三维动画制作软件（共12篇）
三维动画制作软件 篇1
一、引言
三维动画业是新兴行业, 也称为CG (Computer Graphics) 行业。随着硬件技术的发展, 三维制作平台由高端过渡到低端, 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。国内的三维动画行业发展迅速, 对动画人才的需求也在急剧的增加!但是对于许多想要涉足三维动画制作的初学者来说, 面对的第一个问题就是应该学习哪一个三维软件?目前国际上最为流行的几种三维软件包括:Discreet的3ds max、Maxon的Cinema 4D、Alias的Maya、Softimage/XSI和New Tek的Lightwave 3D。本文通过对它们各自的特点、差异以及用途的对比, 让大家了解当今三维制作的趋势, 各种软件的主要应用领域, 各自的特点、优缺点以及就业前景等。
二、软件的应用面分析
3ds max软件为三维制作提供了范围广泛的各色各样的工具。尽管Discreet公司做出了非常卓有成效的努力, 想使这个软件进军高端的电影和视觉特效制作领域, 但是目前其主要应用领域仍然局限在计算机游戏和建筑视觉展示方面。也许有一天, 3ds max将可以提供任何处理高端三维图形的工具。
Cinema 4D软件采用的是模块化的软件结构, Cinema4D R8的核心版本是基本的程序体, 其中包含动画和渲染工具, 但是不包含那些高级功能的附加模块。Cinema 4D XL高级程序包, 其中既包括了基本的核心程序, 还包括了角色动画制作模块 (MOCCA) , 基于脚本命令控制的粒子系统 (Thinking Particles) , 体积烟雾和火焰模块 (Pyro Cluster) 、更加完善的渲染器 (Advanced Render) 和带有三个节点的网络渲染器 (Net Render) 。需要更复杂渲染和动画需求的用户可以购买Cinema 4D Studio程序包, 这个程序包中包含了所有XL程序包中的模块, 还提供了模拟复杂物理现象的模块 (Dynamics) 、实时的三维绘图和UV坐标设置模块 (BodyPaint3D) 以及无限制节点数目的网络渲染器。
Maya软件的应用非常出色。Maya被广泛地应用在动画片的制作、电影和视觉特效领域以及游戏工业, 在医学、军事用途以及建筑领域它也被应用。
具有中到大型制作团队的公司级用户可以使用Softimage/XSI。如果团队中具有技术指导 (TD:Technical Director) , 他的任务是为具体工作准备基础的背景材料, 创建各种工具以及找出解决个总问题的最佳方法) 建模师、动画师等合作工作的环境, XSI这款软件无疑是最适合的, 它可以让所有项目的合作者在同一时间共同工作于一个场景当中。并且这个软件非常地开放, 可以使用编制程序的方式开发新型的工具。所以这款软件非常适合故事片电影的制作, 此外它也提供了非常棒的工具用于游戏的开发工作。
Lightwave涉足的领域包括有平面打印、CG广播与电影, 网络动画与游戏等。此软件没有捆绑销售策略, 软件包中包含了所有用于完成工作的工具。但是这个软件要想冲击广播和电影行业, 目前还很困难。
三、学习难易程度对比
3ds Max是一个复杂的软件, 所以要想精通它, 需要协调好时间, 非常投入地专心学习一段时间。对于初学者来说, 不要试图在一个星期内就掌握所有软件中的各种复杂操作和功能。Discreet公司在软件使用的培训方面做得很好, 在其官方网站上奉献了丰富的在线教学服务。此外, 在互联网的三维社区里, 读者也可找到大量的相关教程。所以, 对于一个三维领域的初学者来说, 没有理由不选择3ds Max这样的软件作为起步的台阶。但是, 一旦进入到后续的深入学习阶段, 它与其它软件没有太多区别。
Cinema 4D是一款非常容易学习的软件。但是必须保持耐心。Cinema 4D的XL版本中有将近2000页的文档。依据你的个人目标, 学习的进度会有很大的不同。如果只需要了解基本的工作流程和知道如何制作出一般的结果, 也许只需要一至二个星期;如果需要制作复杂的角色动画以及掌握脚本编写等技能, 你就需要花费非常多的时间。Cinema 4D是一款非常深奥的软件程序, 不要指望一夜之间就掌握所有的细节。
Maya是一个包含了许多各种内容的巨大的软件程序。对于一个没有任何使用三维软件程序经验的新用户来说, 可能会因为它的内容广泛、复杂而受到打击。对于有一些三维制作经验的用户来说, 则可以毫无问题地搞定一切。Maya的工作流程非常得直截了当, 与其它的三维程序也没有太大的区别。只需要熟悉一至两个星期, 你就会适应Maya的工作环境, 因而可以更深一步的探究Maya的各种高级功能, 比如节点结构和Mel脚本等。
Softimage/XSI是一款巨型软件。它的目标是那些企业用户, 也就是说, 它更适合那些团队合作式的制作环境, 而不是那些个人艺术家, 所以这个软件并不特别适合初学者。对于想学习三维制作的人, 这个软件象3ds Max和Light Wave一样有很好的工作流程。就是说;我相信对于那些有三维制作经验的艺术家们, 可以毫无问题的掌握它;并且会发现它的工作流程可以为我们提供了最快速的制作环境。
对于一个三维领域的新手来说, Lightwave非常容易掌握。因为它所提供的功能更容易使人认为它主要是一个建模软件。对于一个从其它软件转来的初学者, 在工具的组织形式上和命名机制上会有一些问题。在Lightwave中, 建模工作就像雕刻一样, 只需要几天的适应时间, 初学者就会对这些工具感到非常地舒服。Lightwave有些特别, 它将建模 (Modeling:负责建模和贴图) 和布局 (Layout:动画和特效) 分成两大模块来组织, 也正是因为这点, 丢掉了许多用户。
四、软件优缺点对比
3ds Max软件的强项在于它的多边形工具组件和UV坐标贴图的调节能力, 另外对于初学者来说, 还有一点即是它的强项也是它的弱项, 由于此软件提供的工具非常地丰富, 使你在解决同一个问题时可以有几种不同的选择, 所以初学者也许会感到困惑。
3ds Max软件的弱点是制作角色动画时需要外挂插件程序的支持、还有它的粒子系统以及渲染器, 所有这些弱点已经在新版本的软件中得到了强化, 尽管在某些领域, 特别是在角色动画领域, 还会碰到一些问题, 比它的一些主要竞争对手还稍显落后, 但是对于3ds Max的用户来说, 非常幸运的是可以在网上三维社区中找到相应的插件程序来弥补软件本身的漏洞。
Cinema 4D软件的强项包含六个方面。第一是其稳定性, 系统几乎从来不会崩溃;第二是快速以及可订制的用户界面, 使用Cinema 4D可以较容易地在相对短的时间内取得成果;第三是很容易地进行网络渲染的设置, 而且它还可以进行跨平台设置, 比如同时设置多台PC和Mac (苹果机) 机的网络渲染;第四是SLA, 这是一个对Cinema 4D中的材质模型的扩展, 它的使用极其的灵活, 可以用它创建出许多动态的视觉效果;第五是非常强大的角色动画工具, 它包含所有的用于进行动画角色装配、角色动画、面部表情动画设置、以及复杂的角色动画设置的工具, 使得所有这些工作能够变得更加容易;第六是高度的可配置性, Cinema 4D提供两种独特的脚本工具:XPresso是一种可视化的脚本编写工具, COFFEE是另外一种文本式的脚本编辑工具。此外, Maxon公司还提供了程序开发包 (SDK) 用于插件程序的开发。
Cinema 4D软件的弱项主要体现在三个方面。一是不支持N边多边形。有些用户非常依赖于N边多边形进行建模, 但是在Cinema 4D 8。0版本中不支持这种N边多边形。二是Nurbs建模工具, Cinema 4D的Nurbs建模工具可以处理常规的Nurbs建模操作, 比如放样、挤压, 导轨以及旋转成型等, 但是对模型表面的剪切、焊接和表面融合等却不支持。三是不支持一些常规的游戏格式。在Cinema 4D中进行实时的建模和贴图工作还是非常容易的, 制作低分辩率的模型也象其他的软件一样地方便和容易, 但是如果要想将模型直接输出成Unreal或者Quake那样的游戏所需的格式, 却没有内建的解决方案。你必须使用Maxon公司提供的程序开发包 (SDK) , 自己进行输出格式转换插件的编写工作。
Maya极其地强大, 任何东西在Maya中都可设置成动画。由于Maya使用了节点技术, 你可以制作出非常复杂和强大的材质模型、也可创建一个用于控制动画的节点网络。使用Maya的内嵌编程语言 (Mel) , Maya中几乎任何部分都可以被自定义设置, 使得Maya更符合工作流程, 即便是一个没有任何编成经验的的人也可以很容易地掌握它。Maya中还包括有应用程序开发界面 (API) , 这可让软件开发商们使用C++语言开发插件程序。
Maya软件的弱点首先是学习过程可能过于漫长, 因为这个软件太深奥了。在Maya中, 完成同一件工作可以有很多种方法, 根据你所要完成的任务, 某些方法会比其他方法更好一些, 但这只需要相当的经验。许多人认为Maya的标准渲染器速度不够快, 且渲染效果也不尽如人意, 但幸运的是, 可以使用Mental Ray渲染器。Maya还在多边形建模工具上有一点点欠缺, 特别是对于游戏制作领域。但是Alia发布了Maya的Bonus Tool, 来强化这方面的功能, 这说明Maya在不断地努力提高它的产品质量。
Softimage/XSI的动画工具可被认为是它的最亮点, 几乎可以为任何所需的东西设置动画, 如果仅使用缺省的工具还不够的话, 还可以很方便地使用自定义工具来达到目的。XSI的毛发系统既快速又强大, 建模工具也非常方便, 且工作流程非常合理快速。XSI非常稳定, 且极少有缺陷, 网络渲染和贴图工作流程非常强大、快速。使用XSI可以进行多通道渲染, 再结合使用FXTREE, 甚至可以只在此软件中就能够完成后期编辑、输出的工作, 既方便又快速。
Softimage/XSI软件的一个问题, 但同时也可能是它的优点, 是其高度的开放性和可配置性, 正是因为这个原因, 对于一些个体的艺术家来说, 软件中的一些功能使用起来会有困难。比如, 如果想使用凹凸贴图来影响物体的颜色属性就不会像Light Wave软件那样直接。所以你必须真正地吃透这个软件才能顺利完成工作。而一些其他的软件则已经为使用者做好了一切的准备工作, 使用起来就相对容易一些。比如在Light Wave软件中, 可以为融合变形的的目标创建一个库, 并且可将它们分成若干个部分, 设置还可以分别为它们创建出一些控制滑块, 但是在XSI中, 却需要手工构建它们。
Lightwave软件的强项是建模。它几乎没有限制, 所以在Lightwave中建模是最舒服的事情。一旦你对Lightwave有了一定的了解, 会发现建模工作非常的直接, 轻松。另外设置融合变形也非常的完美, 所有的目标物体都可结合进一个物体之中, 而不象其他软件那样需要多个目标对象。还有, 这个软件没有什么不可见的隐含功能, 它提供的工具也可以以多种方式进行操作。
Lightwave软件的弱点是网络渲染、用户手册、一些用户界面上的问题以及一些工具的特色会给用户一些困扰。对于新手来说, Lightwave的渲染设置像一场恶梦, 它的用户手册应该提供更完善的介绍和教程。
五、总结
3ds Max软件是一个全能软件。但是那些想要进入电影电视领域的用户最好还需要比较一下它的其他几个竞争对手, 而对于游戏和建筑领域来说, 3ds Max软件则是一个最有用、最值得学习的软件。3ds Max软件的用户界面, 非常具有逻辑性, 条理清楚, 不易混淆。3ds Max软件是一个复杂的软件系统, 可以先学习使用GMAX, 然后再深入学习所有的功能。
目前听说过和使用过Cinema 4D软件的人还不太多, 因此在就业前景方面会存在一定的问题。在现阶段, 如果你能够将Cinema 4D结合到你的工作流程之中还是可以的, 可以使用这个软件进行自由撰稿人式的创作, 或者自己使用它建立一个小型工作室。
Maya是一款极其强大的全能软件, 可以胜任任何你想要完成的的工作, 而且可以用很多种不同的方法来完成。但是要想完全精通Maya, 也许需要几年的时间, 对于那些对Maya感兴趣的用户, 大家一定要多花一些时间仔细研究Maya PLE版本。Maya的强大、无穷的变化, 还有丰富的网上资源, 使得它成为了进入三维领域的最好选择。
Softimage/XSI软件可以将任何构想变成三维数字世界中的东西。建模、贴图、渲染到粒子系统、动画模拟等方面都可以得到成功的应用。使用这个软件可以让项目快速地而完美的完成, 同时, 它提供了良好的组织和管理大型项目的能力。
Lightwave软件自发布起不断的进行修正和升级。它的性价比特别高, 其建模技术也很容易向Maya转移。Lightwave在某些方面非常地深入, 对于那些非常执著的爱好者来说, 肯定会有很好的回报。
参考文献
[1]刘娜.浅谈高职Maya课程的教学改革[J].农业网络信息, 2008.6.
[2]黎永泰.探讨新一代三维动画入门的教学思路[J].美术大观, 2007.8
[3]韩大勇.高职三维动画专业教育的实践探索[J].职业圈, 2007.9
[4]沈梦忱.浅谈三维动画技术[J].中国科技信息, 2005 (10) .
[5]www.bgtvt.com.
三维动画制作软件 篇2
Easy GIF Animator 软件是Ulead(友立)公司最早在1992年发布出品的一款专业制作gif动画的软件，可以快速、专业地创建网页上的gif动画、创建透明、交错和活动的GIF文件，Easy GIF Animator 是一个动画GIF制作的工具，它是个体积小巧但是功能强大的GIF动画制作工具。
2.若水GIF动态截图
若水gif动态截图官方版是一款小巧实用的用于制作GIF动态截图软件。
二、专业动画制作软件1.Adobe Flash CS6
Adobe Flash CS6官方简体中文版是用于创建动画和多媒体内容的强大的创作平台，
Adobe Flash CS6设计身临其境、而且在台式计算机和平板电脑、智能手机和电视等多种设备中都能呈现一致效果的互动体验。
2.Autodesk 3ds Max
Autodesk 3ds Max 2015 (以前叫做3dmax) 是目前最为流行的3 三维建模、动画和渲染软件之一。3ds Max 软件为游戏、电影和运动图形的设计人员提供一套全面的三维建模、动画、渲染以及合成解决方案。
3.Autodesk Maya 2015官方中文版
三维动画制作软件 篇3
关键词：三维动画设计与制作；课程教学；教改
0 前言
在计算机技术的带动下，三维动画技术得以快速发展，为做好三维动画设计与制作，社会企业逐渐提高了对三维动画人才的需求。但优秀的三维动画人才仅掌握理论知识是远远不够的，还要具有良好的实践能力，能够独立完成三维动画设计与制作，但在很多三维动画设计与制作教学中却无法做到这一点。因此，有必要对此问题展开研究，并联系实际情况提出合理教改措施。
1 三维动画设计与制作教学中存在的主要问题
1.1 教学方式存在问题
自从我国各大院校扩招以后，教学规模不断扩大，原来的精英教育转变为大众教育。尽管学习动画设计与制作的人数在增多，但不少学生只懂得理论知识，很少具有实践能力。这样一来就带来了一系列问题，如动画毕业生无法适应企业工作，很多都要重新学习，尤其是三维动画设计与制作中，不仅需要学生懂得动画知识，还要懂得计算机知识，这样一来就降低了企业的满意度。之所以会出现这种情况，与现代三维动画设计与制作课程教学方式存在问题有关。很多学校在三维动画设计与制作课程的教学中依然采用理论知识教学与实验教学相分离的方式，不少教师错误地认为实验教学是理论知识教学的辅助，所以，很多教师并没有将实验教学作为重点，这样一来就出现了课堂教学效果滑坡，学生学习成绩不高，无法满足社会企业需求的情况。[1]
1.2 组织教学存在问题
很多三维动画设计与制作课程教师在组织教学阶段，只是根据教材编排顺序向学生传播知识，也就是先为学生介绍一下与三维动画相关的理论知识，然后针对某点做详细讲解，整个课程均由教师主导，学生被动接受知识，课程结束后多数学生都很疲惫，所学到的知识也很少。
2 三维动画设计与制作课程教学与教改措施
2.1 注意新型教学方法的引入与实施
为做好三维动畫设计与制作课程教学，需要引入新型教学方法。如项目驱动法，让学生参与到项目设计中，转变师生地位，将学生作为教学中心，教师在适当时机为学生提供指导，为学生创设合适的学习情境，将项目目标告知学生，然后将总目标划分成多个小目标，然后划分到各个小组中，让学生带着问题学习与实验。这样学生就会将理论与实践很好地结合在一起，如让学生利用三维技术制作一个属于自己的动画形象，让学生回忆制作动画形象时应注意哪些问题等，逐步深化学生的理解。[2]最后，在实际教学中采用合适的评价方法，不仅要注重期末考试成绩，还要将学生实验课程表现作为评价一部分。
2.2 选择合适的教学内容
在开展三维动画设计与制作课程教学时，还应选择合适的教学内容，以确保学生能够掌握三维动画设计与制作的基本理论，并能熟练完成有关软件的操作。为此，还应将理论知识和实践较好地结合起来，以便学生能够较好地运用理论知识解决实践问题，进而为学生后续发展打下良好基础。按照设计思路，可以在实践教学中安排学生完成三维动画的创作，使学生将获得的材料作为素材进行动画编辑。在教学内容组织方面，应以学生职业能力培养为目标，加强对学生快速掌握知识的培养，以便学生能够实现自我学习和自我提高。[3]而三维动画的制作需要多人配合，所以还需将教学目标细分为多个目标，并将每个学习模块的内容细化为多个小“项目”。根据这一思路，可以进行合理的课程内容体系结构的构建。首先，还应完成工程标准的制定，即结合学生职业任务取向完成三维动画制作内容的定制。而结合课程标准，还应完成知识目标的树立，即利用项目引导法帮助学生掌握动画制作的3DMAX理论，并学会运用数据库知识，从而完成动态网页的制作。在学生能力培养方面，还应树立加强学生运用动画开发工具实现动画设计开发能力培养的目标。在工作任务上，应制定使学生利用所学知识完成三维动画设计开发的任务。而在这一过程中，学生不仅能够完成动画基本理论、开发工具等理论知识的学习，还能掌握三维动画设计开发的实践知识，并能更好地实现动画定位，从而得到知识的扩展。为确保学生能够较好地完成这些内容的学习，应将课程总学时设定为90学时，理论和实践各占30学时和50学时，机动占10学时。
2.3 做好课程项目设置
想要运用项目驱动教学法开展三维动画设计与制作课程教学，还要做好课程项目的设置。在项目选择上，还应确保项目具有实用价值，并能完成课程知识覆盖。结合这些内容和学生培养目标，教师还应对市场进行就业调查，然后结合职业能力目标进行学生职业需求的确定，以确保项目的设置能够起到加强学生岗位职责培养的作用。为此，教师还应随着市场对人才要求的变化而进行教学内容的更新，并进行相应的能力目标设定。[4]而以职业能力培养为项目设置落脚点，则能在设置课程项目的过程中将知识点和学生需要掌握的部分融入学习过程，进而使学生更好地参与到项目实践中，并得到职业能力的培养。
在具体进行项目设置时，还应进行小“项目”的实践操作设置，并在其中引入相关理论知识，进而使学生在具备技术操作能力的基础上完成知识的学习。而采取该种项目设置方法，则能引导学生完成三维动画设计开发能力的逐步构建，进而使学生达到最终的学习目标。首先，教师设置的项目应能完成情境因素的充分利用，从而完成良好教学氛围的营造，进而使学生的学习兴趣得到激发。其次，教师还应以典型三维动画工作任务为例，以确保学生能够掌握该类任务的完成方法。再者，在学生掌握任务方法后，还应进行实践任务的设置，并要求学生通过合作完成任务，解决过程中遇到的问题。在学生完成技术实践知识构建后，则应进行相关理论体系的归纳，以确保学生能够掌握技术理论知识。[5]最后，还应围绕技术理论提出需要灵活运用知识的问题，并要求学生利用自身技术实践经验和所学知识解决问题。能够成功解决这些问题，说明学生已经完成了能力构建。
3 结语
在三维动画设计与制作课程教学过程中，可以利用项目设置完成知识面的覆盖，并通过构建项目体系完成新的教学布局。采取该种教学方法，需要始终利用问题进行学生的引导，并利用项目实现学生的驱动，进而更好地体现学生学习的主动性。而学生在学习的过程中，也可以项目为载体进行知识的联想和应用，所以能够避免一味进行枯燥理论知识的学习。从以往的教学实践成果来看，采取项目驱动教学方法能够较好地激发学生学习的主动性，并且能够使学生的综合素质得到提高。
参考文献：
[1]王妍.基于任务驱动的《三维动画设计与制作》课程教学研究[J].天津职业院校联合学报，2012（08）：111-113.
[2]朱喜基. 2+1项目驱动模式在三维动画设计与制作课程教学中的应用研究[J].无线互联科技，2012（08）：230- 231.
[3]李丽，刘淑芝.以能力为导向的三维动画设计与制作课程教学模式研究[J].高教学刊，2015（08）：71+73.
[4]曹琨.高职院校3DSMAX三维动画课程教学探讨[J].福建电脑，2011（07）：195-196.
三维动画制作探讨 篇4
无论绘画或雕塑, 人类自身当然是最多再现于各种媒介上的题材。
所谓二维世界的三维角色, 既是视觉上的立体人物, 也是角色动画。这是三维动画领域最主要的组成部分。基础是不断发展的计算机三维影像技术, 广泛涉及:3D游戏角色动画、电影角色动画、广告角色动画、人物动画等。这些虚拟的角色为我们的生活带来了更刺激, 更多元的体验。
2001年, 一部完全以CG (computer graphics) 技术制作的电影[最终幻想]震撼了世界。电影中所有人物、场景、道具全部是电脑制作, 其逼真程度令人叹为观止。当时许多杂志甚至报道[最]对真人演员是个恐慌。这是个多么科幻的情节。至于那些技术掩盖艺术, 情节枯燥, 人物乏味的责难不是我们讨论的范畴。
虚拟人物能够取代真人演员为时过早, 但是至少在3d角色已经呈现出优势。许多游戏和动画的美丽角色, 由于其精良的设计制作, 生动的个性塑造, 已经成为许多年轻人的偶像。比如早期著名的日本虚拟偶像寺井由纪, 这个首先出现在其设计师个人主页上的3d美少女, 迅速成为流行偶像, 出现在各种大众媒体上, 录专辑、出写真、做电视节目、接广告, 创造了一个虚拟偶像传奇。而在欧美及其他地方, 经典的3d角色同样受到热烈欢迎, cg游戏[古墓丽影]里的主角劳拉, 美丽又机智的女冒险家令无数玩家迷恋, 而后拍摄的同名电影也是票房宠儿。
2 飞速进步的三维世界
在电脑动画发展的初期, 三维画面总是作为影视和动画片中的辅助效果, 一部以三维人物为主的动画动辄要耗费百万资金和大量动画师及技术人员几年辛勤作业, 比如1995年皮克斯公司的里程碑三维动画巨作《玩具总动员》。就我们今天的眼光来看, 最终效果不够真实, 但是这部电影在主题、技术等方面都具有划时代的意义, 历时4年, 耗费上亿成本完成, 将几个玩具角色刻画的深入人心。然后, 出现了图形工作站, 大大降低成本提高效率, 随着科学技术不断革新, 电脑的功能越发强大, 我们现在电视电视里已经充斥着大量三维场景三维形象三维特效。同时, 动画工业始终的核心形式——二维动画也并未因为三维的崛起而落寞, 事实上, 我认为假如二维动画走到尽头, 那么动画产业也买椟还珠般的失去意义了。只不过即便在很多打着二维特色的动画里, 依赖三维效果的部分比以前更普遍, 这当然是因为三维技术已经发展的方便快捷, 准确度高。在二维动画发展枝繁叶茂的日本, 培养了数量巨大的纸上动画绘图人, 想在短时间内转换制作流程非常麻烦同时消耗成本, 因此在这个高度发达的动画帝国, 传统工艺为主的动画还是主流。虽然如此, 三维画面比重仍旧是不可避免的增加, 尽管有时会显得有点突兀, 但为整个动画提供了更多新奇感和视觉享受。
软件方面, 如今世界上众多三维动画软件公司, 不断的在开发和完善各种全面或专攻的软件, 已经诞生的软件功能愈来愈强大, 操作起来也愈来愈容易, 这使得三维有更广泛的运用。国际上广泛使用的动画软件有Lightwave 3、Bryce、3DMAX、MAYA、Poser等等。比如在中国应用率极高的3DMAX和正在慢慢普及的MAYA, 这两个软件现在同属AutoDesk公司, 各自侧重点也不同。其中专门用于制作cg角色的软件也很多。比如Poser, 一个3D人物动画和模型设计工具, 它能使用户在最短的时间内, 建立炫目的电影图像和各种姿势的3D造型。再比如ZBrush一款模拟真实绘画和雕塑手段的软件, 可以达到惊人的细腻效果。
3 三维动画制作基本概念
角色动画制作一般经以下步骤完成:
(1) 根据创意剧本进行分镜头, 绘制出画面分镜头运动;
(2) 在3D中建立故事的场景、角色、道具的简单模型;
(3) 3D简单模型根据剧本和分镜故事板制作出3D故事板;
(4) 角色模型、3D场景、3D道具模型精确制作;
(5) 根据剧本设计对3D模型进行色彩、纹理、质感等的设定工作;
(6) 对3D中需要动画的模型 (主要为角色) 进行动作设置;
(7) 根据分镜和时间给角色或其它需要活动的对象制作表演动画;
(8) 对动画场景进行灯光的设定来渲染气氛;
(9) 动画特效设定;
(10) 后期将配音、背景音乐、音效、字幕和动画一一匹配合成, 最终成完整部角色动画片制作。
正是这样环环相扣的系统才能为我呈现出许多动人蕴涵灵魂的3d角色。创作者必须是技术与艺术的统一。为了真实世界而设计。即使是虚拟的人物, 这些或美丽或可爱或怪异的形象也是应我们的需要而产生。立足国内, 中国在这方面要走的路还很长。
参考文献
[1]数码美人大师图典[M].西安:陕西师范大学出版社, 2003, (9) .
[2]三维动画角色设计[M].北京:清华大学出版社, 2007, (9) .
运用Flash软件制作动画 篇5
Flash以生动的形式，事半功倍的效果，在我们眼前展示着一件件迷人的动画作品。
【关键词】Flash动画 图形 补间动画 遮罩
Flash是一个优秀的矢量绘图与动画制作软件，它秉承了矢量绘图软件的所有优点，用它可以将音乐，声效，动画以及富有新意的界面融合在一起，强大的动画编辑功能使得设计者可以随心所欲的设计出声色俱佳的高质量的动画。
1 Flash动画技术的特点
(1)使用矢量图形和流式播放技术。
矢量图形与位图图形不同的是，矢量图形可以任意缩放尺寸而不影响图形的质量。
流式播放技术使得动画可以边播放边下载，从而缓解了网页浏览者焦急等待的情绪。
(2)Flash动画是一种矢量动画格式，具有体积小、兼容性好、直观动感、互动性强大、支持MP3音乐等诸多优点，是当今最流行的Web页面动画格式。
用在网页设计上不仅可以使网页更加生动，而且小巧玲珑的文件可以加进下载迅速，使得动画可以在打开网页很短的时间里就得以播放。
(3)Flash动画具有交互性优势，通过代码可以实现设计者与浏览者之间的交互性，他可以让欣赏者的动作成为动画的一部分，通过点击、选择等动作决定动画的运行过程和结果。
(4)Flash软件使动画制作变得非常简单：一套电脑软件，一个人，一台电脑就可以制作出一段有声有色的动画片段。
2 Flash动画的三大基本功能
Flash动画设计是通过文字、图片、录像、声音等综合手段形象的体现一个意图。
一般利用它来制作公司形象、广告宣传片、MTV等，可以达到非常好的效果。
它是一个矢量动画格式，具有体积小、兼容性好、直观动感、互动性强大、支持MP3音乐等诸多优点。
而在这之中，Flash动画的三大基本功能是整个Flash动画设计知识体系中最重要、也是最基础的，包括：绘图和编辑图形、动画和遮罩。
Flash动画说到底就是“遮罩+补间动画+逐帧动画”与元件(主要是影片剪辑)的混合物，通过这些元素的不同组合，从而可以创建千变万化的效果。
2.1 编辑图形
绘图和编辑图形不但是创作Flash动画的基本功，也是进行多媒体创作的基本功。
绘图和编辑图形不但是创作Flash最基本的技术，而且更是Flash制作动画的一大独特特色，图绘制好了，制作就更加顺利了，而且更增强了一个人的创作能力。
2.2 动画
动画分为逐帧动画、形状补间动画和动作补间动画。
逐帧动画是Flash动画最基本的形式，是通过更改每一个连续帧在编辑舞台上的内容来建立的动画 。
形状补间动画是在两个关键帧端点之间，通过改变基本图形的形状或色彩变化，并由程序自动创建中间过程的形状变化而实现的动画
运动补间动画是在两个关键帧端点之间，通过改变舞台上实例的位置、大小、旋转角度、沿特定路径运动、变化等等属性，并由程序自动创建中间过程的运动变化而实现的动画。
补间动画是整个Flash动画设计的核心，也是Flash动画的最大优点，学习Flash动画设计，最主要就是学习补间动画。
无论是将对象移动到一个新位置，还是改变对象的亮度，或是增加对象的大小，补间都是创建动画最快捷最实用的方法。
可以在第一帧的位置设置对象及其属性，在结束帧中设置最终的属性，然后应用补间在二者之间创建所有步骤。
2.3 遮罩
遮罩是Flash动画中所不可缺少的，使用遮罩配合补间动画，就可以创建更丰富多彩的动画了。
遮罩的原理非常简单，其实现的方式也多种多样。
遮罩就像一个窗口，透过它可以看到下面的对象。
也就是说，透过遮罩，遮罩层下图层上的任何内容都是可见的，即只要不在遮罩区内，任何内容都是不可见的。
使用遮罩配合补间动画，用户更可以创建更多丰富多彩的动画效果。
遮罩中可以使用的动画形式可以在遮罩层、被遮罩层中分别或同时使用形状补间动画、动作补间动画、引导线动画等动画手段，从而使遮罩动画变成一个可以施展无限想象力的创作空间。
在Flash中，遮罩项目可以是一个填充形状、类型对象、图形元件实例或是影片剪辑，也可以将多个图层在一个遮罩下产生复杂的效果。
3 Flash动画制作的基本流程
就像拍一部电影一样，一个优秀的Flash动画设计作品也要经过很多环节，每一个环节都关系到作品的最终质量。
Flash动画短片的最终实现需要三大环节：前期的准备即设计、筹划阶段;中期的绘制阶段;后期的合成输出阶段。
3.1 Flash动画短片的准备阶段
主要包括作品的构思和创意、分镜头脚本的绘制、造型与美术设定、场景设计和构图。
明确制作动画的目的以及要达到的效果。
(1)剧本创作。
动画短片创作要根据剧本做相应的分镜头剧本，而Flash软件自身带有场景管理功能，可以把动画分镜头剧本按场景进行单独编辑。
(2)造型设计。
造型设计是一部能够吸引观众成功动画片的重要环节。
不管是动画的角色造型还是场景造型，都要与动画片整体美术风格一致，有强烈的个性特点，才能给观众留下深刻印象。
Flash动画软件主要采用了矢量绘图方式，矢量绘图可以达到无限大而不失真，同时，因为矢量图具有图形颜色单纯的特点，flash动画多数以整块的色彩平涂方式出现，给人以造型简练质朴、色彩鲜明的视觉感受。
在flash软件中，通过软件工具中的选择和变形工具即可达到自己想要的效果，且图形可以任意修改。
3.2 Flash动画中期制作阶段 这一阶段是Flash动画创作最关键的环节，也是动画成功的关键。
主要包括为角色造型添加动作、角色与背景的合成、声音与动画的同步。
这一步最能体现出制作者的水平，想要制作出优秀的Flash作品，不但要熟练掌握软件的运用，还需要掌握一定的美术知识以及运动规律。
(1)动画阶段。
Flash动画的角色是矢量图形，并使用了“库”和“元件”，这给动画的制作提供了不少的便捷。
Flash动画的动画方式很多多，如逐帧动画、补间动画、遮罩动画、路径动画等。
且flash软件是关键帧动画软件，只要有关键帧，动画就可以通过软件自己生成，大大节约了时间和动画制作的成本。
(2)动画的检查。
传统动画制作主要负责检查动作是否连贯，线条是否符合标准，人物形象是否准确，更重要是否达到导演的`制作要求。
传统动画的流畅度检验主要是靠有丰富生活经验的动画师目测，观察动画短片是否符合各自的运动规律，但往往难免出现误差。
Flash的“洋葱皮”(绘图纸外观功能)功能大大提高了动检的效率，即使是软件自己生成的补间帧也能在舞台上清晰显示出来，物体的运动规律清晰的在舞台上显示，便于创作者迅速检查出问题所在。
激活“洋葱皮”功能后可以任意帧数的观察舞台上物体的运动轨迹，既能整体观察整部短片的运动规律，也能观察局部帧的动画运动情况。
3.3 Flash动画后期的合成输出阶段
Flash动画在绘制过程中即可经常进行测试，检查播放以及检查动画的动作、节奏等。
整个动画制作完成后，可以使用“发布”或“导出”命令进行输出，若用于网络展示多会选择SWF文件格式。
Flash动画以占用空间小，传播速度快而彰显特色，对于动画中的声音合成可采用MP3格式音频文件，MP3文件由于音质好、文件小，更重要的是便于和flash兼容。
Flash后期音频编辑时还可以对声音的大小进行控制，常见的两种形式是时间控制和帧控制，在多场景编辑时，建议选择帧控制，时间控制比较适合单场景声音编辑。
Flash动画的调试包括调试动画和测试动画两方面。
调试动画主要是对动画的各个细节，测试动画是对动画的最终播放效果、网上播放效果进行检测，以保证最后发布的动画作品能完美地展现在欣赏者面前。
三维动画制作软件 篇6
关键词:运动数据库 三维动画 动漫产业
一、三维动画运动数据库的研究分析
运动数据库系统的研究是对三维动画制作中的动画调制新方式的研究,是基于数据库技术对运动捕捉技术的深入研究和动画应用技术的深化研究。研究的意义在于将动画调制的工作方式,从以前的“帧动画调制”工作方式,转变为现在的“片段动画调制”工作方式,极大地降低三维动画的生产成本。这种方式不但适合大规模分布式团队动画制作,同样也适合小团队或个人的快速三维动画制作。该系统建立起大规模成套的存储三维动画曲线数据库,动画师可以方便地调用横向和纵向的已经成熟了的动画,从而减少了大量的重复劳动,大大提高动画调制的工作效率和工作质量
二、三维动画运动数据库的主要研究内容
1.开发创建角色动作及表情捕捉数据库系统。
通过运动捕捉设备对演员的表演进行捕捉,对捕捉到的三维运动数据进行加工、整理,并进行归类,组建动作及表情数据库系统,并能够实现运动数据的编辑、组合、分析等功能。动画和游戏制作企业可以将研究成果直接用于生产。学校可以将研究成果作为技术参考资料,辅助教学。
从动作捕捉设备探头上捕捉标记球的空间数据,实际上描述的是对标记球(Marker Point)的空间位移轨迹,而这些数据并不能直接应用到某个动漫形象上,还需要进行绑定等复杂操作。通过研究标记球的空间数据,并反复实验以得到一个最佳的标记球数量和捕捉参数,并对动漫形象进行最优化的绑定。在实际的运用动作捕捉系统的动画制作中,往往两个或两个以上的标记点,才能表达出动漫形象的某个部位的动作,例如手腕的旋转,必须至少要用2个点才能表达出来,一个点是无法表达旋转的概念的。通过对多个图像标记点3维空间跟踪技术的研究,以得到准确的定位标记点和动漫形象的关联。关系绑定的实质也是将空间数据匹配到骨骼结构模型上。本身关联绑定也具有一定的复杂和繁琐的操作,如果要在大量的类库中去手动进行关联绑定操作,其工作量之浩繁是不可想象的。通过研究关联绑定的一般方式,并结合框架体系,来实现自动化的、标准化的数据匹配,使那些特殊的绑定能够灵活地通过手工进行。本项研究是对动作数据库基础类库的应用研究。当有了标准动画数据库了,也许并不能真正应用到动漫形象中去,因为每一个动漫形象的夸张手法都不太一样。比如动漫形象的头比较大,而腿比较短,那么标准的动作类库动画附加进去后,一定会造成所谓的“穿帮”镜头。那么为了解决这个问题,就要对本课题进行深入的研究。
2.运动数据编辑重用技术研发及软件实现。
通用的数据库管理系统也已经发展的相当成熟,如SQL-Server、MySql、Sybase等。本课题采用了SQL-Server的通用DBMS进行开发,将大量的人体动作、四足动物动作,进行有机地分类组合。在开发运动数据库的基础上,研发运动数据编辑技术,充分发挥运动捕捉系统和运动数据库系统的功能,开发出可以广泛应用的动画制作软件。这一软件产品的应用,使操作繁琐的、逐帧调制的制作方式转变为操作简捷、注重表演艺术的动画制作方式,将传统的以“动画帧”为单位转变为以“动作片段块”为单位,这种转变在动画制作史上是一种突破性创新。
三维动画运动数据库运行环境:
软件环境:Windows 98/2000/XP/2007
硬件环境:Pentium 3以上处理器
三维动画运动数据库开发及运行平台:
微软公司的Visual Basic 6.0
Autodesk Maya
三维动画运动数据库的研究的技术路线:
定制一套通用的人体骨骼规范体系
↓
组合选取Maya中的规范骨骼
↓
设置插入动画开始帧和结束帧
↓
导出规范的Maya骨骼控制器动画曲线到动作数据库中
↓
对动作数据库进行增删改的通用数据库管理操作
↓
自动完成骨骼、驱动设置、皮肤绑定功能
↓
自动完成骨骼、驱动设置、皮肤绑定功能
↓
非线性动画编辑
三、三维动画运动数据库研究的意义
三维动画制作软件 篇7
1 MAYA软件
MAYA是由AUTODESK公司推出的三维动画软件,是目前全世界公认的最具专业的三维动画软件,他集中了模型、骨骼、动画、粒子、动力学等一系列应用于一身,使得动画制作越来越方便。
MAYA也是各大院校动画专业学生所必学的软件之一,也受到很多爱好动画的人士追捧,MAYA的出现,他使得我们做动画更加全面,风格更加多样化。
2 剧本创作与分镜脚本设计
剧本创作是动画前期策划的主要部分,剧本的良莠直接决定了动画的成功与否。《The earthquake》是一部叙述灾难来临时,人和人之间的友谊和情感方面的短片,故事的创作源自于汶川地震一个真实的故事:一块巨大的废墟,房屋倒塌,烟尘四飞。一个小女孩在废墟中奔跑,她似乎在寻找些什么东西。突然间她看到一块手表,瞬间心中百感交集,她蹲下身捡起了那块手表。原来这块手表是女孩的老师的手表,那一天的地震,带走了老师和几个要好的同学。想到这里,女孩的眼中含满了泪水。
女孩开始回忆那一天的情景:那是一个晴朗的早上,她与室友正在寝室里看书,突然外面一声喊声“星月!”她俩一齐回头看向窗外,疑惑过后了然地对视一笑,女孩的室友拉起女孩的手跑出了寝室。
星月模型贴图
小丽模型贴图
寝室外是一个空旷的操场,操场空无一人,操场后群山连绵。女孩和室友来到了教室前,教室里读书声朗朗,室友伸手推开了教室门,看到教室里老师对他们招招手示意她们赶紧进教室坐好,同学们也微笑着看着她们。女孩转头看到自己的座位上摆着一本书,窗外的风吹了进来,吹得书页翻动了几页。她拉开椅子坐了下来,像往常一样开始上课。
“叮铃铃”下课铃声响了,小女孩和室友回到了寝室,她们开心地聊天,拿着课本讨论上课老师说的内容。突然间地面剧烈地震动,女孩和室友一开始不知道发生了什么,突然意识到是地震了,女孩和室友惊慌失措地向寝室门口跑去……
回忆结束,女孩抬头望向天空,眼泪夺眶而出。
《The earthquake》整个故事分为五场,其分镜如下:
第一场:开场小女孩星月奔跑,发现废墟堆中的手表,以手表为线索展开故事。
第二场:寝室镜头,星月和小丽在寝室里看书。听到外面有人喊,两人一起出门。
第三场:教室镜头,陈老师在教书,教室里传出读书声,女主人公进入教室,坐在位置上。
第四场:下课铃响,星月和小丽回到寝室。忽然房屋抖动,发生地震,星月回过神来,连忙逃出寝室,镜头变暗。
第五场:镜头切回开场时的画面,特写镜头,星月捧着手表和脸部表情,点题。
3 角色设计
在《The earthquake》这个动画片中的主要人物是女主人公“星月”、“陈老师”、“小丽”还有其他人物教室里的同学等。“星月”和“小丽”是同一寝室的,在设计时考虑到学生的年龄段,家庭情况等,设计为正常角色比例。
该剧本中角色和场景都需要建模、展UV、画贴图、绑定骨骼。然后根据剧本分镜调节动画动作,打好摄像机,再调制好灯光渲染输出,最后再后期合成。在整部短片的制作过程中,前期尤为重要,好的剧本和角色是故事的灵魂;中期过程主要是动画的动作调节和镜头灯光摆设,在这一环节中需要占用大量时间,因为三维动画需要在软件中调节动作,一个镜头往往需要几秒钟,二几秒钟的时间换在动画中就是几十帧几百帧,都需要手动调节。所以这个过程是一个考验动画运动规律学习好坏的过程,运动规律学的好,动作就有节奏感,动画就活起来了,调节每一个动作需要的时间就节省了;在后期中主要是做动画调整、渲染、后期配乐、剪辑合成输出短片。这个时候动画基本已经成型,每一个镜头都已经渲染出来,要做的就是把一个个镜头按照分镜头在后期软件中连接起来,加入音乐和音效,再做一些特效和字幕,最后输出短片为可播放的视频格式,这样一部动画短片就完成了。
在建模的过程中,主角“星月”的模型是根据现实生活中小女孩的形体来制作根据环境生活在汶川地区,经济比较落后,人的穿着打扮也相对比较朴实,小姑娘“星月”扎个马尾辫,穿长裙,塑料鞋,一个十分朴实善良的农村小姑娘;小丽也是差不多的穿着打扮;陈老师是做了一头乌黑的长发,皮肤有点黑,穿着简单,大方得体。在画贴图的时候都是考虑到农村的人穿什么样子的比较合适,在网上搜索了很多资料,咨询了很多人,并且去了农村考察。
4 场景设计
场景的制作也是根据山村的布局制作,主要的场景是校舍,因为在农村,所以做得比较简陋,寝室的格局、寝室里面的物品、操场、教室的课桌凳子、讲台等,都显示出该地区的落后。
在场景的制作过程中,主要是对场景比例的把握,首先要在三维软件MAYA中把模型建出来,包括生活道具,再根据布局摆放好,细节很重要,特别是寝室里的物品,因为动画有几个镜头是在寝室里发生的,镜头都是近景,所以在制作的时候就要最大程度的还原实物,比如饭盒、铅笔盒、书本的制作,都要注意了解是什么样子,这样观众看了才会觉得你是真的认真去观察了的。在画贴图的时候也是考虑到什么样的书本、铅笔盒才是符合当地实际情况的,贴图不能是新的,要做旧,而且是那种看起来被人用了很多次的。做动画最重要的是细心,是考验我们平时观察生活的能力。
角色和场景道具模型做好了之后,还要展UV,所谓展UV就是把模型的面按照最合适的方式展开在一张平面上,再在MAYA软件中把展好的UV导出JPEG或者TGA格式,再导入到PHOTOSHOP或PAINT中绘制模型的贴图。在绘制场景贴图的时候也是借鉴了真实地震时的情境,颜色绘制的灰暗一点,最后的效果也是比较满意的。
5 表情制作、骨骼设置和绑定
三维动画的角色表情需要先设置好,在对模型进行骨骼的设置和绑定过程中,运用了新型骨骼插件。
本故事中主角“星月”差不多有6—10个表情,考虑到表情不能后期再加,所以表情尽量考虑周到,尽量要多做几个表情,运用MAYA软件的动画版块把表情一个个刷好,再赋予给主要模型;而用骨骼插件进行骨骼绑定相对自己设置来说,又方便又好用,一般正常的模型用插件来绑定比自己设置要好很多,因为设计的是正常的角色,所以后期做动画没有问题。
6 动画制作
动画制作在整个流程占有较大的比重,好的动画片往往在动画制作中比较体现在动画的节奏方面,所以在做动画的时候有些动画调不来,需要自己示范一下,或者用机器拍摄下来,再根据拍摄的动作来调节动画,这样调节动画就比较符合规律,我们走路跑步哭泣大笑眨眼等都是有规律的。
该片主要有25个镜头组成,每个镜头差不多2——5秒钟,主要的镜头是主角“星月”奔跑、捡手表、哭泣、学习等动作,在做的时候脑海里要有这些动作,用相机拍摄下真实的奔跑等动作,再根据这些正常动作,算好时间和帧数,再在MAYA软件中调制。奔跑的动作调节了很多遍才满意。
7 灯光渲染后期合成
三维动画需要对镜头设置好灯光,灯光的需要根据镜头里面的真实情况设置参数,地震的镜头灯光需要设置的昏暗一点,才能体现出地震时尘埃和空气混浊。接下来就是渲染动画,所有镜头只有在渲染之后才可以在后期软件中合成,渲染可以用多台电脑一起渲染,最后渲染好的镜头放到后期软件PREMIERE中剪辑合成,动画的镜头切换和电影一样,一般只要淡入淡出就可以;加入先前找好的音乐,再把题目放到片子开头,运用淡入淡出方式,片尾加入字幕包括制作人音乐出处等就可以了,最后片子就可以输出AVI格式。
动画短片从创作之初到最后完成,总共历时10个月,包括前期剧本创作、中期动画制作、后期剪辑合成。
8 结束语
本文以短片《The earthquake》为例,介绍了三维动画的制作过程,应用MAYA等软件制作了动画中的人物、场景、动画和后期。把MAYA技术与三维动画的制作完美的结合在一起,使三维动画的制作变得简单易学。
废墟场景模型贴图
寝室场景模型贴图
参考文献
[1]房晓溪.动画角色设计教程.中国水电出版社,2010,10.
[2]韩笑.影视动画场景设计.海洋出版社.2010,3.
三维动画制作软件 篇8
该软件的用户界面主要有(见图1):(1)菜单栏(包含很多常见菜单以及一些该软件独有的菜单);(2)主工具栏(包含图形制作的常用工具);(3)四个视口:顶视口、前视口、左视口、透视视口(制作图形等的工作区域);(4)Reactor工具栏(包含支持刚性动力学,软件动力学,布料模拟和流体模拟等功能的工具);(5)状态栏和提示栏(包含许多用于帮助用户创建和处理对象的参数显示区);(6)动画控制按钮(功能和外形类似于媒体播放机里的按钮);(7)视口导航控制按钮(包含调整各种缩放的选项和控制视口中的对象显示);(8)命令面板(包含创建对象,处理几何体和创建动画需要的所有命令)。制作化学教学用三维动画课件一般用不到第四个界面。
作者们一直在探索使用该软件制作化学课件,在实践中体会到工具栏的使用对于制作化学课件非常重要,因此本文介绍它的常用工具及其使用技巧,以帮助更多教师熟悉这个软件,掌握必须的基本功能,利用它为化学教学服务。
一、选择
在对某个或某几个对象进行修改时,必须先选择对象,而选择对象的技术将直接影响到工作效率。当工作界面对象较多,动画设计较复杂的情况下,更好更准确地选择对象尤其重要。
1. 选择一个对象
最简单的方法就是使用【选择对象】直接在视口中单击被选择对象,选中的对象周围出现白色框。
2. 选择多个对象
有时需要选择多个对象或是从选择的对象中取消某个对象的选择。这时,与常用软件类似,可以有以下3种选择方法。
(1)Ctrl+单击被选择对象:向已选择的对象集中增加对象。
(2)Ctrl或Alt+单击已选择对象:从已选择对象中取消某个对象。
(3)在要选择的一组对象周围单击并拖拽,画出一个完全包围对象的区域。释放鼠标后,框内的对象被选择。在默认状态下,所画的选择区域为矩形。当使用矩形选择区域选择对象时,主工具栏有一个按钮用来确定矩形区域选择对象的方式。这个触发按钮有以下两个选项:
窗口选择方式:选择完全在选择框内的对象。
交叉选择方式:在选择框内和与选择框相接触的对象都被选择。
3. 根据名称选择对象
当场景中有很多对象时,它们会在视口中相互重叠,采用单击的方法选择它们就很困难,这时可使用【按名称选择】。在主工具栏上单击【按名称选择】,出现【选择对象】对话框(见图2),框内出现所有对象名。
单击“Cone01”,Ctrl+单击“Cone03”→【选择】,对话框消失,场景中这两个对象被选择。单击“Cone01”,Shift+单击“Text03”→【选择】。对话框消失,这两个对象之间的对象都被选择。
为了方便后面的操作,当选择多个对象后,按【选择锁定切换】锁定对象,保证不误选其他对象或丢失当前所选的对象。
二、镜像和克隆
在制作图像时,常常需要制作相同或是相似的一组对象。制作相似的对象,可以采用复制原始对象,然后再对复制品进行修改来实现。这时,有多种方法可以实现。现以制作d y z轨道图形为例,具体说明如何由轨道的一个瓣制作出其他三个瓣,并让每个瓣处于合适的位置。
1. 制作对象的镜像
选中对象“Sphere1”(见图3左),点击主工具栏的【镜像】→【镜像:世界坐标】,在【镜像轴】中选择“XY”,在【克隆当前选择】中选择“复制”,(见图4),【确定】,得到“Sphere2”(图3左)。选中“Sphere2”,点击鼠标右键→【移动】→【移动变换输入】,并通过界面上的三角标进行位置微调,使“Sphere2”移至恰当的位置(见图3右)。再根据类似的方法,做出另外2个d轨道瓣。
镜像界面中,【克隆当前选择】有四个选项。
(1)【不克隆】:根据所选的镜像轴制作一个新的对象并代替原有的对象。
(2)【复制】:制作一个与原始对象完全无关的镜像品。
(3)【实例】:通过这种方式得到的对象与原始对象存在某种关系。例如,使用实例选项镜像制作一个球体,如果改变其中一个球体的半径,另一个球体的半径也随之改变。使用实例选项得到的对象之间是通过编辑修改器和参数相关联的,但是各自的变换是相互独立的。因此修改一个对象的参数或编辑修改器,其他的对象也自动拥有相应的变化,但是它们可以有不同的材质和动画。使用这种方式得到的对象除了有上述特点外,还比用【复制】选项得到的对象节省内存和磁盘空间,使文件装载和渲染的速度更快一些。
(4)【参考】:是特殊的实例镜像。在某些情况下,与克隆对象的关系是单向的。例如,如果给原始对象增加一个编辑修改器,镜像得到的对象也自动增加一个同样的编辑修改器,但是,如果给镜像得到的对象增加一个编辑修改器,却不影响原始对象。
2. 克隆对象
从菜单栏中选取【编辑】→【克隆】,或右击被克隆的对象,在出现的列表中选择【克隆】,均会出现【克隆选项】界面(见图5)。
【克隆选项】也有三个选项:复制、实例和参考。它们与【克隆当前选择】的选项的区别只在于镜像可以选择变换所依据的镜像轴。
根据情况选择克隆选项。仍以制作d y z轨道图形为例,选择【复制】→【确定】,生成的“Sphere2”重叠在“Sphere1”上。利用【选择并旋转】和【选择并移动】,把它放置到适当位置。重复以上方法,得到另外2个d轨道瓣。
三、对齐
制作图像时,往往需要设置或修改对象的位置、旋转等属性。用肉眼校正各个对象之间的关系效率很低,并且不可靠,这时需要使用【对齐】功能。
【对齐】:将一个对象的位置、比例和(或)旋转与另一个对象对齐。下面举例说明如何使用【对齐】按钮。
打开一个图形文件“XX.max”,场景如图6左。以“Sphere06”为参照,将“Sphere05”与它对齐。
先选中“Sphere05”,点击主工具栏上的【对齐】。再选中“Sphere06”→【对齐当前选择】→【对齐位置(世界)】,取消“Z位置”(见图7,因为两个球在该轴上处于对称位置),对齐效果立即显示在视口中(见图6右)。
四、合并
有时需要将不同场景中制作的元素合并到同一个场景中,例如将笛卡儿坐标系中的d轨道(图8左)置于8面体(图8中部)中,这时可以使用【合并文件】命令。
打开d轨道的图形文件,选取【文件】→【合并】→【合并文件】→【查找范围】,找到8面体的图形文件→【打开】→【合并-XX.max】。选中要合并的对象→【确定】→【重复材质名称】,根据需要选择材质名称后,就得到合并的场景(图8右)。
如果合并对象的大小或原坐标不匹配,需要在合并后通过【选择并移动】、【选择并旋转】、【缩放】进行调整,以得到匹配的图形。
参考文献
[1]李绍勇,王玉,李乐乐.3Ds Max9中文版三维动画制作范例导航[M].北京:清华大学出版社,2007
[2]王丽华,王明召.用3Ds Max软件开发晶体场理论演示动画课件[J].中国教育信息化.2008,19:86～87
三维动画制作软件 篇9
在进行三维动画设计期间, 结合计算机软件操作系统需要创建出虚拟环境, 这样在设计期间才不容易出现结构层次混乱的情况。虚拟环境能够帮助扩大设计空间, 并且随着设计任务进行, 动画的层次与画面感也会逐渐的清晰, 这一点是传统设计中难以实现的。构建虚拟环境, 其中比较显著的特征是能够为设计人员带来更丰富的资源, 这样所设计出的动画作品也不会过于单调, 这也正是开展虚拟环境设计的目标。计算机操作系统具有很强的辨识性, 在设计期间要严格按照系统的特征来进行, 避免造成资源浪费问题, 随着设计任务的深入进行也可以针对操作系统进行完善, 这样后续所进行的设计任务才不会受到影响。虚拟环境是可以扩大的, 设计人员可以根据自身作品的需求在网络上搜索一些资源, 并将其应用到设计的作品中。
二、三维动画资源与交互设计
1. 三维动画艺术性的体现。
三维动画设计期间, 艺术性体现是十分重要的, 关系到设计任务开展是否能够得到大众审美的接受, 随着设计任务的深入进行, 所体现出的艺术价值也应当更加的深刻, 如果仅仅停留下表面层次, 那么所设计出的作品并不具备观赏价值, 甚至造成作品应用困难的情况出现[1]。计算机软件操作在设计期间会将控制程序嵌入到其中, 虽然程序控制是在最初进行设计的, 但随着使用期间所遇到的漏洞问题, 也是可以灵活修复的, 这样就不会出现三维动画设计与软件控制程序冲突的问题。
2. 交互设计。
交互设计是在现实与虚拟之间相互转化的一种设计方法, 能够将虚拟的资源通过转换变得更加方便利用。交互设计是与动画设计同时进行的, 对于设计期间可能会出现的相关问题, 通过资源交换都能够得到解决, 在设计期间时要将使用功能实现放在首要位置, 观察所设计的产品是否能够达到预期使用目标, 软件操作系统更应该具备风险预防控制能力, 当发现现场存在影响安全性的因素时, 及时对系统进行加密处理, 这样可以避免继续深入影响到三维动画的设计效果。交互设计是实现设计目标的重要环节, 也是创新设计理念开展的理论性依据, 由此可见在三维动画设计中的重要性。
3. 基于软件操作系统的三维动画设计应用。
设计期间要考虑是否与软件的操作系统特征保持一致, 更要在设计方案中体现出创新性, 这样所设计的作品才不会枯燥乏味, 在设计期间部分理念可能会与软件的操作系统产生冲突, 但经过一段时间的软件操作处理, 能够将这种冲突更好的优化, 这也是设计期间需要优化考虑的。动画设计期间细节也是十分重要的, 需要重点考虑, 优化好细节方面的因素才能够制作出流畅的三维动画。将设计技术应用在其中, 能够节省大量的操作资源, 对软件的控制也更加合理。三维动画设计与软件的操作系统是离不开关系的, 因此在设计前要对设计内容进行确定, 这样在接下来的设计中才不会造成资源方面的浪费。
三、三维动画设计的注意事项
设计期间要考虑是否能够达到使用标准, 并观察设计期间可能会遇到的问题, 经过一段时间的设计, 资源使用也逐渐变得清晰, 这样就不容易出现使用效果下降的问题, 对于一些常见的技术性问题, 更要通过创新手段来解决。设计前要有明确的目标, 设计期间不断的更换设计理念, 这样会造成整体作品比较混乱, 并且后续软件设计也难以达到预期的标准, 对软件控制都会造成严重的影响。设计时可以将多种理念融合在一起, 但需要重点考虑的是现场是否存在影响安全性的深层次因素, 确保了使用安全性, 才能够避免设计方案落实困难的情况发生, 这也是三维动画设计的主要发展方向。管理人员更要总结设计期间可能会出现的相关问题, 将控制理念落实到其中, 避免类似的问题影响到系统设备使用安全性, 这样才更符合系统的控制理念。
结语
随着我国电子技术的快速发展, 艺术设计中的三维动画设计在各个领域发挥着越来越重要的作用。三维动画设计充分利用电子技术, 以多种计算机软件为设计平台, 实现音频、文字、图像等艺术元素的完美结合, 为不同行业提供或真实或虚拟的三维动画设计场景, 为艺术设计产业的发展做出了重要贡献。
参考文献
三维动画制作软件 篇10
传统以纸笔为工具, 手绘服装效果图和款式图, 进行服装设计思维的表达;随着计算机技术的发展, 以计算机为工具绘制二维效果图和款式图成为主流, 极大地提高了设计效率。目前三维动画软件在平面设计、产品设计、建筑装潢、影视动漫等领域已经开始广泛应用。三维数字技术作为设计表现的一种新的手段, 使设计师能更好地理解和感受产品的功能、形态、空间、色彩、人机关系, 是体现设计师设计思想和设计方案的最有力手段;能以最直观的方式向消费者表达设计创意, 具有传统设计方式无法比拟的优势。
研究三维动画软件的组成模块和功能, 会发现三维动画软件天然的就是从事三维服装设计的好工具, 利用三维动画软件进行虚拟三维服装设计, 不仅能直观地反映服装成型后的立体效果, 而且能逼真地表现服装材料的质感和悬垂效果, 能做到所见即所得。
基于三维动画软件进行服装设计的研究, 将会推动三维动漫软件在服装设计领域的应用, 从而为服装设计师提供一种全新的三维创作工具, 同时也提供了一种高效率低成本的验证服装设计最终效果的技术手段。
1 服装设计工作过程
目前绝大多数服装企业服装设计的过程大致是:构思-绘制服装效果图 (人体和服装) -服装制版 (手工或者服装CAD) -裁剪-缝制样衣-模特试衣-提出修改方案。
其中最为耗时的部分就是服装样衣裁剪、缝制和试衣的过程, 这个过程也需要消耗一定的人力和物力, 是服装设计环节中成本较高的部分。
根据三维动画软件的三维仿真功能, 我们试图利用三维动画软件在数字化三维人体上创建三维数字化服装, 通过三维数字化服装的仿真模拟动画, 检验服装设计方案的合理性, 从而取代传统的服装设计过程。
利用三维动画软件进行服装设计, 其工作过程为:构思-三维数字化人体建模-三维数字化服装展示-提出修改方案。
显而易见, 利用三维动画软件进行服装设计工作过程相对于传统服装设计过程流程短、成本低、效率高。为验证此方案的合理性和可行性, 通过试验重点研究两个方面的内容:
一是基于三维动画软件高效地建立三维数字化人体模型的研究;
二是基于三维动画软件模拟三维数字化服装的研究。
2 基于三维动画软件建立适合服装设计的数字化人体模型研究
数字化人体模型是三维服装设计表现的基础, 因此在三维服装设计中首先要解决的是高效的个性化数字人体建模问题。由于服装设计表现允许服装人体具有一定的艺术变形和夸张, 所以选择通用的三维动画软件来建立人体的三维数字化模型, 是一种简单、高效的方法, 所获得的人体模型美观、艺术感强, 完全能满足服装设计的需要。但是用三维动画软件建模是一项技术难度较高的工作, 还要耗用很多时间, 效率较低, 不能满足服装设计高效率的要求。本课题通过比较各类三维动画软件的功能, 探索高效地制作适合服装展示要求的建模方案。
2.1 三维动画软件功能
构建仿真模型可以选择的软件很多。为了便于分析和研究, 我们将三维动画制作软件功能归纳总结后如表1所示。
在进行3D的人体设计时, 如果从最基本的3D设计开始的话, 自己构建人体模型的一砖一瓦, 这无疑会增加很多的难度, 而且效率很低。所以建模过程高效、简单、易于操作的软件是我们进行人体建模的首选。通过对常用三维动画软件的功能进行分析和比较, 可以看出是Poser专门用于三维数字化人体建模的工具, 制作动画人体是Poser的长项, 高效、操作简单却表现力强是Poser软件的特色, 所以选择Poser作为建立适合服装设计的数字化人体模型的软件。
2.2 选择Poser进行三维数字化人体建模符合服装设计的需要
Poser内置了丰富的模型, 这些模型以库形式存放在资料板中, 人物模型包括裸体的男性、女性和小孩, 穿衣的男性、女性和小孩。在绝大多数情况下, 我们都可以从内置的模型中选出创作某角库色所需的模型。
利用Poser进行角色创作的过程较简单, 主要为选择人体模型、设计人体姿态、设计表情和脸型, 设计发型四个步骤。
一个特定的角色造型都有特定的姿态和体态, Poser的模型及构成模型的各组成部分, 如人的手、脚、头等, 都带有控制参数盘, 通过对参数盘的设置, 可以对模型进行弯曲、旋转、扭曲, 随意调整模型的姿态、体态, 从而创作出所需的角色造型。对模型进行姿态调整时, 可以结合编辑工具设置参数盘以获得某种姿态, 还可将现有的姿态赋予模型或再作相应调整。运用Poser自带的三维人体模板为基础进行后续编辑加工设计, 就能做出适应各种需要的三维人体作品, 不论是动态、还是静态动画, 它都能提供很好的解决方案, 给设计者留有广阔的设计空间。所以选择Poser进行三维数字化人体建模是符合服装设计需要的。
2.3 使用Poser软件建立三维数字化人体模型的具体操作
第一步, 从人体模型库中添加人体角色;
第二步, 调整人体姿势。Poser将角色划分为不同的部分, 使用编辑工具或参数面板调节人物姿态, 每个部位有三个基本动作参数:弯曲、侧向、扭转, 可以调整成服装设计需要的任意姿态;
第三步, 表情和脸型的设置, 可以选择脸型表情资源库中现成的脸型和表情, 也可以在脸部工作室中进行复杂的脸型和表情设计, 还可以输入真人的正侧两面照片, 生成新的脸部贴图, 以模拟真人的面部, 可以做出满足服装设计需要的脸型和表情。
第四步, 添加发型, 发型有三种:普通发型、动力学发型、发型角色, 其中动力学发型必须在发型工作室中设计, 基本上在Poser中可以做出我们想要的任和发型。
由于服装人体的要求有其独特性, 在进行人体建模时, 需要对Poser仿真模型库中的人体进行二次加工、开发, 以创造符合服装设计需要而又具有独特艺术魅力的三维数字化人体模型。
通过上述实验, 证明利用Poser作为服装设计三维人体建模的软件, 能简单、直观、高效地完成符合服装设计要求的三维服装人体建模工作。
3 基于三维动画软件模拟三维数字化服装的研究
进行三维数字化服装模拟的研究是基于3DMAX软件的Cloth布料系统。在3DMAX中安装了Cloth布料系统。Cloth系统包含两个修改器:
Cloth修改器是Cloth系统的核心, 应用于Cloth模拟组成部分的场景中的所有对象。该修改器用于定义Cloth对象和冲突对象、指定属性和执行模拟。其他控件包括创建约束、交互拖动布料和清除模拟组件。Cloth修改器用于模拟布料和环境交互的动态效果, 其中可能包括碰撞对象 (如人体) 和外力 (如重力和风) 。
Garment Maker修改器是用于从2D样条线创建3D衣着的专用工具, 其使用方式和通过裁剪布片来缝制真实的衣服比较类似。通过Garment Maker, 可以设计简单的、平面的、基于样条线的服装裁片, 并将其转换为网格, 排列服装裁片, 然后创建接合口以将面板缝合在一起, 还可以为褶皱和剪切指定内部接合线。
3.1 三维数字化服装款式表现的三种方法
通常可以通过二种方式构建服装模型:
一是使用标准3ds Max Design建模方法创建服装对象, 然后对其应用Cloth修改器。
二是使用样条线设计虚拟的衣服裁片, 然后使用Garment Maker修改器将这些不同的虚拟面板缝合在一起, 构成完整的衣着。
第一种方法, 主要用于动漫、影视、游戏领域等领域, 使用建模衣服的优点在于采用熟悉的方法, 创建更加迅速, 而且便于重新利用此前已经创建的旧衣服模型。但是这种方法创建的“服装”只是大体象服装, 是一种写意的“服装”, 形似而已, 服装的结构是很不准确的, 只适合用于动漫、影视、游戏等领域, 不适合用于服装设计领域, 不符合服装设计领域对服装结构准确性的要求。
第二种方法, 在建模衣服时可以定义接合口、结合力、打摺效果和其他衣服参数, 而使用通过其他方法建模的衣服却无法定义这些参数。在现实世界中, 衣服是通过裁剪布片形状, 然后沿接合线将其缝制在一起作出来的。Garment Maker模拟这一方式, 首先必须创建服装裁片形状, 但是如果不是有经验的服装设计师, 从头开始创建这些裁片形状是非常困难的, 而且很难画得准确。
服装设计所需要的数字化三维服装必须是结构准确的服装, 以上两种方法难以达到这一要求, 因此必须考虑其他的服装建模方法。
考虑到3MAX可以导入DXF格式的文件, DXF文件在3MAX中可以转化为可编辑样条线, 而服装CAD软件可以把绘制好的服装裁片文件输出为DXF文件, 这样利用DXF文件在3MAX和服装CAD之间建立了一座沟通的桥梁, 由此提出适合服装设计的三维数字化服装建模的第三种方案 (见图1) 。
3.2 在3DMAX中模拟三维数字化服装的具体操作
第一步, 在服装CAD中绘制服装裁片, 裁片保存为DXF格式;
第二步, 在3DMAX中导入Poser中创建的人体模型, 并导入DXF格式的衣片;
第三步, 在3DMAX中将衣片转化为可编辑样条线, 用Garment Maker修改器将衣片转化为网格状布料, 使二维线形变成有许许多多不规则小三角形面组成的三维网格物体;
第四步, 将布料按照各自位置环绕在人体周边, 创建缝合。在Garment Maker修改器分别选择要缝合在一起的布料面板的相邻两个边, 然后单击创建接合口, 接合口用一组连接两个布料的平行线表示;
第五步, 在Garment Maker修改器之上添加Cloth修改器, 把人体模型作为模拟物体加入进来, 并设置它为collision Object (碰撞对象) , 把衣服作为“Cloth”, 布料特性里有很多预先设定的布料, 如棉布、涤纶、丝绸等, 模仿真实世界中的不同布料, 不同布料在模拟时的动静摩擦力、密度、阻尼、厚度、空气阻力等等物理属性各不相同;
第六步, 在正常情况下存在重力, 衣服模拟缝合过程中因重力开启衣服会不断往下落, 为防止下落, 模拟前先把重力关掉。点击Simulate Local (damped) [模拟本地 (阻尼) ]按钮, 这种方式下为布料接合模拟添加了大量的阻尼, 可以有效减轻布料面板高速接合在一起时出现的问题, 将衣服的面板渐渐缝合在一起。可按下Esc键中止模拟, 单击重设状态 (Reset State) :按钮清除模拟, 回到模拟前状态, 然后到对象属性中调整布料的参数和人体模型碰撞偏移值, 重新模拟衣服缝合, 直至满意为止。
实验证明, 采用第三种建模方法, 可以制作出服装结构准确的三维数字化服装模型, 有效解决在三维动画软件中创建三维数字化服装结构不准确的问题, 为三维动画软件在服装设计中的应用提供了有效地解决方案。
4 结语
通过对三维动画软件功能的分析比较, 提出了利用Poser建立三维数字化人体模型, 并给出了利用Poser建立人体模型的工作流程, 解决服装人体建模耗时低效的问题;提出了一套基于三维动漫软件设计服装的可行性方案, 利用Poser创建三维数字化人体模型, 利用服装CAD软件绘制服装裁剪图, 利用3DMAX进行衣片缝合和材质、悬垂感模拟, 从而展示不同材料服装穿着后的动态效果, 以检验服装设计方案的合理性。通过实验的方法, 验证了基于三维动画软件进行服装设计的工作过程具有可行性。
实验证明, 利用服装CAD软件设计服装裁片, 再导入三维动画软件建立三维数字化服装, 可以有效解决在三维动画软件中创建三维数字化服装结构不准确的问题, 为三维动画软件在服装设计中的应用提供了有效的解决方案。
实践证明, 利用3DMAX在数字化三维人体上创建三维数字化服装, 通过三维数字化服装的仿真模拟, 检验服装设计方案的合理性, 完全可以替代服装裁剪、缝制、试样等成本高效率低的传统设计过程。
参考文献
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三维动画制作软件 篇11
摘要:游戏动画中三维人物模型的构建是人体动画研究领域中的热点亦是难点。要制作真实感强的人体动画,必须具备的要素有:逼真的人体造型和灵活的运动控制方法。本文利用已有的技术和手段,提出一种基于poser的快速构建三维人物模型、实现控制手语动作的方法,并通过实例验证了方法的可行性。
关键词:三维人物建模 poser 手和手臂 手语
0 引言
动画这门视觉艺术从诞生至今已经有了近100年的历史。20世纪80年代,伴随着人体动画的出现,游戏动画进入了全新的3D时代,其主流创作开始以3D动画为主。为解决游戏动画中人物运动相关性和肌肉效果的模拟,人体动画提出了直接对皮肤和骨骼进行造型的方法。人体动画作为计算机动画研究中最具挑战性和困难性的对象,吸引了大批研究者投入到相关的研究工作中。
1 研究现状
目前,国内外关于人体动画的研究主要集中在两个方面:人体的运动控制技术和人体造型与皮肤变形技术。20世纪70年代, “体元”在人体建模和变形中的应用宣告了人体造型和皮肤技术的研究正式拉开序幕。无论是在学术界还是工业界,这个领域都处于非常活跃的地位。每年都能看到大量涉及该领域的学术论文得以发表,此外,与此相关的人体建模软件或插件也层出不穷。虽然如此,人体造型和皮肤变形技术任然面临重大的挑战,主要原因有以下几点:第一,人体具有200个以上的自由度和非常复杂的运动;第二,人的形状不规则,人的肌肉随着人体的运动而变形。第三,人类对计算机动画中人体的皮肤变形和运动状态非常熟悉和敏感,人类通过直觉很容易就可以捕捉到虚拟人物和真实人物的区别。所以,人物建模技术的探究和皮肤变形技术的研究虽然经历了相当长的一段时间了,但至今任然任然存在很大困难。
2 方法的提出
随着科学技术的迅猛发展和网络游戏的兴盛,三维游戏动画中场景的制作技术已基本趋于成熟和稳定,但游戏动画中人物模型的制作技术还不是很成熟,仍处于一个研发试验阶段。
在三维游戏动画中,人物模型的优劣对整个游戏动画的价值起着举足轻重的作用。从三维游戏动画的角度上说,国内外目前都以3D MAX为主,因为游戏角色的设计主要是多边形建模,而这正是3D MAX的强项。但是也存在一个问题,用3D MAX软件绘制人物模型是一个比较费时费力的复杂过程。而如果采用其他方法,例如:利用openGL软件,直接在openGL中给出点的坐标,再由这些坐标点组成若干个三角面,拼接成人物的三维模型,这种方法虽然比较快捷,但是得到的三维人物模型不够细腻和真实。因此,本文提出一种基于poser的快速建模方法,该方法通过从已有的模型中提取数据信息,从而实现快速建模,并利用两个模型的结合实现手语动作的控制。
3 方法的验证
3.1 建立骨骼和皮肤模型:Poser作为一款专门用于制作人体造型的软件,本身的模型库中提供丰富的人体模型、人物姿态及相应动作,可以实现快速人体造型建模。
以建立手和手臂模型并实现手语动作控制为例。整个实验过程流程图如图一所示:
首先从poser软件自带的模型库中挑选出适合的人体模型,截取所选人体模型的一支手和手臂模型,将截取好的模型保存为3DS格式,输出。采用这种方法获得模型省去了在3DS MAX中一步步绘制的过程,大大的减少了建模的时间,提高了效率。但是有一个问题,利用poser软件输出的人体模型缺乏关节点的数据。如何解决这一问题呢?
这就需要对所保存的3Ds文件的结构进行深入的分析,可以借助C++的文件读取技术,对该文件进行读取,通过把原有的3dS文件转换为语言代码,从而得到所需的数据信息。经过转换后的每一个三维模型的数据结构中都包括顶点,法向量,材质,纹理坐标等信息。一个完整的模型文件数据包括以下几方面内容:①定义物体的材质:物体材质信息主要描述物体的环境光、漫反射光、镜面光、辐射光的光照情况,物体的透明度信息、发散系数和表面贴图;②物体的材质数据:记录转换后每个三维模型的三维模型材质信息;③点检索面数据:通过检索顶点数据信息建立模型的几何面;④顶点数据:记录设备模型的顶点坐标信息;⑤法线数据:记录设备模型表面的法线信息。
3.2 两个模型的结合 根据从3DS文件中读取的顶点和面的相关信息,可以方便的构建手和手臂的皮肤模型,然后再将皮肤模型关节处一周的点打上标记,求出这一周的点的重心坐标(求出重心的方法:对由n个点构成的多边形进行三角剖分,将每个三角形的重心乘以该三角形的面积的加权平均值即是)作为骨骼模型的关节点,将相邻关节点利用有向拓扑结构连接起来,组成骨骼模型。从而构建出一支完整的手和手臂的模型。
4 手语动作的实现(以肘关节为例)
接下来要考虑的问题就是如何实现手语动作的控制。在实现手语过程中,两个模型的关系可以理解为:骨骼模型控制运动,皮肤模型表现运动。
首先实现骨骼模型控制运动。大家都知道肘关节有两个自由度,肘关节的弯曲由两种绕轴旋转运动符合而成:第一种以大臂为轴的旋转运动;第二种在一个平面上,以过肘关节点并垂直该平面的直线为轴的旋转运动。其中旋转轴的计算又有两种方式:①以大臂为轴 ②以肩关节、肘关节和腕关节三点组成的平面来求过肘关节点垂直于该平面的直线作为旋转轴。
皮肤模型表现运动。整个皮肤模型分为两部分:可变部分和不可变部分。可变部分指皮肤模型在关节处的部分,其余部分为不变部分。
组成皮肤模型的小三角面的点分为三类:
第一类点:皮肤模型在大臂外面组成三角面的点;
第二类点:皮肤模型在手及小臂外面组成三角面的点;
第三类点:皮肤模型在关节处外面组成三角面的点(如图二所示)
5 课题中的进展及改进
5.1 提出双重模型:骨骼模型控制运动,决定运动姿态及运动约束;皮肤模型表现运动,表现真实感。
5.2 骨骼模型用“有向拓扑结构”来描述,与传统拓扑结构一样,有向拓扑也是由节点和路径组成,不同的是,每一个路径带有指向和空间可以转动的位相。
5.3 皮肤模型分为可变与不变两部分,利用拓扑不变性保持运动后皮肤模型的完整性。
6 结束语
三维人物建模作为一门新兴的学科,涉及到动画、计算机图形学、生理学、心理学、生物力学、机器人学和人工智能等多个研究领域,游戏中三维人物模型的研究是一个具有理论意义和实用价值的基础课题,本文介绍了一种基于Poser模型的人体建模方法并实现了手语动作的控制。而随着科技的不断发展,还会不断有高水平高层次的建模方式融入到人体动画建模技术中,这将是游戏中三维人物建模技术发展的一个长远目标,它需要众多相关学科领域的深入发展与交叉才能最终实现。
参考文献:
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三维动画制作软件 篇12
“科普”一词, 应源于1959 年英国人查理斯·波西史诺《两种文化与科学革命》的演讲内容, 这是现代社会对于科普开始了解及重视的开端, 在以人文社会为主流的时代, 这一概念的提出也逐渐发掘了科学于社会发展和人民生活之间的重要联系, 因为科学所要普及的即是以人文为主的社会环境。更好的公民科学素养的养成与质量的提升, 是促进国家繁荣的重要因素, 并可以提供更优质的社会决策和更高质量的个人生活, 提高广大民众的科学素养是对未来的投资。目前世界各国推广科普教育的政策虽然各有不同, 但是都对科普教育的推广工作非常重视, 且不乏积极发展的案例。在欧洲, 大多数民众都看好一般科学和技术所带来的好处;根据美国相关机构的研究显示, 超过百分之八十的美国民众表示出对生活上具有普遍利益的科学知识有一定的兴趣;在澳洲, 大部分的民众也认为, 科学技术是改善生活的重要因素。
如何唤起学生对于科学知识的兴趣与学习动力, 是近年来科学教育最关注的议题之一。过去科普或科教领域的研究主要关注于学习效率的提升, 或改变教学策略对成就表现的影响。然而, 推广科学教育的目的是提升学生对科学的学习兴趣, 有相关机构调查发现, 观众在听完科学知识讲座后, 自身在对科学知识的理解和对于相关知识的学习态度及学习兴趣方面有明显提升。科学教育因内容议题广泛, 对于科学知识的学习效益研究、学习动机和科学素养等相关议题皆会产生积极影响。
学生在科学、科技知识课程中, 能连结科学概念、理解与知识的相关应用, 甚至在课程结束后, 会持续关注相关议题并统筹所学内容, 这就是科普影片所应起到的作用。具体说来, 注重科普影片的传播可以达到以下的效果:
(一) 大众能肯定科学研究、科学方法、科学精神与其重要性, 并能接受及推广这些方法与价值;
(二) 吸引更多民众投入相关活动;
(三) 促进专业与非专业领域的沟通了解, 激发跨领域的新研究。
所以, 科普影片的传播目的不仅在于学习科学知识, 更重要的是协助对科学的了解, 并提升科普议题的关注与学习。科学知识是透过不断辩证、收集数据并评估进而取得发展的, 所以, 借由科普影片辅助及整合科学知识内容, 有助于延续学生在科学领域的认识得到进一步发展。
二、三维动画科普影片的优劣势比较
近些年来, 随着科技的不断进步, 科普影片的拍摄形式也由过去依靠相机、摄像机实景实地拍摄的单一拍摄方式, 转为利用计算机运算三维动画仿真图像的新型科普影片制作方式。那么, 这种新型的科普影片拍摄方式相对于传统拍摄方式, 到底有哪些优缺点呢?首先我们来探讨优点部分:第一, 由于三维动画完全采用电脑进行制作, 在制作空间上可以节省许多, 只要是能摆放电脑进行创作的地方都可以进行动画制作;而其他的影片制作方式, 不管是用拍摄方式还是用手绘方式, 除了要有绘画或是制作道具的场地, 还需要有拍摄用的摄影棚等工作场所才可以进行制作。第二, 利用三维动画方式制作影片, 具有高度的制作灵活性, 如果有不满意的镜头需要修改, 只需在软件中修改原有文件的相关参数即可, 使得制作和修改过程变得相对简单;而其他的影片制作方式, 一旦出现某个环节的错误, 可能就必须重做一次, 好比实景拍摄的方式, 只要有一个地方出错, 可能整个镜头就需要全部重拍, 这会使得制作过程变得冗长、繁琐且会消耗更多的资源, 拍摄时间上也得不到很好的保证。第三, 因为三维动画能够模拟生成复杂的环境场面, 比起传统手绘动画能够呈现更大的空间变化和更为逼真的视觉效果, 而传统的摄影机或显微镜拍摄的方式因为会受到环境、光线以及器材的影响, 使得拍摄过程受到诸多限制, 往往效果会不尽人意。随着电脑硬件和软件科技的不断向前发展, 三维动画可以呈现出越来越多我们以往无法企及的视觉可能性, 从而制作出更为逼真的影像效果。虽然这点有人认为未必更好, 但是若纯粹以技术层面来看确实是一种进步。第四, 三维动画制作方式能够节省更多的制作成本, 因为不需要大量的人力物力的介入, 在资金有限的情况下, 只要有一台中等配置的电脑便能够开始制作工作, 而传统拍摄方式除了要将画面用相机或是摄影机拍摄下来, 还要将拍摄素材送交后期剪辑以及合成部门进行画面的后续处理, 而现在这些步骤在三维动画制作的流程里可以在同一台电脑上完成。
在探讨要三维动画的优点的同时, 我们也应注意到利用三维动画方式制作科普影片也存在一些缺点和问题。第一, 是所有利用电脑进行动画制作的方式下普遍存在的问题, 就是过度依赖电脑使得资料的保存方式限于电脑硬件之内, 一旦电脑硬件出现损毁, 辛苦创作的数据资料很有可能一瞬间化为乌有。第二, 也与过度依赖电脑有关。由于制作过程全部或大部分透过电脑完成, 软、硬件之间的配合就显得尤为重要。一旦软、硬件之间出现不兼容的情形便会出现制作过程的停滞。例如:当制作过程是由多人共同担当, 并非个人独立制作时, 一旦所用的制作软件不相同或是版本不同的时候, 就有可能出现文件无法相容, 导致制作过程停滞的情况。尤其是多人参与制作时, 这是经常出现的、非常麻烦的问题。第三, 是与电脑硬件配置情况有关。虽然理论上只要电脑能安装三维动画制作软件, 就可以进行影片的制作工作, 但是实际制作中如果电脑硬件设施过于老旧, 即便是软件能够安装, 也很难正常使用。这个问题也会影响到将来图像的输出以及最终影片的完成时间。硬件设备的落后, 使得相对的图像运算需要花费更多的时间去完成, 这会直接导致影片制作效率低下和制作成本的增加。
三、生物三维动画科普影片的特性与制作流程
传统生物学教学影片注重知识化、通俗化和形象化, 将艰深难懂的生物学知识和生物学技术普及给社会大众。随着时代的发展和生物学教学模式的转变, 新世纪的生物学科普影片除了要继承传统生物学科普影片的现有特征以外, 还应探索面临的新形势、新内容和新问题, 并以此指导生物学科普影片的创作工作。
随着音视频技术和媒体传播方式的变迁, 利用传统方式拍摄制作的生物学科普影片从画面效果到视频内容方面, 已远远不能满足当今人们对于生物科学知识学习的渴望。近年来, 由于三维动画技术的精确性、真实性和无限的可操作性, 被广泛应用于影视、教育、军事、娱乐等诸多领域。利用三维动画仿真技术制作的影片能够给人耳目一新的感觉, 因此受到了众多观众的欢迎。在国外, 三维动画仿真技术也被广泛应用于生物学教学影片、科研及科普等多个领域。那么, 国内生物三维动画科普影片的制作与发展现状又是如何呢?针对这个问题, 我们的科研小组做了一系列的调查, 结果发现:首先, 尽管生物学研究领域特别是教学方面极度需要相当数量的三维生物学动画科普片的片源, 但是国内却没有一家机构能够专业从事此类影片的制作, 制作流程和技术表现特质的研究方面仍属空白;其次, 国内目前对于生物学科普影片的制作方面, 仍然大多以电子显微镜或相机拍摄到的真实图片或视频为主, 因为现实摄制条件的限制和软硬件方面的制约, 这种传统拍摄方式得到的影片效果往往不尽人意;最后, 国内现在三维生物学动画科普片的来源, 主要是依靠采购国外仅有的几家相关制作机构制作的片源, 影片价格高居不下, 内容也不甚丰富, 而且品质良莠不齐。
通过以上的调查结果我们不难看出, 目前我国生物科普影片的制作中在牢牢把握科学性的同时, 必须考虑当今受众的需要——只有观众喜闻乐见的科普影片形式才是“优质产品”。三维动画具备不受时空、结构与尺度限制的特征, 能以逼真的图像表现无法实拍或者具有危险性的生物生活环境或身体内部构造, 使用三维动画技术能真实、清晰地展示想要表达的生物对象的每一个细节, 可以在小规格时段内模拟出实际发生过程漫长的生物研究过程, 并可以突破物理屏障, 深入对象内部结构进行“拍摄”, 也能够轻松模拟在显微镜条件下难以拍摄到的对象外形和运动, 适宜表现那些强调真实感、空间层次感的复杂研究题材, 其制作修改灵活性较强, 画面质量能得到很好地控制, 以上特点使得三维动画将成为今后一段时间生物科普影片表现的主要手段和趋势。
生物三维动画影片的制作过程依照制作团队人员的数量和制作成本的不同会有一些差异, 但是其整体的制作流程大体相同。本文以笔者制作影片的过程为例, 大致将生物三维动画科普影片的制作流程总结并划分为:前期制作阶段、动画中期制作阶段和后期合成阶段等三大步骤。
(一) 前期制作阶段
这一阶段主要将影片的构思、文献收集过程中的生物物种、生活习性和细胞结构特点等资料, 透过与生物科学专家的不断沟通交流, 取得科学层面上的建议与确认, 并充分结合三维动画制作的特点, 由故事大纲延伸出完整的文字剧本及基本美术造型设计方案, 包括整体画面风格设计、生物造型设计、色彩气氛设计等步骤, 然后将细化的文字剧本给予镜头语言, 制作成完整的画面分镜头台本, 即完成影片的前期制作阶段。
(二) 动画中期制作阶段
这一环节主要将完整的前期美术设计方案依照设计完成的图样, 进行诸如三维数字模型搭建、材质贴图、骨架绑定等工作, 之后再进行生物角色的动画设计、三维虚拟镜头运镜、灯光、特效等方面的设定与测试, 最后进行全片三维图片序列素材的渲染输出解算工作。
(三) 后期合成阶段
主要通过后期制作软件完成图片序列素材的剪辑与画面效果调整处理工作, 调整好画面的节奏与色调, 并对照画面影像来制作影片中的全部字幕, 最后将视频进行完整输出, 得到最终成片。
以下便是笔者总结归纳的整个三维动画科普影片的制作流程图, 如图1 所示:
尽管目前国外已经有关于三维生物学动画的制作案例, 然而, 这在我国生物学研究界的应用至今仍然处在起步阶段。研究三维动画在现代生物学研究活动中的运用, 能够使三维动画更好地服务于生物学研究和其他相关科研项目, 为生物学科研与科普活动的发展带来新的契机。
参考文献
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