3D动画短片的制作--人物建模-毕业论文（打印版）.doc

1、I 3D 动画短片的制作 -人物建模 摘 要 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新兴技术 ， 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创意，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。 本文探讨了三维动画设计的发展现状、前景、软件工具以及实现方法 ，并对三维动画发展前景表达 了 个人的观 点。同时，从实际入手，以三维影视动画的制作为例， 阐述 了动画制作的全过程，其中包括剧本、建模、动画编辑、渲染、

2、后期合成等要点。 本文 通过对三维动画的理论认识到动画 的具体实现，把理论与实践 结合起来，从而掌握三维动画的相关技术。 关键字 ： 三维动画；艺术和技术；动画制作 II Abstract 3D animation is one of the emerging technologies with the development of computer technology in recent years. 3D animation is an art and technology in close connection with the work. In the production proc

3、ess, on the one hand, the full realization of the technical creativity. On the other hand, to the screen color, composition, shading, the lens design team then, grasp the rhythm, and other aspects of the art of re-creation. Compared with the plane, 3D animation must consider the time and space. It n

4、eeds to draw on some of the graphic design rules, but more is in accordance with the laws of Television Arts for creativity. This paper discusses the development, Prospects, soft tools and methods of a 3D animation, And expressing my personal views on 3D animation development prospects. At the same

5、time, from a practical point of start to 3D animation film production as an example, described the whole process of animation production. Including script, modeling, animation, editing, rendering, and synthesis. This paper will be Based on the understanding of 3D animation to the realization of anim

6、ation， the theory will combine with practice in the paper， so we will master the technology of 3D animation Key words： 3D animation; art and technology; Animation production III 目 录 第 1 章 绪 论 . 1 1.1 引言 . 1 1.2 三维动画概述 . 1 1.2.1 三维动画概念 . 1 1.2.2 三维动画的优势 . 1 1.2.3 三维动画的发展 . 2 1.3 本课题的主要工作 . 3 第 2 章 三维

7、动画的开发环境 . 4 2.1 硬件支持 . 4 2.2 软件支持 . 4 2.2.1 三维动画软件 的发展 . 4 2.2.2 常见的 3D 软件 . 5 2.2.3 制作 软件 3DSMAX 介绍 . 7 2.2.3.1 3DSMAX 简介 . 7 2.2.3.2 3DSMAX 的界面及功能 . 7 2.2.3.3 Vray-for-3DSMAX . 11 第 3 章 动画的具体实现 . 12 3.1 剧本 . 12 3.2 角色模型制作 . 12 3.2.1 人物草图 . 12 3.2.2 人物建模 . 13 3.2.3 材质 . 21 3.3 场景制作 . 22 3.4 编辑动画 .

8、23 3.4.1 制作骨骼蒙皮 . 23 4.4.2 人物动画及镜头 . 24 3.4.3 灯光 . 25 3.5 渲染输出 . 26 3.6 后期合成 . 27 第 4 章 结束语 . 28 致谢语 . 29 参考文献 . 30 IV Contents Chapter 1 Introduction .1 1.1 Introduction .1 1.2 A summary of 3D animation .1 1.2.1 The concept of 3D animation.1 1.2.2 The advantages of 3D animation .1 1.2.3 The develop

9、ment of 3D animation.2 1.3 The main topic of the work .3 Chapter 2 3D animation development environment.4 2.1 Hardware support .4 2.2 Software support .4 2.2.1 3D animation software development .4 2.2.2 Common 3D animation software.5 2.2.3 3DSMAX Introduction .7 2.2.3.1 3DSMAX Introduction .7 2.2.3.

10、2 The interface and features of 3dsmax .7 2.2.3.3 Vray-for-3DSMAX.11 Chapter 3 Implementation of The animation . 12 3.1 Script. 12 3.2 Production the model . 12 3.2.1 Draft the figures . 12 3.2.2 Production the model . 13 3.2.3 Material . 21 3.3 Production the scene . 22 3.4 Editor the animation . 2

11、3 3.4.1 bone & role skin . 23 4.4.2 edit action figures . 24 3.4.3 Lighting. 25 3.5 Rendering . 26 3.6 Composition. 27 Chapter 4 Conclusion . 28 Acknowledgement . 29 References . 30 厦门大学本科毕业论文 1 第 1章 绪 论 1.1 引言 三维动画业是新兴行业 ， 综观三维动画的发展历程，相信不久的将来，三 维将进入千家万户，不再是大电影厂和专业影视制作公司的垄断的专利 。 这几年做三维和学三维的人日益增多，三维平

12、台的趋势由高端过渡到低端，不再需要几十万的工作站，一般家庭电脑就可以做出很专业的三维作品，三维动画制作的收费也日趋合理 。 目前 三维动画正在国内迅速发展，但动画人才十分 紧缺 ， 三维动画人才已经成为国内市场迫切需求的高薪，高技术人才，动画行业 将 是未来最受欢迎的高薪职业之一 。 我国动漫人才的培养步伐远远滞后于人才需求，而且缺口比例较大 ，为了缓解国内动画设计人才急缺状况，全国 已有部分 高校开设了 数字媒体 专业 来培养 优秀的动画创作人才 。 1.2 三维动画 概述 1.2.1 三维动画概念 三维动画 俗 称 3D 动画 ，是 三维动画软件在计算机中建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚

13、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，最后按要求为模型赋上特定的材质，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。 1.2.2 三维动画 的优势 三维的动画， 是 利用全数字技术来完成的动 画有着和传统动画很大的差别 ，传统动画是 以传统手绘为主要制作方式 ， 传统的 二维动画与三维动画 有着 激烈的厦门大学本科毕业论文 2 竞争，而很明显的三维动画处于优势 。 三维动画依赖的 CG 技术通过电脑强大的运算能力来模拟现实，需要完成建模、动作、渲染等步骤。建模就是以点、线、面的方式建立物

14、体的几何信息，动作是在建模的基础上，通过动态捕捉、力场模拟等方法让物体按照要求运动，渲染就是给着了色、添加了纹理的物体打上虚拟的灯光进行模拟拍摄。 毫无疑问，以 CG 技术为依托的三维动画已经超越了二维动画，成为未来动画发展的趋势。 1.2.3 三维动画的发展 三维动画 作为电脑美术的一个分支，早期主要应用于军事领域 。 直到 70 年代后期，随着 PC 机的出现，计算机图形学才逐步拓展到诸如平面设计、服装设计、建筑装潢等领域 ； 80 年代，随着电脑软硬件的进一步发展，计算机图形处理技术的应用得到了空前的发展，电脑美术作为一个独立学科真正开走上了迅猛发展之路。运用计算机图形技术制作动画的探索

15、始于 80 年代初期 ， 1994 年，微软推出 Windows 操作系统，并将工作站上的 Softimage 移植到 PC 机上 ； 1995年， Win95 出现， 3DS 出现了超强升级版本 3DS MAX1.0； 1998 年， Maya 的出现可以说是 3D 发展史上的又一个里程碑。 1995 年，由迪斯尼发行的玩具总动员上映，这部纯三维制作的动画片取得了巨大的成功 ， 三维动画迅速取代传统动画成为最卖座的动画片 片 种 ，此 后还有多部 三维动画片也获得了巨大的商业成功 ， 可以说电影已经 离不开 三维动画的参与了 。 不少国家投入巨大的人力物力去开发 三维 动画， 当今 世界的动

16、画大国，当属 美国和日本 ， 两国的动画作品风格也有所不同 。 美国 的动画以数字化的电脑制作为主 ， 特点是夸张的人物形象和动作，且节奏较快，体现了美国人的直率，爽快的性格 ， 代表有狄斯尼 、 华纳等公司 ； 而日本的 动画以赛璐璐和喷笔绘制为主 ， 体现的是一种唯美的风格 ， 特点是以优美的人物造型，内涵丰富的对白及剧情吸引观众，但相对的，定格画面就较多 ， 节奏也较慢 ， 代表 有 吉卜力、 GAINAX、SUNRISE、东映 等。 在国内，动漫市场已经被日本和美国占领 ， 国人也意识到这块巨大的蛋糕 ，政府和企业都 投入了不少的精力， 同时国内 也 涌现了 一些 较为 优秀的 三维动

17、画 作厦门大学本科毕业论文 3 品 ，如 魔比斯环 、 秦时明月 等 。 虽然中国 已经 开始积极的发展 动 漫 产业，但 是因为还没形成产业，发展相对较慢， 跟 美国及日本 比 起来 还是有较大的差距 ，以后的发展还有很长的路要走。 1.3 本 课题的 主要工作 本项目的目标是制作一部关于以两人篮球对抗为主要内容的三维动画，片长约为 2 分钟。此 影 片 以 叙事为背景，影片内容以 人物动作为主， 体现出不同人物的特征。 笔者希望 通过 本课题的 工作 ， 了解三维动画的基本原理以及其发展和现状 ，并 对 3DS MAX 有一个初步的 认识 ，能够 通过使用 3DSMAX 做出一些简单的动画

18、 ， 为后续的深入学习打下基础。 论文 在 探讨 三维动画及三维制作软件 发展 的 同时 ，将 着重阐述影视动画制作前期筹划、分工、脚本、后期渲染、分镜、合成等各个阶段的工作 要点 ， 因 笔者分工为角色建模，故本论文 对模型 制作 的 内容会相对较多。 厦门大学本科毕业论文 4 第 2章 三维动画 的 开发 环境 要完成一部动画，少不了硬件跟软件的支持。本章节将对制作三维动画时所涉及到的软硬件知识进行探讨，并深入的介绍制作软件 3DSMAX 及渲染工具 Vray的功能及操作。 2.1 硬件支持 在制作三维动画时，对计算机的硬件要求较高，一般都是采用一 些 高档的图形工作站，当然是用主流的 p

19、c 配置也能完成三维动画的制作，但所耗费的人力跟时间则要要多一些。基本要求：内存 1G 以上、显卡方面 显存优先，尽量不要少于 256MB。 2.2 软件支持 操作系统： Microsoft Windows XP Professional（ Service Pack 2）； 图像处理软件： Adobe Photoshop CS； 三维制作软件： 3ds Max 9.0； 渲染工具： VRay 1.5 RC3； 视频编辑软件： Adobe After Effects。 2.2.1 三维动画软件的发展 3D 如何发源，不详 ；到有文字记载时，已是三分天下 。 法国出了个个 TDI功能强大，模块众多

20、，最让人赞叹的莫过 于 它计算出来的质感 ， 其独特的演算方式能让动画师创造出逼真而又 细腻 的景观 ， 令一些动画公司爱不释手 ； 加拿大出的 ALIAS 易学易用的操作介面 ， 快速的模型 构建 能力 ， 也获取了一些动画人的垂青 ， 而且 软件总是更新 、 技术上不断发展 ， 逐渐处于领先地位 ， 在好莱坞 Alias大出风头 ； 作为电脑故乡的 美国 出了个 WAVEFRONT 的 3D 软件 ， 其 在建模上厦门大学本科毕业论文 5 有个 NURBS， 更是后来为各家争相模仿 。 不过其他方面缺项较多，需使用者自己自编脚本，十分不便。 正当几家争持不下时， Autodesk 在廉价

21、CAD 软件 获得 成功之后 盯上 3D 市场 ， 搞起了廉价的 3D 软件叫 3DS。 但是 3D 的专业人士仍不用他们的东西 ，于是 Autodesk 自己推翻了 3DS， 一步飞跃到 3DSMAX， 以全新形象出现了。WAVEFRONT 凭借美国的经济实力 并掉了 法国的优秀的 TDI， 加拿大的 Alias的 全部人马投靠了 3D 硬件大亨 SGI， SGI 依靠硬件的优势迅速收编了WAVEFRONT， 从此，三大 3D 软件合为一体，名称叫做 Alias | Wavefront。由于前三家的合并， SoftImage、 Animation Master、 HOUDINI等 公司也在纷

22、纷寻找出路， SoftImage 投靠了 Microsoft 把战略重点转向 PC， 成为 Kinetix 公司的3DSMAX 的克星。 虽然 SoftImage 性能比不上 SGI 工作站 ， 但 一台高档的 PC机 价格只有其十分之一， 借助 pc 产业的发展， SoftImage 迅速 占领了一方市场 。 伴随着 PC 机的大发展， 逐渐的 成为 了 未来的 3D 的 主平台 。 Kinetix 公司看着 PC机的发展 ，为了 提高 3DSMAX2 性能 ， 加 入 了 NURBS 曲面模型设计功能 ，弄成了个高不成低 不就的东西了。低档市场上，一些 便宜 的 3D 软件迅速占领市场例如

23、 NEWTEK 的 LIGHTWAVE， 性能不逊于 3DSMAX， 以低很多的价格 抢走了一块市场。 3D 软件市场 的杂乱使得 3D 的学者不知该学谁的 ， 好经常为哪个软件好争得面红耳赤。 在 SGI 收并了三大 3D 软件 之后， 集三大 3D 软件之精华推出了新版本 ，就是后来被人们所称道的 “ MAYA” 。 MAYA 于 1998 年 6 月推出PC 版 ， 凝结着多个国家及无数 3D 精英的心血 ，旨在 真正统一 3D 世界 。 2.2.2 常见的 3D 软件 AutoCAD: AutoCAD（ Auto Computer Aided Design）是由美国 Autodesk

24、欧特克公司于二十世纪八十年代初为微机上应用 CAD 技术而开发的绘图程序软件包，经过不断的完美，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。 AutoCAD 具有良好的用户界面，通过交互 菜单或命令行方式便可以进行各种操作。它的多文档设计环境，让非计算机专业人员也能很快地学会使用。 Maya: 厦门大学本科毕业论文 6 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。 Maya 集成了 Alia

25、s/Wavefront 最先进的动画及数字效果技术 ， 不仅包括一般三维和视觉效果制作的功能，而且还与最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合。 Maya 可在 Windows NI 与 SGI IRIX 操作系统上运行。在目前市场上用来进行数字和三维制作的工具中， Maya 是首选解决方案。 Poser: Poser 是 Metacreations 公司推出的一款三维动物、人体造型和三维人体动画制作的极品软件。 Softimage XSI: Softimage XSI 是动画制作的顶级软件，和同类比起来最大的优点是输出质量好，原因是它集成了 metalray 渲染器，后来发

26、展到增加了非线功能的 XSI，更是 hollywood 的利器。 Rhino: Rhino 是 美国 Robert McNeel & Assoc 开发的 PC 上强大的专业 3D造型软件，它可以广泛地应用于三维动画制作、工业制造、科学研究以及机械设计等领域。它能轻易整合 3DS MAX 与 Softimage 的模型功能部分，对要求精细、弹性与复杂的 3D NURBS 模型，有点石成金的效能 , 能输出 obj、 DXF、 IGES、 STL、 3dm等不同格式，并适用于几乎所有 3D 软件 。 LightWave 3D: LightWave 3D 是 由美国 NewTek 公司开发的一款高性价比的三维动画制作软件 ， 它的功能非常强大 ， 是业界为数不多的 几款重量级三维动画软件之一。被广泛应用在电影 、 电视 、 游戏 、 网页 、 广告 、 印刷、动画等各领域 ， 它的操作简便 ，易学易用，在生物建模和角色动画方面功能异常强大；基于光线跟踪 、 光能传递等技术的渲染模块 ， 令它的渲染品质几尽完美。它以其优异性能倍受影视特效制作公司和游戏开发商的青睐。 Xara3D: Xara3D 一个简单的 3D 程序，你甚至不需要学习，就可以创作出用于你的