研究的主要内容1)了解虚拟现实技术掌握3Dmax，phtoshop等软件的使用。2)熟悉软件的基本用途，应用灯光，摄影机，材质贴图，ps后期处理，渲染技术。3)