三维动画-课件

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三维动画设计课程主讲：陈荣钦Email：tzcer@163.com

1本课程的学习方式课程安排上课20学时，上机20学时主要讲授3DSMAX软件的应用“图形图像在线学习”网登陆方式（初时帐号和密码均为学号）：http://www.jsj.tzc.edu.cn/teacher/crq进入在线学习——3D动画设计栏目自学完成作业上传：实验和大作业进行在线测试考查根据平时成绩、实验和大作业进行考核

2实验报告内容实验报告内容要求包括：设计思想建模方法材质灯光的设计摄影机设计处理方法技巧制作中遇到的困难经验体会和收获

3第一章三维动画概述主要内容3D动画及其发展史三维动画设计流程三维动画主要设计软件3DSMAX介绍3DSMAX常用工具

4什么是3D动画什么是动画（Animation）？拉丁文字根anima意为灵魂，动词animare指赋予生命，引申为使某物活起来，animation可以解释为经由创作者的安排，使原本不具生命的东西像获得生命一般地活动。动画是指一系列静止图像以足够快的速度(称为帧速)播放，使得肉眼看上去它们是连续的，即运动图像（最佳：30～100之间）。3D？人眼的特性是近大远小，从而使得二维的图像呈现出立体感，丰富的颜色变化模拟出了真实的世界。

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63D动画制作原理

7动画的3D化趋势目前3D化趋势明显，2D动画和2D游戏的市场都在不断缩小。很多2D动画片的票房惨淡。迪斯尼对米老鼠也进行了3D化3D能够给影视和游戏带来高度的真实感，是3D化的动力计算机和显卡技术的进步、3D引擎和3D软件的完善是保障

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93D动画史——早期的动画19世纪的西洋镜：圆盘转动并带动图像产生动画效果。

103D动画史——早期的动画1906年出现第一部接近现代动画片的影片“滑稽面孔的幽默形象（Humorousphasesoffunnyfaces）”。

113D动画史——早期的动画1914年的电影“恐龙格蒂（Gertie,thetraineddinosaur）”向公众展示了动画的魅力。

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133D动画史——3D动画的出现20世纪80－90年代，大量3D软件开发公司成立，3D技术研究和软件开发在高校和公司不断开展。1995年的电影“玩具总动员（ToyStory）”成为第一部全3D电脑动画制作的电影。

143D动画史——3D动画的盛行2001年电影“怪物史瑞克（Shrek）”获得奥斯卡首次最佳动画长篇奖

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163D动画的未来3D效果更加真实向实时动画方向发展：目前的大部分动画都是预渲染的，如电影制作游戏属于实时动画范畴今后的电影可能会和游戏一样，只需要编写程序就可以实现，这需要计算机软硬件提供强大的支持

173D动画的未来<半条命2>的一个场景精彩剧情比肩好莱坞经典大片

183D动画总体制作流程

193D游戏动画制作流程

203D动画主要设计软件我们该选择哪一款3D动画设计软件？Discreet的3dsmaxMaxon的Cinema4DAlias的MayaSoftimage/XSINewTek的Lightwave3D……提高3D设计的才能是关键，各种软件的工作流程都是相通的。

213DSMAX适合入门吗？是初学者的最佳选择官方提供了大量的自习资料。有大量的学习同伴，通过论坛交流但它仍是一个复杂的软件，不可能短期内精通，需要花时间专注的学习。就业前景？在游戏和建筑等方面比较流行。在高端图形处理方面有待提高，比如影视渲染，但相信今后必然会进军高端市场。

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23Maya适合入门吗？Maya功能及其强大初学者可能会因为内容太广泛、复杂而退缩有一定经验的用户熟悉工作环境只要几周用户群非常庞大，便于学习和交流就业前景？Maya是最为出色的3D设计软件。在影视特效、动画、游戏，甚至医学、军事和建筑等方面都广泛应用。精通Maya能够拥有更大的就业机会

24Softimage/XSI适合入门吗？适合于企业用户而不是个人，不适合入门熟悉其它3D软件的用户可以很快的入门就业前景？有比较多的电影制作公司（比如工业光魔）和游戏公司（Capcom和Valve）使用该软件。

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263DSMAX概述全称3DStudioMAX，由Autodesk的多媒体分公司——Discreet公司开发。在游戏制作、影视特效、广告动画、建筑业等方面都广泛应用。

273DSMAX中文版7.0界面视图区菜单栏工具栏命令面板状态栏滑块和时间轴命令输入视图控制

28菜单栏和工具栏3DSMAX菜单“图形图像在线学习”网提供英文—>中文关键字查询。工具栏没有显示的部分可以通过鼠标拖动，要习惯鼠标拖动操作。可以变为浮动工具栏，可以使用小图标

29视图区从上往下看从左往右看从前往后看默认的摄像机视图，立体感较强Top视图Front视图Left视图Perspective视图正交投影类型透视投影类型

30视图控制区

313DSMAX工作流程1、建模根据设计的物体形状选择建模方法，同样的物体造型可以有多种方法生成，要选择既准确又快捷的方法，还要考虑建模完成以后的修改编辑。在满足结构要求和渲染精度的前提下尽量减少物体的顶点数和面数，以减少渲染时间，这一点对于复杂场景特别重要

323DSMAX工作流程2、编辑修改初步创建好三维模型，需要进一步编辑修改才能达到要求，编辑方法很多，要选择最方便有效的，编辑命令的使用要考虑先后顺序

333DSMAX工作流程3、材质贴图完成建模只完成了物体的几何形状，色彩、质感等物理属性必须通过材质编辑才能实现。赋予材质后，场景才具有真实感

343DSMAX工作流程4、灯光设置有了灯光才能看见物体，对于体现物体的形态灯光很重要，特别在室内设计效果图中，灯光更加重要

35三点布光原则主体光通常用它来照亮场景中的主要对象与其周围区域，一般选择聚光灯，并且与摄像机大致成30-45度角，亮度较强辅助光用于柔和场景，大致和主体光成90度，亮度稍弱背景光增加背景亮度，并且放置在摄影机对面，亮度较弱

363DSMAX工作流程5、摄影机设置要产生好的效果图，摄影机也很重要，直接影响透视效果。选择视点、视角以产生令人满意的透视图

373DSMAX工作流程6、渲染输出选择渲染参数，渲染成图，用其他软件进行后期处理。对于效果图到此就完成了。对于动画制作，还需要继续以下流程

383DSMAX工作流程7、动画制作以完成的静态图为动画的第一帧，设计动作（物体的各种变化或场景里灯光、摄影机的变化），反复调试渲染和修改，最后制作成动画，经后期处理完成作品。在实际工作时，这一过程并非一成不变的，有时需要交叉进行，反复几次

39从简单动画开始创建一个跳动的小球场景建模：一个长方体地面和一个球体修改编辑：修改各个物体参数材质贴图：增强真实感灯光和摄影机设置：不断调节达到理想效果制作动画生成输出

40先睹为快

41制作小结用你的大脑把握空间位置灯光和摄影机的参数设置较复杂需要不断的调节达到理想结果你的心得？

423DSMAX常用工具主要内容对象的选择操作对象的平移、旋转和缩放等操作对象的复制操作对象的镜像操作对象的对齐操作对象的阵列操作

43对象的选择操作要对视图中的对象进行移动、旋转、缩放等变换，设置对象材质贴图，调整灯光、摄影机参数等操作，就必须选中所要操作的对象。被选中的对象在视图中以白色的线框方式显示，而在Perspective视图和Camera视图中被选中时，在对象外有一个白色的边框（包围体）。

44工具栏上的对象选择按钮工具栏上“选择对象”对应的按钮为：也可以按照名称来进行选择，按钮为：其它一些命令按钮也有选择功能：选择并平移按钮：选择并旋转按钮：选择并缩放按钮：选择并操纵按钮：

45对象的选择操作单击选择对象：配合Ctrl键选择多个或者取消选择区域选择配合Ctrl键多选，Alt键取消选择区域形状：选择模式：窗口模式和交叉模式根据名称选择对于复杂的场景，一般要使用名称选择，因此对场景中的物体要有良好的命名根据颜色选择对于复制、镜像、阵列得到的物体往往颜色都一样，可以使用颜色选择（Edit菜单下）

46对象的平移操作平移的轴约束特点3个坐标轴X、Y、Z颜色分别为红、绿、蓝鼠标移动到某个轴，使它变成黄色后可以将对象沿着该轴移动鼠标移动到某个坐标平面，使它变成黄色后可以将对象沿着该平面移动打开/关闭轴约束的快捷键为X键

47对象的旋转操作按下“旋转”按钮并在透视图中选择物体，操作对象位置上出现5个圆形控制柄

48对象的旋转操作其它的几个正交图只出现4个，少了一个坐标轴（所有的控制柄将减小一个自由度）

49对象的旋转操作操作方法：在视图中将鼠标指针移到某一轴向的旋转控制柄上变为黄色时拖动鼠标，可将操作对象绕该轨迹圆旋转内部透明的切片上显示旋转的角度值变化视图旋转控制柄可以使变换对象沿垂直视图的方向产生旋转的效果自由旋转控制柄允许用户根据鼠标移动方向产生自由旋转的效果问：在3个正交视图中上述两个控制柄会如何旋转？

50对象的缩放操作提供三种缩放变换工具按钮SelectandUniformScale（选择并均匀缩放）SelectandNon-uniformScale（选择并非均匀缩放）SelectandSquash（选择并挤压）操作方法前2种：可以沿着1个轴、2个轴之间构成的平面，3个轴（等比例）进行缩放第3种：沿着选定轴、平面缩放时，其它方向上被挤压，从而保持体积不变，无法进行等比例缩放控制柄的使用方法与选择并移动工具的控制柄相似

51对象的精确变换在选中中的一个工具按钮后，在按钮上单击鼠标右键，将弹出MoveTransformType-In（移动变换输入）对话框、RotateTransformType-In（旋转变换输入）对话框或ScaleTransformType-In（缩放变换输入）对话框，输入具体的数值，可以精确地变换

52对象的复制操作当场景中存在相同或者相似的物体时，复制操作显得非常快捷方便复制方法：单击Edit（编辑）→Clone（克隆）菜单命令按住Shift键后，执行变换操作（包括移动、旋转、缩放）提示：当使用不同的变换操作时，可以分别对复制的对象进行移动、旋转和缩放。

53对象的复制操作执行复制时会弹出CloneOptions（克隆选项）对话框，如下图复制类型复制：两个模型没有任何关系（完全独立型）实例：修改任一个都会改变另一个（完全依赖型）参考：对原对象修改会影响到新对象，而新对象的修改不会影响原对象（单方依赖型）如何验证？分别以3个不同的选项复制出3个新的对像，然后分别对4个对象加入修改器(比如锥化)，检查相互之间的影响情况

54对象的镜像操作当场景中的物体之间具有某种对称性时，镜像操作非常有用，比如桌子对立两侧放置的两把椅子镜像其实是缩放操作的特例（－1的缩放率）几个参数镜像轴：坐标值需要取负（如X：表示X坐标值改变，而Y、Z不变，即YZ平面对称。YZ呢？偏移：对坐标值取负之后再加上偏移值才是最终的位置克隆选项和复制操作类似

55对象的对齐操作对齐操作可以用于精确的约束两个对象之间的位置关系操作方法：先选择当前对象，然后选择工具栏上的按钮，再单击目标对象弹出右图的对话框。对齐位置栏参数含义：当前对象沿哪个约束轴往目标对象移动（目标对象不动），移动到什么时候结束就看当前对象的哪部分和目标对象的哪部分对齐（分别有最小、中心、轴点和最大）

56对象的对齐操作其它对齐操作快速对齐：直接使有轴对齐（或者中心对齐）法线对齐：按两个对象的法线对齐，先选择源对象，点击工具栏上的按钮，在原对象上拖动鼠标，根据蓝色箭头确定当前法线。然后在目标对象上拖动鼠标，根据绿色箭头确定法线。放置高光：对物体定义高光，选择灯光再操作对齐摄影机：将摄影机和物体的平面对齐对齐到视图：将物体按照某个轴和视图的Z轴对齐

57对象的阵列操作当场景中的对象有大量的、有规律的重复时，就需要阵列操作创建方法：选择对象，单击Tools（工具）→Array（阵列）菜单命令，弹出阵列对话框

58对象的阵列操作参数设置：ArrayTransformation：WorldCoordinates（UsePivotPointCenter）栏：设置阵列对象沿坐标轴移动的距离、旋转的角度和缩放的比例，分为Incremental（增量）和Totals（总计）两个区域。如果在这部分要使用Rotate（旋转）进行阵列，则一定要注意轴心点是否合适Re-Orient（重新定向）和Uniform（均匀）：选中Re-Orient复选框，在移动、旋转或缩放时，阵列对象中的每一个对象相对于前一个对象都要重新确定方向；选中Uniform复选框，阵列对象中每一个对象的方向都保持一致。

59对象的阵列操作阵列维数1D阵列：只需要设置阵列对象个数，偏移值已经在前面设置好了。2D阵列：在1D的基础上，对新增的一行阵列对象个数和偏移值进行设置。3D阵列：在1D和2D的基础上，对新增的一行阵列对象个数和偏移值进行设置。点击右边的“预览”浏览结果，如果对象太多，会影响显示速度，可以选择“显示为外框”。

60制作简单的桌椅

61方法步骤椅子的创建创建一个圆柱作为椅子的脚通过1D阵列得到其它脚，注意旋转轴通过对齐工具进行对齐桌子创建只要创建圆柱，再进行对齐桌子和椅子的对齐需要组合工具组合成组，再进行对齐

62如何将椅子倒放到桌子上？

63复习和预习复习本节课主要讲述3D动画基础和3DSMAX的常用工具使用。复习教学网Flash视频第一章完成实验一（通过网站提交，期限为1周，逾期不候）预习下一次课我们将开始学习建模操作，首先是标准几何体的创建，可以预习教学网Flash视频第二章2.1、2.2节。

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