3d動畫制作畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p><b>　　3D動畫制作</b></p><p>　　——機器人設計以及變形動畫</p><p>　　本科畢業(yè)設計選題審批表</p><p>　　屆： 2014 系別： 計算機工程系 專業(yè)： 計算機

2、科學與技術（動漫設計方向）</p><p>　　注：本表一式二份，一份附在畢業(yè)設計（論文）內(nèi)，一份系內(nèi)保存。</p><p><b>　　本科畢業(yè)設計任務書</b></p><p>　　3d動畫制作——機器人設計以及變形動畫</p><p>　　一、畢業(yè)設計內(nèi)容及要求</p><p><b&

3、gt;　　1、設計內(nèi)容</b></p><p>　　雖然我國的CG產(chǎn)業(yè)起步較晚，但發(fā)展勢頭強大，產(chǎn)業(yè)發(fā)展商機十分巨大。與此同時，政府也發(fā)現(xiàn)該行業(yè)的發(fā)展?jié)摿?，并出臺了相應的扶植政策，促進國內(nèi)CG行業(yè)的快速發(fā)展。盡管我國CG產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但存在著很多問題，尤其是技術和創(chuàng)意的匱乏。如今只有兼?zhèn)渖虡I(yè)性和創(chuàng)新性的作品才有更大的發(fā)展空間。</p><p>　　本設計的內(nèi)容是：設計一個變形

4、金剛，制作出一個機器人變形過程的動畫。</p><p><b>　　2、設計要求</b></p><p>　　隨著我國人民的生活質(zhì)量的提高，人們對文化娛樂產(chǎn)業(yè)的需求大大增加。而人們對影視動畫產(chǎn)品的要求遠不止如此。于是我國引進了一大批優(yōu)秀的外國作品和技術。我們也迫切需要更多優(yōu)秀的來趕超國外影視動畫作品。</p><p>　　雖然我國的CG產(chǎn)業(yè)起步

5、較晚，但發(fā)展勢頭強大，產(chǎn)業(yè)發(fā)展商機十分巨大。而如今只有兼?zhèn)渖虡I(yè)性和創(chuàng)新性的作品才有更大的發(fā)展空間。</p><p>　　制作3d動畫不止是某項具體的工作。通過本選題3d動畫整個過程進行操作以及思考，對整個大學所學的動畫制作技巧和軟件技術進行配合，實用于真正的實踐中，而非只能簡單地使用某個技能。這也是對大學四年的總結。拋開其中使用的技術不說，它其中蘊含的設計的創(chuàng)意也是一種嘗試——利用現(xiàn)實中存在的機器的形象，加以聯(lián)想

6、設計并結合大家已經(jīng)接受的變形金剛的理念，制作出的動畫既能對某個產(chǎn)品進行宣傳、又能使人眼前一亮。所以這個設計即有商業(yè)性又有一定的創(chuàng)意。</p><p><b>　　3、提交材料要求</b></p><p>　　（1）畢業(yè)設計說明書；</p><p>　　（2）maya工程文件；</p><p>　　（3）pr工程文件；&l

7、t;/p><p>　?。?）最終輸出視屏。</p><p>　　二、畢業(yè)設計進度計劃及檢查情況記錄表</p><p>　　注：1、表中“完成情況”、“ 指導教師簽名”欄目要求用黑（藍）筆填寫，其余各項內(nèi)容要求打印。</p><p>　　2、畢業(yè)設計（論文）任務書一式二份，一份附在畢業(yè)設計（論文）內(nèi)，一份系內(nèi)保存。</p><p

8、>　　天津理工大學中環(huán)信息學院</p><p>　　本科畢業(yè)設計開題報告</p><p>　　屆： 2014 屆 系別： 計算機工程系 專業(yè)： 計算科學與應用（動漫設計方向）</p><p>　　注：本表一式二份，一份附在畢業(yè)設計（論文）內(nèi)，一份系內(nèi)保存。</p><p><b>　　3D動畫制作</b&

9、gt;</p><p>　　——機器人設計以及變形動畫</p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　現(xiàn)如今，3d動畫已經(jīng)非常廣泛的運用于軍事、醫(yī)療、建筑、娛樂等各個行業(yè)和領域。較之傳統(tǒng)動畫，3d動畫在各方面有著很明顯的優(yōu)勢。本次就制作一個3d動畫的完整流程進行研究，以此目的從前期概念設定到后期效果剪輯使用一整套工作流程制作

10、一個完整的動畫短片。本次設計將著重表現(xiàn)出設計概念和技術操作相結合，并在完成短片的同時總結概括出相關軟件在其中的作用和使用要求。也通過本次動畫的制作向更多的人展示3d動畫的制作原理以及它的魅力。</p><p>　　3D動畫制作需要許多軟件和技能的協(xié)作達成，其中涉及到手繪概念設計、maya3d建模、maya燈光設置、maya材質(zhì)制作、ps貼圖繪制、maya動作設置、maya Mental Ray渲染、pr后期剪輯等

11、。是一個體現(xiàn)本專業(yè)的專業(yè)素質(zhì)的設計。</p><p>　　關鍵詞：設計，動畫，概念，技術。</p><p>　　3D animation</p><p>　　—— robot design and transform animation</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><

12、p>　　Nowadays, 3D animation has been very widely used in military, medical, construction, entertainment and other industries and fields. Compared with traditional animation, 3D animation has evident superiority in the

13、aspects of. Study on the complete process is to produce a 3D animation, for this purpose from the pre concept set to the late effects of editing a complete animation using a set of working process. The design will focus

14、on the performance of the design concept and technology combination</p><p>　　3d動畫制作需要許多軟件和技能的協(xié)作達成，其中涉及到手繪概念設計、maya3d建模、maya燈光設置、maya材質(zhì)制作、ps貼圖繪制、maya動作設置、maya Mental Ray渲染、AE特效制作、pr后期剪輯等。是一個體現(xiàn)本專業(yè)的專業(yè)素質(zhì)的設計。<

15、/p><p>　　3D animation cooperation needs a lot of software and skills to reach, which relates to a hand drawn concept design, maya3d modeling, Maya lighting, Maya material, PS texture mapping, Maya, Maya Mental

16、Ray rendering action settings, AE effects, PR editing etc.. Is a manifestation of the professional quality design.</p><p>　　Key Words ：animation, design, concept, technology.</p><p><b>　　目

17、　　錄</b></p><p><b>　　第一章　緒　論1</b></p><p>　　1.1 研究意義1</p><p>　　1.2 論文的研究內(nèi)容1</p><p>　　第二章 動畫制作流程規(guī)劃2</p><p>　　2.1 3D動畫制作流程2</p>&

18、lt;p>　　2.2 動畫制作使用的軟件以及各自的作用2</p><p>　　第三章　前期概念設計3</p><p>　　3.1前期構思的意義3</p><p>　　3.2前期構思的內(nèi)容3</p><p>　　3.3前期概念表現(xiàn)3</p><p>　　3.3.1收集素材3</p><

19、;p>　　3.3.2設計思路4</p><p>　　第四章　中期模型動畫制作6</p><p><b>　　4.1模型制作6</b></p><p>　　4.1.1火車模型制作6</p><p>　　4.1.2機器人模型制作9</p><p>　　4.1.3場景模型制作13<

20、;/p><p>　　4.2模型動作制作14</p><p>　　4.3攝影機擺放16</p><p>　　4.4燈光材質(zhì)貼圖17</p><p>　　4.5模型渲染20</p><p>　　第五章　后期視屏剪輯22</p><p>　　5.1導入序列圖片22</p><

21、;p>　　5.2剪輯特效22</p><p><b>　　5.3音效22</b></p><p><b>　　5.4字幕23</b></p><p><b>　　參考文獻24</b></p><p><b>　　結 論25</b>&l

22、t;/p><p><b>　　致　　謝27</b></p><p><b>　　第一章　緒　論</b></p><p><b>　　1.1 研究意義</b></p><p>　　3D動畫是隨著計算機軟件和硬件技術的發(fā)展進步而產(chǎn)生的一項新興的技術。大約二十年前，3D動畫開始起步。在

23、初期，3D技術在動畫上的運用只是為了2D動畫，3D動畫技術模擬真實物體的方式和效果已經(jīng)使其成為一個在各行各業(yè)中承擔重要作用的工具。由于它在數(shù)值上計算的精確、在模擬物體的真實和可隨意的操作等優(yōu)良特性，以及其不受地點、天氣、人員等因素的限制而且在成本上相對于實景拍攝也節(jié)省很多，以致其模擬出的效果大大替代了傳統(tǒng)的特種、高難度、高成本以及危險拍攝，因此3D動畫技術已經(jīng)被廣泛應用于醫(yī)學、教育、軍事、藝術創(chuàng)作、娛樂等諸多領域。而隨著計算機在影視動畫

24、領域的延伸發(fā)展和設計制作軟件的增加，3D動畫技術大大拓寬了影視效果范圍和質(zhì)量；影視3D動畫從影視特效到三維場景都能表現(xiàn)的淋漓盡致。因為影視動畫最后只是給觀眾呈現(xiàn)一個最終的效果，所以不需要即時地計算，所以在制作的時候要求也相對要高一些。</p><p>　　3D動畫制作是3D技術中相當重要的內(nèi)容，這項技術已經(jīng)在我們平時的生活工作娛樂中占有舉足輕重的地位。3D動畫技術雖然入門門檻較低，但要做得好卻并非易事，在此基礎上

25、還要隨著包括硬件和軟件等技術的發(fā)展不斷學習新的技術更新新的想法。所以它在所有影視制作形式中技術含量是最高的。3D動畫制作是一件藝術和技術緊密結合的工作。在制作中，要在技術上充分實現(xiàn)創(chuàng)意的要求，還要在畫面色彩、構圖、光感、分鏡設計、韻律把握等方面進行藝術的再創(chuàng)造。與平面設計相比，三維動畫多了時間和空間的概念，它需要借鑒平面設計的一些法則，但更多是要按影視藝術的規(guī)律來進行創(chuàng)作。</p><p>　　1.2 論文的研究

26、內(nèi)容</p><p>　　本文研究的主要內(nèi)容是利用3D軟件maya為基礎，利用一系列平面和視頻軟件，設計一個變形金剛，制作出一個機器人變形過程的動畫。</p><p>　　在掌握基本所有需要軟件之后，有了最初的想法結合之前所掌握的技術就醞釀出一個機器人變形的動畫的雛形。在此基礎上通過一系列的設計制作完成一整套3D動畫制作流程，并分析其中利弊，在有限的條件下優(yōu)化出一個合理的制作方案，達道我最

27、理想的效果，并完整最后的作品。</p><p>　　第二章　動畫制作流程規(guī)劃</p><p>　　2.1 3D動畫制作流程</p><p>　　（1）首先處理自己的靈感，構想出機器人的大致模樣和機器人變形前的機器，去搜集和查閱資料給出初步構想；</p><p>　?。?）通過這個機器的形象設計機器人在紙上畫出概念圖紙；</p>

28、<p>　?。?）將概念圖制作成3D模型；</p><p>　?。?）制作模型的變形動作；</p><p>　?。?）制作燈光、材質(zhì)和貼圖使得模型更加有真實感；</p><p>　?。?）用電腦的運算渲染輸出圖形；</p><p>　?。?）整理之前完成的素材進行后期特效處理。</p><p>　　2.2 動

29、畫制作使用的軟件以及各自的作用</p><p>　　本設計中使用的軟件有平面軟件photoshop cs6、maya2013和premiere。</p><p>　　首先是photoshop cs6，這款軟件是目前功能最強和最全也是最常用的位圖軟件。較之之前的版本，cs6運算能力更強、速度更快，同樣的，它對計算機的要求也更高。因為技術發(fā)展很快，我們也需要經(jīng)常嘗試和適應新的版本或者是新的軟件

30、，不然必然會因為固步自封而被技術遠遠的甩下落后與時代。在這里photoshop的作用是給模型繪制貼圖。</p><p>　　Maya2013是autodesk公司的一款3D動畫軟件，maya2009是較為常用的版本，我選用maya2013原因我們做CG的應該與時俱進，新的版本功能比老版本強大，如果整個流程統(tǒng)一制作或者就我一個人完成的話就不涉及到兼容性的問題，所以用新的版本更有優(yōu)勢。而且在新的版本中修復了maya2

31、009中存在的問題。就maya本身而言，它也是一款功能比較全面的3D軟件，它本身擁有制作動畫所需要的所有功能。在這里我使用maya制作機器人的模型和變形的動作以及燈光、材質(zhì)和渲染圖片，可以說maya在整個設計中是一款核心軟件。</p><p>　　Premiere是一款常用的視屏編輯軟件，它是一款編輯視屏動畫畫面質(zhì)量比較好的軟件，有很好的兼容性，且可以與其它動畫軟件相互協(xié)作。在這里的作用是把maya渲染出來的圖片

32、串連成動畫還有將影片配音剪輯。</p><p>　　第三章　前期概念設計</p><p>　　3.1 前期構思的意義</p><p>　　制作一個動畫最重要的是制作之前的構思，如果構思不夠完善即使有再好的技術也無法做出理想的效果，這就是現(xiàn)在國內(nèi)動畫數(shù)量激增但質(zhì)量一直有待提高的原因。所以有一個好的構思是一個動畫成功的基礎，而且很多的看點和細節(jié)在前期的構思中要事先想好，

33、這才能保證后來在動畫制作的時候方便快捷。于是我花在構思上的時間占了整個制作的時間的很大部分。</p><p>　　3.2 前期構思的內(nèi)容</p><p>　　我在選題的時候決定我要做一個變形金剛，變形金剛簡單來說就是一個機器變形成機器人。首先要有一個機器，利用現(xiàn)實中存在的機器的形象，加以聯(lián)想設計并結合大家已經(jīng)接受的變形金剛的理念，制作出的動畫既能使人眼前一亮，又有一定的設計感的創(chuàng)意。<

34、;/p><p>　　在思考中我想到了我每年回家上學坐的交通工具——火車。而這兩年我國的鐵路剛剛達成十萬公里的修筑，而這剛好是先賢孫中山先生在一百年前所說出的豪言壯語，這是幾代中國鐵路人的夢想，也是我們?nèi)w中國人的一個夢想。這也正好響應了習總書記提出的“中國夢”思想。</p><p>　　于是我決定做一個火車變形金剛，為了表現(xiàn)一種有年代的滄桑感，于是我決定使用老式蒸汽火車頭作為機器人原型，而如今

35、的交通公具外形太過平滑，沒有什么特別的結構，難以有什么聯(lián)想。蒸汽機車在形象上笨重高大有力量，又是西方傳來，所以形象上很容易聯(lián)想到騎士。這正好可以象征著我們在實現(xiàn)我們的“中國夢”時那種一往無前的精神。于是我就決定了制作一個蒸汽機車變騎士的變形動畫。</p><p>　　3.3 前期概念表現(xiàn)</p><p>　　3.3.1 收集素材</p><p>　　再好的想法表現(xiàn)不

36、出來就很難進行下一步制作，頭腦中的構思就需要呈現(xiàn)在紙上出一張概念圖才可以建模做動畫。</p><p>　　于是我就跑了一趟北京789去拍些蒸汽火車頭的照片作為素材（如圖3.1，圖3.2所示），因為現(xiàn)在已經(jīng)很難看到蒸汽火車頭了。而網(wǎng)上找的圖片又看的不真切，于是去親自接觸蒸汽火車頭心里有個數(shù)也好在表現(xiàn)的時候更加逼真。不管從造型上還是材質(zhì)上都可以做到預想的效果。</p><p>　　圖3.1 火

37、車素材1</p><p>　　Fig3.1 Train material 1</p><p>　　圖3.2 火車素材2</p><p>　　Fig3.2 Train material 2</p><p>　　3.3.2 設計思路</p><p>　　看完真實的蒸汽火車，我構思出一個火車的概念圖，還有一個機器人，以及一些

38、細節(jié)，并附上一個變形的示意圖（如圖3.3，圖3.4所示）。</p><p><b>　　圖3.3 設計草圖</b></p><p>　　Fig3.3 Design sketch</p><p><b>　　圖3.4 設計細節(jié)</b></p><p>　　Fig3.4 Design details&l

39、t;/p><p>　　畫了一個蒸汽火車頭，標注上火車零件都變成機器人的對應部位。車頭最前頭部位變成盾牌，車頭前部變成背部，中間部分變成腰，煙筒變成槍，車棚變成胸，車棚側面變成肩后面的盔甲，汽笛本來是設計成腿兩遍的鎧甲后來改成肩甲，保險欄本來是想做頭盔后來改成護襠，車燈本來是想放在襠部因為覺得不合適改在放在遠處不變，車兩邊的管子變成胳臂，底下輪子連著火車底部就變成腿了。</p><p>　　真正

40、電影上的變形金剛的變形因為它的復雜所以只是在機器中呈現(xiàn)出一個機器人來，在制作方面就是把機器向機器人靠近、把機器人向機器變化，找到一個中間形態(tài)過度，不是真正意義上的變形。而我的變形金剛不是特別的復雜，所以做的是真正的變形。這種變形金剛即使是做成實體玩具也是可以變形的，在保證美觀的同時又有一定的周邊價值。變形動作就先把汽笛縮下去，然后車棚向前移動，在車棚移動到前面的同時把車頭部轉下去，同時張開車棚側面，機器人伸出腿，冒出頭，張開手臂拿出武器

41、。</p><p>　　就設計而言，不能上手就定稿，應該多做一些方案和改動，即使在制作的過程中如果覺得有需要改動的也可以做一些相應的調(diào)整。而且設計有一個很大的注意點，為了把動畫表現(xiàn)的更有看點，在這里就是更真實，我要把模型和變形的過程設計的合理一些，讓然感覺在現(xiàn)實中這也是可以實現(xiàn)的。</p><p>　　再就是我付上足夠的細節(jié)以保證我制作模型的時候不用再做更多不必要的思考。</p>

42、;<p>　　因為這是我一個人制作的，所以在設計和建模中不存在著溝通的問題，如果是團隊制作，應該把細節(jié)標注的更加清晰不要讓建模的人去亂加揣測設計的意思，而對于建模的人也應該擁有一些補全設計缺陷的能里，這樣互相理解互相溝通才是一個團隊應該有的而不是互相推卸責任，不然效率和質(zhì)量還不如一個人來的好。在我這里前期、中期、后期都是一個人的情況下沒有溝通推卸一說，一個團隊就應該像一個人一樣。</p><p>　

43、　第四章　中期模型動畫制作</p><p><b>　　4.1 模型制作</b></p><p>　　4.1.1 火車模型制作</p><p>　　有了前面拍攝的素材和畫的概念圖，我就開始模型的制作。這里雖然是制作變形金剛，但是不能從機器人開始做起。因為這個變形金剛的變形過程是一個相對合理的變形過程，所以機器人的零件在火車上也要合適，機器人的部

44、位可以在建模后期調(diào)整，但是如果開始的時候火車做的都不好那整個變形動畫都看起來都會很別扭，所以我們從火車開始做起。</p><p>　　我使用的建模方式是多邊形建模，首先說來，多邊形建模是建模中最隨意的一種，只要可以掌握物體的形態(tài)就可以大致的捏出來，只要不涉及一些要求非常精確的模型，用多邊形建模出效果非?？欤叶噙呅谓７浅＿m合于Mental Ray的渲染。所以這里選用多邊形建模是最佳的選擇。</p>

45、<p>　　首先，先新建一個項目，把模型和貼圖都存在里面。建模和所有美術形式一樣先起個大形（如圖4.1所示），先確定所有部件的大體位置，然后再細細制作部件細節(jié)和細小零件。建模時最好點開“對所有項目進行平滑著色處理” “著色對象上的線框”必要的時候還要點開 “x射線顯示”。</p><p><b>　　圖4.1 模型大形</b></p><p>　　Fig

46、4.1 Model shape</p><p>　　在起形的初期只要大概的形狀，但是有些段數(shù)必須分好，但是總體的思路就是越少越好。而且什么使用的也都是基本形狀，比如長方體、圓柱體，不明確的地方比如說車底我先是用一整個長方體來代替。在火車頭中部的那個結構也是用圓柱體進行擠出操作完成的，而后面的車棚是用長方體加段數(shù)然后改變頂面的線的位置，在后來可以用“3”鍵讓它平滑。</p><p>　　在擺

47、好大形之后就要開始初步的起形。</p><p>　　首先要在煙筒的地方開個口，在后面汽笛處也開一個口（如圖4.2所示），當然，這開口是不是隨便亂開的，因為maya本身的計算問題讓每個面最好不要超過四個邊，特別是面不在同一個平面的時候更要注意。所以要算好煙筒和底下車身的段數(shù)以及汽笛和車身的段數(shù)。然后進行布爾運算，說到布爾運算，它有三種算法——相加、相減、相交。我們這里用的是相減模式運算，先選的物體減去后選的物體。如

48、果在布爾運算的時候遇到有很小的面的時候還要把頂點距離閾值調(diào)小，以免把那些小的面都給弄沒了，但是maya2013里面它的默認閾值就是很小。而一些方的洞就不需要這么開了，直接加上分段然后刪出一個方形的面再掐邊就可以了。</p><p>　　圖4.2 布爾運算布線</p><p>　　Fig4.2 Boolean wiring</p><p>　　做完這步一個火車的大概形

49、狀和穿插結構就算是成型了。但是到這步還不能進行細化制作。因為有一些部件雖然看起來是整的，但是在變形的時候是會分開的，所以在這一步就應該把它們切割開。在這里有兩種辦法：其一是選中要分割的部分進行“提取”操作；其二是因為這里分開的地方大多數(shù)是對稱的，所以只要刪掉一半的面就可以了。因為要保證兩邊的零件一樣，其實對稱的部分我只需要做一邊的就可以了，所以哪種切割方法都可以，我選用了“提取”的方法以保證模型的完整，這里因個人習慣而定。</p&

50、gt;<p>　　切完塊之后這就算是模型的雛形了?，F(xiàn)在的模型都是片兒，要讓模型看起來像是個實體就要對片兒進行“擠出”操作，讓所有模型都是塊狀。到這一步就可以對模型開始細化工作。這一步讓模型更加平滑更加真實。我說的平滑操作就是選中模型按一下“3”鍵，但是這步操作會讓所有想圓滑的不想圓滑的結構都圓滑了，這樣整個模型會看起來非常的軟。對于一個機械來說看起來很軟是不可以的，所以在這里要對模型掐邊，讓模型該硬的地方硬起來又同時保證了

51、模型的平滑。</p><p>　　掐邊需要著重提出說明一下，所謂“掐邊”就是卡住一個模型一些邊的形狀，一般是三道邊可以固定一條邊的形狀。但是這樣的操作會使模型的面數(shù)呈幾何級增長，但這屬于影視模型的范疇，不像是游戲模型和3d場景漫游的模型需要客戶端的機器即時渲染，如果客戶端機器稍差效果會很不理想。而影視模型不像游戲模形和3d場景漫游的模型那樣要太在意面數(shù)，因為影視模型需要在人們面前展示的是最終視屏效果，模型和用戶以

52、及觀眾之間是沒有交互的，所有渲染的過程都在制作的時期就完成了。即使是現(xiàn)在的游戲模形在現(xiàn)在這個電腦配置飛速發(fā)展的時代也已經(jīng)進入次世代了。不過即使是這樣，在面數(shù)上盡量控制一點，這是最終需要批量渲染然后做視屏的模型，而不是只需要出一張圖的效果就可以了，而且我使用的電腦也不過是普通配置的民用電腦，比不過大型公司里那些專門用于渲染的機器。所以還是要給電腦少一些的負擔，這樣也可以節(jié)省很多時間。</p><p>　　掐邊的方法

53、有幾種：第一種是選中要卡的那個面然后擠出一點，這個方法的好處就是可以隨意的選取一些要卡的地方，但是值得注意的有兩點，首先不能進行“擠出”操作之后不繼續(xù)進行任何操作，這樣會出現(xiàn)“零面”（如圖4.3所示），在別的情況下這種“零面”是不影響操作的，但是在貼圖的時候它將會讓模型無法展UV，如果無法展UV的話就無法畫貼圖；第二，在選取的過程中會遇到不好選的情況，要善于使用“到線”、“到面”、“擴展選擇”、“收縮選擇”來選取自己需要的面；第二種是“

54、插入循環(huán)邊工具”，這個方法可以很快速地掐出一個邊來，但是有的時候不夠人性化，但是基本可以滿足掐邊的需求；第三種和第二種比較像，是“偏移循環(huán)邊工具”，一次可以掐兩個邊；第四種比較隨意但是不好控制，是“交互式分割工具”，如果在默認的情況下只能在線的中間切割，只要在工具設置中將“磁體容差”減到最小就可以隨便插邊（如圖4.4所示），但是這樣非常麻煩一般不用。</p><p><b>　　圖4.3 零面</

55、b></p><p>　　Fig4.3 Surface zero</p><p><b>　　圖4.4 參數(shù)設置</b></p><p>　　Fig4.4 Parameter settings</p><p>　　掐完邊之后再做一些細碎的零件，就像是火車頭部上的鉚釘、鉚條還有風扇。這個做起來不是很麻煩，注意點就是做

56、完一個重復部位之后將這個部分的中心點改到旋轉的中心處，然后算好一個旋轉的角度然后“shift+d”，這個操作是“復制并變換”，因為maya是個識別大小寫的軟件，所以在使用maya 的時候需要注意大小寫鎖定是否開了。</p><p>　　這個時候火車的模型就做好了（如圖4.5所示）。</p><p><b>　　圖4.5 火車模型</b></p><

57、p>　　Fig4.5 Train model</p><p>　　4.1.2 機器人模型制作</p><p>　　制作機器人的技術要求和要領與做火車的差不多，但是要照著設計圖進行再加工。首先要在火車零件的基礎上修改一些，另外要把火車模型上本來沒有的機器人的零件給做出來。</p><p>　　首先是將兩邊的管子改成機器人的上臂，這就要發(fā)揮一下想象力，仿照人體的結

58、構進行改編，將管子的一部分弄開然后在里面再放上管子，然后再做上關節(jié)。把這些火車不該有的結構藏在火車零件的內(nèi)部，在變形的時候可以隨時調(diào)動出來（如圖4.6所示）。同樣的道理，因為在火車部件中沒有下臂的結構，我要做一個下臂藏在火車內(nèi)側。鑒于上臂是從管子變來的形狀只能是圓柱狀，下臂要顯得堅硬有力我就做的方一點（如圖4.7所示），這在設計的時候是沒提到的這只是在制作的時候忽然來的靈感。這樣的靈感很重要，及時對設計進行補充也是保證設計完善的一個重要

59、的注意點。這樣機器人的胳臂就做好了，還剩下手，因為在這個動畫里不涉及到手的動作，所以只要把手的形狀做出來就可以了。這個機器人的手因為不是表現(xiàn)的重點，所以就做成正常大家印象中的機器人的手就可以了，用基本模型球體作為關節(jié)，用長方體作為指節(jié)和掌面。做完將手放在下臂手腕處就可以了</p><p><b>　　圖4.6 上臂模型</b></p><p>　　Fig4.6 The

60、 upper arm model</p><p><b>　　圖4.7 下臂模型</b></p><p>　　Fig4.7 The lower arm model</p><p>　　然后是機器人腿部的制作，這個腿部雖然零件繁多，但是制作起來不外乎就是那幾個注意點。注意零件的形狀以及合理地進行掐邊，整體的結構按照人體的對應部位制作。因為腿部零件

61、是在火車的底部，而我在收集素材的時候無法看到火車底部構造，經(jīng)過多方查找搜到的資料也是少之又少，于是參考了人體構造以及其它變形金剛經(jīng)過我的揣測加工就制作出機器人的腿部。在此需要注意的是，因為是在火車的底部，所以零件應該不會像其它變形金剛那樣有很大的起伏；再者因為蒸汽火車產(chǎn)生于那種蒸汽時代，零件上應該盡量往那個時代的風格靠攏，多數(shù)都是那種粗獷大氣的鋼材。為了表現(xiàn)機器人是火車變化而來，而腿部又是藏在火車底部和車輪里側，所以腿的結構正好和車輪的

62、構造結合——中間的車輪和膝蓋彎曲的位置對應、其余兩個輪子分別在大腿和小腿處（如圖4.8，圖4.9所示）。</p><p><b>　　圖4.8 腿部細節(jié)</b></p><p>　　Fig4.8 Leg details</p><p><b>　　圖4.9 腿部</b></p><p>　　Fig4

63、.9 The leg</p><p>　　將腿打組放好，然后復制翻轉出另一條腿。打組的時候整個組的中心軸會默認地變到坐標原點，這很不方便之后的操作，可以使用“居中樞軸”操作來將中心軸改到組的中心來，因為沒有快捷鍵，用起來不是很方便所以可以在選擇操作的時候按住“ctrl+shift”將它添加到工具架的自定義那一欄里以便隨時使用（如圖4.10所示）。</p><p>　　圖4.10 自定義工具

64、</p><p>　　Fig4.10 The custom tool</p><p>　　剩下的就是機器人的長槍柄和尖、腹部、頭部。</p><p>　　槍柄和槍尖一個是用圓柱體一個使用圓錐體來制作的，這不是什么麻煩的問題，但是槍柄、槍筒和槍尖應該是在一個軸上的，這就要用到吸附工具了——按住x搓動鼠標中鍵是吸附到網(wǎng)格，按住c搓動鼠標中鍵是吸附到線，按住v搓動鼠標中鍵

65、是吸附到點。將它們?nèi)齻€零件對齊全部放到槍管也就是煙筒中。</p><p>　　機器人的腹部是用蒸汽機車的馬達來做的，當然，蒸汽機車都很難見到就更別說它的發(fā)動機了，經(jīng)過網(wǎng)上的一些搜集，終于找到了類似的發(fā)動機，在制作的時候就很方便了，就是使用長方體加上一些小的零件就可以了。既然已經(jīng)做到內(nèi)部結構了，那就要交代清楚在變形時可能會裸露到外面的零部件，于是我又在火車頭頭部加了一個風扇。</p><p>

66、;　　機器人的頭部在設計的時候是按照騎士的頭盔來設計的，所以我首先做出一個頭盔的模型，但是機器人和人還是有區(qū)別的，所以在連接的地方我制作了汽缸一樣的結構來對應人體上脖子的肌肉，又做了一個臺子來對應鎖骨。然后將做好的結構放到火車中以便變形的時候使用（如圖4.11所示）。</p><p>　　圖4.11 頭部模型</p><p>　　Fig4.11 Head model</p>

67、<p>　　將模型擺好，目前模型有38898個面，做了一下調(diào)整是39762個面（如圖4.12所示），這已經(jīng)是一個高模了，作為影視模型已經(jīng)差不多了，為了調(diào)整變形的效果，還需要再將所有的部件先拼成一個機器人的形象看是否合乎比例和審美，在此基礎上再進行調(diào)整（如圖4.13所示）。</p><p>　　圖4.12 完成的模型</p><p>　　Fig4.12 The completed

68、model</p><p>　　圖4.13 機器人模型</p><p>　　Fig4.13 Robot model</p><p>　　4.1.3 場景模型制作</p><p>　　因為本動畫著重表現(xiàn)的是變形金剛，所以在場景方面就稍微簡單一些，現(xiàn)在這種蒸汽機車只存在于兩種地方，其一是博物館，其二是被拋棄在廢舊的鐵路上，我的場景就只做一段廢舊的

69、鐵路。</p><p>　　首先先做一個地面，可以直接使用分段數(shù)是1x1的平面就可以了。接下來是枕木，枕木的形狀不是很復雜，不過說起來枕木還是有一些細節(jié)的，比如說枕木上是有鉚釘?shù)?，注意這些細節(jié)可以讓即使很簡單的場景變得生動起來。做完一個重復結構之后就可以進行“復制并變換”這個操作，需要多少復制多少就可以了。然后在枕木上放上兩條鐵軌就可以了，要注意的是鐵路寬度要和火車輪間距一致，鐵軌的寬度要和車輪凹槽的寬度一致。然

70、后再將火車模型導入就可以了（如圖4.14，圖4.15所示）。</p><p>　　圖4.14 鐵路模型</p><p>　　Fig4.14 A model railway</p><p>　　圖4.15 整個場景模型</p><p>　　Fig4.15 The whole scene model</p><p>　　模

71、型做好之后要稍微查看一下是否有多余的先和多余的點，這是很重要的，方法就是查看模型的布線，好的布線是有一種韻律的美感——即是疏密得當、形狀整齊。檢查完將多余的線刪除、將多余的點刪除或者合并。這樣，初步的建模工作就已經(jīng)完成了。</p><p>　　4.2 模型動作制作</p><p>　　現(xiàn)在進行的是動畫的模型動作的制作。其實骨骼綁定和動作制作應該是在粗模狀態(tài)下進行的，但是也因情況而定。因為我

72、的模型涉及到變形而且零件繁多，所以我選用在高模狀態(tài)下直接制作動作。</p><p>　　首先要介紹一下在maya中制作動畫動作的方法。這個步驟簡稱key動畫，方法有如下幾種。第一種，按下s鍵，可以為模型的某人屬性加關鍵幀，這種方法要首先確定模型現(xiàn)在的屬性（移動、旋轉、縮放）再key幀。第二種，開啟大小寫鎖定或者是按住“shift”鍵，用“w”、“e”、“r”等操作分別為模型的單個運動加關鍵幀，上面說過，maya是

73、識別大小寫的軟件。第三種是在通道欄中找到想要key 的某些屬性，選擇并右擊，出現(xiàn)“key select”或“key all”的選項，給需要的屬性key幀。第四種，開啟界面下面的時間欄右下角那里的小鑰匙圖標，點擊一下會變成紅色，這個時候為自動關鍵幀已經(jīng)開啟，選擇一個模型按“s”，然后移動時間欄的時間滑塊到另一個點，然后移動物體到我想要的點，上面多了一個小紅條，這就是自動key幀。第五種是在曲線編輯器中編輯模型的移動軌跡。</p>

74、;<p>　　我所使用的就是第一種方式，將模型擺在一個需要的位置上然后按下“s”鍵，這也是因為這個動畫不涉及到更復雜的運動，只是要做到從火車到機器人的變化，而且變化的時候骨骼會妨礙變形的一些動作。</p><p>　　因為上述原因，也就不需要在機器人身上綁定骨骼了。當然，如果要制作更復雜的機器人的動作的話，那就必須要使用骨骼綁定了。</p><p>　　在這里我是利用maya

75、中模型的父子級別關系來帶動這個模型的運動的。所謂“父子級別關系”就是將一個模型定義為“父”，然后將其余的一些模型定義為“子”。這樣，“子模型”會隨著“父模型”的運動而運動，這樣也會達到一個類似與骨骼的效果，而且模型的運動范圍也將更加的隨意，這也是運用在機器人綁定上面的一種通用的辦法。</p><p>　　我首先將為一體的模型打組——頭部、胸部、背部、左肩、右肩、左膀、右膀、左臂、右臂、左手、右手、腹部、臀部、左大

76、腿、右大腿、左小腿、右小腿、左腳、右腳、長槍、盾牌。這樣也方便操作。然后再將腳和小腿打組，再將這個組和大腿打組。同樣的將手臂、上身都找這種方式打好組。再將每一個整體部件的樞軸改變到它們的關節(jié)處，好讓變形的時候方便旋轉移動。移動樞軸的方法是按“insert”鍵，要移動到準確的位置就要用上面說過的吸附工具了。</p><p>　　綁好了之后就可以開始key動畫了，動作是按照開始前期設計時候的確定下來的，在此就不做贅述

77、了。方法也是用的上面所說的，做的時候需要耐心，而且每做一段就要看看動作的效果還有節(jié)奏。節(jié)奏方面要參考電影上的變形金剛，電影上的變形金剛用三秒左右完成變形。我這個也不用太長時間，我整個過程用了120幀，也就是接近5秒，這也是為了讓觀眾看的仔細一點。為了動作真實一點，可以讓零件到位置之后稍微過去一點，然后再回到應該有的位置上。再最后key機器人站起來的動作的時候為了真實一點，我把動作現(xiàn)改為首先從跪著變到單腿跪著再站起來（如圖4.16所示）。

78、</p><p>　　圖4.16 機器人動作</p><p>　　Fig4.16 Robot action</p><p>　　這樣，模型的動作也就做好了。</p><p><b>　　4.3 攝影機擺放</b></p><p>　　動畫的動作已經(jīng)做出來了，下面就是要開始為動畫拍攝做準備了。拍攝要

79、用到的首先就是攝影機。</p><p>　　在maya里攝影機和現(xiàn)實中差不多，先新建一個攝影機留作渲染之用。攝影機的設計就用默認的就可以了，默認的設置和人的眼睛的焦距是一樣的。然后將攝影機位置擺好，這是為了讓觀眾看起變形的時候的全貌以增添真實感，有真實拍攝的感覺。當然，所有的模型都不是360度零死角無穿幫的。真正好的模型是只要在攝影機中拍到的效果完美就可以了。所以在架好攝影機的同時也要靠考慮到避開一些穿幫的動作。

80、</p><p>　　擺攝影機有兩種方式，第一種是模型動畫一樣，第二種是讓模型隨著一個擺好的曲線去運動。我認為第一種方式很容易模擬出來現(xiàn)實中攝影機的移動。第二種很難控制鏡頭中的圖像的內(nèi)容。</p><p>　　在面板中把渲染攝影機設置成視圖攝影機，然后移動時間軸同時移動攝影機把攝影機key幀。Key幀之前我做了一個分鏡頭腳本（如圖4.17所示）。</p><p>　

81、　圖4.17 分鏡頭腳本</p><p>　　Fig4.17 Shooting script</p><p>　　照這樣把攝像機擺好就做好了渲染的準備。</p><p>　　4.4 燈光材質(zhì)貼圖</p><p>　　材質(zhì)、貼圖和燈光都是在一起做的。</p><p>　　先做燈光，舞臺上打光要有主光、補光、背光。舞臺光如

82、果打的不好會很假。而在maya里有個物理太陽和天空（如圖4.18所示）。而物理太陽和天空模擬了現(xiàn)實中的太陽和天空，而且空氣中的反射和折射都能在這個系統(tǒng)中模擬。物理太陽和天空這個系統(tǒng)在控制光的亮度的地方很方便，在太陽的角度改變的同時可以模擬出一天之中不同時間的陽光強度。但是這個系統(tǒng)有幾個缺點，就是無法給出時間和經(jīng)緯度直接給出打光，而且這天空雖然真但是沒有云彩的設置。不過在本次動畫里是足夠了。而且這個系統(tǒng)中有個地面，在設置材質(zhì)的時候把地面的

83、顏色和地面的模型調(diào)成一樣。</p><p>　　圖4.18 物理天空和太陽</p><p>　　Fig4.18 The physical sky and sun</p><p>　　而物理太陽和天空模擬了現(xiàn)實中的太陽和天空，而且空氣中的反射和折射都能在這個系統(tǒng)中模擬。物理太陽和天空這個系統(tǒng)在控制光的亮度的地方很方便，在太陽的角度改變的同時可以模擬出一天之中不同時間的

84、陽光強度。但是這個系統(tǒng)有幾個缺點，就是無法給出時間和經(jīng)緯度直接給出打光，而且這天空雖然真但是沒有云彩的設置。不過在本次動畫里是足夠了。</p><p>　　調(diào)材質(zhì)要有良好的物理知識，比如說金屬材質(zhì)是把blinn材質(zhì)的偏心率降低、鏡面反射衰減加大、發(fā)射率增大。而玻璃用blinn材質(zhì)把顏色調(diào)成黑色、透明度調(diào)成0、在光纖跟蹤選項中把折射選項選上把折射率調(diào)成1.5，1.5就是現(xiàn)實中玻璃的折射率。要做這些材質(zhì)都得知道這些物

85、理知識。除了以上兩個材質(zhì)還有火車黑漆、白漆、紅漆的材質(zhì)做法和金屬的相似，只是減弱反射的強度然后分別給材質(zhì)上黑色、白色和紅色。枕木的材質(zhì)用lambert的材質(zhì)作為基礎，因為木頭不需要blinn材質(zhì)那樣強烈的反射，然后選用maya材質(zhì)收藏夾中的木頭紋理就可以了。地面選用maya材質(zhì)收藏夾中石頭顆粒材質(zhì)，在透明度選項中鏈接一個圓形漸變，中間黑色外圍白色，在maya中透明貼圖里將就白透黑不透，而導入外部文件是黑透白不透，這個需要注意，這么做為了

86、讓地面模型和物理太陽和天空中的地面更好的融合。</p><p>　　下面就是貼圖畫貼圖了，貼圖放在項目文件sourceimages文件夾中。展開需要貼圖的模型的uv（如圖4.19，圖4.20），要展的適合畫貼圖，不要讓畫出來的貼圖變形太大，當然，在畫好貼圖之后也可以在uv紋理編輯器中調(diào)整貼圖的位置（圖4.21，圖4.22所示）。除了做一些圖案貼圖還要做幾個凹凸貼圖（如圖4.23，圖4.24所示），因為有的不重要的

87、結構完全可以用貼圖來解決。這樣的材質(zhì)就做好了。（如圖4.25所示）</p><p>　　圖4.19 模型UV1</p><p>　　Fig4.19 Model UV1</p><p>　　圖4.20 模型UV2</p><p>　　Fig4.20 Model UV2</p><p><b>　　圖4.21 貼

88、圖1</b></p><p>　　Fig4.21 Mapping1</p><p><b>　　圖4.22 貼圖2</b></p><p>　　Fig4.22 Mapping2</p><p>　　圖4.23 凹凸貼圖1</p><p>　　Fig4.23 Bump mapping1&

89、lt;/p><p>　　圖4.24 凹凸貼圖2</p><p>　　Fig4.24 Bump mapping2</p><p><b>　　圖4.25 材質(zhì)球</b></p><p>　　Fig4.25 Materials</p><p><b>　　4.5 模型渲染</b>&l

90、t;/p><p>　　都說“三分靠模型七分靠渲染”，再好的模型沒有好的渲染那是沒用的。其實渲染和材質(zhì)貼圖燈光是同時做的，但是這里單獨拿出來說是因為這里要做視屏而不是只渲染一張。</p><p>　　我們這里用的是Mental Ray渲染器，首先要在“插件管理器”中點開Mayatomr.mll插件。Mental Ray渲染器無法直接渲染出視屏，所以要批量渲染出序列圖像然后在后期軟件中將序列圖像轉

91、換成視屏。</p><p>　　先在渲染設置中設置一下幀范圍、開始幀、結束幀，在“幀/動畫擴展名”那設置為“name.#.ext”，然后選上開始編號和幀數(shù)。將圖像質(zhì)量頂為1024x768，也就是正常視屏的尺寸以便渲染完了做視屏（如圖4.26所示）。然后選擇渲染模式中選擇“批渲染”（如圖4.27所示）。渲染出來的圖片自動存在項目文件中的“images”文件夾中。</p><p>　　圖4.2

92、6 渲染設置</p><p>　　Fig4.26 The render settings</p><p>　　圖4.27 批量渲染設置</p><p>　　Fig4.27 Batch render settings</p><p>　　第五章　后期視屏剪輯</p><p>　　5.1 導入序列圖片</p>

93、<p>　　在pr中新建一個項目，standard 48hz的格式。導入圖片在序列圖片選項上打上勾。導入的圖像就會自動變成視屏。（如圖5.1所示）</p><p>　　圖5.1 導入序列圖片</p><p>　　Fig5.1 Import sequence</p><p><b>　　5.2 剪輯特效</b></p>

94、<p>　　因為視屏已經(jīng)渲染的很好了，所以在這里只要稍微剪輯一下就可以了，按著之前寫的分鏡頭腳本做好淡入淡出的特效。</p><p>　　淡入淡出就是調(diào)一下視屏的透明度，將開始末尾透明度調(diào)成0，用10幀淡入，10幀淡出。</p><p><b>　　5.3 音效</b></p><p>　　我使用的配音和背景音樂都是使用變形金剛原聲的

95、音樂和音效。大型機器的聲音很難自己做，雖然是用的原聲音效，但是要掌握好變形的節(jié)奏和聲音的配合。</p><p><b>　　5.4 字幕</b></p><p>　　Pr中制作字幕非常方便。</p><p>　　開始的字幕內(nèi)容是“一百多年前孫中山先生發(fā)下宏愿要為中國修十萬公里的鐵路”、“如今我們終于完成了這個夢想”、“這是一個屬于我們中國人的夢

96、想”、“謹以此獻給為中國夢奮斗的人們?！边@也是呼應了開始的前期設計和理念。這段用的效果是逐字出現(xiàn)然后漸隱。逐字出現(xiàn)是用黑條擋著文字然后移開黑條，漸隱是改變文字的透明度。最后的是滾動字幕，設置一下字幕的滾動屬性開始于屏幕外結束于屏幕外（如圖5.2所示）。最后的剪輯完了就是整個動畫完成了（如圖5.3所示）。</p><p><b>　　圖5.2 字幕設置</b></p><p

97、>　　Fig5.2 Subtitle settings</p><p><b>　　圖5.3 剪輯序列</b></p><p>　　Fig5.3 Clip series</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　王琦. Autodesk Maya 2012標準培訓教材.

98、Ⅰ. 北京：火星時代出版社，2012.</p><p>　　王琦. Autodesk Maya 2012標準培訓教材.Ⅱ. 北京：火星時代出版社，2012.</p><p>　　羅軍. 5DS+Maya光影與合成技術實錄. 北京：清華大學出版社，2010.</p><p>　　完美動力. MAYA綁定. 北京：海洋出版社，2012.</p><p

99、>　　陳路石. Maya / Mental Ray材質(zhì)與渲染大揭秘. 北京：清華大學出版社，2012.</p><p>　　萬建龍. Maya火星課堂. 北京：火星時代出版社，2011.</p><p>　　李瑞芳. Adobe Premiere實用技術指南. 北京:清華大學出版社，1998.</p><p>　　王兆成. Maya 3D藝術設計拉手實訓教程.

100、 河南：河南科學技術出版社，2011.</p><p>　　孫宇 李左彬.神話·Maya建模實戰(zhàn)技法 北京：中國鐵道出版社，2011.</p><p>　　楊慶釗.Maya建模技術實錄 北京：清華大學出版社，2010.</p><p><b>　　結　　論</b></p><p>　　動畫是做完了，但是這僅僅

101、只是開始，是我職業(yè)之路的起步，通過這次設計讓我鞏固了所學的技能也做出了一個完整有趣的作品。</p><p>　　制作3d動畫不止是某項具體的工作。撇開之中使用的技術不說，它其中蘊含的設計的創(chuàng)意也是一種嘗試。這個設計即有商業(yè)性又有一定的創(chuàng)意。通過本選題3d動畫整個過程進行操作以及思考，對整個大學所學的動畫制作技巧和軟件技術進行配合，實用于真正的實踐中，而非只能簡單地使用某個技能。這也是對大學四年所有所學的總結。&l

102、t;/p><p><b>　　致　　謝</b></p><p>　　時光如水、光陰似箭，愉快而又充實的大學生活就要結束了。這四年來我學到了很多的知識、掌握了許多的技能、認識了許多同學、經(jīng)歷了許多事情，這將成為我寶貴的記憶。我能取得這些成績，需要感謝我身邊的所有人，是他們激勵著我、鞭策著我，使我不斷地前進。</p><p>　　首先我要感謝學院在這四