第5章動畫制作

1、1,第5章 動畫制作,5.1 計算機動畫基礎 5.2 Flash 動畫制作5.3 3ds Max三維動畫制作,2,5.1 計算機動畫基礎 1.計算機動畫的基本概念 采用圖形和圖像處理技術，借助于計算機編程或動畫制作軟件生成一系列的景物畫面。每一幅畫面稱為一幀。 利用人眼的“視覺殘留”效應，只需把畫面的刷新頻率保持在每秒24幀左右，人眼看到的就是連續(xù)運動的畫面效果，

2、但是每秒24幀的刷新頻率會讓人眼感到畫面的閃爍，實際電影播放過程中，有一個遮擋板每秒遮擋24次，所以電影的刷新頻率實際為每秒48次，有效地消除了閃爍又節(jié)省了膠片。,3,2．傳統(tǒng)影視動畫的類型,（1）空間視覺效果 二維動畫（平面動畫） 三維動畫（立體動畫）（2）動畫播放方式 順序動畫 交互式動畫（3）動畫播放的幀數(shù) 全動畫（即逐幀動畫） 半動畫（只繪制12幀或8幀畫

3、面，播放時每一幀重復播放1次或2次）,4,3．計算機動畫的分類,（1）關鍵幀動畫關鍵幀：在連續(xù)變化的畫面中動作變化出現(xiàn)轉折點的畫面。 計算機中一般只繪制關鍵幀，關鍵幀之間的畫面則由計算機自動生成。（2）路徑動畫 就是預先畫出一條運動的路線，使場景中的對象沿指定的路線運動。（3）變形動畫 需要定義圖像的特征結構，按照特征結構進行變形的技術被廣泛應用在電影特技處理上。（4）粒子動畫

4、 模擬一些隨機場景如雨雪、火焰和氣流。通過控制粒子系統(tǒng)中的粒子數(shù)、粒子運動速度、加速度和生命周期等參數(shù)可以生成粒子的動畫效果。,5,（1）二維動畫的制作過程① 關鍵幀制作② 中間畫面的生成③ 分層制作與合成④ 著色⑤ 預演（2）三維動畫制作過程① 對三維物體進行建模② 對物體指定材質并貼圖③ 設置場景的燈光和攝象機④ 設置三維物體的動畫效果⑤ 渲染輸出,4．計算機動畫的制作過程,6,

5、5.3 3ds MAX三維動畫制作,5.3.1 3ds MAX工作環(huán)境,,7,5.3.2 基本操作,1．視圖的控制 （1）視圖的分類與布局 正視圖：頂視圖、底視圖、前視圖、后視圖、左視圖和右視圖。 透視圖：類似一種廣義的攝像機視圖，可以搖動角度對物體進行環(huán)游觀察。 用戶視圖：不產生透視效果，是一種正交視圖，其內的物體不會發(fā)生透視形變。 （2）視圖的選擇

6、 用鼠標右鍵切換不影響當前選中的對象。 （3）視圖的控制,8,（4）對象的顯示方式 透視圖默認以“平滑+高光”模式顯示，其他視圖則默認顯示為線框。 平滑+高光：實體著色方式，有助于了解燈光效果、物體的形態(tài)、陰影處理和物體表面的材質貼圖效果。 線框：有助于了解物體的結構、編輯物體的點、線、面等次物體。 其他：平滑、面+高光、面、平面、亮線框、邊界框 邊面：結合了實體著色和線框兩種顯示方式的優(yōu)點。,平滑+高光,

7、線框,邊面,面,面+高光,平面,亮線框,邊界框,9,（5）3ds MAX的坐標系,① 世界坐標系：每個視圖中坐標軸的方向是不變的，而且在每個視圖的左下角都顯示了一個世界坐標。② 屏幕坐標系：適用于正交視圖，x軸永遠在激活視圖的水平方向，y軸永遠在垂直方向，z軸則垂直于屏幕。③ 視圖坐標系：在正交視圖中顯示為屏幕坐標系，在非正交視圖則切換為世界坐標系。,世界坐標系,屏幕坐標系,視圖坐標系,世界坐標,10,④ 局部坐標系：使用被選擇對象

8、本身的坐標軸向作為參考坐標，有利于針對物體本身的變換操作，如移動和旋轉等。⑤ 拾取坐標系：將選擇物體的坐標作為參考坐標系。⑥ 父級坐標系：用其父級對象的坐標作為參考坐標。⑦ 柵格坐標系：坐標軸的方位將自動符合激活的柵格對象。,（5）3ds MAX的坐標系,局部坐標系,拾取坐標系拾取茶壺對象,11,2．選擇對象 “先選擇，后操作”,選擇對象 按名稱選擇 矩形選擇區(qū)域,選擇對象分類,按名稱選擇,窗口,交叉,12,3．

9、選擇并移動,約束到y(tǒng)z平面,約束到x軸,右擊,,13,4．選擇并旋轉,約束到y(tǒng)軸,右擊,,角度捕捉：以5度的值遞增或遞減。,14,5．選擇并均勻縮放,均勻縮放,右擊,,非均勻縮放,擠壓縮放保持體積不變,15,6．對象的復制,復制：原對象與復制的目標對象沒有關聯(lián)。 實例：復制的對象與原對象是相互影響。 參考：表示復制的對象與原對象是單向關聯(lián)的，即對原對象的修改會影響參考復制的對象，反過來則不會。,修改原對象,簡單復制,實例復制,

10、參考復制,復制的對象添加一個拉伸修改器,（1）克隆,16,（2）移動復制：按住Shift的同時移動對象。（3）旋轉復制：按住Shift的同時旋轉對象，注意旋轉軸心點的變化。（4）縮放復制：按住Shift的同時縮放對象。,移動復制,旋轉復制,縮放復制,17,（4）鏡像,（5）陣列復制,18,7．對象的刪除 選中對象，按“del”鍵可以刪除。8．對象的對齊,（1）對齊,最小：對象沿某個坐標軸正向的起始位置 中心：沿某個坐標

11、軸方向對象的中心點位置 軸點：對象在某個軸向的軸心點 最大：對象沿某個坐標軸正向的結束位置,XY軸向中心點對齊，Z軸方向選擇球的最小與圓錐體的最大對齊,19,（2）快速對齊 使源對象和目標對象的軸心點重合。,球與圓錐體的軸心點重合,（3）法線對齊 在源對象要對齊的法線位置單擊，可以看到對象表面該位置出現(xiàn)一根蘭色的法線，然后到目標對象上需要對齊的法線位置單擊，在單擊處出現(xiàn)一根綠色的法線，那么

12、源對象的法線將與目標對象的法線重合 。,（4）放置高光 在場景中添加一個泛光燈，將鼠標移到泛光燈上單擊并拖曳鼠標到對象需要放置高光的位置即可 。,法線對齊,放置高光,20,5.3.3 簡單三維物體的建模,1．標準基本體的創(chuàng)建,2．擴展基本體,21,5.3.4 平面對象的創(chuàng)建,1. 樣條線的創(chuàng)建,2. NURBS曲線的創(chuàng)建,22,5.3.5 編輯修改器,1．修改命令面板,2．修改器的類型① 圖形的修改：

13、編輯樣條線、 擠出、車削和倒角。② 幾何體的修改：彎曲，錐化、扭曲、拉伸、噪聲等。③ 次物體的修改：包括編輯網格、編輯面片、編輯多邊形。④ 自由變形器：用于給物體添加可任意調節(jié)的控制點，如FFD 2*2*2、FFD 3*3*3、FFD 4*4*4、FFD（長方體）、FFD（圓柱體）等。⑤ UV修改器：用于改變對象的表面特性，如UVW 貼圖，可創(chuàng)建物體的貼圖坐標。,,23,3．常用修改器,（1）編輯樣條線（Edit Spline）

14、,Bezier：提供兩根調整桿，兩根調整桿成一條直線并與頂點相切。Bezier角點：提供兩根調整桿，兩根調整桿之間的角度可任意調節(jié)。角點：頂點兩邊的線段可成任意角度。平滑：將頂點兩邊的線段變成圓滑的曲線，曲線與頂點相切。,編輯樣條線修改器,頂點類型,常用頂點修改命令,常用樣條線修改命令,24,（2）擠出修改器（Extrude）,用于將平面圖形擠出成具有一定厚度的立體物體。,擠出一個五角星,擠出一個迷宮,25,（3）車削修改器（La

15、the） 車削是通過旋轉的方法由二維截面圖形旋轉生成三維物體。適合構建類似花瓶和碗之類的三維模型。,酒杯造型,a旋轉360度后的造型,26,（4）彎曲修改器（Bend）彎曲修改器主要用于對物體進行彎曲修改。,圓柱體參數(shù),彎曲180度,限制彎曲并移動彎曲中心點的效果,添加2個彎曲修改器，均彎曲180度，調整第1個彎曲修改器的中心,27,（5）編輯網格（Edit Mesh） 主要用于對三維網格物體的細節(jié)進行

16、調節(jié)。,移動球體的頂點,縮放管狀體的頂點,刪除壺蓋上的部分多邊形賦予木紋貼圖,刪除球體上的部分面賦予漸變坡度的貼圖效果,28,（6）FFD修改器,對物體進行空間變形修改例如：用FFD長方體對管狀體進行變形修改，構造一把劍的造型。,管狀體參數(shù),FFD長方體修改器,頂部與底部頂點縮小為一點,移動左右兩邊的頂點,放大中間兩列的頂點,29,4．修改器綜合應用舉例,異面體 ：半徑60，p=0.35 轉換為可編輯網格，選中所有的多邊形 “炸

17、開”為“元素” 面擠出的數(shù)量設為5 松弛的值為0.3 平滑度設為0.7 材質多維/子對象,足球建模,30,5．圖形放樣,將一個物體的截面圖形沿著一條路徑放樣來獲得其三維造型。放樣的截面圖形的形狀和數(shù)目沒有限制，但是放樣的路徑只能是一條。放樣得到的物體還可以進行縮放、倒角、扭曲、擬合等變形操作，可以創(chuàng)建出許多復雜的三維模型。,放樣得到的圓柱體,50%處截面圖形改為五角星,在路徑的50%處縮小到一點,下半段進行了扭曲變形,3

18、1,放樣得到的床,放樣得到的窗簾,窗簾收縮并鏡象復制,添加了UVW貼圖,32,5.3.6 材質和貼圖,材質：包含了顏色、質感、反射與折射以及物體表面的紋理等內容，這些屬性的組合在不同的光照條件下將呈現(xiàn)不同的視覺效果。 貼圖：使物體的外表更加豐富多彩。,1．材質編輯器的組成,33,2．材質的參數(shù)設置,（1）明暗器基本參數(shù) 明暗方式：即材質產生高光的方式，決定了材質的質感。,34,下面是茶壺的各種渲染效果,35,（2）Blin

19、n基本參數(shù) 基本材質使用三種顏色構成對象表面，分別是：① 環(huán)境光：設置對象陰影處的顏色，環(huán)境光比直射光強時為對象反射的顏色。② 漫反射：光照條件較好情況下對象反射的顏色，是對象的固有色。③ 高光反射：設置反光亮點的顏色。,設置高光,自發(fā)光,半透明,36,3．常用材質,（1）頂/底,頂/底交換,頂/底混合,,37,（2）多維/子對象將多種材質組合在一起指定給一個物體的多個次物體。,38,（3）光線跟蹤（Raytr

20、ace）光線跟蹤能夠反映出光線的反射和折射效果，但渲染需要花較長的時間。,39,4．貼圖 除了給三維物體指定相應的材質，還經常需要給物體進行貼圖指定，使物體的外表更加的豐富多彩。 （1）貼圖類型,① 2D貼圖：屬于二維平面圖像，用于環(huán)境貼圖，創(chuàng)建場景背景或映射在幾何體的表面。主要包括漸變、漸變坡度、平鋪、棋盤格、位圖和旋渦等，其中最常用也是最簡單的二維貼圖是“位圖”，其它二維貼圖都是由程序生成的。② 3D貼圖：是程序

21、生成的三維模板。例如“木材”貼圖，賦予對象的內部也有紋理，被賦予這種材質的物體切面紋理與外部紋理是相匹配的。三維貼圖不需要貼圖坐標。③ 合成器：以一定的方式混合其它顏色和貼圖，主要包括RGB相乘、合成、混合和遮罩。④ 顏色修改器：改變材質像素的顏色，主要包括RGB染色、頂點顏色和輸出。⑤ 其它：用于特殊效果的貼圖，主要包括薄壁折射、法線凹凸、反射/折射、光線跟蹤和平面鏡等。,40,（2）貼圖坐標如果賦予物體的材質中包含任何一種二

22、維貼圖時，物體就必須具有貼圖坐標，這個坐標就是確定二維貼圖如何映射在物體上。貼圖坐標不同于場景中的XYZ坐標系，使用的是UV或UVW坐標系。 可以給物體添加“UVW 貼圖”修改器，使物體可以調整二維貼圖坐標，還可以選擇不同的貼圖投影方式。,平面,柱形,球形,收縮包裹,長方體,面,XYZ到UVW,41,位圖貼圖綜合應用創(chuàng)建一個“平面”，通過貼圖得到一片楓葉。,42,5.3.7 燈光和攝像機,燈光類型,聚光燈參數(shù)設置,基本布光

23、方法 一般可以采用“三點照明”法來給場景添加燈光，三點照明指的是在場景主體周圍三個位置上布置燈光，從而獲得良好光影效果的方法。 主光源：場景中的主要光源，通常用來照亮場景中的主要對象及與周圍區(qū)域，并且擔任給主體對象投射陰影的功能，通常是場景中最亮且惟一打開陰影功能的燈光。輔光源：主要用于軟化主光源投下的陰影，并且提高場景主體的亮度，調和明暗區(qū)域之間的反差。輔光源的亮度一般為主光源的一半左右。 背光源：又叫輪廓光、頭頂光