三維動畫制作流程畢業(yè)論文

1、 畢 業(yè) 論 文題目：三維動畫制作流程姓 名 專 業(yè) 動漫設計與制作 班 級 動漫 指導教師 2012年 5 月 題目：三維動畫制作流程摘 要 三維動畫又稱3d動畫，是近年來隨著計算機軟硬件技術的發(fā)展而產(chǎn)生的一新興技術。三維動畫軟件在計算機中首先建立一個虛擬的世界，設計師在這個虛擬的三維世界中按照要表現(xiàn)的對象的形狀尺寸建立模型以及場景，再根據(jù)要求設定模型的運動軌跡、虛擬攝影機的運動和其它動畫參數(shù)，最后按要求為模型賦上特定的材質，并打上燈光。當這一切完成后就可以讓計算機自動運算，生成最后的畫面關鍵詞：虛擬的世界；運動軌跡；虛擬攝影機目 錄第一節(jié) 引 言 1 第二節(jié) 三維動畫的應用領域52.1 建

2、筑、規(guī)劃、園林領域5 2.2 產(chǎn)品演示52.3 片頭、廣告、影視、角色動畫6 2.4 虛擬現(xiàn)實7第三節(jié) 三維動畫制作流程7 3.1 前期制作 7 3.2 片段制作83.3 后期合成9第四節(jié) 三維動畫發(fā)展趨勢94.1 三維動畫發(fā)展前景9 4.2 三維動畫中國發(fā)展11 第五節(jié) 結束語 12 參考文獻 13致 謝 14 第一節(jié) 引 言三維動畫技術模擬真實物體的方式使其成為一個有用的工具。由于其精確性、真實性和無限的可操作性，目前被廣泛應用于醫(yī)學、教育、軍事、娛樂等諸多領域。在影視廣告制作方面，這項新技術能夠給人耳目一新的感覺，因此受到了眾多客戶的歡迎。三維動畫可以用于廣告和電影電視劇的特效制作（如爆

3、炸、煙霧、下雨、光效等）、特技（撞車、變形、虛幻場景或角色等）、廣告產(chǎn)品展示、片頭飛字等等。 三維動畫涉及影視特效創(chuàng)意、前期拍攝、影視3d動畫、特效后期合成、影視劇特效動畫等。 隨著計算機在影視領域的延伸和制作軟件的增加，三維數(shù)字影像技術擴展了影視拍攝的局限性，在視覺效果上彌補了拍攝的不足，在一定程度上電腦制作的費用遠比實拍所產(chǎn)生的費用要低的多，同時為劇組因預算費用、外景地天氣、季節(jié)變化而節(jié)省時間。制作影視特效動畫的計算機設備硬件均為3d數(shù)字工作站。 制作人員專業(yè)有計算機、影視、美術、電影、音樂等。影視三維動畫從簡單的影視特效到復雜的影視三維場景都能表現(xiàn)的淋漓盡致。第二節(jié) 三維動畫的應用領域2

4、.1 建筑、規(guī)劃、園林領域 現(xiàn)在階段在中國，3d技術在建筑領域得到了最廣泛的應用：早期的建筑動畫因為3d技術上的限制和創(chuàng)意制作上的單一，制作出的建筑動畫就是簡單的跑相機的建筑動畫。 隨著現(xiàn)在3d技術的提升與創(chuàng)作手法的多元化，建筑動畫從腳本創(chuàng)作到精良的模型制作，后期的電影剪輯手法，以及原創(chuàng)音樂音效，情感式的表現(xiàn)方法，制作出的建筑動畫綜合水準越來越高，建筑動畫費用也比以前降低了許多。 超越建筑多媒體工作室致力于建筑漫游動畫：房地產(chǎn)漫游動畫、小區(qū)瀏覽動畫、樓盤漫游動畫、三維虛擬樣板房、樓盤3d動畫宣傳片、地產(chǎn)工程投標動畫、建筑概念動畫、房地產(chǎn)電子樓書、房地產(chǎn)虛擬現(xiàn)實等動畫制作。道路、橋梁、隧道、立交

5、橋、街景、夜景、景點、市政規(guī)劃、城市規(guī)劃、城市形象展示、數(shù)字化城市、 三維城市規(guī)劃虛擬城市、城市數(shù)字化工程、園區(qū)規(guī)劃、場館建設、機場、車站、公園、廣場、報亭、郵局、銀行、醫(yī)院、數(shù)字校園建設、學校等動畫制作。園林景觀動畫涉及景區(qū)宣傳、旅游景點開發(fā)、地形地貌表現(xiàn)，國家公園、森林公園、自然文化遺產(chǎn)保護、歷史文化遺產(chǎn)記錄，園區(qū)景觀規(guī)劃、場館綠化、小區(qū)綠化、樓盤景觀等動畫表現(xiàn)制作。 園林景觀3d動畫是將園林規(guī)劃建設方案，用3d動畫表現(xiàn)的一種方案演示方式。其效果真實、立體、生動，是傳統(tǒng)效果圖所無法比擬的。園林景觀動畫將傳統(tǒng)的規(guī)劃方案，從紙上或沙盤上演變到了電腦中，真實還原了一個虛擬的園林景觀。目前，動畫在

6、三維技術制作大量植物模型上有了一定的技術突破和制作方法，使得用3d軟件制作出的植物更加真實生動，動畫在植物種類上也積累了大量的數(shù)據(jù)資料，使得園林景觀植物動畫如虎添翼。 2.2 產(chǎn)品演示產(chǎn)品動畫涉及：工業(yè)產(chǎn)品如汽車動畫、飛機動畫、輪船動畫、火車動畫、艦艇動畫、飛船動畫；電子產(chǎn)品如手機動畫、醫(yī)療器械動畫、監(jiān)測儀器儀表動畫、治安防盜設備動畫； 機械產(chǎn)品動畫如機械零部件動畫、油田開采設備動畫、鉆井設備動畫、發(fā)動機動畫；產(chǎn)品生產(chǎn)過程動畫如產(chǎn)品生產(chǎn)流程、生產(chǎn)工藝等三維動畫制作。2.3 片頭、廣告、影視、角色動畫 片頭動畫創(chuàng)意制作，如宣傳片片頭動畫、游戲片頭動畫、電視片頭 、影片頭動畫、節(jié)目片頭動畫、產(chǎn)品演

7、示片頭動畫、廣告片頭動畫等。動畫廣告是廣告普遍采用的一種表現(xiàn)方式，動畫廣告中一些畫面有的是純動畫的，也有實拍和動畫結合的。在表現(xiàn)一些實拍無法完成的畫面效果時，就要用到動畫來完成或兩者結合。如廣告用的一些動態(tài)特效就是采用3d動畫完成的，現(xiàn)在我們所看到的廣告，從制作的角度看，幾乎都或多或少地用到了動畫。致力于三維數(shù)字技術在廣告動畫領域的應用和延伸，將最新的技術和最好的創(chuàng)意在廣告中得到應用，各行各業(yè)廣告?zhèn)鞑?chuàng)造更多價值，數(shù)字時代的到來，將深刻地影響著廣告的制作模式和廣告發(fā)展趨勢。 影視三維動畫涉及影視特效創(chuàng)意、前期拍攝、影視3d動畫、特效后期合成、影視劇特效動畫等。隨著計算機在影視領域的延伸和制作

8、軟件的增加，三維數(shù)字影像技術擴展了影視拍攝的局限性，在視覺效果上彌補了拍攝的不足，在一定程度上電腦制作的費用遠比實拍所產(chǎn)生的費用要低的多，同時為劇組因預算費用、外景地天氣、季節(jié)變化而節(jié)省時間。在這里不得不提的是中國第一家影視動畫公司環(huán)球數(shù)碼，2000年開始投巨資發(fā)展中國影視動畫事業(yè)，從影視動畫人才培訓，影片制作，院線播放硬件和發(fā)行三大方面發(fā)展，由環(huán)球數(shù)碼投資的魔比斯環(huán)是一部國產(chǎn)全三維數(shù)字魔幻電影，中國三 維電影史上投資最大、最重量級的史詩巨片，耗資超過1.3億人民幣，400多名動畫師，歷經(jīng)5年精心打造而成的三維影視電影驚世之作。制作影視特效動畫的計算機設備硬件均為3d制作人員專業(yè)有計算機、影視

9、、美術、電影、音樂等。影視三維動畫從簡單的影視特效到復雜的影視三維場景都能表現(xiàn)的淋漓盡致。 角色動畫制作涉及：3d游戲角色動畫、電影角色動畫、廣告角色動畫、人物動畫等。 電腦角色動畫制作一般經(jīng)以下步驟完成： 1. 根據(jù)創(chuàng)意劇本進行分鏡頭，繪制出畫面分鏡頭運動，為三維制作做鋪墊； 2. 在3d中建立故事的場景、角色、道具的簡單模型； 3. 3d簡單模型根據(jù)劇本和分鏡故事板制作出3d故事板； 4. 角色模型、3d場景、3d道具模型在三維軟件中進行模型的精確制作；5. 根據(jù)劇本設計對3d模型進行色彩、紋理、質感等的設定工作； 6. 根據(jù)故事情節(jié)分析，對3d中需要動畫的模型（主要為角色）進行動畫前的一

10、些動作設置； 7. 根據(jù)分鏡故事板的鏡頭和時間給角色或其它需要活動的對象制作出每個鏡頭的表演動畫； 8. 對動畫場景進行燈光的設定來渲染氣氛； 9. 動畫特效設定； 10. 后期將配音、背景音樂、音效、字幕和動畫一一匹配合成，最終成完整部角色動畫片制作。 2.4 虛擬現(xiàn)實 虛擬現(xiàn)實，英文名為virtualreality，簡稱vr技術，也稱靈境技術或人工環(huán)境。應用于旅游、房地產(chǎn)、大廈、別墅公寓、寫字樓、景點展示、觀光游覽、酒店飯店、賓館餐飲、園林景觀、公園展覽展示、博物館，地鐵、機場、車站、碼頭等行業(yè)項目展示、宣傳。虛擬現(xiàn)實的最大特點是用戶可以與虛擬環(huán)境進行人機交互，將被動式觀看變成更逼真地體驗

11、互動。 360度實景、虛擬漫游技術已在網(wǎng)上看房、房產(chǎn)建筑動畫片、虛擬樓盤電子樓書、虛擬現(xiàn)實演播室、虛擬現(xiàn)實舞臺、虛擬場景、虛擬寫字樓、虛擬營業(yè)廳、虛擬商業(yè)空間、虛擬酒店、虛擬現(xiàn)實環(huán)境表現(xiàn)等諸多項目中采用。第3節(jié) 三維動畫制作流程3.1 前期制作是指在使用計算機制作前，對動畫片進行的規(guī)劃與設計，主要包括：文學劇本創(chuàng)作、分鏡頭劇本創(chuàng)作、造型設計、場景設計。 文學劇本，是動畫片的基礎，要求將文字表述視覺化即劇本所描述的內容可以用畫面來表現(xiàn)，不具備視覺特點的描述（如抽象的心理描述等）是禁止的。動畫片的文學劇本形式多樣，如神話、科幻、民間故事等，要求內容健康、積極向上、思路清晰、邏輯合理。 分鏡頭劇本，

12、是把文字進一步視覺化的重要一步，是導演根據(jù)文學劇本進行的再創(chuàng)作，體現(xiàn)導演的創(chuàng)作設想和藝術風格，分鏡頭劇本的結構：圖畫+文字，表達的內容包括鏡頭的類別和運動、構圖和光影、運動方式和時間、音樂與音效等。其中每個圖畫代表一個鏡頭，文字用于說明如鏡頭長度、人物臺詞及動作等內容。 造型設計，包括人物造型、動物造型、器物造型等設計，設計內容包括角色的外型設計與動作設計，造型設計的要求比較嚴格，包括標準造型、轉面圖、結構圖、比例圖、道具服裝分解圖等，通過角色的典型動作設計（如幾幅帶有情緒的角色動作體現(xiàn)角色的性格和典型動作），并且附以文字說明來實現(xiàn)。超越建筑多媒體提示造型可適當夸張、要突出角色特征，運動合乎規(guī)

13、律。 場景設計，是整個動畫片中景物和環(huán)境的來源，比較嚴謹?shù)膱鼍霸O計包括平面圖、結構分解圖、色彩氣氛圖等，通常用一幅圖來表達。 3.2 片段制作 根據(jù)前期設計，在計算機中通過相關制作軟件制作出動畫片段，制作流程為建模、材質、燈光、動畫、攝影機控制、渲染等，這是三維動畫的制作特色。 建模，是動畫師根據(jù)前期的造型設計，通過三維建模軟件在計算機中繪制出角色模型。這是三維動畫中很繁重的一項工作，需要出場的角色和場景中出現(xiàn)的物體都要建模。建模的靈魂是創(chuàng)意，核心是構思，源泉是美術素養(yǎng)。通常使用的軟件有3dsmax、autocad、maya等。建模常見方式有：多邊形建模把復雜的模型用一個個小三角面或四邊形組接

14、在一起表示（放大后不光滑）；樣條曲線建模用幾條樣條曲線共同定義一個光滑的曲面，特性是平滑過渡性，不會產(chǎn)生陡邊或皺紋。因此非常適合有機物體或角色的建模和動畫。細分建模結合多邊形建模與樣條曲線建模的優(yōu)點面開發(fā)的建模方式。建模不在于精確性，而在于藝術性，如侏羅紀公園中的恐龍模型。 材質貼圖，材質即材料的質地，就是把模型賦予生動的表面特性，具體體現(xiàn)在物體的顏色、透明度、反光度、反光強度、自發(fā)光及粗糙程度等特性上。貼圖是指把二維圖片通過軟件的計算貼到三維模型上，形成表面細節(jié)和結構。對具體的圖片要貼到特定的位置，三維軟件使用了貼圖坐標的概念。一般有平面、柱體和球體等貼圖方式，分別對應于不同的需求。模型的材

15、質與貼圖要與現(xiàn)實生活中的對象屬性相一致。 燈光，目的是最大限度地模擬自然界的光線類型和人工光線類型。三維軟件中的燈光一般有泛光燈（如太陽、蠟燭等四面發(fā)射光線的光源）和方向燈（如探照燈、電筒等有照明方向的光源）。燈光起著照明場景、投射陰影及增添氛圍的作用。通常采用三光源設置法：一個主燈，一個補燈和一個背燈。主燈是基本光源，其亮度最高，主燈決定光線的方向，角色的陰影主要由主燈產(chǎn)生，通常放在正面的3/4處即角色正面左邊或右面45度處。補燈的作用是柔和主燈產(chǎn)生的陰影，特別是面部區(qū)域，常放置在靠近攝影機的位置。背燈的作用是加強主體角色及顯現(xiàn)其輪廓，使主體角色從背景中突顯出來，背景燈通常放置在背面的3/4

16、處。 攝影機控制，依照攝影原理在三維動畫軟件中使用攝影機工具，實現(xiàn)分鏡頭劇本設計的鏡頭效果。畫面的穩(wěn)定、流暢是使用攝影機的第一要素。攝影機功能只有情節(jié)需要才使用，不是任何時候都使用。攝像機的位置變化也能使畫面產(chǎn)生動態(tài)效果。 動畫，根據(jù)分鏡頭劇本與動作設計，運用已設計的造型在三維動畫制作軟件中制作出一個個動畫片段。動作與畫面的變化通過關鍵幀來實現(xiàn)，設定動畫的主要畫面為關鍵幀，關鍵幀之間的過渡由計算機來完成。三維軟件大都將動畫信息以動畫曲線來表示。動畫曲線的橫軸是時間（幀），豎軸是動畫值，可以從動畫曲線上看出動畫設置的快慢急緩、上下跳躍。如3dsmax的動畫曲線編輯器。三維動畫的動是一門技術，其中

17、人物說話的口型變化、喜怒哀樂的表情、走路動作等，都要符合自然規(guī)律，制作要盡可能細膩、逼真，因此動畫師要專門研究各種事物的運動規(guī)律。如果需要，可參考聲音的變化來制作動畫，如根據(jù)講話的聲音制作講話的口型變化，使動作與聲音協(xié)調。對于人的動作變化，系統(tǒng)提供了骨骼工具，通過蒙皮技術，將模型與骨骼綁定，易產(chǎn)生合乎人的運動規(guī)律的動作。 渲染，是指根據(jù)場景的設置、賦予物體的材質和貼圖、燈光等，由程序繪出一幅完整的畫面或一段動畫。三維動畫必須渲染才能輸出，造型的最終目的是得到靜態(tài)或動畫效果圖，而這些都需要渲染才能完成。渲染是由渲染器完成，渲染器有線掃描方式（linescan如3dsmax內建的）、光線跟蹤方式（

18、raytracing)以及輻射度渲染方式（radiosity如lightscape渲染軟件）等，其渲染質量依次遞增，但所需時間也相應增加。較好的渲染器有softimage公司的metalray和皮克斯公司的renderman(maya軟件也支持renderman渲染輸出）。通常輸出為avi類的視頻文件。3.3 后期合成 影視類三維動畫的后期合成，主要是將之前所做的動畫片段、聲音等素材，按照分鏡頭劇本的設計，通過非線性編輯軟件的編輯，最終生成動畫影視文件。 三維動畫的制作是以多媒體計算機為工具，綜合文學、美工美學、動力學、電影藝術等多學科的產(chǎn)物。實際操作中要求多人合作，大膽創(chuàng)新、不斷完善，緊密結

19、合社會現(xiàn)實，反映人們的需求，倡導正義與和諧。第四節(jié) 三維動畫發(fā)展趨勢4.1 三維動畫發(fā)展前景 三維動畫業(yè)是新興行業(yè)，也可稱謂cg行業(yè)（computer graphics的縮寫），的確，做三維動畫是很有前途的，綜觀三維動畫的發(fā)展歷程，相信不久的將來，三維將進入千家萬戶，不再是大電影廠和專業(yè)影視制作公司的壟斷的專利，這幾年做三維和學三維的人日益增多，三維平臺的趨勢由高端過渡到低端，不再需要幾十萬的工作站，一般家庭電腦就可以做出很專業(yè)的三維作品，三維動畫制作的收費也日趨合理，想當年20000塊/秒的天價（廣告級標版）到現(xiàn)在500元/秒都有人做，三維建筑、室內效果圖也下降了很多，想靠做三維發(fā)大財以成為

20、虛擬的幻境。國內電影業(yè)不景氣，外國大片的沖擊，如何有效率地提高國人的創(chuàng)作、制作水平和規(guī)范制作準則是擺在我們同行面前的不容輕視的課題。 三維動畫作為電腦美術的一個分支，是建立在動畫藝術和電腦軟硬件技術發(fā)展基礎上而形成的一種相對的獨立新型的藝術形式。早期主要應用于軍事領域。直到70年代后期，隨著pc機的出現(xiàn)，計算機圖形學才逐步拓展到諸如平面設計、服裝設計、建筑裝潢等領域。80年代，隨著電腦軟硬件的進一步發(fā)展，計算機圖形處理技術的應用得到了空前的發(fā)展，電腦美術作為一個獨立學科真正開走上了迅猛發(fā)展之路。 運用計算機圖形技術制作動畫的探索始于80年代初期，當時三維動畫的制作主要是在一些大型的工作站上完成

21、的。在dos操作系統(tǒng)下的pc機上，3d studio軟件處于絕對的壟斷地位。1994年，微軟推出windows操作系統(tǒng)，并將工作站上的softimage移植到pc機上。1995年，win95出現(xiàn)，3ds出現(xiàn)了超強升級版本3ds max1.0。1998年，maya的出現(xiàn)可以說是3d發(fā)展史上的又一個里程碑。一個個超強工具的出現(xiàn)，也推動著三維動畫應用領域不斷的拓寬與發(fā)展。，從建筑裝潢、影視廣告片頭、mtv、電視欄目，直到全數(shù)字化電影的制作。在各類動畫當中，最有魅力并動用最廣的當屬三維動畫。二維動畫可以看成三維動畫的一個分支，三維動畫軟件功能愈來愈強大，操作起來也是愈來愈容易，這使得三維有更廣泛的運用

22、。假如你喜歡訪問個人主頁，會很容易看到一些簡單的三維動畫，制作人也許剛剛學會用電腦，畢竟我們的世界是立體的，只有三維才讓我們感到更真實。 今天，電腦的功能愈來愈強大，以至我們不僅可以看到地方電視臺的欄目包裝及廣告中充滿電腦動畫特技，更有不少電腦愛好者在自已的個人電腦上玩起了動畫制作。 1995年，由迪斯尼發(fā)行的玩具總動員上映，這部純三維制作的動畫片取得了巨大的成功。三維動畫迅速取代傳統(tǒng)動畫成為最賣座的動畫片種。迪斯尼公司在其后發(fā)行的玩具總動員2、恐龍、怪物公司、蟲蟲特工隊都取得了巨大成功。另外，夢工廠發(fā)行的蟻哥雄兵怪物史瑞克等三維動畫片，也獲得了巨大的商業(yè)成功。三維動畫在電影中的運用更是神乎其

23、技！蜘蛛俠、泰坦尼克號、終結者、魔界.可以說電影已經(jīng)不能離開三維動畫的參與了！現(xiàn)今三維動畫的運用可以說無處不在，網(wǎng)頁、建筑效果圖、建筑瀏覽、影視片頭、mtv、電視欄目、電影、科研、電腦游戲。4.2 三維動畫中國發(fā)展 發(fā)展前景 三維動畫正在國內迅速發(fā)展，但動畫人才十分不足！據(jù)統(tǒng)計現(xiàn)在國內三維動畫人才缺口至少還有400萬！全國各地動畫公司紛紛建立，動畫公司求才若渴，網(wǎng)絡上隨處可見三維動畫人才的招聘信息，卻少有合格人才！國內某公司以3萬月薪招聘3dsmax動畫人才竟無人敢問！至使業(yè)內人士不禁有一將難求的感慨！ 三維動畫人才已經(jīng)成為國內市場迫切需求的高薪，高技術人才，根據(jù)資料顯示，動畫行業(yè)是未來最受歡

24、迎的高薪職業(yè)之一！ 現(xiàn)在cg動畫行業(yè)在中國發(fā)展的速度很快，我們在電視廣告、動畫片、電影中經(jīng)常能看到三維動畫設計的元素，目前，在廣告、影視、游戲等行業(yè)中，三維動畫創(chuàng)作人才都是非常搶手的香餑餑。 人才缺口 缺多少人 據(jù)統(tǒng)計，全球范圍內數(shù)字娛樂市場的規(guī)模將達到1000億美元，而目前中國有近500萬的動畫、網(wǎng)絡游戲愛好者，另外至少還有400多萬潛在用戶群，以此帶動的市場估計會達到近10億元的規(guī)模。而隨著影視業(yè)的發(fā)展和競爭的加劇，在未來的較長時間里，中國的三維動畫市場還將成倍增長，與之相關的各項產(chǎn)業(yè)還將翻番。 在中國，數(shù)字動畫設計成為方興未艾的朝陽產(chǎn)業(yè)，與世界發(fā)達國家相比，中國的數(shù)字媒體才剛起步。據(jù)統(tǒng)計

25、，現(xiàn)在全國動畫從業(yè)者不足1萬人，只及韓國的1/3,遠遠不能滿足國產(chǎn)動漫業(yè)對人才的需求。據(jù)北大方正影視游戲動畫機構有關人士稱，從動漫業(yè)的發(fā)展趨勢來看，中國影視動畫人才總需求量至少在15萬人以上，游戲動畫人才總需求量大約在10萬人，但目前全國共有90多個高校開設了動畫專業(yè)，每年只有本專科畢業(yè)生300人，可見人才缺口之大。 缺什么人 現(xiàn)在很多影視或廣告公司都表示，企業(yè)真正缺的是那些在動畫行業(yè)做出過作品的技術人才，現(xiàn)在招人根本不看應聘者是哪所學校畢業(yè)的，有什么文憑，只要能立即上機做出像樣的作品，就很受歡迎。三維動畫作品的創(chuàng)作，要求創(chuàng)作者不單純是一個美術設計人才，同時還要熟悉市場。因為在作者最初設計動畫形象時，不僅要賦予它們性格、故事、生命和情感，還要知道哪些玩具、道具、卡通產(chǎn)品能占領市場。此外，目前中國現(xiàn)有的數(shù)字藝術培養(yǎng)機構定位不準，培養(yǎng)的都是以低端制作人員和高端純研究人員為主，人才結構失衡。而在三維動畫創(chuàng)作發(fā)達的國家，高境界的三維動畫人才絕對是那種能把藝術與技術完美結合的復合型人才，他們同時擁有技術和藝術學位。相比之下，國內人才的發(fā)展就顯得不夠全面，往往只偏向一邊，有些人往往只是掌握了一些通用的工具和長時間所積累的一些對應經(jīng)驗，而缺乏更高層次的技術開發(fā)和整合能