模块五 动画技术

模块五动画技术第一页，共六十一页，编辑于2023年，星期日通过前面章节的学习，我们已经能够创建场景了。在场景中安排好模型，下一步就是设置动画。3dsmax7.0的具有功能强大的动画编辑功能，所以学习这方面的知识也就有一定的难度，而且在3dsmax7.0中有许多参数都可以记录为动画。在本章中将介绍动画的基础知识，在后面的章节中我们还将介绍其他的动画。第二页，共六十一页，编辑于2023年，星期日动画可分为传统意义的动画和电脑动画。传统上的动画是将对象的运动和周围环境定义成若干张图片，然后快速地播放这些图片，使它产生流畅的动画效果。电脑动画与传统动画的基本原理相同，不同之处是传统动画用纸笔绘画，然后用摄像机拍摄，而电脑动画则是用电脑来制作。第三页，共六十一页，编辑于2023年，星期日电脑动画将播放过程中的每一张图片称为一帧，一个动画由若干帧画面组成。动画中的每一帧与前一帧都会略有不同，但是利用几个帧可能与其他帧有较大的不同，而这些帧正是在动画控制过程中起决定作用的。这些起决定作用的帧称为关键帧，其他的帧可以通过关键帧动态产生。第四页，共六十一页，编辑于2023年，星期日因此，在3dsmax中创建动画，只需创建并记录动画序列中的起始帧、结束帧和关键帧的场景画面，通过3dsmax系统自动进行插值计算并渲染出关键帧之间的其他帧，即可生成动画。这样可以减轻动画制作的工作量，提高制作动画的工作效率。第五页，共六十一页，编辑于2023年，星期日模块五动画技术第一单元动画基础第二单元TrackView轨迹视图窗口第三单元运动命令面板第四单元正向与反向运动第五单元粒子物体第六页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第一单元动画基础任务导入相关知识任务解析返回第七页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第一单元动画基础

任务导入返回国际象棋任务目的：通过该任务的学习掌握动画的基本设置方法。第八页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第一单元动画基础

相关知识教学目的：

1、掌握三维动画制作原理

2、掌握基本动画的设置方法教学难点与重点：

1、有关动画的几个名词

2、自动关键点与设置关键点的操作第九页，共六十一页，编辑于2023年，星期日一、动画制作原理及流程（一）三维动画制作原理

首先创建记录每个动画序列起点和终点的关键帧。这些关键帧的值称为关键点。该软件将计算每个关键点值之间的插补值，从而生成完整动画。（二）三维动画制作流程

1、物体建模

2、设定动画

3、设置灯光和摄影机

4、设置材质

5、渲染合成（三）设置动画方法（三种）

1、自动关键点或设置关键点

2、运动面板

3、轨迹图第十页，共六十一页，编辑于2023年，星期日（四）名词介绍：

1.帧:组成动画的每一幅完整的画面称为一帧。

2.关键帧:动作拐点处所在的画面，计算机对动画设计就是关键帧的设计。

3.层级:物体各部分各关节之间的运动是有因果关系的，制作动画只有保持这种关系，动画才副真。

4.轨迹:轨迹是动画中的某一个分离的资料，如物体的位移、旋转动画按钮都各自带有自己的一个轨迹。第十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期日*

关键点动画设置*

在动画制作中，利用关键帧生成动画的方法称为关键帧方法。关键帧记录场景内对象或元素每次变换的起点和终点。这些关键帧的值称为关键点。也就是将场景中对象对象的运动极限位置、特征的表达效果或重要内容等作为关键帧，利用关键帧方法创建的动画。它描述了场景中对象的移动位置、旋转角度、缩放的大小和变形，以及材质贴图、灯光摄像机的效果等。（五）简单动画设置

两种关键点动画的使用方法自动关键点(自动记录)设置关键点(手动记录)第十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期日*

在3dsmax7.0中，关键帧动画是非常重要的一种制作动画的方法。通过这种方法可以将3dsmax7.0中90%的参数制作成动画，如建模、材质、灯光以及特殊效果等都可以记录下来，形成动画。在制作关键帧动画时，关键帧的数量应根据动画效果进行设置，既不能设置得太少，也不能设置得太多。因为关键帧太少，会使动画效果失真；关键帧太多，会增大渲染处理时所用的时间。第十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期日*

例1：自动关键点（球半径变化的动画）

1、球，0~50帧移动缩放；

2、壶，50~100帧移动缩放；

3、选壶，将0帧关键点移动到50帧。*

例2：设置关键点（球半径变化的动画）

1.场景：球、壶；

2.单击设置关键点，单击过滤关键点，选“位置、对象参数”；

3.球，0帧，单击“钥匙”钮（来记录关键点。）50帧移动缩放，单击“钥匙”钮

4.壶，50帧，单击“钥匙”钮

100帧移动缩放，单击“钥匙”钮。第十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期日（六）渲染

1、输出时间第十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期日

2、范围

3、输出尺寸

4、输出文件格式返回第十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第一单元动画基础

任务解析例：国际象棋

1.可用自动关键点或设置关键点进行动画设置;2.注意：计算好棋子所用的时间，走的位置。返回第十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第二单元TrackView轨迹视图窗口任务导入相关知识任务解析返回第十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第二单元TrackView轨迹视图窗口

任务导入返回牙膏广告任务目的：通过该任务的学习掌握轨迹视窗的动画设置方法。第十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第二单元TrackView轨迹视图窗口

相关知识教学目的：

掌握TrackView轨迹视图窗口的主要操作方法。教学难点与重点：

1.TrackView轨迹视图窗口的基本操作

2.TrackView轨迹视图对动画进行控制的操作在3dsmax7.0中，编辑关键帧制作的动画一般来说是比较简单的动画。实现较为复杂的动画效果及功能，对关键帧进行比较复杂的编辑，如拷贝或粘贴运动轨迹、添加运动控制器、改变运动状态等，就需要在轨迹视图窗口中对关键帧进行编辑。第二十页，共六十一页，编辑于2023年，星期日一、TrackView轨迹视图窗口（一）功能：显示了与每个对象相关联的可动画参数。在轨迹视图中提供了更多的动画控制选项。（二）轨迹视图有两种编辑模式：

CurveEditor（曲线编辑器）模式

DopeSheet（摄影表）模式（三）在轨迹视图中有五种动画编辑模式

（1）编辑关键帧（2）编辑时间

（3）编辑值域（4）定位值域

（5）功能曲线（四）轨迹视图层级列表中有十个分支。（五）轨迹视图窗整体布局及基本编辑方法见下面几个例子。第二十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期日例：轨迹图的使用及噪波1、场景物体：球2、打开动画设置，在20帧时，将球在Z轴方向上向移动。3、用工具栏按钮打开轨迹图4、轨迹图中，模式\摄影表，找到球\变换\位置5、移动关键点，观看动画变化6、删除X、Y位置的关键点，减少冗余。7、将Z轴0帧点，用shift复制到40帧，观看动画8、模式\曲线编辑器，Z+30移动到-30，观看动画。9、打开层级列表，Z位置，“参数曲线超出范围类型”钮

\周期\确定10、控制器\指定\噪波浮点

强度=50频率=0.05不选分形噪波第二十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期日例：弹簧振子（曲线编辑器）1、建立板/几何体/动力学对象/弹簧2、动画设置：20帧时，增加弹簧的高。3、模式\曲线编辑器，左窗中，找到对象(spring)中的自由弹簧高度。4、在0帧和20帧的关键点上右键，设置输入和输出的方式。5、工具栏上选“参数曲线超出范围类型”钮，单击”往复”。确定6、播放。第二十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第二十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期日例：多米诺骨牌（摄影表）1、顶图中做一个长方体2、动画设置：第10帧时，设置长方体倒地的动画。（前图中转Z轴）3、复制五个长方体4、轨迹窗口/模式/摄影表

（视窗中不选任何物体）5、分别移动几个BOX的动画设置范围，呈阶梯状。第二十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期日返回第二十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第二单元TrackView轨迹视图窗口

任务解析例：牙膏广告

1.场景物体：长方体

2.打开轨迹视图，层级列表中选”对象/BOX01”3.菜单”轨迹/可见性轨

迹/添加”（为BOX添加返回一个可视性轨迹）4.选”添加关键点”按钮，在可视性轨迹的30帧和60帧处分别创建一个关键帧。5.在第30关键帧上单击右键，值=06.播放。BOX将在第0帧到第30帧之间完全不显示，在第30至60帧之间逐渐显示，第60帧到第100帧均完全显示。第二十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第三单元运动命令面板任务导入相关知识任务解析返回第二十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第三单元运动命令面板

任务导入返回弹跳的小球任务目的：通过该任务中的多重运动设置，掌握运动面板的使用方法。第二十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第三单元运动命令面板

相关知识教学目的：

1、掌握运动面板的使用方法

2、掌握几种约束动画的设置方法教学难点与重点：

1、运动面板的参数使用方法

2、约束动画的设置方法第三十页，共六十一页，编辑于2023年，星期日一、运动命令面板（一）运动命令面板主要功能：

提供了对选择物体的运动控制能力，可以控制它的运动轨迹，以及为它指定各种动画控制器，并且对各关键点的信息进行编辑操作。它主要配合轨迹视图编辑器一同完成动作的控制。（二）运动面板包括二大类：

1、Parameters（参数）

2、Trajectories（轨迹）第三十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期日二、动画控制器（一）附着约束(附加约束)例：

1、制作一弯曲BOX。

2、选运动板/附加，在BOX

表面拖动，茶壶会约束到BOX表面并随着移动。第三十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期日路径约束（二）路径约束例1：沿轨迹飞行

1.场景物体：BOX、圆

2.设置“路径约束”，添加路径

3.播放第三十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期日例2：沿轨道飞行时倾斜、旋转

1.上例场景

2.在“路径参数”栏中选中跟随与倾斜复选框

3.播放。BOX在飞行时,

沿路径有一定的倾斜与旋转。飞行时倾斜、旋转第三十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期日（三）注视约束

1、例2场景，合并“小人”文件，调整位置。

2、运动板/参数/指定控制器/旋转点标签，点“注视约束”

点添加注视目标，视图中点BOX，BOX为虚拟物体注视的物体。

3、播放。注视约束第三十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期日（四）链接约束

1.场景：球，齿轮

2.球，运动板/指定控制器/变换，链接约束。

3.齿轮旋转动画。

4.选球，动画设置，30帧，添加链接单击齿轮。

5.播放第三十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期日（五）方向约束

1.场景：壶、二个BOX2.壶，运动板/指定控制器/旋转，方向约束，添加方向目标,

点BOX013.再将BOX02也方向约束到壶上。

4.动画时间为200帧。

5.100帧，BOX01做移动旋转。

6.选BOX2，右击时间滑块，确定

7.200帧，BOX2移动旋转。返回第三十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第三单元运动命令面板任务解析例：弹跳的小球

小球的运动是弹跳与向前移动二种运动的叠加

1.球噪波动画；

2.虚拟体的路径约束动画

3.将球绑定到虚拟体上。返回第三十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第四单元正向与反向运动任务导入相关知识任务解析返回第三十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第四单元正向与反向运动

任务导入返回运动的套筒任务目的：通过该任务的学习掌握正向和反向运动的设置。第四十页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第四单元正向与反向运动

相关知识教学目的：

1.掌握正向运动及反向运动的概念与应用。

2.了解使用反向运动的动力学解算系统。

教学重点与难点

1.正向运动及反向运动的概念。

2.层次面板的使用第四十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期日一、层级命令面板（一）层级命令面板的功能：

大多数物体是由多个部分组成，通过层级关系，可使物体做出相当复杂的运动，父子关系一旦建立，父物体运动时，子物体也运动。

建立合成运动

模拟关节连接

作为IK反向运动的基础第四十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期日（二）轴心点

轴心点是物体进行平移、旋转、缩放等变换的基础点，也是物体运动的中心，它包括一个中心点和从这个点出发的三条相互垂直的坐标轴。轴心点对物体的作用主要有：

（1）为旋转变换的旋转中心和缩放变换的参考点

（2）为各种修改器的缺省中心点

（3）为子物体变换的参考点

（4）为反向运动的连接点第四十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期日二、正向运动与反向运动

1.正向运动：

物体1（子）物体2（父）

父动子也动，子动父不动。

2.反向运动：

IK依据反向运动学的原理，对复合连接的物体实施运动控制。使用IK控制层次链末端物体的变换，IK系统会自动计算此变换对整个层次链的影响，从而产生整个层次链的变换运动，使用IK可以快速准确地完成复杂的复合动画，基本操作步骤为:第四十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期日1)建立有关节结构的模型2)将各关节物体彼此连接，并且确定好各自的轴心点位置3)定义轴心点处的连接性能4)对造型系统实施动画处理，可以通过指定式IK或互动IK

两种计算方式5)将造型连接或蒙皮到骨骼系统，使用IK控制器操纵骨骼系统，从而产生关节动画。第四十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期日机械手返回第四十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第四单元正向与反向运动

任务解析例：运动的套筒例：套筒

1.打开“”文件，观看物体层级关系。

2.层次面板/IK/交互式

IK。

3.加入减缓运动效果：

将上面三个物体依次设置：滑动关节/Z轴/选中“减缓”。第四十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期日4.交互式效果：设置0~100帧运动，只移动最上面物体即可。5.创建导引物体：

创建虚拟体，运动板/IK/将最上面物体与之“绑定”。6.调整动画。7.IK/选“更新视口”“清除关键点”点击“应用IK”系统会重新运算。返回第四十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第五单元粒子物体任务导入相关知识任务解析返回第四十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第五单元粒子物体

任务导入返回落叶纷飞任务目的：通过该任务的学习掌握粒子物体的基本操作。第五十页，共六十一页，编辑于2023年，星期日第五单元粒子物体

相关知识教学目的：

1、掌握粒子物体与空间变形物体的使用方法

2、了解粒子与空间变形的主要用途教学重点与难点：

1、粒子系统的控制

2、粒子系统与材质

3、空间扭曲物体的使用。

4、空间扭曲物体与粒子系统返回第五十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期日一、粒子系统（一）功能：

创建雨、雪、灰尘、泡沫、火花、气流等，可结合其它制作功能如材质、模糊处理空间扭曲，VideoPost（视频合成器）为粒子加多种特技处理。粒子系统在使用时要结合一些其它的制作功能:1.对于粒子的材质，一般材质都适用，系统还专有“粒子年龄”和“粒子运动模糊”两种贴图供粒子系统使用。2.运动的粒子常需进行模糊处理，有些自身有模糊设置参数，也可以通过粒子模糊贴图。3.粒子空间扭曲可以对粒子造成风力、引力、阻挡、爆炸、动力等多种影响。4.配合视频合成器可使微粒发光、闪烁、燃烧等。第五十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期日（二）各种粒子系统的功能

1、Spray（喷射）

功能：发射垂直的粒子流，用来表示下雨，水管喷水、喷泉等效果，也可以表现慧星拖尾现象。

步骤：在视图中拉出一喷射工具，移动时间滑块，即可看到粒子喷射效果。

2、Snow（雪景）

功能：制作雪花，若指定多维材质则产生五彩碎片下落，或火中升起的火星效果。

3、Parray（粒子阵列）

功能：以三维物体为目标对象，从它的表面向外发散出粒子系列。目标对象对整个粒子宏观的形态起决定作用，粒子可以是标准几何体，也可以是替代物如球、茶壶等。也可以是目标对象的外表面（破碎后的碎片）。第五十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期日4、SuperSpray超级喷射

功能：从一个点向外发射粒子流，用以制作飞机喷火、潜艇喷水、机枪扫射、水管喷水、喷泉、瀑布等。5、Blizzard（暴风雪）

功能：从一个平面向外发射粒子流，与雪相似，但功能更为复杂。从发射平面上产生的粒子在落下时不断旋转、翻滚，它们可以是标准几何体，超密粒子或替身几何体，甚至不断产生变形。除了普通雪景的制作，还可以表现火花迸射，气泡上升，开水沸腾、满天飞花、烟雾升腾等。6、Pcloud（粒子云）

功能：限制一个空间，在空间内部产生粒子效果。通常空间可以是球形、柱