三维动画与动画设计（精选12篇）
三维动画与动画设计 篇1
摘要：三维动画的物资包括了环境特效和角色特效。典型的环境特效是指烟、火、雾、云和景深效果。为了更好地进行特效的设计, 创作者在设计之前应该要对特效的组成要素及运动的特点进行了解, 在具体制作时, 要根据不同影片的需求, 通过对各类不同技术的比较找出最佳的方案, 这样才能实现。
关键词：三维动画,环境特效,软件技术,最优方案
在三维动画的制作中, 特效的制作随处可见, 小到人物打斗时的发光, 物体自身运动时产生的效果拖尾现象, 大到爆炸场景的制作、特殊天气效果模拟、大规模战斗和运动场景模拟等。一般来说, 可以将特效分为角色特效和环境特效两大种。自从二十世纪七十年代开始, 特效便逐渐引入到电影的场景中来, 到了二十一世界, 随着3D电影的风行, 特效更是在电影中随处可见。对于现代电影来说, 没有特效几乎就无法圆满地完成一部电影, 尤其是三维特效的盛行, 其在设计与实现方面更是有着高于其他物质特效的要求。
1 如何设计与实现云效
1.1 制作云的两种方案
在云的制作中要注意到以下几个特点:云的色彩要多样, 云的状态要是流动着的, 同时, 云朵应该是多层混叠的, 除此之外, 设计云的时候还要考虑到云与整个环境色彩之间的调协。动画短片《博士买马》的前半部分的剧情是十分开朗的, 其节奏也是舒畅的, 所以, 天气也相应呈明媚的状态, 所以云是少且白的。到了故事的后半部分, 角色的情绪变得低落, 所以云也变成了色彩粗重的浓云。而乌云则一般用在诡谲的情节和激烈的斗争的情节之中, 这样可以可以渲染凝重的气氛。3ds max (以下简称max) 在制作云的时候一般有两种方案, 一种是利用大气环境燃烧来做特效模拟。二是用dreamscape外挂插件。燃烧是专门用来设计火焰的效果的, 因为云和火在形态及其他方面存在着许多相似的地方, 所以只需要对火焰的节奏及色调进行调节就可以模拟出云的效果。dreamscape的画面效果是十分细腻, 可以对云层和天光等参数进行控制, 还可以模拟出彩虹、龙卷云等特效。
1.2 两种方案的优劣
利用大气环境燃烧来做特效模拟更加便捷, 做出来的效果也将会十分立体化, 但是其效果比较简单, 类似乌云这样要通过云彩的多层叠加才能实现的特效, 则不能够惟妙惟肖地表现出来。所以, 这种方案更加适合明媚天空的制作。用dreamscape外挂插件来进行调试, 其效果是非常逼真的, 能够表现出日出和日落的动态, 非常适合表现乌云密布或者是黄昏及夜晚。但是由于这种高度要依赖于外挂的插件, 所以渲染的比较缓慢, 而且表现力也显得更加的平面化, 无法满足穿插拍摄的需要。
2 如何设计和实现烟效
烟分为浓烟和淡烟, 浓烟是立体的, 淡烟则是平面的。一般来说, 爆炸、拖尾燃烧时, 需要给物体配上浓烟, 但是所配上的烟的扩散速度、扩散的方向和形态是各有特点的。比如爆炸时的烟应该是快速地向四周扩散开来, 而拖尾的烟则是快速地向同一方向飘散。相对于浓烟, 淡烟的火光则比较弱。
2.1 烟的实现方案及其优劣
四种实现方案分别是: (1) 使用max本身的粒子系统加上贴图、风力等的配合; (2) 采用after burn外挂插件; (3) 借助illision软件; (4) 于后期添加软件。这4种方案的优劣在于:虽然粒子系统整合于max自身环境, 但在制作时常常需要将粒子设置成平面造型来配合贴图, 这样就不利于相进行立体穿插拍摄;after burn效果十分逼真, 采用的是球体模型, 而且该材质调节设置得非常简便, 是制作浓烟的良器, 但其渲染比较慢, 而且外挂插件在购买、安装方面也存在很多麻烦;illision可以提供丰富多样、不同类型的粒子, 精致而实用, 修改起来也十分方便, 但illision的交互性比较差, 其渲染输出方式是捕捉屏幕, 这样的方式可以用途高清电视的制作, 但是并不能满足电影制作的要求。后期软件combustion整合illision的功能, 实现效果会更好。而shake、ae等在模拟烟的过程比较复杂, 所以在实际的制作中采用的不是很多。一般来说, 想表现交互动态时会采用第一种方案;进行立体拍摄或者是想表现浓烟时则采用第二种方案;如果对画面精度的要求不是很高仅但是比较追求制度的速度时, 则会采用第三种与第四种方案的配合。
3 如何设计和实现雾的效果
3.1 雾的特点
一般来说, 雾是用来对色调进行统一或者是对场景空间进行加强的。近淡远浓是雾的特点, 雾淡了, 就无法看清动态, 而雾浓了, 则要进行动画设置。在设计场景的时候, 设计人员经常利用浓雾的浮动来渲染诡异的气氛, 或者对虚幻的世界进行刻画。
3.2 雾效的解决方案
解决雾效有两种方案, 一是利用max环境特效面板中固有的雾效或层雾与大气装置的配合将雾效实现出来, 二是利用后期软件将雾效添加进去。第一种方案可以对雾气的动态进行, 但这样渲染的速度是非常慢的, 其调控的效率也比较低。方案二的制作比较方便, 利用max将含有z深度的rla格式系列图片输出, 再配合后期制作软件ae将雾效添加到整体场景中来。通过对雾浓淡及距离的控制, 可以模拟出空气的透视感, 效果非常好。但是这种方案也有不足之处, 这样很难将动态雾效和层雾的效果实现出来。
4 如何设计和实现火效
4.1 火效的特点
火是由火苗、焰光和余烟构成的, 火苗是亮黄色的, 焰光是红色的, 余烟则是偏黑的。火的整个动态是在伸长、摇摆、火星飞溅、回缩这四种形态之间循环的。火是以组作成独立的单位的形态:蜡烛是小火, 只有一种火焰, 烈火则是由多组火构成的, 而且每组的长、宽、亮度都要设计得具有不同的特点。
4.2 火效的实现方案
实现火效有四种方案:一是max自身系统备有的火焰;二是借助combustion、illution软件;三是max的phoenix外挂插件;四是max的aura外挂插件。
5 如何设计与实现景深的效果
景深效果一般都是在对环境特效进行后期制作时完成的, 只要在三D软件输出的素材中留有ZI深度或者是ID号等必备信息, 便于后期软件方便的识别, 就可以十分轻松与精准地对景深进行控制。在所有的影视作品中, 几乎每个镜头都要对景深进行控制, 虽然三维软件可以用相机或者个别渲染器对景深进行控制, 但是这会加大控制的工作, 事半功倍。
6 结束语
三维动画的制作过程是十分复杂的, 制作者们应该充分了解所有方案的优点与缺陷, 针对自己所要制作的特效的特点, 对方案进行选择。将各个模块可以扬长避短地结合在一起, 达到目标的最佳实现, 制作出优秀的场景。
参考文献
[1]朱喜基.车辆防御性驾驶培训中的三维教学动画设计研究[D].上海师范大学, 2010.
[2]吴倩.基于3DS MAXScript的驾驶员路考培训系统的研究与设计[D].山东大学, 2010.
[3]董丽娟.三维动画技术在路线工程设计中的应用研究[D].吉林大学, 2008.
三维动画与动画设计 篇2
三维动画设计专业培养思想品德良好，具有健康的、积极的、开放的、包容的审美观;具有扎实的美术创作的基本功和艺术设计的持续学习能力;有一定的计算机技术基础;熟练掌握常用电脑设计软件;胜任艺术设计相关岗位工作;具有较强的交流能力、社会适应能力、创新能力、实践能力的涉外型、复合型、应用型人才。
1、三维动画设计专业主要课程
素描、色彩、三大构成、基础图案、装饰画与材料、标志设计、CI设计、包装设计、室外内设计、广告摄影、计算机基础、平面设计、三维动画、网页设计等。
2、三维动画设计专业毕业后具备的能力
培养要求
本专业培养掌握三维动画制作的技术，同期获得一到两个国内外三维动画职业技术(动画师)资格证书，具备承担参与国内外三维动画制作定单的工作能力，具有创新思维、应用动画专业英语交流能力的高级技术应用性专门人才。
3、三维动画设计专业就业方向与就业前景
毕业后可以在广告、娱乐业及因特网等方面从事平面艺术设计、多媒体设计、网页设计、动画设计的边缘学人才，以及在广告装饰、新闻媒体等单位从事有关电脑设计方面的工作。
延伸阅读：
三维动画又称3D动画，是随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚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。
三维动画与动画设计 篇3
摘 要：许多外行人对二维动画和三维动画之间的关系和差异感到陌生，本文就这一问题进行分析，深入浅出地探讨一下这二者之间的特点和异同。
关键词：二维动画；三维动画；分析
说起二维动画和三维动画，大部分不深入这一行业的人只会对其有一个模模糊糊的认知。甚至，有的人会认为三维动画是二维动画的升级，产生“学好了二维动画，再去学三维动画”这样完全错误、令人啼笑皆非的想法。虽然这两种动画模式有部分相同、相似、相通之处，但是大部分制作方式是大相径庭，甚至是完全相反的。
一、制作工具
目前，二维动画制作中需要用到的主要工具依然是Flash，这种工具历经数十年的风雨，依旧长盛不衰。丰富的功能、良好的效果和便利的操作，使其在动画制作领域的地位屹立不倒。
与二维动画相比，三维动画目前的主流制作工具则多了不少，生物建模有MAYA，建筑建模有3D MAX，特效有HOUDINI，后期加工还有NUKE和AE等。如果要制作一部高质量、高水准、高成本的“三高”三维动画，以上这些软件几乎是缺一不可。虽然这些软件彼此之间或多或少有一部分功能大同小异，但是它们各自所负责的重点和优秀的功能却各不相同。可以说，三维动画制作过程是更加丰富多彩，也更加复杂的。
二、制作难点
1.建模
三维动画制作过程中，最大的难点主要集中在两个地方，一是建模部分，一是特效部分。简单来说，一部三维动画中模型是骨，特效是皮。没有一副过硬的骨架，即使皮囊再华丽又有何用？同理，没有一副美丽的皮囊，就算骨架再端正也是徒劳。这二者互相依存，任何一方有失水准都会直接影响到整部动画的魅力。所以说，只要这两者功夫下到了位，整部动画的品质也就有了极大程度的保证。
二维动画则有着极大的不同，在三维动画中，只要把生物建模制作完毕，之后在动画中这一人物就不会有其他大问题了。二维动画在这一点上恰恰相反，虽然手绘一个平面的人物形象要比建立一个立体的生物模型方便、迅速得多，但是一部动画从头到尾需要对这一人物反复绘制。要考虑到这一人物与其他人物大小的比例、本身的透视关系、形状的拉伸、总体积的固定量、形变的范围，等等。二维动画制作的过程中，对同一人物要进行无数次地加工、雕琢，一次又一次不厌其烦地绘制过程，极其考验动画制作者的耐心和体力。这些问题，在三维动画当中只需要在建模的时候考虑一次，在二维动画当中则是自始至终、每时每刻都要注意，任何时候都不能掉以轻心。
2.穿帮
在三维动画当中，穿帮是一个影响动画质量的关键问题。在防止人物模型穿帮方面，往往采用MAYA“刷权重”的解决方式，以保证模型形变的合理性。一般来说，只要在初期将权重处理得当，这个人物模型便不会有穿帮问题出现，一劳永逸。二维动画的制作并没有什么捷径可走，为了保证没有穿帮的问题出现，动画制作者们也只能一帧一帧去检查、去修改。
当然，这并不意味着三维动画防止穿帮的工作就比二维的要简单。因为“刷权重”是一个细腻而烦琐的作业流程，想要把权重刷得十分完美也并不轻松。处理二维动画的穿帮，往往只需要微调一下几个图形之间的距离，动动手指就可。因此，虽然在三维动画之中防止穿帮可以一劳永逸，但是这个“一劳”，可不知道要付出多少艰辛。
3.动作
与动画中的人物息息相关的一个要素就是动作。三维动画中的动作与“刷权重”息息相关。如果没有这一步骤的话，辛辛苦苦建立的模型也许会在一个简单的动作之后就面目全非了。除此之外还有一个很重要的环节就是建立、绑定骨骼，这一作业的烦琐和复杂程度，有的时候甚至不亚于建立模型本身。由此可见，想要让一副模型完美地动起来，绝非易事。但是，只要绑好了骨骼，刷好了权重，让模型完美地动起来就是毫无问题的事情了。在人物动作方面，二维动画的特点就是难度较低，周期较长。在这里要多提一句，二维动画就制作来划分，可分为两大类：一类叫逐帧动画，一类叫补间动画。逐帧动画就是每一个关键帧都要画，效果好、收费高，但费时费力。补间动画正相反，画完了几张关键帧，剩下的全都用补间来解决。补间动画一个小时就能完工的活儿，逐帧动画能忙活一上午。但是效果和逐帧动画远远不能比，收费也少。
谈三维动画与网页动画的审美比较 篇4
1 三维动画与网页动画概述
计算机技术的发展日新月异, 带动了三维动画的兴起, 三维动画呈现的是一种立体的视觉感受, 在视觉上给人一种真实的身临其境的感受, 画面逼真, 惟妙惟肖。。三维动画的制作过程是首先在计算机中建立一个虚拟的世界, 设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象比例建立模型以及场景, 再根据要求设定模型的运动方式、虚拟摄影机的运动和其它参数, 最后按要求为模型进行最后的渲染, 制作艺术效果。当这一切完成后计算机自动运算生成最后的画面。网页是近20年来新兴的艺术设计领域, 虽然网页制作涉及到计算机程序设计技术, 但他绝不是一个单纯的技术问题, 而是一门以计算机互联网为载体, 用交互的方式, 视觉化方式传播信息的设计艺术。
2 三维动画的美学特点
2.1 意境美与精神美。
三维动画的创作者利用计算机软件技术的发达与创新, 将人们在现实生活中难以企及或者根本无法实现的情景, 通过电脑技术的合成, 将人们的心绪, 状态, 表情, 意境以及其夸张的手法表现出来, 让人们看到之后会产生一种心里上的共鸣, 达到精神上的引申。立体动画电影以其独特立体的视觉特征和界于虚拟与真实的造型表演发展了当代电影美学特征与美学观, 随着新一代年轻的电影观众的产生, 他们对电影及电影美学的认识和理解有了新的变化。立体动画电影的出现是适应当代电影观众的审美新需求, 由这种美学特征的类型电影必然给电影美学和行业发展带来巨大影响。立体动画电影突破了传统电影的表达方式, 它不受时空关系的束缚制造出虚拟的电影场景和电影人物, 这是电影创作的一种突破, 这种虚拟电影制作满足了电影创作自由度的发挥, 他可以做到只要想得到就能做得到。立体动画电影所创造虚拟之美在于它可以让导演作品与观念思维尽情地想象、让现实与理想得到完美地释放
2.2 运动美与造型美。
对于造型而言, 角色形态和场景的构成是屏幕视觉的中心, 动画在虚拟环境中的制作手段突破了现实中种种条件的限制, 在对三维动画的场景、人物的形、色、质进行塑造的时候, 可以有意的放或缩小某些细节, 以营造强烈的视觉冲击力和感染力, 从而使受众获得奇特而新颖的审美感受。同时在对三维动画的运动轨线设计时, 也是通过了专有的技术手段, 设计师把自己对情境的理解加入到里面, 使其看起来更加的富于表现力, 让人们在视觉上感受其立体动感的效果, 吸引了大多受众的眼球。所以说三维动画在运动美和造型美上都做的非常的到位, 把三维动画所产生的艺术效果完美的表现出来了。
2.3 技术美。
技术美是技术活动和艺术作品所表现的审美价值, 是技术美学的最高范畴。技术美与技术紧密相连, 没有技术也就没有技术美。全三维数码动画艺术是建立在计算机软、硬件技术发展的基础上的, 它的审美价值很大程度上依赖于技术的环境, 在全三维动画产生发展之初, 每一次视觉上产生的新冲击, 都与新技术的采用密切相关。技术与艺术的完美统一是电脑三维动画制作的首要前提和最终目标, 从皮克斯对三维动画的研究和探索中我们发现;在形态方面, 角色的造型和动作越来越趋于优美和流畅;在质感的处理方面, 其质地也一步步地趋于真实;在效果的营造方面, 其气氛的烘托也逐渐步入成熟;在光效方面, 其画面效果也更加丰富和细腻。在这每一次视觉观感改变的背后, 都是技术在做支撑, 技术所能达到的这种虚拟的真实, 让三维动画的受众不蘩一次次的感叹于技术所创造的视觉冲击。
3 网页动画形式美法则
人们在日常生活中, 由于自身的生活状态和精神追求不一样, 对待审美都有各自不同的认识。但是审美是有一个总的规则的, 虽然存在多种形式的美的法则, 但是发展规律都是从初级到高级, 从简易到复杂, 在这个大的总规律下面, 各自产生着不同的作用。但是这些形式又不是独立存在的, 他们之间互相联系, 互相影响, 是矛盾的统一体。形式美的法则多种多样, 其大概形式如下:
3.1 节奏与韵律。
节奏是韵律形式的纯化, 韵律是节奏形式的深化, 节奏富于理性, 而韵律则富于感性。构成要素做长短, 强弱的周期性变化产生节奏。最单纯的节奏是重复, 节奏带有机械的美, 韵律则不是简单的重复, 它是有一定变化的相互交替, 是情调在节奏中融合, 能在整体中产生不寻常的美感。韵律按其形式特点一般有下列几种形式:连续型韵律;交替型韵律;渐变型韵律;起伏型韵律。渐变韵律;旋转型韵律;自由型韵律。
3.2 对比与和谐。
对比与和谐反映了矛盾的二种状态, 对比是在差异中趋向“异”, 和谐是在差异中倾向于“同”。对比是设计构成要素的差异和分离, 是表达物象的基本手段, 能使物象产生富有活力的生动效果, 使人兴奋, 提高视觉力度。对比, 是对差异性的强调, 是利用多种因素的互比互衬来达到量感, 虚实感和方向感的表现力。和谐是表现形式之间的协调性, 从差异中达到统一的重要方法, 是构成要素的一致和协调。和谐, 是近似性的强调, 是两种以上要素相互具有共性, 形成视觉上的统一效果。对比与和谐是相对的, 是对立统一的艺术手段, 不是简单数值上的差异。
参考文献
[1]沈梦忱.浅谈三维动画技术[J].中国科技信息, 2005.[1]沈梦忱.浅谈三维动画技术[J].中国科技信息, 2005.
三维动画与动画设计 篇5
第三节动画稿本编写与台本画面设计
制作一部精彩的动画片，需要有一批技艺精湛的画师，有一个新奇的故事原形，有一个准确的市场定位，更需要有一个好的文字稿本，它是动画制作开展的源头。
一、文字稿本编写
动画的文字稿本是以一种文学格式的语法，即用抽象的文字来描述故事的。文字稿本的选题，决定着“写什么”和所写作品的思想水平与社会意义的深度。选题应符合创新性和可行性的原则。
创新性，即要有新意，是前人未涉及或从新角度诠释的。
可行性，即根据自身所具有的条件，有可能完美实现的。
在编写动画文字稿本之前，首先应有清晰的创作思路，对选题定位、创意特点要充分思考、规划和准备。其次，编写时，应在渡海中建立镜头画面，使文字语言的表 述，既要把对白、动作和场景以形象的文字写出来，有得动画台本人员理解和准确表达剧情，又要能使他们有发挥之处。此外，编写的文字应尽量简洁明了，对于必 须指明的环境、人物、情绪等方面，要注释详细、清楚。
动画片中的故事生动而夸张，对事物的表现比真人剧更为戏剧化，动画角色的表现，往往是通过夸张了的外形和内心，与不合常理的情景组合在一起的。因此，动画 文字稿本的写作要具有夸张、幽默的卡通特色。若编写者对故事俯不深，或对创作思路不清，就难以运用动画语言将其表述充分。创作者在创作前还必须吃透故事，发挥想像，使自己溶入怪诞离奇的动画世界中，并充分收信可用的素材，才能有的放矢地强化故事效果，在此基础上进入稿本编写阶段。
编写动画故事，一般遵循的常用各式是激发情节、纺织复杂因素、矛盾冲突、高潮、转折和结局。
激发情节，是在故事一开始时，确定角色进入剧情的切入点。它是故事发慌的诱因，吸引观众想在下面的内容中寻求答案。
编织复杂因素，是指将情节中相互牵涉的关系链逐渐显露出来，角色因各种客观因素在相互之间形成矛盾和障碍，使故事内容进入复杂迷乱状况，并在剧情中暂时出 现假定答案，但这类答案往往与观众期望相反，令观众欲罢不能，禁不住开始“仔细研究”，进入角色世界中。
矛盾冲突，是故事进入需要设置强大的驱动力，实现某种目标的阶段。创作者将角色庙宇在特殊环境背景中，并往往以角色必须实现某种目标作为故事发展的动力。而频频的危机、困难和陷阱在实现目标的过程中不断穿插出现，冲突迂回隐蔽，使观众为角色命运担忧，情绪随之起伏跌宕，此时欣赏效果也迈向高潮，观众会忘记 影片故事外的现实生活，进入与角色共命运状态。
高潮：当连环的危机和冲突频繁遭遇时，故事就进入发慌的顶峰，矛盾冲突不再隐蔽，甚至会出现正面交锋等激烈场面。
转折：矛盾冲突在最激化的时候，故事结局似乎已成定局，但却因某个细节或意外使故事剧情发生戏剧性转变。转折在故事编排中可以是一次，也可安排多次，但操 作难度较大，因此在编排时应格外谨慎。多次转折的生动曲折感受，有时能引发观众内心几个高潮，使观众产生强烈的剧情叛逆感，希望故事结局早些确定，而这种 希望在转折中一次次被扑
灭又点燃，这时的欣赏状态进入最高阶段，也为结局出现铺垫好道路。但应该注意的是对转折次数的把握，以及控制好转折事件间的程度。
结局：即故事结果一锤定音的时刻。故事中的矛盾和危机出乎意料地得到化解，使观众心中有了一个答案，这个答案不论是遗憾的还是个悬念，或是圆满的结局，在 答案背后，隐含的常是创作者想表达的思想或留给观众的思考。设置结局有一定的难度，在什么时候恰当收场十分重要，编剧在这时，常常会将一些惆怅或悬念留给 观众，使观众产生对故事剧情念念不忘之心。
以上程式通常是许多影片取得成功的惯用手法，可以作为初学者进行创作的基本思路。但对于专业从事电影制作探索和高层次创作的人才来说，可以也应该做更多的创新和尝试。初学者在刚开始编写故事时，应尽可能将故事建立在一个来源于自己生活经历的原形中，即使选取的是现成著作或采用了其他形式艺术题材(音乐、美术作品等)，也应从多方了解、分析原创的意图，从现实生活中寻找出与之雷同的人和事，这样，在编写时就有可能把角色塑造成有血有肉的真实形象，从而唤起和调动观众的情 绪。
初学者在编写动画文字稿时，还需分清故事脚本、故事提纲和分镜头剧本几种稿本编写的类型。
1．故事脚本
故事脚本一般也可称为文学剧本，是按照电影文学写作模式创作的文字剧本。它虽然是以抽象的文字呈现，但使用的是视觉语法的文字，运用“视觉语言”对剧本文 字进行改造和规范，把文学语言转化为视觉语言，即文字视觉化。脚本的样式较随意，不需要太多的描写与修饰，但要为人物、情节、场景定性，减少不确定性，以 构成初步的视觉空间，并用简短的文字概括故事，分出剧情结构中的若干关键情节点，交待出关键时间、故事发生地点、背景、情节转折以及出人意料的故事结局。其中故事情节点的提炼，是写故事脚本的关键，如同将一部文字故事剧划分成若干场次，每场有一个关键主题。编写故事脚本，是为制作画面台本和分镜头剧本创造 条件，使之适于台本和分镜头本的绘制工作。因此，脚本中的文字是表述画面的，每句话都要能够明确地通过画面绘制出来。
脚本可以是原创故事，也可由其他故事改编，或完全依照原著移植写成。
2．故事提纲
是以提纲形式简明扼要地概括故事内容，讲明故事主干与主要枝节，如同一张故事发生、发展的清单。故事中的关键情节以“点”的形式罗列出来。这种以戏剧节拍 样式简述故事中各个重要环节的提纲，篇幅一般不超过几页。故事脚本和故事提纲有许多共同之处，一般是根据需要只选其中一种，作为把文字转化为视觉语言的影 片故事方式的依据。
3．分镜头剧本
分镜头剧本的写作，可以在故事脚本或故事提纲的基础上进行，也可以直接进行写作。分镜头剧本包括场景设置、人物安排、剧情节奏、摄影要求、角色对白、时间 和故事背景等。其写作形式，可以按时间发展顺序或倒序分段，可按场景变化为依据分段，也可按剧情分段，或按角色出场情况来分段。无论采取何种分段方式，均 需根据故事特点来定，并注意将相互关系交代清楚，不能因分段影响剧情表述，因为分段是为了有条理地讲述故事，便于动画制作。在文字描述时，应将故事完整清 晰地表述出来，以整体构思为依据，不要顾此失彼。如只顾及了环境场景变化的描述，而忽略了时间、事件状况的说明等。另一方面，文字要力求简练、表述清楚。因为啰唆的或过短的文稿都不便于动画影片的制作和整体设计，直接影响着下一步的创作工作。
二、台本画面设计
台本画面设计，是导演或台本绘制作者，根据分镜头剧本，集中地表现出故事内容的起、承、转、合的发展过程和将故事中的人物、事件设计成按剧情发展的画面形 式。台本虽然是根据脚本文字，把内容分解、转化成一幅幅画面，但不是对脚本简单的图解，而是在动画视觉语言上对脚本的再创造。它使一切形念、事件具有明确 的形象特征、可视性和时空性。台本画面设计如同是未来影片的预览，是导演用来与全体创作人员进行沟通、达到共识和进行动画片绘制的蓝图。
编绘分镜头台本，是以文字+构图的方式表述，它的要求与作用，是在脚本文字和一幅幅画面的基础上，进一步设定镜头的景别、技巧、时间、解说与声音以及拍摄要求等，为动画绘制和后期制作提供详尽的依据
一个故事片段往往需要画许多不同角度的画面，每当故事在绘制者脑海中表演时，绘制人员即会借用画幅形式将故事细节一一记录下来。这里所讲的记录，是针对人 物有较大动作，或在故事情节、场景、透视等方向发生变化的画面记录，但这种连续的画面记录不同于连环画。台本画面相互之间不仅剧情连贯，动作和场景角度、人物站立位置的变化等都要有相应的延续性，这些因素不能因画面改变而任意变更。只有当一个场景段落画完后，正切换场景时，方可告一段落，但新段落描绘的场 景、透视、摄影位置和角色表演等，还需与其他场景相统一。
在台本画面设计时，道具摆放和角色站立的位置，以及人物运动的方向，都要按故事内容需要发生合理的变化，而画面之间的透视角度，亦应根据创作需要不断发生 相应的变化，让双眼跟踪画幅，看上去像摄影机跟拍动作一样，这样才能使银幕效果合理而丰富。台本画面的设计，不仅要以画幅形式将故事完整记录下来，绘画成 册，还要记录与每幅画相关的动作要求，并应标明动作方向、时间长度、摄影要求、音效对白内容和镜号等内容(图7—9)。台本绘制既要有创造性，又要使画面 有强烈的镜头感，它是整个动画制作前的总体布局和规划。由于动画片的制作精确到每帧或每格，要求绘制的画
三维动画技术与三维虚拟技术探讨 篇6
关键词：三维动画技术；三维虚拟技术；对比研究
随着计算机技术和软件技术的不断发展和应用，三维图形技术也得到了很快的发展。相比于平面图形，三维图形更加立体、直观，能够更好的阐述相关内容，因此得到了人们的广泛重视。当前的三维图形技术主要包括三维动画技术和三维虚拟技术两种，这两种技术都是对想象的世界进行真实的模拟。其中，三维动画技术主要应用于广告、电影等预先设计好的演示，而三维虚拟技术则多用于仿真，需要对用户输入做出实时反应。
一、三维图形技术的应用原理
（一）三维动画技术的应用原理
1.造型
造型就是在计算机中利用三维造型软件进行三维物体的绘制。在造型之前，需要对三维物体在场景中的位置、以及它们的形状进行设计和确定。在进行造型的过程中，首先对基本的几何形状进行绘制，然后根据所需要的具体形状对其进行改变。再利用不同的方法，将这些形状进行组合，完成负责几何形体的建立。在三维物体制作完毕之后，在具体场景中，根据其适当的位置，将完成造型的三维物体放置其中，从而形成完整的场景[1]。
2.动画
动画的目的是使各个三维物体进行运动。对此，首先需要对关键帧进行定义，制作人员需要在计算机当中一幅一幅的进行画面的绘制。因此，要求动画制作人员的绘画水平必须达到较高的水平，才能够将动画画面设计的生动、逼真。然后，按照一定得顺序，将这些画面进行排列和组合，使其达到连贯和连续。此外，可以在动画当中插入一些中间帧的画面，可以利用计算机进行中间帧的制作。通过以上步骤，就可以制作出十分真实的动画。
3.绘图
在动画的制作当中，良好的视觉效果和非交互的美学体验是十分重要的。因此在动画绘图的过程中，需要对光纤、贴图、色彩等方面进行严格的控制，从而使动画效果能够更加的逼真、贴近现实[2]。
4.着色输出
在当前应用的动画制作软件当中，通常都对动画生成功能进行了提供。它可以将动画绘图过程中制作的画面进行连接，从而形成类似于电影的形式，这就是动画视频。动画视频是以视频文件的形式进行输出和保存，如果需要观看，只需要播放该文件，就能够进行观看。
（二）三维虚拟技术的应用原理
1.实时显示技术
目前，三维图形的显示技术已经较为成熟，但是最关键的问题就是显示的实时性。为了能够迅速的生成三维几何图形，对于图形的刷新频率要求就比较高，最低速率也要达到每秒15帧的图像刷新。要达到这一要求，与图形的复杂度、画面的纹理、阴影、照明度等因素都有着一定的关系。因此，三维图形实时显示技术的关键，在于对合理的技术措施进行利用，从而使可是场景的复杂度得到降低。
2.交互技术
在三维虚拟技术的研究当中，其一个重要的目标就是将人们所处的实际环境与计算机系统之间的界限进行消除。也就是说，在计算机系统提供的虚拟空间当中，人们可以通过语言、头、皮肤、眼睛、手势等感觉器官与行为动作，与其直接发生面对面的交互。目前三维虚拟技术的交互技术主要包括虚拟环境基本交互、虚拟环境交互、碰撞检测等方面。
3.三维虚拟仿真系统的建立
三维虚拟仿真系统的建立，是一个较为系统的工程，主要可以分为两个方面。其一是对三维视景数据库进行建立，在建立过程中，应当采用三维视景数据库建模和优化工具平台等进行模型的构建，而不宜采用3DS MAX等普通的建模工具。这样，才能够有效的提高反应速度，保证交互性和三维性之间的逻辑关系。其二是进行三维视景管理系统的开发，通过对良好的现实途径进行利用，使该系统能够调用各种数据库、优化硬件资源、显示系统最终的效果，实现各种操作[3]。
有两种途径能够实现系统的开发。第一种是对底层三维图形开发库进行利用。其中，DirectX、OpenGL等三维图形开发库较为常用。对该方法进行应用，要求先关的开发人员必须对视点、光照、三维变换、三维坐标的进行熟悉的掌握和应用，同时能够自行进行编码的设计，保证相关功能的实现。这种方式灵活性较大，同时由于是免费提供的，因此也不涉及到版权的问题。不过，对此种方式进行利用，需要进行大量的工作。如果需要进行一般规模系统的完整制作，至少需要一年以上的积累才能够完成。同时，系统内部很多的处理，都是由软件开发人员自行考虑的。因此，很容易发生考虑不周全的情况，导致制作出来的系统性能十分不理想。
第二种方式是对高层开发平台工具进行利用，例如OpenInventor、WorldToolKit、Worldup、X-IG、Vtree、VEGA、OpenGVS等工具平台。这样写开发平台都是以OpenGL图形标准为基础的高级三维可视化函数库，提供了高级的API软件的开发。通过对这些开发平台进行利用，能够有有效的减少代码量，从而降低工作量。在三维图形应用系统当中，这些开发平台具有周期短、性能好等优点，不过需要出资购买，因此成本较高[4]。
二、三维图形技术应用系统的开发方法
（一）三维动画技术应用系统的开发方法
在当前主要应用于三维动画应用系统开发的平台工具当中，3D Studio Max是一种应用比较广泛的工具。在实际应用当中，需要现在3D Studio Max中对三维场景内各个物体的立体模型进行绘制。如图1所示，是一个真空断路器的模型，它的构成主要是多个几何体。在3D Studio Max当中，对每一个几何体进行绘制，然后对其进行组合。在利用3D Studio Max制作动画的过程中，对真空断路器从当前位置向右进行90°水平旋转的动画，进行的方式为关键点的设定。然后加入特定的灯光、材质等效果，取得更加生动、逼真的显示效果。最后，利用渲染按钮，对一些相关参数进行设定，然后进行动画的生成[5]。假设设定的关键帧参数为5个，则这5个关键帧所对应的图片如图1中所示。
图 1 真空断路器动画的关键帧
将以上五个图片，按照一定的顺序进行连接，就能够生成相应的动画视频文件，并在需要的时候对该文件进行播放。在播放动画的过程中，上面五个图片通过连续的效果进行显示，就能够产生该断路器以90°向右旋转的视觉效果。如果需要达到垂直旋转的效果，需要重新对动画进行制作，将上述步骤中水平方向上的旋转改变为垂直方向上的旋转，然后以此进行后续工作，最终得到新的图片序列。在实际应用当中，有时为了取得相应的动画视频效果，需要成千上百张这样的图片进行组合，才能够最终实现。
（二）三维虚拟技术应用系统的开发方法
在三维虚拟技术应用系统的的开发当中，MultiGen+ OpenGVS是一个十分常用，也是十分有效的开发工具平台。在应用过程当中，三维视景数据库是通过MultiGen来建立的，如图2所示，是一个封隔器的模型。在以三维模型的形式进行显示的同时，在三维视景数据库当中，还通过各种参数的方式进行存储，以备后续工作中进行调用[6]。
图 2 封隔器模型
对三维视景进行相应的操作所利用的三维视景管理系统，是利用VC++的OpenGVS进行开发的。利用这个管理系统，能够对三维视景数据库当中的各个参数进行直接的读取，在显示器中显示三维模型，在适当的位置进行放置。同时对三维几何变换进行利用，对封隔器进行各种不同的操作，例如拾取、移动、斜向、垂直、水平等各个方面的旋转等。通过相应的编程就能够实现这项功能，而不需要进行关键帧、关键点的方面的制作。如果先要进行操作的增加，也不需要进行重新的建模和动画制作的过程，只需要添加能够实现增加操作的代码在原有的模型基础之上，就能够实现操作功能的增加，具有极大的灵活性和便利性[7]。
三、三维动画技术与三维虚拟技术的对比
（一）三维动画技术的固定性
在三维动画技术当中，三维动画的过程、时间都是无法改变的，是固定存在的。在三维动画播放的过程中，其动画画面的顺序不会按照用户的想法来实时的进行变化。而三维虚拟技术则不然，它没有时间上的限制，可以使展示过程更加的详细、真实。在三维虚拟技术系统当中，用户可以进行任意的操作，同时还会对用户进行的操作进行相应的反应。
（二）三维虚拟技术的实时性
三维虚拟技术的实时性，是其与三维动画技术之间最大的区别。由于具有良好的实时性，三维虚拟技术能够在虚拟场景当中，实现人机之间的交互。在三维动画技术当中，动画的制作是沿着某种固定路线进行制作的固定动画，一旦制作完成，就无法进行改变。如果需要改变演示的路径和方式，仅仅几分钟的动画还需要进行几天时间的制作和渲染。而三维虚拟技术则不然，它所制作的场景具有良好的可变形，用户可以利用键盘、鼠标、甚至数据手套等相关的交互设备，对虚拟三维空间进行亲身的体验，感受步移景异、身临其境的体验，其双向互动的功能十分良好。
（三）三维建模
在三维建模的过程当中，三维动画对模型的视觉效果、光照、美观等方面的要求比较高，因此在模型建立过程中，需要仔细的刻画更多的细节之处。而三维虚拟技术注重的是操纵和控制场景或场景中的物体。相比于三维动画，三维虚拟建立的模型细节之处通常比较少，这样能够使绘制速度得到提升，同时一能够降低滞后时间的影响。因此，对于需要根据用户的具体输入，对物体的状态和场景的改变进行实时的控制的应用来说，三维虚拟技术建模是最为合适的。例如，用户可以根据输入相应的命令，实现在街道、校园、旅游景點等地的游览。或是对事故现场进行模拟，通过人们的实际行为和动态，对事故发生的过程进行显示。还可以对油田油水井的井下作业过程进行模拟，根据给定的相关参数，对作业过程进行实施。如果给出不同的参数，那么具体的方案也会不同，作业的过程就会发生相应的变化。
结论
三维动画技术和三维虚拟技术是当前三维图形技术当中最为重要的两个部分，在很多领域中都具有十分广泛的应用。但是，在实际应用中，这两项技术都拥有各自不同的优缺点。在不同领域当中，能够发挥不同的作用。因此，应当根据两种技术的特点，结合实际应用的需要，选择最为适当的技术进行应用。
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三维动画设计课程的教学与研究 篇7
一、教学中存在的问题
1. 教学理念存在偏差。
目前大部分高等院校开设的三维动画类课程, 基本都是关于3DSMAX、MAYA等三维动画制作软件的操作型课程, 把学习软件的操作当作三维动画的学习。由于三维动画制作软件具有种类多、发展快的特点, 学生们把绝大部分的学习时间都用在对软件使用的学习, 成为了软件的奴隶, 疲于追求新软件和新功能, 缺乏自己的独特想法和创意, 最终不能制作出有创意和思想内涵的作品。创意是设计的生命, 当今的设计是计算机技术与创意的完美结合, 因此, 从长远来看, 如何培养学生的创新能力, 使学生既会创意又能把创意用技术完美再现是必须思考的问题。
学生即使在学习软件后可以掌握制作三维动画的部分技能, 但是对三维动画制作的整体理念却很模糊, 同时也没有建立与其它专业课程的联系。学习三维动画制作, 只学习制作软件, 而忽视三维动画制作综合能力的培养, 只能是学其形而丢其神。
2. 教学内容单调, 缺乏实践活动。
教学内容基本是按照学习软件使用的思路安排。以3DSMAX为例。教学内容按学习顺序主要包括软件基本操作、基本模型创建、多边形建模、曲面建模、材质、灯光、渲染、动画。在实际教学过程中, 多数以基本模型的创建、材质和贴图设置、灯光与摄影机的应用、基础动画等为教学的全部, 每个部分单独讲解, 没有紧密的联系, 没有安排系统地讲解建筑漫游、场景设计、角色动画、动作设定、影视特效等企业招聘三维动画制作人员需要掌握的专题内容。学生学完了相关课程之后, 由于所掌握的技能与企业的要求相距甚远, 仍难以找到理想的工作。
我国的高校教学在学制上仍然是以在校园范围内进行教学为主体, 学生只有非常有限的机会能到专业动画公司进行实践活动, 当然, 就我国动画产业的现状来看, 由于有国家的大力扶持, 专业的动画制作公司也正在蓬勃发展。但就此数量来说, 还是无法满足数目更加庞大的动画专业学生去进行实践活动。
3. 教学方法落后。
现在很多高校的三维动画课程教学主要安排在机房进行, 其优点是教师在讲解三维动画制作软件的应用和举例时, 学生可以同步跟上教师的进度进行及时练习, 避免了在传统多媒体教室授课时出现的由于只是教师一味地讲解演示, 学生不能及时练习, 影响教学效果的问题。但是在机房授课也容易出现所谓一步一动的情况。即教师操作一步, 学生模仿照做一步, 没有自己的思考和理解, 完全是机械的模仿。一旦要求学生自行制作, 就会出现无从下手的情况。这种问题主要是由于教师的教学方法不当、没有调动学生的学习主动性、课堂教学缺乏灵活性所造成的。
4. 缺少理论支持, 师资力量匮乏。
中国动画教育缺少强有力的理论支持。在全国经济形势一片大好的形势下, 各大高校在开设的动画专业的投入更多地体现为物质层面, 各种专业设备不断升级, 硬件的投入力度很大, 却在相关理论建设上投入不够。市场上充斥着大量的软件教程, 以及各类流程式、概念化的手册, 而这些书籍里面所提供的信息, 只能停留在动画教学形式的表面, 那些深入剖析动画教学的核心理论相对贫乏, 尤其是能够针对目前的高校动画教学的理论则少之又少。而且目前在高校从事动画专业教学的师资力量仍然相对匮乏, 并且由于动画专业属于新兴专业的原因, 大量的教师也是从其他相关专业学科转向而来, 他们在进行理论研究和教学活动的实力上和欧美日等动画发达国家的师资力量对比, 或多或少存在着一定的差距。
二、三维动画教学改革建议
1. 调整教学模式。
三维动画教学虽有系统的理论与实践教学, 但该门课程的教学较多地停留在技能层面, 单纯地交给学生操作的技能, 过于注重设计的表达技法和形式的学习, 而核心的三维动画制作理念的培养却没有得到足够的重视。这样的课程安排歪曲了动画教育的根本, 相对忽略了对学生创新能力的培养。固然动画软件的教学是现在三维动画制作的重要途径, 但并不是全部。纵观以往成功的三维动画作品, 并非都是在技术上有如何超前突出的表现, 而是在故事的表达、画面的完善、角色的生动、动作的自然幽默、情节的曲折感人等方面异常出色, 以此来吸引观众。三维动画制作涉及剧本编写、角色设计、场景设计、分镜头设计、灯光设计、音效设计等多个方面, 要求制作者具备艺术美感和创作鉴赏能力, 具备一定的文学修养, 理解动画制作规律, 掌握动画制作软件的应用, 掌握影视艺术的基本理论知识。所以三维动画教学不应只由一门或两门单独的课程完成, 而是应该建立一个完善的三维动画教学体系, 通过多门课程互相交融、互为依托, 既注重专业知识交叉融合, 又加强专业技能训练, 这样才有利于全面提高学生的综合素质。
2. 重组与更新教学内容, 改进教学方法。
由于过去三维动画课程教学内容以单一的软件操作学习为主线, 系统的概念化设计思想较弱, 过于重视软件的操作, 忽视培养学生创造性思维;新理论新技术相对偏少, 忽视创新设计的内容;与实际联系不密切, 不能反映现实技术的发展水平。对上述教学内容的问题, 在设计课程教学模块时强调应用性和实践性。根据作者的教学经验和对相关企业的调研, 建议根据三维动画的制作流程, 将教学内容分为若干个教学模块。比如分为策划、建模、材质、灯光、动画、后期等模块。而且每个模块还可进行专题教学, 例如将建模再分解为角色建模、场景建模、建筑建模、工业建模四个子模块, 动画部分可分为影视特效动画制作、建筑漫游动画等。这些教学模块可以由多门课程合作完成, 也可以在三维动画制作的综合性课程中按模块分解进行教学。教师在分模块进行教学时, 要根据不同模块设置教学实例和学习任务, 将对软件的应用学习融入到实例的讲解中, 强调学以致用, 然后结合实例, 布置与之相关的学习任务, 力求以任务作为驱动, 让学生在完成具体的任务中掌握学习内容, 达到教学目的, 培养学生分析和解决问题的能力。
设计教育培养的是创意与设计并重的人才, 但现在的设计教学中, 计算机课程的教学往往只是单纯讲解操作技巧, 造成与专业课脱节的现象, 使学生很难获得全面的提高。因此, 在加强训练提高学生的艺术修养, 提高他们对形态的理解和表达能力。为此, 三维动画设计课程应与相关的专业课同步进行, 建立经典设计作品鉴赏及练习文件素材库, 为学生提供资源平台, 给学生呈现大量的经典范例的教学动画演示文件, 以补充教学内容, 开阔学生视野, 使学习的参与性、自主性、灵活性增强。
3. 重视专业基础课教学, 训练学生的动手表达能力。
动画, 即活动的画面, 是一张张手工绘制的画面构成。经放映机或电脑播放程序以一定的速度将其展示到屏幕上, 形成活动的影像。概括地说, 动画就是画出的电影。动画片中的自然现象以及人物动物的各种活动都出自于动画家的笔下。将活动的对象准确生动地表现出来, 并加以提炼夸张, 使之更加艺术化地展现到银幕上, 就是动画技法要解决的问题, 也是动画学习的关键环节。因此, 要学好动画就应努力训练自身扎实的绘画基本功。在专业基础课教学中训练学生扎实的绘画基本功。在动画课程的教学过程中, 很明显的感觉就是大部分学生的手绘基础差, 不能把自己所创意所构思的设计表现在纸面上。这就反映了在动画基础教学过程中的相关课程没有链接好, 没有突出基础知识在动画设计中的具体运用。因此, 建议把模仿性绘画的传统素描教学模式, 改变成以人物、动物、景物为主的结构速写、动态速写, 场景道具速写为主要表现内容;以研究人及动物运动原理、技巧、性格、趣味为课题, 以动画的形式描述对象, 使形象和动作简化和夸强为“动画化”, 并赋予对象以“意义”。应提高学生的造型能力、强化默写能力、组织画面能力和创造动画角色能力, 将大脑思维的结果通过视觉图形的方式迅速反映和表达出来。
4. 理论与实践相结合的实战教学。
实践教学是实现培养人才目标的重要环节, 它对提高学生的综合素质, 培养学生的创新意识和创新能力, 以及使学生成为复合型人才都具有特殊作用。三维动画是一门实践性很强的课程, 我们应以设计能力和创新能力培养为核心进行实践教学, 内容注重连续性和渐进性, 以做项目的形式, 通过综合设计来完成, 激发学生的兴趣, 提高学生的参与程度, 让学生真正成为教学的主体。实践项目具有连续性和渐进性, 所完成的前一个任务作为后一个任务的基础和雏形, 使学生的创造活动保持连贯。除了课堂教学中安排练习操作外, 还结合设计主题进行专题设计实践, 多样化的训练使学生实际操作能力和设计水平迅速提高。
加强实践教学环节, 要把理论教学和实践真正地结合起来。当前高校动画专业教学最缺的是大量的实践课教学。所以高等学校要加强和动画制作企业的合作, 把企业里一些有丰富经验的实践者请进校门, 多与企业进行沟通合作。在校内学习期间, 教师可以结合企业的一些实际项目, 根据学生自身不同的特点划分为若干小组。分工协作, 模仿企业制作流程进行作品制作。教师可以在这个过程中及时发现学生学习中的问题, 及时予以解决。这样既可以培养学生的特长, 也可以培养学生的团队协作精神, 有利于学生综合素质的提高。学校也可以将学生送到企业进行短期顶岗实训, 这样对学生积累工作经验、提高制作水平有很大的促进作用。
实践创新能力, 即要突出实践。在实践中感悟技术创新的能力。在教学中要注意培养学生各自的艺术个性, 保持各自鲜明的个性色彩, 发挥学生在艺术方面的潜质:鼓励和尊重他们在这个方面的特长, 使之更早地在创作实践中表现和发挥出来。在教学中要对学生所学专业的延伸进行相应的充填, 拓展学生的视野。
5. 创新氛围与创新平台的构建。
创新人才的培养必须借助浓郁的创新氛围, 从营造氛围入手, 为学生搭建创新平台, 形成较为完善的创新培养体系。动画是一门综合性艺术, 要培养学生从不同的学科中广泛吸取知识, 多读些古今中外文学名著、电影理论、哲学、美学等方面的书, 使自己具有较深的文化底蕴和较高的艺术修养。高等学校还应该利用举办创新设计大赛、科技文化节等大型活动来营造设计创新氛围, 不定期地把一些国内外知名动画家和学者请进来进行学术交流, 把国内外最新的动画动态信息、成功的动画创作经验等引进来。开阔学生的视野, 培育学生深厚的理论素养。还应该组织学生观摩动画影片。观摩动画影片可以从影片结构、美术风格、视听语言、表现方法等方面对影片进行分析研究, 领悟影片中高超的艺术表现技巧和深刻的文化内涵。
创新人才的培养必须借助浓郁的创新氛围, 创新教育的健康发展, 必须全员参与从营造氛围入手, 为学生搭建创新平台, 形成较为完善的创新培养体系。可以利用举办创新设计大赛、科技文化节等大型活动来营造设计创新氛围。安排有经验的老师对学生进行定期培训, 组织学生参加全国及省的各类比赛。创办学生课外活动小组———创新制作工作室, 完全由学生负责管理, 学生利用课余时间进行产品的设计制作。在自评自荐的基础上, 把有创意的作品和设计方案发布在网上, 供大家上网公开进行作品评审。以培养创新能力为目标的教改探索, 在活跃学生思维的同时也形成了一种驱使教师提高自身素质的动力。笔者在近年来的教学改革实践中深刻地体会到, 教学改革要求教师具有很高的素质, 教师必须熟悉本专业的理论、实践、市场环境、社会需求;必须熟悉专业技术, 对常用的软件和设备会使用, 必须在专业和教学两方面善于自学、善于创新。
三、结语
近年来我国的动漫产业迅猛发展, 对三维动画制作人才需求量日益增加。高等院校要抓住新兴产业发展赋予的机遇, 积极推进教学改革, 更新教学理念, 丰富教学内容, 革新教学方法, 加强校企合作, 培养更多满足企业要求的人才, 为中国动漫产业的振兴作出应有的贡献。
摘要：随着动漫产业的发展, 三维动画所占比重越来越大, 在教学中的重要性也日益突出。本文通过分析三维动画设计这门课程在教学过程中实际存在的问题, 结合作者的实际教学经验, 对如何培养学生的创新能力和理论与实践相结合的专业技能这个动画教学的关键点和突破点进行了研究, 探讨了高校教学该如何有针对性地进行课程设计和改革。
关键词：三维动画,课程设置,动画流程,教学改革
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场景设计与三维动画之间的关系 篇8
三维动画又称为3D动画, 是近年来新兴的而且发展速度极快的一门技术。三维动画就是在计算机中首先建立一个虚拟的世界, 设计者可以在这个虚拟的三维世界中, 按照要表现的对象的形态建立模型和场景, 把模型放在这个三维空间的舞台上, 从不同的角度用灯光照射, 然后赋予每个部分动感和强烈的质感得到的效果。三维动画的整个制作和结果是产生于三维软件, 没有专门制作三维动画的软件也就没有三维动画这个独立的定义。在现代三维动画领域里主要MAYA、3DMAX等, 这些软件各有优缺点, 互相竞争的局面一直在持续而且终将持续下去。但每一个软件都有其优秀的代表作品, 软件本身的优劣难分伯仲。
而场景设计是影视动画中必不可少的组成部分, 它影响整个影视动画中的角色与剧情, 关乎动画的欣赏。在影视动画创作中, 动画场景设计主要体现了戏剧中的场面。场景的设计对整部动画的画面、设计风格、氛围的烘托等都有很大的影响。
场景设计有两个主要的组成要素, 一方面是物质要素, 如人物、景物、建筑、装饰等, 另一方面就是效果要素, 如人物外形、色彩等。
在场景设计的过程中通过对色彩的控制, 能很好地营造出魔幻的效果出来。魔幻色彩, 就是超现实的、怪诞的、充满神秘氛围的一种整体的环境, 控制好整个场景的环境, 就能让观众观看影片时先入为主地走进作者营造的魔幻氛围当中, 比如夸张的色彩搭配能使场景看起来更加绚丽, 如《爱丽丝漫游仙境》里的场景配色就很夸张、很丰富。
场景设计不但影响着整个剧情和角色的描写, 还影响着影视动画的欣赏效果。动画片给观众带来的更真切的感受, 三维动画和场景设计在其中发挥着不可磨灭的作用, 它让观众随着剧情的发展而转变自己的情绪, 合理的场景设计再结合适当的音乐, 能更加营造气氛, 使快乐的气氛更加快乐, 恐怖的气氛更加恐怖。
三维动画是将大量的富有丰富想象力的和逼真的特技效果有机地结合起来, 使平面更立体, 画面更形象逼真。而在影视动画前期的设计过程中, 场景设计也是非常重要的设计过程, 起到了烘托、渲染、营造气氛等作用。三维动画技术能够让人们设计场景时, 实现一些传统场景无法实现的艺术效果, 在以往的二维场景设计创作中, 已经形成了较为成熟的理论和表现方法。然而, 随着三维动画技术的出现和应用, 其发挥自身的优势, 能较好展现模拟物体的三维效果, 开拓了动画艺术的表现空间和想象空间。所以, 它在设计制作过程中能够实现以往动画场景无法实现的三维立体效果, 在整个画面的真实性上让人有更加真切的感受。
场景设计中的时空关系表现在它要符合故事历史背景、历史文化、故事发生的地域特征、故事人物的形象设计等的相互配合, 特定的故事要发生在特定的时空背景中, 特定的时空背景决定了动画场景的视觉表象, 特定的场景的视觉表象决定了动画片的氛围和戏剧动作。
场景设计在营造情绪氛围方面, 根据剧本的具体要求, 通常是可以用场景来营造出特定的环境气氛, 波动观众的情绪的。在《哆拉A梦之森林大冒险》中, 主人公们由平日的生活环境中, 通过任意门来到森林探险。在场景设计中, 画面由大雄的房间, 马上转换到充满神秘的大森林环境中, 观众的情绪马上紧张起来, 会想到主人公们会遇到什么冒险经历。
场景设计中也可以用魔幻色彩与其相结合, 起到更神秘的色彩画面。魔幻色彩是超乎人们的常规的视觉感受和日常生活, 使其具有更神秘的色彩画面和想象空间。它的环境的设计、道具的设计以及场面的表现力等都非常夸张, 而且带有虚幻的视觉效果。比如在《喜羊羊与灰太狼之兔年顶呱呱》中, 喜羊羊们来到了一个糖果世界的冒险经历, 整个糖果世界的具有魔幻色彩的场景设计中, 画面色彩艳丽、夸张、形象, 具有神秘色彩, 想象力非常丰富, 达到了很好的视觉效果, 吸引了广大少年儿童。
三维动画与场景设计的关系是密不可分的, 三维动画是现今电影制作的一个重要武器, 为现代电影的表现力、观众的审美观念都提升到新的高度。而场景设计是一部动画影片作品构成中的重要组成部分, 好的场景设计可以强化渲染主题, 可以提升动画影片的美感, 能直接影响整部作品的艺术风格和艺术水平。
摘要：三维动画又称3D动画, 是现今电影制作的一个重要武器, 为现代电影的表现力、观众的审美观念都提升到新的高度。而场景设计是一部动画影片作品构成中的重要组成部分, 好的场景设计可以强化渲染主题, 可以提升动画影片的美感, 能直接影响整部作品的风格和艺术水平。
三维动画与动画设计 篇9
3D电影受到欢迎
最近几年,伴随着计算机软件和硬件的迅速发展以及普及,随之动画的制作范围也在不断的受到巨大的冲击。图形学的各种概念也在不断的渗入到动画的设计以及过程中去。人们把二维动画和三维动画放在一块比较也成为了相当自然的事了。特别是在最近的几年里,三维动画片在肆意的火热,《阿凡达》、《冰雪奇缘》等动画作品都达到了动画的高峰,得到了较高的票房,不仅如此,还有很多导演想要把那些比较经典的电影拍成3D的形式搬到荧屏上来,如快要上映的3D电影《泰坦尼克号》等等,这个时候二维的动画却不见踪影了,只有那仅有的几部效果也不好的电影。二维动画如此情况让人很是同情,曾经平面动画的辉煌依旧还在眼前,那些动画大亨们几乎每年都会创造出一部平面动画的时代也许是不再归来。二维动画设计是不是大势已去,继而三维动画是不是完全取代了。
二维和三维的使用现象
在日常的教学过程中相信大家也都意识到,学校有很多专业课程都在相继的指向三维技术范围,其中更多的是依靠计算机的软件技术,然而对那些二维动画制作的一些基本知识的熟悉都被忽略了。本篇文章主要就是是一个不小的冲击。这不仅只是带来了更为真实的视觉感知,最主要的是三维动画的出现改变了我们一直以来的创作方式和方向。
二维和三维永远也成为不了平行线,因为他们始终都是矛盾和统一的结合。无论是在表现方式上,还是在创作的原理上他们始终都存在着不同和互补。他们需要客观理性的分析才能有效的结合。
二维和三维的不同表现方式
空间上的表现方式
如今的二维动画技术大都是通过计算机的输入及编辑关键帧、算及中间帧、定义及运动路径的显示,之后无论二维动画的画面不管有么美,多么强的立体感,那始终都是只在二维平面动画上用来模拟的三维效果。
三维动画基本都是由三维的动画软件首先在计算机上设立一个虚拟的立体感世界,然后设计者在这个设计的虚拟世界中对照着要表现事物的形状及大小建立这个模型以及虚拟场景等一串的工作,最后才能生成最终的画面。三维动画中必须要有正、反、侧面,这样才能更好的实现三维动画的视觉效果,才会有更强的立体感。
在艺术效果上的表现方式
二维动画技术中大都是手绘,对夸张的使用更是特别的广泛。动画造型师和动画师依据动画的剧情、剧中角色的性格以及视觉效果上的各种需要,在动画中的人物中充分的运用到夸张透视,这样的使用能使动画人物造型更加多样化,更加有表现力。
然而三维动画技术基本上是依靠模型,他脱离了事物本的框线概念,尽力设计出事物的真实效果,所以在这夸张手法上很难得到设计者想要的效果,很难得到好的发挥。
在制作流程上的表现
经过创意、策划、预算、剧本情节等前后各种流程之后,二维和三维的动画在后来的制作中就会有明显的不同。创作中期时,二维平面动画其实也就是手绘画的延续,也就是把透视的原理当做基本规则在平面图上对空间人物的一种表达方式。随之大家就把这样的方式概括为绘画作为影视动画技术发展根本的延伸。然而三维更是依靠计算机内产生的虚拟的三维空间,只能依赖计算机那超强的能力。其实这种巧妙的结合也可以说是人的大脑和计算机的有效结合,这种方式使动画没有对透视原理产生太大的依赖,也给创作者更大的创作发展空间,这样由人工到自动的发展,真的是提高了创作者的工作效率。之后的创作过程中,二维和三维也出现了很多不可忽视的交集,是二维转向三维还是三维转向二维这普遍情况下都取决创作者的需要和创作技术。比如《怪哉》这个动画片,它给人的感觉一直都是二维片,但是事实上他却是一部由三维创造的动画片,只是在创作的过程中使用到了三维转二维的方式。先在三维软件中设立相应的模型。之后再用手绘图来贴图。
分析二维和三维两种技术的有效结合
单纯的三维动画的创作过程中,大都是首先设立相应的三维模型,之后再制作人物动作,最后成品。这样的创作过程对于那些建立模型的来说可谓是相当简单的,但是做模型时一定要很细腻、光滑,特别是当设计的面较多的时候,在需要渲染的过程必须要有好的团队合作意识以及要强的技术团队支持。只要机械工作的速度慢下来,随之就会影响工作效率。
剧情场景的透视、镜头角度、剧中人物动作等问题,假如用二维动画技术来创作的话,相对来说是比较麻烦而且相当有难度。但是假如要用三维技术来创作的话,相比较来就会比较方便且容易,这是因为三维技术是很容易做出比如分层/骨架/模型等,如此就可以大幅度的减轻在传统中的二维制作中反复出现的问题。
创作技术中在特效方面的有效结合
如在粒子方面的特效。要创作一群深海中的鱼儿,假如用二维创作技术制作的话那就要先用手绘图然后再进行后期叠加,这样的话创作出作品的效果看起来就比较模糊,必定是没有三维技术模型加入粒子效果好。可以先用简单的模型框架衬托出人物动作,后期整改人物动作使动画更为流畅,之后再修改为二维动画的原画。这样一来就比较省时间,而且制作出的人物动作也是相当的对位。在这样的制作过程中,我们还是可以利用二维动画技术独特的特点,在他夸张的手法上竭力表现出合理的动作,恰当的三维技术创作出的动作不一定都会符合大众的审美,这时就需要夸张手法的适当运用才能起到点睛的作用。
在这样的二维动画中事物动作做细微调整的动画我们大都称它为“假透视”,其实也就是指三维透视产生的人物动作虽说是比较符合人体学的原理,但是在现实生活中却觉得看上去有点不自然,在这个时候我们就能在二维创作中适当的作出一些类似假透视的事物,这样能使做的动画画面更加有渲染力和张力。
两种技术在不同场景中的结合
就目前情况来说,三维技术渲染为二维技术从计算机软件的角度来说还有很大一部分需要改善的地方,创作中使用的描线的效果现在还没有完全达到模拟手绘的各种要求。因此在那些远景拍摄的人群或者那些规定的距离以上动作的场景中能用三维动画技术,如此说来二维技术在近距离的场景中是可以胜任的,三维技术中线条的光滑细腻和手绘后修的效果有很大的差距。
通过动画技术上的优缺点,我国内的动画创作中,把三维融进二维场景的制作中要适当的增三维制作技术,经过一致的材质处理和材质合成,最后弥补了二维技术中人物的角色和三维场景中配合一致的问题。
结束语
三维动画与动画设计 篇10
1 在机械设计中运用三维动画的优势
谈起机械设计,人们印象中最熟悉的应该就是手工机械绘图了。没错,在三维动画设计软件还未崛起的时候大部分都是使用这样的方法,然而随着三维设计软件的快速发展和普及,这种现象已经非常少见了。手工机械绘图具有很大的局限性,有时候会耗费大量的人力物力和财力,并且制作和修改都较为困难。然而,运用三维动画软件将会变得更高效,设计师将不会受外界条件干扰,只需要一台计算机和一个三维软件即可,而且使用三维动画比手工绘图更加直观,它可以将局部放大,从而观察细节,并且发现错误后可以及时在现有模拟的图纸上进行改正,同时也便于创新。这样不但节省了人力和物力,更重要的是还节省了资源。所有参与设计人员可以在网络上进行同步交流,而不用对着图纸面谈,这对于机械行业的发展是具有跨时代意义的。
2 在机械设计中运用三维动画的创作过程
使用三维动画软件对电脑的硬件要求并不高,目前普遍电脑都可支持,不过建议最好还是使用高配置的电脑,这样能有效地缩短电脑反应和模拟的时间,从而尽可能地提高工作效率。在硬件合格的情况下,还需要安装CAD、3DMAX等相关软件进行操作。三维动画的创作过程大致可以分为动画编辑、资料收集和建模。
动画编辑是进行三维动画设计的第一步,是机械设计过程的前期创意和规划阶段。当设计人员对所设计的产品的基本轮廓进行三维的模拟,并把回路中的各个线路都设计成一个特定的场景,然后再根据具体的流程从而展示其工作原理。而对于单个的装置,则需要按照先前设定好的路径进行绕行,这样就能在电脑上对其浏览并进行局部的放大,从而进行仔细的观察。只有完全掌握这些并且注重各个细节的把握,才能最有效、最快速地进行动画编辑。所以说,动画编辑是整个三维动画创作的开始,也是最为关键的一步。
当动画编辑确定以后,接下来就是资料的收集。资料的收集可以大致包括以下几个方面:收集路径、机电设备、跨越情况、装置流程、基础等设施的尺寸、材质、光泽等。而收集资料的方法有很多种,比如可以通过上网查阅资料、去读书馆查阅有关的书籍和文献、看看相关学术论坛等等,这都会受益匪浅。
在收集完资料以后,接下来就是三维动画的建模了。建模是将整个所有的准备工作付诸于实践的一个阶段,也是整个创作过程的灵魂所在。目前来说,建模的方法有很多种,在本文中只介绍两种。第一种是先创建好实体模型,然后通过不断地修改尺寸和比例来进行完善,以达到实际产品所需的要求。但是这种方案只能针对于一些形状较为简单的产品,而对于一些形状较复杂的产品来说,设计是非常困难的,并且非常耗时,其所需要的时间成本也很高,所以说是非常具有局限性的。第二种是通过调用函数至客户端,然后借助应用程序去创造对象,然后利用这些已经创造好的对象再去创造一些子程序,再将这些子对象组合起来,从而就可以完成实体的建模。这种方案相对来说过程较为复杂,但是可以设计一些形状比较复杂的组合体,但是此方案对设计师的要求较高,需要其能够熟练地掌握并运用软件进行建模操作。总的来说,每种方案都有各自的优势,而至于采取哪种方式进行建模则需要对产品进行深入分析再决定,绝不能贸然采取方方案,否则会导致事倍功半的效果。
3 三维动画设计的软件选择
目前市面上主要有两种计算机操作系统,一种是苹果公司的OSX操作系统,另外一种是微软公司的WINDOWS系列视窗化操作系统。当前较为主流的三维动画软件有CAD、3DMAX、MAYA、LIGHTWAVE等,在本文中主要介绍CAD和3DMAX。
CAD是Computer Aided Design的缩写,全称为计算机辅助技术,它是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作的一种软件。CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中,然而随着计算机变得更加便宜和普及,它的应用范围也逐渐变广。CAD目前主要运用在二维设计上,因为它的局限性,一般只能运用于部分三维设计,它是一个可视化的绘图软件,许多命令和操作都可以通过菜单选项和工具按钮等多种方式实现。
3 DMAX是3 DStudio Max的缩写,它是基于PC系统的三维动画渲染和制作的软件。在应用范围方面,它广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、三维动画、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。3DMAX具有性价比高、操作简单、使用者较多且便于交流等特点。
CAD和3DMAX是可以相互转换的,所以具体使用哪种软件则需要依据产品的特性和要求进行具体地分析。
4 结束语
将三维动画应用到机械设计中就是先对产品进行动画编辑,然后再进行材料收集,接着完成建模,完成以上过程后,最后对产品进行具体数据分析,这样就能够制造出合格的产品了。设计人员需要根据产品的具体要求去选择不同的三维设计软件,尽可能地提高工作效率。
摘要：随着计算机的快速发展以及在全世界范围内的普及,如今计算机已经成为人类生活和工作中不可或缺的一部分,而它又涉及到各行各业,特别是在计算机辅助设计领域,其中三维设计软件的崛起打破了人们的传统的设计方式,大大地提高了设计和生产的效率,使设计过程变得更加智能、更加便捷、更加轻松,同样也使产品变得更加多样化。本文将对在机械设计中运用三维动画的优势、创作过程、软件选择等方面进行详细的描述。
关键词：机械设计,三维动画,创作,软件选择
参考文献
[1]赵海闲.浅谈机械设计中创作与运用.劳动保障世界.2013(24).
[2]刘莉.浅谈机械设计中创作与运用.核动力工程.2003(2).
三维动画与动画设计 篇11
关键词：动画人；动画表演；观众；虚幻；度
动画是动画人用艺术的手法为观众创造一个全新的世界，满足其美好的憧憬以及对现实的宣泄。影视动画作品是为观众服务的，创作者始终需要站在观众的角度来看待自己的作品，看待观众所看到的、接收到的，通过动画表演所传播的内容。在影视动画创作过程中，只有创作者对动画角色有了深刻的了解，对其表演有了准确把握，作品所展现的角色形象才会真实生动，观众也才会信服、接受，并喜欢上动画角色。由此，才能最终达到动画的真正效果，这样的作品才能经得起时间的考验，才可能成为真正的动画经典。
1 动画人：掌握表演与观众的“度”
对于观众来说，动画给予大家的是故事、角色以及奇观化的场景和道具。但是，动画语言并非只限于这些幻觉化的外表世界，这只是观众在接受动画影像时留下的某种“印象”，只是复杂的动画语言所传达出的综合效果。对于一个动画人来说，对动画的解读，肯定不是简单的“欣赏”，而应该是对动画语言的分析，是去发现表象背后的视听呈现、角色原型、叙事结构、心理释放等元素。这是从“看动画”到“懂动画”，再到“创作动画”的关键阶段。
动画是一种具有多元性的艺术，作为一个全面动画人必须具备全面的文化修养。首先需要对绘画有全面的了解，他得是一个画家，他还必须要掌握剧作的常识和视听语言的规则，这是任何动画人都必须要修炼的技能。除了一些技能之外，还需要有丰富的内心情感，掌握适当的表达技巧，了解观众的心理，甚至还需要了解市场、营销等手段。
动画艺术赋予动画人至高无上的权力与自由来制作一部影片，片中的一切尽在掌握之中，包括角色的生死、故事的结局，同时，最重要的是，动画人要把握观众的心理，遵循其审美规律。由于现实生活中有太多不尽如人意的事情，所以观众都希望动画片中的英雄能够所向披靡、无忧无虑。但如果动画只是一味地迎合观众的口味，那便只是对观众观赏兴趣的敷衍，观众将不会从作品中得到除娱乐以外的任何东西。久而久之，他们将不再相信动画中的任何内容，包括情感。这就需要掌握表演与观众之间的“度”。以宫崎骏为例，首先，作为一个东方的动画导演，对传统文化的一脉相承，所以其作品在中国更容易产生共鸣。其次，他很真实，作品反映真实的生活现状，没有过分的夸张与极端，采取一种“中庸之道”。动画应该反映的是真情实感，不走极端，成功的动画人正是掌握了动画与观众之间的“度”，才获得了观众的认可。
2 动画表演：架构动画与观众的心理桥梁
动画表演是动画传播的内容承载者，导演运用动画表演将其对剧本的感受传达于观众，将人们从现实引渡到虚拟的环境中去体验和感知。动画表演不仅有表演艺术所普遍具有的性质，更具有其独特的魅力。由于动画作品是虚拟的艺术，所以动画表演相比较于我们通常所理解的真人表演要复杂得多。
同时，动画表演作为导演对角色的塑造手段，所呈现的艺术效果是由创作者对角色的理解决定的。动画角色在作品中不仅要充当演员的角色，其表演还要符合影视动画作品的美术风格、角色的造型设计、作品特有的视觉元素和运动规律等。这些表演要使角色“活”在影片之中，而不是仅仅在一些动画场景中去做某些特定的动作。同时，动画表演还要传达动画人对现实生活的看法和理解，将真实的思想通过虚拟的方式表现出来，体现在角色的动画表演上。
这些看似复杂无章，但并不是动画表演创作中最难的部分。沃尔特·迪斯尼曾经解释过动物作为动画主角的根本原因，似乎给予动画人一些启示：“为什么动物在动画卡通中占据着统治地位？因为他们对任何刺激都通过身体表达出来。但人对刺激如何反应呢？它已经失去了曾经有过的表现，它控制了身体表现。他是文明的牺牲品，他们的理想是成为不动声色、表情木讷的男人和迷人、沉重的女人。甚至姿态都是计划好的，他们称之为‘镇静。”为寻求动作的真实与连贯应运而生的动作捕捉技术在表面上看是对动画表演的积极探索，实际上是在将人类世界的思维定式强加到动画的世界观里面去。动画里面的角色，有生命的也好，无生命的也罢，都应该有其自身的生存状态，但这并不能认为动画就要打破一切规律，它需要想象力的拓展、需要去肆无忌惮地创造，但在动画片中的世界里，这一切又必须是合理的。
3 观众：动画的最终目的
观众是动画的接受者，是动画传播活动产生和最主要的环节之一。受众对动画的发展所起到且应该起到的作用和影响，就和文学中读者与作品的关系一样：“文学作就像一部乐谱，要求演奏者将其变成流动的音乐。只有阅读，才能使文本从死的语言物质材料中挣脱出来，拥有现实的生命。”动画制作的目的正是为了使观众观看并得到满意的体验，并且从受众的反馈中得到动画制作技术和艺术的提高和升华，只有观众的参与才能实现动画的最终目的。
宫崎骏在谈到《千与千寻》时说：“创作本片是因为我意识到并没有专门为成长阶段中10岁大的女孩创作的片子。当然，女孩子们也看一些有他们同龄人的片子，但是并不能产生共鸣，因为那些都是凭空想象的角色，与真实的她们根本不相同。”正如宫崎骏创作动画的目的一样，其动画片都会反映某一阶段的孩子成长的心理和变化，动画也亦成为对某一阶段儿童的心理指导。
我们经常用“大众”这样一个词语来概括成功的动画的受众。然而“大众”在特定的历史阶段也是迥然不同的，具有相对的局部性和时间性。当个体的理想汇聚融合成为集体的理想并表现为一种时尚时，其表现出来的就有可能是具有一定普遍意义的心理诉求。成熟的动画创作人往往也在不知不觉中，从观众的视角出发来审视作品，兜兜转转、反反复复，人物角色就在这种来回地思考中诞生。有时候，甚至感觉制作动画片的仿佛不是创作者本身，而是作为欣赏并沉浸其中的观众来引导创作，跟随故事本身的发展脚步将动画片引向結局。
4 结语
在中国动漫发展得如火如荼的今天，大家都在积极强调产业化、后期开发、附加值营销等概念，但是能不能理性地解析与把握商业元素，是关系到这个商品本身有无开发价值、产业能否健康发展的中心问题。对于商业来说，把握具体文化语境就是把握消费者的购买心态，必须从构思、制作、体验的整套流程中去把握其中的利害关系。
对于作为艺术的动画来说，它绝对不仅仅是一种消遣的方式，而是给人做梦的手段。其在不知不觉之中影响着观众的生活方式、价值取向，影响着人们的现实生活，成为他们通往理想世界的特殊桥梁。所以，只有当我们充分理解了动画人、动画表演艺术和观众的联系，才能准确把握动画的精髓，创作出成功而又经典的动画作品。
参考文献：
[1] 周鲒.动画电影分析[M].广州：暨南大学出版社，2007.
[2] 薛峰，赵可恒，郁芳.动画发展史[M].南京：东南大学出版社，2006.
[3] 何卫青，闫雅琪.当代儿童文化视野中的迪斯尼动画[J].电影文学，2011（4）.
三维动画与动画设计 篇12
随着计算机技术的飞速发展,借助于系统仿真技术对复杂的直升机系统进行辅助设计和仿真飞行日益受到重视,在建立直升机实时飞行仿真模型后,就可以对直升机的控制系统进行探讨,将最新的控制技术引入系统设计。因此,直升机机动飞行仿真将是高性能直升机研制成功的一种十分有效的研制手段。对于直升机飞行仿真,如果要显示的数据太多,仿真控制台的界面设计就变得很复杂。更多的仿真数据量就需要更多仿真控制台的子页面和子窗口来显示,其受屏幕尺寸的限制。同时,随着直升机飞行数据的增加,以一维和二维来展示飞行过程的缺点也越来越突出。可视化仿真技术是仿真技术和计算机图形学最新成果的结合。它充分利用了人的视觉特性,通过图形和动画来表达各种信息,有真实感、视觉感,且成本低,因此越来越受青睐。搭建直升机飞行控制三维动画仿真平台是研究的必然趋势,是对直升机飞行控制系统进行分析和设计的有力工具[1]。
纵观直升机仿真平台的发展,目前国外已开发出一些直升机分析软件,NASA Ames研究中心开发的GENHEL[2]、美国陆军投资开发的2GCHAS[3]、先进旋翼飞行器技术公司(ART)开发的FLIGHTAB[4],以及W.Johnson博士开发的CAMRAD[5],还有HELSIM[6]软件都是为了适应仿真要求而开发的。已商品化的软件主要用于验证气动建模、性能计算等。我国的直升机机动飞行仿真研制才开始起步,三维视景开发工具多用OpenGL[7]、Performer,其编程十分复杂,我们选用了目前实时视景仿真领域主流的高层开发平台Multigen Creator/Vega。使用Creator建立仿真所需的直升机模型和飞行环境,使用Vega将所建立的直升机模型,在飞行环境下进行驱动,实现整个系统的三维动画显示,大大提高了三维动画仿真平台的开发效率。
1 直升机飞行控制三维动画仿真平台总体设计和运行机制
本平台采用模块化设计方法,具体分为四大模块,各模块实现功能及主要实现机制如下:
用户界面模块(1)菜单,包括仿真的绝大部分操作;(2)工具栏,部分功能快捷操作;(3)视图,显示整个系统方块图和三维动画。主要通过MFC实现。
Matlab计算模块对建立好的系统方框图进行操作,给定的数据进行实时仿真,输出仿真结果。主要通过Matlab实现。
三维动画显示模块将得到的仿真结果进行三维可视化显示。通过Creator建立直.升机模型和飞行环境,用Vega实现实时动画显示。
各软件间交互及软件可移植性实现模块找到Matlab和VC之间、VC和Vega之间、Matlab与Vega之间的交互方法,给出软件与用户交互的接口。主要通过Matlab引擎及其它相关系统设置和编程实现。
系统运行流程如图1所示。用户界面线程调用Matlab线程进行仿真计算。用户界面线程调用Vega线程,结合Creator建立的直升机模型和飞行环境以及Matlab引擎计算得到的数据,实现直升机飞行控制效果的三维动画实时再现。
编写的程序采用文档/视图的结构,具体流程如图2所示。
2 仿真平台软件环境和开发中的关键技术
2.1 Matlab提供后台计算服务的实现
在对直升机控制算法进行计算时,涉及的数据量过于庞大,有必要借助Matlab来提供后台计算服务。本文通过Matlab引擎实现Matlab与VC混合编程。Matlab引擎是Mathworks公司提供的用于外部程序和Matlab交互的一组函数库和程序库,它采用了客户机/服务器(CLIENT/SERVER)的体系结构,通过Windows的ActiveX通道和Matlab进行连接。在VC++中使用Matlab引擎来编程时,VC++是客户端,负责用户接口和提出数据请求;Matlab属于服务器端,向客户端提供数据服务端。VC++客户端通过调用Matlab引擎与Matlab服务器建立连接,从而实现动态通信[8]。具体过程如图3所示。
2.2 三维动画场景和模型的建立[9]
Multigen Creator是一个专业化的建模工具,它帮助建模者高效地创建在交互式实时应用中使用的三维模型和场景。Creator提供了一个用户界面来建造OpenFlight格式的模型和视景。Creator生成的fit格式文件数据量很小,极大地降低了运行开销,迎合了实时性要求。同时其还拥有强大的兼容性[10]。Vega软件用于对模型进行驱动,Vega是一种用于实时仿真及虚拟现实应用的开发平台,包括一个图形用户界面Lynx和一系列可调用的C++库文件。Lynx通过可视化的操作来创建类的实例以及定义实例参数,生成一个ACF (Application Configuration File)配置文件。ACF文件是模型以及三维场景的完全描述,其作用是方便快速地完成初始化设置和预览效果。仿真应用程序在进入帧循环之前会读入ACF文件中的数据。由于Vega本身是运行在VC环境下的一个类库,所以可以很方便地给模型和场景添加一些特效或相关功能。
本文利用Creator建立直升机模型和飞行环境,这些文件被导入Vega后构成了实时应用的一部分,同时利用Vega中的Specail Effect模块给直升机模型加入旋翼和尾翼,给三维场景加入白云、日出日落等特效。最终建立了用于三维动画显示的“heliFght.adf,文件,接下来的工作就是结合该文件通过编程实现三维动画实时显示。
2.3 Visual C++6.0环境下Vega应用程序的开发
若要在Visual C++环境下运行Vega应用程序,首先要对Visual C++的头文件和库文件路径进行相应设置[11]。
对于Windows平台上的Vega应用程序开发,使用MFC框架开发程序能有效应用套接字等封装类,可以极大地减小程序开发工作量。应用MFC类库是Windows平台下开发具有良好图形用户界面应用程序最方便的途径,VC中的MFC类库已是一个相当成熟的类库,其中基于文档/视图结构的应用程序框架,己成为开发Windows应用程序的主流框架结构。因此,本文选择基于MFC开发Vega应用程序。
2.4 基于MFC的Vega应用程序和存在问题的解决
建立好“heliFligh.adf”文件后,就可以利用MFC强大的Ap-pWizard功能进行函数接口的设计,编写基于MFC的Vega应用程序。本文实现的是点击主界面上的三维动画显示按钮显示Vega三维动画,当载入不同控制器、系统,或是给定不同输入和干扰时,可以实时地显示不同的控制效果,当不需要观察实时动画仿真效果时可关闭显示,当在主程序运行时再次点击三维动画显示按钮时仍可正确显示三维动画。实现机制是:首先新建一个zsVegaView类,它派生自CView类,拥有所有CView类的成员函数和消息映射。我们还必须为其添加专门的成员函数以完成建立Vega应用程序的必要步骤。其中最主要的函数是runVega(),它的作用是开启Vega渲染线程和一些必要的初始设置。而线程函数runVegaApp的作用是完成Vega函数“初始化;定义;系统配置”三步曲和仿真循环的计算。至此,Vega渲染的函数就已经基本完成。下面要创建一个用于显示Vega的对话框,实现方法是新建一个Showvega类,其派生于CDialog类,同时给它增加一个指向zsVegaView类的成员变量m_vegaWnd,其将Vega场景渲染与该对话框关联起来,用该对话框来控制Vega线程。为了保证在三维动画实时显示时还可以对主界面作其它的操作,我们建立的是非模态对话框。
当程序运行时,如果在主界面对一些参数进行了修改,该变化必须实时反映到三维动画显示中来,而当我们关闭Vega动画显示再开启时会出现地址访问保护的错误。这是因为,Vega是基于多线程的,在初始化过程中,自动开启了一个Vega窗口子线程。该子线程根据传送的窗口句柄创建一个与该句柄对应窗口相同大小的窗口附着在窗口上。该子线程的创建是必不可少的,却没有终止它的办法—它是Vega函数内部创建的。又因为线程隶属于进程,只有进程结束了,所有的线程才全部退出。所以即使创建它的父线程已死,它却还“活”着,不过因此而保留了一些无用的参数如无效的指针等。在二次启动Vega线程过程中,进行Vega初始化时,不会启动新的Vega窗口线程,而是继续保留原来没死的窗口线程。这样就必然导致了二次启动Vega线程时出现地址保护的错误了。本文采用的解决方法是:隐藏Vega窗口。即用一个静态变量m_bIsCreated来标识该三维动画窗口是否是第一次创建,将其初始化为FALSE,每当运行Showvega类的OnlnitDialog函数时就对该变量值进行判断,如果是FLASE,表明该窗口未创建,则按正常方法创建并调用Vega线程,并将该变量值改为TRUE;如果判断为TURE,表明窗口已创建,所要做的工作只是将该隐藏的窗口显示出来,而不用二次启动Vega线程。当整个程序结束时,销毁窗口并调用stopVega()结束Vega线程。这样,一个完整的基于MFC的Vega应用程序基本完成。具体内部调用结构如图4所示。
3 仿真实例
3.1 内外回路设计
文献[14]提出一种新型的内外回路设计概念,它在设计思想上不同于常规的直升机设计方法。内外回路的设计概念将内回路和外回路分开,内回路主要使系统解耦,并改善系统的回路频率特性和稳定性,外回路则提供速度和定位控制。直升机控制系统内外回路如图5所示。
内回路的解耦主要体现在俯仰姿态角、滚转姿态角、垂向速度和偏航速率四个通道上。外回路在纵向速度、横向速度两个通道上,按操作品质规范分别设计。
3.2 控制器设计与仿真实例
本仿真实例针对多输入/多输出的28阶UH-60A黑鹰直升机模型,采用H∞回路成形和定量反馈理论(QFT)相结合的内外回路设计方法,设计了直升机全包线(飞行速度,从0节到100节)飞行控制器[15]。软件控制平台界面如图6所示。
系统方框图显示了内外回路设计方法,其中:R为参考命令输入,N为干扰输入,Y为输出;K1代表外回路中的前飞速度控制器和横向速度控制器,K2代表内回路的ACAH控制器,P代表直升机控制对象。
载入UA-60A黑鹰直升机模型和内外回路全包线飞行控制器。输入参考命令,加入干扰。
运行,开始仿真。在动画窗口(图7)可以看到,直升机平稳飞行,飞行状况良好;变量显示窗口(图8)的各个重要参数在不断实时刷新,几个状态量已经基本趋向于稳定,达到的控制效果如图9。最后对滚转轴、俯仰轴、偏航轴的带宽和延迟时间,滚转引起的俯仰耦合,俯仰引起的滚转耦合,总距-偏航耦合几项指标进行验证,验证的各项指标基本达到了ADS-33E的操纵品质HQR等级1的要求。
4 结论
(1)仿真平台方便使用者进行直升机飞行控制系统的设计。高效的动画以可视化的方式帮助使用者抽象出一些关键行为。