视频流驱动3D动画制作[文献综述].doc

1、 毕业论文 （ 设计 ） 文献综述 计算机科学与技术 视频流驱动 3D 动画制作 随着科学技术的发展，影视业的高端技术要， 3D 动画在影视业中的需求越来越大，高难度的特技、高强度的爆炸场景等等特效都需要 3D 动画来完成。然而三维人体动画的生成是计算机动画领域的热点问题。已有的运动捕获方法虽然可以获得逼真的运动数据，但因使用不便、代价昂贵的缺点限制了其应用。 3D 动画可以参照已有的视频流，将人体动作施加到 3D 模型上，从而生成视频流驱动的 3D 动画。同样， 一个好的三维角色，可以让人们在 3D 电影中进一步丰富和提升视听享受，可以在第一时 间将电影中的美术风格和影视风格展现给观众。创建

2、三维角色的成功与否直接决定了一部电影的成与败。 主要分为：建模 绑定 动画 渲染 建模是动画制作的基础，现今的三维动画软件都有独立的建模系统，建模的方法很多，但归结起来大多有三大类型： NURBS 建模， Polygon(多边形 )建模，面片建模方法。多边形建模是历史最悠久的，也是应用最广泛的建模方法，顾名思义，它是由三角形和四边形的拼接而成的，因为我们在屏幕上看到的三维模型都是由被称为 “面 “的相互连接的多边形组成。每个 “面 “有不同的尺寸和方向，通过 排列这些面，可以用非常简单的方法建立起非常复杂的三维模型。 钱安明、邱兆平、王剑、杨群在三维人体建模设计 6一书中指出多边形建模也有着它

3、的不足之处。随着需要表现的细节增加，多边形的面数也会呈几何方式增长。在尽可能表现细节的同时如何控制好多边形模型所占用的资源，通常来说就是模型的面数，是三维角色制作人员需要解决的一个十分重要的问题。 当然，建模也是需要遵循很多规则的。就拿人脸的建模来简单归纳下： 1、尽量使用少的面制作模型。 2、尽量使用四边面，必要的时候也可以使用三角面，只要不影响动画。 3、尽量避免五星或多 星，是在无法避免就把他们放置在不容易看到的位置。 4、四边面尽量保持丰满的四边正方形，减少菱形或细长的面。 5、边最好不要横跨表面，最坏的情况是边正好和表面成 45 度交叉。钱安明 邱兆平 王剑 杨群在三维人体建模设计

4、6中认为由于三维角色对于点与线的位置与结构具有一定的要求，所以在实际映射中，相对于平面上总结出的人体拓扑结构，需要进行一些改变和调整。另外，不仅仅是角色的模型需要解剖与拓扑结构理论，对于角色的运动来说，动作的设计与调整，也需要一套符合人体运动以及肌肉走向的拓扑基础。没有良好的模型基础，也就没有 准确的模型运动。拓扑结构是构建良好模型的基础，也是动作制作的要求。 在计算机世界里，材质是反映真实世界的一把利箭，它微妙并充满魅力。我们上一步所作的模型只是雏型，是没有色彩的。我们必须根据动画的情节、模型的物质类型，以分析的眼光观察周围环境中与之相近的物质的颜色、光泽、是否产生了反射、折射，是否光滑，光

5、滑的程度如何等特征，并将其转化为数字模式，而要获得这样的能力，只有不断的锻炼自己的艺术观察能力和分析能力。Maya 提供了丰富的材质节点，我们只要细心的、耐心的去调节材质的各种参数就会得到我们需要的材质的特征。 Maya 提供了非常优秀的动画控制系统 骨骼。人物的外部性体是由骨骼、肌肉和皮肤决定的。从功能上来说，骨骼主要起着支撑人物躯体的作用，它本身不能产生运动。人物的运动实际上都是由肌肉来控制，在肌肉的带动下，肌腱拉动骨骼沿着各个关节产生转动或是在某些局部发生移动，从而表现为整个形体的运动状态。一般情况下所说的角色动画，就是动画师制作数字角色骨骼的动画。 动画本身是一门艺术，它能够充分发挥人

6、的想象力和创造力。它可以表现现实中的实物不能实现的效果，比如说星球的撞击。它还可以用拟人的手现事物，让不具有生命的东西活起 来。随着电脑技术的发展使得它以更多的表现手法呈现在大家的眼前，使得它更丰富多彩。 一个好的 CG 当然最重要的是最后的结果，渲染就起到了画龙点睛的作用！ 本项目主要以 Maya 为开发工具，以转换成 3D 动画为思想，以建模、绑定、动画、渲染为次序来实现 视频流驱动 3D 动画制作 。 MAYA 是目前世界上最为优秀的三维动画的制作软件之一，是相当高尖而且复杂的三维电脑动画软件。它被广泛用于电影、电视、广告、电脑游戏和电视游戏等的数位特效创作。三维角色是具有写实性、三维性

7、、创新性和可重用性的一种新型的数字艺术与技术。一个好的三维 角色，可以让人们在 3D 电影中进一步丰富和提升视听享受，可以在第一时间将游戏的美术风格和游戏风格展现给玩家。 （总结性内容） 综合以上所诉，对三维动画技术日趋成熟，三维动画应用领域已从三维游戏逐渐走向了电影 ,建筑 ,文物古迹复原 ,城市道路桥梁规划产品演示动画 ,虚拟动画，也从传统的被动观看转向更具控制性的互动三维动画。 同时 Maya 软件功能完善，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。在三维动画领域更是有着举足轻重的地位。当两者完美结合，制作出的作品必将是动画领域的杰出之作。 参考文献 1

8、上海市多媒体设计与应用能力考核办公室 .影视动画实践之 MayaM.上海科技技术文献出版社， 2007. 2 张宝荣 .MAYA 总动员 :Modeling 建模篇 M.北京 :北京科海电子出版社 ,2008 3 陈路石 ,蔡明秀 ,孙源 .MAYA2010 完全自学教程 M.北京 :人民邮电出版社 ,2010 4 CG时代 ,张昶 ,李志豪 .CG演绎 -MAYA2008超现实光与材质深度解析 M.北京 :人民邮电出版社 ,2008 5 卢涤非， 任文华 ;，李国军， 斯进 . 基于样例的交互式三维动画 的生成 J. 计算机研究与发展 .2010， 47（ 1）： 62-71. 6 钱安明

9、邱兆平 王剑 杨群 .三维人体建模设计 M.合肥：合肥工业大学出版社，2009.8 7 新知互动 编著 .After Effects CS3 从入门到精通 M.北京 :中国铁道出版社 ， 2009 8 沈培特 .角色动画设置插件技术在基于 Maya的 3D动画中的应用 硕士学位论文 .上海交通大学 ,2008 9 Y Singh, BVR Reddy, MRR Kishore. An approach of quality simplification of 3D model using MAYAJ. International Journal of Computer Science and Network Security,2010,10(2):105-112 10 Li Canli, et al. Automatic 3D scene generation based on MayaC. 2009 IEEE 10th International Conference on Computer-Aided Industrial Design and Conceptual Design: E-Business, Creative Design, Manufacturing - CAID and CD2009, 2009:981-985