数字动画技术.ppt

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1、数字媒体技术导论,第6章 数字动画技术动画理论与概述,本章学习目标：（1）掌握动画基本类型。（2）了解动画片制作的基本过程。（3）能设计和尝试绘制一小段动画故事。（4）熟悉一款二维动画制作软件的基本操作。（5）熟悉一款三维动画制作软件的基本操作。,6.1 动画的基本概念,6.1.1动画的视觉原理动画是通过连续播放一系列画面，给视觉造成连续变化的画面。它的基本原理与电影、电视一样，都是利用了一种视觉原理。医学已证明，人类的眼睛具有“视觉暂留”的特性，就是说当人的眼睛看到一幅画或一个物体后，它的影像就会投射到我们的视网膜上，如果这件物体突然移开，它的影像仍会在我们的眼睛里停留一段极短的时间，在1/

2、24秒内不会消失，这时如果有另一个物体在这段极短的时间内出现，我们将看不出中间有断续的感觉，这便就是“视觉暂留”的原理。,最原始的动画,1831年，法国人约瑟夫 安东尼 普拉特奥(Joseph Antoine Plateau)在一个可以转动的圆盘上按照顺序画了一些图片,1,动画基本概念,动画由多幅画面组成，当画面快速、连续地播放时，由于人类眼睛 存在“视觉滞留效应”而产生动感。,动画的历史,1906年 美国人J斯泰瓦德（JSteward）制作了一部名叫“滑稽面孔的幽默 形象”的短片，非常接近现代动画概念,1908年 法国人Emile Cohl首创用负片制作动画影片，负片从概念上解决了 影片载体

3、的问题，为今后动画片的发展奠定了基础,1909年 美国人Winsor McCay用一万张图片表现一段动画故事，这是迄今 为止世界上公认的第一部真正的动画短片,1915年 美国人Eerl Hurd创造了在赛珞璐片上画动画片，再拍成胶片电影 的动画制作工艺，这种工艺一直沿用至今,1928年 美国人华特迪斯尼(Walt Disney)完善了动画体系和制作工艺，被 誉为商业动画影片之父，他把动画影片推向颠峰,今 天 动画本质没有多大变化，而动画制作手段却发生了巨大变化，如：电脑动画、电脑特技动画,教学进程,6.1.2 动画的构成规则,主要有以下三点：（1）动画由多画面组成，并且画面必须连续。（2）画面

4、之间的内容必须存在差异。（3）画面表现的动作必须连续，即后一幅画面是前一幅画面的继续。,动画的表现手法也要遵循一定的规则（1）在严格遵循运动规律的前提下，可进行适度的夸张和发展。（2）动画节奏的掌握以符合自然规律为主要标准（3）动画的节奏通过画面之间物体相对位移量进行控制,传统动画的性质：由多幅画面构成，称为“帧动画”,Frame1 Frame2 Frame3 Frame4 Frame5 Frame6 Frame7,传统动画分类：(1)全动画 为追求画面完美和动作流畅，按照24 帧s 制作动画(2)半动画 又名“有限动画”。为追求经济效益，6 帧s 的动画,动画的时间特性,(1)动作的发展按照

5、时间发生的顺序进行,(2)与自然现象一致的运动节奏,(3)遵守自然规律，可有限的夸张,动画的节奏掌握,(1)利用各帧之间的位置差控制动画节奏,(2)自然规律和有限的夸张是动作节奏的依据,Frame1 Frame2 Frame3 Frame4 Frame5 Frame6 Frame7 Frame8,6)上色人员为赛珞璐片上色,6.1.3 传统动画的制作过程,全动画与半动画,半动画 又名“有限动画”，为追求经济效益，6帧s的动画,1 2 3 4 5 6,6.2 电脑动画,1.电脑动画的种类,帧动画 模拟以帧为基本单位的传统动画，占动画 产品的98%,矢量动画 经过电脑运算而确定的运行轨迹和形状 的

6、动画,按照表现形式可分为平面动画以传统平面绘画为基础的动画空间动画 形成三维造型并进行空间运动的动画变形动画 主体变形效果的动画，是帧动画的一种,电脑动画的发展,电脑动画,1.4,帧动画 模拟以帧为基本单位的传统动画，占动画产品的98%,电脑动画的分类,颜色动画,电脑动画的表现形式,教学进程,6.2.3 常见的动画文件格式,1GIF格式GIF（Graphics Interchange Format）即“图形交换格式”,Internet上大量采用的彩色动画文件多为这种格式的文件，也称为GIF89a格式文件,画面尺寸随显示模式而定。2FLIC（FLI/FLC）格式FLIC是Autodesk公司在其

7、出品的Animator Pro/3D Studio等2D/3D动画制作软件中采用的彩色动画文件格式，FLIC是FLC和FLI的统称，其中，FLI是最初的基于320200像素的动画文件格式，而FLC则是FLI的扩展格式，采用了更高效的数据压缩技术，其分辨率也不再局限于320200像素。,3SWF格式SWF是Macromedia公司的产品Flash的矢量动画格式，它采用曲线方程描述其内容，不是由点阵组成内容，因此这种格式的动画在缩放时不会失真，非常适合描述由几何图形组成的动画，如教学演示等。4AVI格式 是Microsoft公司开发的一种符合RIFF文件规范的数字音频与视频文件格式，该方式的压缩率

8、较高，可将音频和视频混合到一起。,6.3 简单二维动画的制作,6.3.1 二维动画的特点 二维电脑动画是对手工传统动画的一个改进。与手工动画相比，用计算机来描线上色非常方便，操作简单。从成本上说，其价格便宜；从技术上说，由于工艺环节减少，既方便又节省时间。在二维动画中，计算机的作用包括：输入和编辑关键帧，计算和生成中间帧，定义和显示运动路径，交互式给画面上色，产生一些特技效果，实现画面与声音的同步，控制运动系列的记录等。二维动画处理软件可以采用自动或半自动的中间画面生成处理，大大提高了工作效率和质量。,6.3.2 变形动画制作,变形指景物形体变化，它是使一幅图像在12秒内逐步变化到另一幅完全不

9、同图像的处理方法。这是一种较复杂的二维图像处理，需要对各像素点的颜色、位置作变换。变形的起始图像和结束图像分别为两幅关键帧，从起始形状变化到结束形状的关键在于自动地生成中间形状，也即自动生成中间帧。基本原理：根据首、尾画面给定的位置、颜色参数进行数学变换。,3.使用 Morph制作变形动画,(1)根据首、尾画面中设定的变形点进行有序变换(2)以多种格式保存(FLC、GIF、BMP、图片序列等),frame1 frame2 frame3 frame4,变形效果：,制作举例,1启动Morph软件 2打开首、尾画面 3设置变形的参考点 4设置动画输出参数 5生成和保存,首画面,尾画面,设置变形的参考

10、点,设置动画输出参数,6.3.3 GIF动画制作,用途平面动画制作、网页动画前期制作、三维动画后期制作,系统生成文件格式 GIF 图片文件(256色，96dpi分辨率)CEL 剪贴板文件(系统自用文件，图片、动画序列)FLC 标准动画文件,是CompuServe公司在1987年为了制定彩色图像传输协议而开发的图像文件格式。由于GIF动画体积小，同时又具备一定的表现力，所以在当前网页动画中使用非常广泛。GIF动画应具有网页动画的一般特点，即数据量小、表现力强、视觉效果好、模式多样化等，常用的GIF动画制作软件很多，如GIF Construction Set Professional、GIF An

11、imator等。,GIF文件的主要功能,（1）普通动画转换成GIF格式的网页动画。（2）为动画画面添加文字动画或制作文字动画、按钮动画等。（3）制作具有透明属性的图片和交错图。（4）通过设置能控制动画的播放速度和循环次数。（5）能从GIF动画中提取单帧图像。,6.4 Flash动画的制作,Flash简介Flash是Macromedia公司推出的著名的矢量动画制作软件，用它能制作精湛的网页画面。Flash制作的动画，除在网页浏览外，还可以在专门的播放器播放，也可以直接输出为可执行文件、AVI文件、GIF动画或图像。Flash的制作是以时间轴为主线，方便地控制每一关键帧，还可根据需要，调整每秒显示

12、帧数。,6.4.1 Flash 应用的几个方面,1Flash 2D动画制作包括MTV动画、片头光盘、广告动画等,2多媒体课件开发 用Flash制作出来的课件具有高质量低容量的特点，适应了网络课件的要求。,3基于网页的Flash动画由于受网络速度的影响，人们都希望用在网页里的素材容量越小越好。而Flash是基于矢量模式的，做出来的动画容量可以很小。,6.4.2 Flash的基本概念,1图层 一个图层，指动画编辑的物理层,层如一张透明的纸,除了画有图形或文字的地方，其他部分都是透明的；图层又是相对独立的，修改其中一层，不会影响到其他层。图层有4种状态：（1）活动状态：可以对该层进行各种操作。（2）

13、隐藏状态：即在编辑时是看不见的，（3）锁定状态：被锁定的图层无法进行任何操作。（4）外框模式：处于外框模式的层，其上的所有图形只能显示轮廓。,2场景,场景犹如一个舞台，所有的演员与所有的情节，都在这个舞台上进行。舞台由大小、音响、灯光等条件组成，场景也有大小、色彩等的设置,对场景的主要操作:(1)添加一个新场景,有两种方法(2)清除某个场景：也有两种方法(3)为场景改名,3帧和关键帧,在时间轴上，每一个小方格就是一个帧，时间轴是对帧进行操作的场所。在默认状态下，每隔5帧进行数字标示。帧在时间轴上的排列顺序决定了一个动画的播放顺序，至于每帧有什么具体内容，则需在相应的帧的工作区域内进行制作。动画

14、播放的内容即帧的内容。在Flash制作中，不必将所有动作制作出来，只需制定起始和结束这两个关键帧。两个关键帧之间的部分就是过渡帧，是起始关键帧动作向结束关键帧动作变化的过渡部分。这部分的延续时间越长，整个动作变化越流畅，动作前后的联系越自然。在一个关键帧里，什么对象也没有，就称为空白关键帧。特别是那些要进行动作（Action）调用的场合，常常是需要空白关键帧的支持的。,6.4.3 Flash用户界面,由标题栏、菜单栏、时间线窗口、绘图工具箱、舞台工作区、属性设置面板、调色板、组件面板等构成，如图6-9所示。,6.4.3 Flash用户界面,由标题栏、菜单栏、时间线窗口、绘图工具箱、舞台工作区、

15、属性设置面板、调色板、组件面板等构成，如图6-9所示。,菜单栏,时间线窗口,工具箱,舞台工作区,属性设置面板,标题栏,调色板,颜色样本面板,组件面板,帮助面板,动作面板,1菜单栏：按照不同的功能，将菜单分成9类 2时间线窗口：是一个用于制作动画的地方，表示各帧的排列顺序和各层的覆盖关系，主要由图层和帧区两部分组成，每层图层都有其对应的帧区，注意上一层图层中的动画将覆盖下层图层中的动画。3工具箱：向用户提供了各种用于创建和编辑对象的工具。箭头工具：对图形、元件对象进行操作的工具 选取工具：对图形的形状以及钢笔路径的形式进行修改的工具 套索工具：具有魔术棒和多边形两种模式 文本工具：用来输入文本的

16、区域，有静态文本、动态文本和输入文本三种形式，可以通过文本属性面板来设置文本的类型和文字的属性。,钢笔工具：可以用来绘制各种复杂形状的对象 铅笔工具：用来画线条的工具，可以是直线，也可以是曲线。有直线化、平滑和墨水瓶三种形式。笔刷工具：用来绘制一些形状随意对象的工具，包括标准绘画、颜料填充、后面绘画、颜料选择和内部绘画五种形式。自由转换工具：能够对图形或元件进行任意旋转、缩放和扭曲的工具。填充转换工具：主要用来修改对象填充样式的方向。墨水瓶工具：用来更改矢量对象线形的颜色和样式。颜料桶工具：用来更改矢量对象填充区域的颜色。,4舞台工作区 对影片中的对象进行编辑、修改的场所。,5浮动面板浮动面板

17、是用于创建和编辑对象、制作和编辑动画的工具，包括属性面板、动作面板、问题解答面板、信息面板、场景面板、库面板等。,6.4.5 元件与库,元件是Flash MX中一个很基本的概念，它是指在Flash 中所创建的图形、按钮和影片剪辑3种元素，如图所示，所有的元件都存放在库里。,（1）图形元件。图形元件可以是静止的图片，也可以是动画，但不能被用于添加交互行为。,（2）按钮元件。按钮元件可以响应鼠标事件，有Up、鼠标经过、Down和反应区四种状态，如图所示。,（3）影片剪辑元件。影片剪辑元件使用相对较复杂，可以看成是一个独立的动画。当播放主动画时，影片剪辑元件本身也在循环播放。,1创建元件：有多种方法

18、（1）执行“插入/新建元件”菜单命令（2）单击库面板左下角的“新建元件”按钮,2转换元件将图形转换为元件，首先选择要转换的对象，如导入的图片或者绘制的图形，然后执行“插入/转换成元件”菜单命令。,3控制影片剪辑元件的播放 通过添加交互行为控制影片剪辑元件,6.4.6 动画制作,1移动动画的制作 是Flash动画中最基本的动画形式，它是创建随时间移动或更改的动画的一种有效方法，并且最大程度地减小所生成的文件大小,2形状动画的制作形状动画可以创建类似于形变的效果，使一个形状看起来随着时间变成另一个形状,3引导线动画的制作移动动画一般都是在一条直线上运动，那么如果想让物体沿着自己定义的路径运动，就需

19、要添加一条引导线。可以将多个层链接到一个运动引导层，使多个对象沿同一条路径运动。链接到运动引导层的常规层就成为引导层。,4遮照动画的制作要创建遮罩层，可以将遮罩项目放在要用作遮罩的层上，透过它可以看到位于它下面的链接层区域。除了透过遮罩项目显示的内容之外，其余的所有内容都被遮罩层的其余部分隐藏起来。按钮内部不能有遮罩层，也不能将一个遮罩应用于另一个遮罩。,5.2.3二维动画制作实例,本节以Flash作为软件平台介绍一个简单的二维动画制作实例。通过该实例的制作，介绍数字二维动画制作的流程，体会基本概念。具体步骤如下：（1）打开Flash软件，并新建一个文件，得到如图5-8所示界面。,（2）原型绘

20、画：选择椭圆工具，选择“插入元件图形”，并在工作区域中绘制一个正圆，如图5-9所示。提示：在图像处理软件中，几乎都有这一相同的功能，即按住 Shift 键时可画出正方形与圆，不按时画出的常常是长方形与椭圆。,（3）上色：设置圆形属性，即圆形的轮廓颜色、填充色、圆心位置等等。在 Flash 的工具栏里，对轮廓、填充属性的设置，如图5-10中标示出来的工具完成。,（4）运动设置：在本例中使小球从左到右滚动起来。具体做法如下：A从库中将小球拖放到场景中，如图5-11所示。可见第一帧影格处变为实心黑点，表示该帧已有填充物。,B用鼠标点一下时间轴第十帧处，选中此帧，然后鼠标右键，选择“插入关键帧（Ins

21、ert Keyframe）”，然后再将本影格中的小球向右拖动。结果如图5-12所示。,C点选第一影格，鼠标右键，创建补间动画“Creat Motion Tween”，现在的时间轴窗口变成如图5-13所示意式：,（5）预览影片：按Ctrl 键的同时再按回车键，即可。本例包含了动画制作的全部流程，也包含了动画制作的原理：基于时间轴的组件属性变化，如位置、颜色、透明度等，构成了动画的基础。,第五章 数字动画技术,5.3三维动画技术5.3.1三维动画技术概述5.3.2三维动画制作常用软件5.3.3三维动画制作实例,5.3.1三维动画技术概述,数字三维动画，简称3D动画。通常人们常说的“三维动画”有两种

22、指向：一是用计算机制作的、三维立体的动画视觉作品，二是指用来制作三维立体动画的计算机技术。一个完整的3D作品制作过程至少要经过三步：造型、动画和绘图。（1）造型造型是利用三维软件在电脑上创造三维形体，称为建模。例如：制作三维的人物、动物、建筑、景物等造型，即设计物体的形状。,具体创作阶段则是利用计算机和三维动画软件进行具体实现的一个过程。在此过程中，计算机中三维图像的获得类似于雕刻，摄影布景及舞台灯光的使用，在三维环境中控制各种组合。作为一个完整的3D作品制作过程至少要经过三步：造型、动画和绘图。（1）造型造型是利用三维软件在电脑上创造三维形体，称为建模。例如：制作三维的人物、动物、建筑、景物

23、等造型，即设计物体的形状。最简单的方法是使用图形造型。图形通常是简单的三维几何形体图像，附带在软件的命令面板中。这些立方体、球体、圆柱体、圆锥体、金字塔形体等图形能够结合在一起，在不同的修改命令下可以产生更为复杂的物体形状。然后通过不同的方法将它们组合在一起，从而建立复杂的形体。另一种常用的造型技术是先创造出二维轮廓，然后旋转、拉伸等方法将其拓展到三维空间（如图5-14）。或者通过放样技术，用二维样条曲线作为造型的骨架，利用表面的修改编辑功能，将基本面片依附在造型骨架上，形成复杂的面片模型，从而创造出立体图形。,图5-14 旋转三维建模,（2）动画动画就是使各种造型运动起来，获得运动的画面和效

24、果。为了使它们动起来，需要时间要素，为三维立体的静态造型引入第四维的属性。有了时间的属性，工作人员可以不断地改变目标的动作、虚拟摄像机的位置、灯光的方向和强弱，甚至还可以改变构图，包括近、中、远景、特写、大小范围、方位、节奏和旋转等等一系列手段来获得变化的画面。在改变目标的动作和状态时可以直接通过计算机中的鼠标键盘调节模型、也可以用传感器去捕捉真实演员的动作表情，再将其赋值于三维模型，以获得逼真的、连贯的动作状态。（3）绘图绘图包括贴图和光线控制，相当于二维动画制作过程中的上色过程。造型确定了物体的形状，质地则确定了物体表面的形态，那么贴图则是确定物体表面形态的过程。灯光是三维动画制作的重头戏

25、。三维软件提供了方便设置灯光的功能，但设置的合适与否将直接影响动画的最后效果。既要保持合适的景物基调，又要照亮景物，还要调整、渲染、营造动画气氛，这需要长时间的实践和不间断的试验。,三维动画的动画类型（1）几何变换动画几何变换动画，也称为“刚体动画”，是通过对场景中的几何对象进行移动、旋转、缩放的几何变换操作，从而产生动画的效果。其特点是几何对象是自身大小或在场景中的相对位置发生变化，而本身形状并不改变。可采用的技术有：关键帧技术、指定运动轨迹的样条驱动技术、实现几何对象间精确的相对运动的反向动力学技术等。（2）变形动画变形是一门基于节点的动画技术，是通过物体节点序列的变换矩阵来实现的。相对于

26、刚体动画缺乏生气的不足，变形动画通过赋予每个角色以个性，并以形状变形来渲染某些夸张的效果。（3）角色动画角色动画最主要指人体动画，也包括拟人化的动植物及卡通角色。在电脑三维动画中，人体造型是一个颇为艰巨的问题。,（4）粒子系统动画粒子系统的一个主要优点是数据库放大的功能。一个粒子系统可以表示成千上万个行为相似，但是仍有细微差别的微小对象。粒子系统最擅长制作光怪陆离的光影、烟雾、火雨雷电，还可以模拟泡沫、闪电和溅水的动画，弥补了传统动画制作方式无法模拟自然界中如云、火、雪等随机景物和微观粒子世界的缺陷。（5）摄影机动画摄影机动画，也称为“镜头动画”，是通过对摄影机的推、拉、摇、移，使镜头画面改变

27、，从而产生动画的效果。它常用来制作建筑物漫游动画，要求摄影机在运动过程中要做到平稳、节奏自然、镜头切换合理、重点内容突出。虽然镜头动画是一种间接的动画手段，但却是人们在现实中经常遇到的。,5.3.2三维动画制作常用软件,主流三维动画软件（1）Softimage 3DSoftimage 3D是由专业动画师设计的强大的三维动画制作工具，它的功能完全涵盖了整个动画制作过程，包括：交互的、独立的建模和动画制作工具、SDK和游戏开发工具、具有业界领先水平的mental ray生成工具等。（2）3DS MAX3DS MAX是一款应用于PC平台的元老级三维动画软件（如图5-16），由Autodesk公司出品

28、。它具有优良的多线程运算能力，支持多处理器的并行运算，丰富的建模和动画能力，出色的材质编辑系统。,（3）MAYAMaya是Alias|Wavefront（2003年7月更名为Alias）公司的产品（如图5-17），作为三维动画软件的后起之秀，深受业界欢迎和钟爱。Maya 集成了Alias|Wavefront 最先进的动画及数字效果技术，不仅包括一般三维和视觉效果制作的功能，而且还结合了最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染和运动匹配技术。MAYA因其强大的功能在3D动画界造成巨大的影响，已经渗入到电影、广播电视、公司演示、游戏可视化等各个领域，且成为三维动画软件中的佼佼者。,5.3.2三维动画

29、制作常用软件,（4）LIGHTWAVE 3DLightwave 3D是NewTek公司的产品（如图5-18）。目前Lightwave在好莱坞的影响一点也不比Softimage、Alias等差。它具有出色品质的，价格却是非常低廉，这也是众多公司选用它的原因之一。泰坦尼克号中的泰坦尼克号模型，就是用LIGHTWAVE制作的。,辅助性三维动画软件辅助性三维动画软件非常多，功能各异，通常称为功能性三维动画软件。辅助性三维动画软件相对单一，但在使用上或者效果上也更胜一筹。（1）PoserPoser是MetaCreations公司开发的软件（如图5-19），是三维动画领域具有开创性的代表软件，可以程序化地

30、制作人物造型和一些有趣的生物造型。该软件有许多优秀的功能，如行走生成器、角色动作输出（可以在Poser中制作角色动画，再把它们应用于其他三维软件中的不同模型）、口形同步和动画功能。现在的新版本有了一定的材质编辑能力，渲染也有了很大进步，支持OpenGL加速显示，并且增加了卡通渲染能力和Flash动画的输出功能。,三维软件创作物体可以输入到Poser中作为道具。Poser制作出的人物可以拿着或穿着这些道具，并产生交互作用，也可以把自己生成的三维模型输入到其他三维软件中进行操作。（2）ZbrushZbrush是这几年三维动画界的热点之一，为三维艺术家提供了一个全新的建模方式。它以笔刷建模的方式来建

31、模，以2.5D的方式实现了2D和3D之间无缝结合。对于很多艺术家来说，他的操作感觉非常像自己运用黏土来进行雕塑的感觉，特别是原先学习雕塑或者化妆等专业的艺术家可以很容易的掌握，制作出栩栩如生的作品。,它的建模工具有一套独特的建模流程，可以制作出令人惊叹的复杂模型。Zbrush采用了优秀的Z球建模方式，可以实现电影特效的三维建模、游戏角色建模的制作，如指环王III、半条命II中很多怪兽的建模。Zbrush以建模特别是生物建模闻名于世，它也有一个不错的渲染模块，有丰富的材质和渲染特效。特别是在创作静帧作品方面有很好的表现，如图5-20是Zbrush工作界面。,（3）Renderman Pro该软件

32、是Pixar公司出品的功能强大的渲染器。处于前沿的数字特效公司和电脑图形专家都使用了Pixar的产品RenderMan。因为它是有效的、适用于任何环境的、具有最高品质的渲染器，并成功地用于多部影片的制作。Pixar的RenderMan拥有强大的着色语言和反锯齿运动模糊功能，允许设计者们用写实动作胶片整合出令人惊叹的合成效果。此外，RenderMan由Pixar的技术人员提供更有力的支持，并且它也是一个真实照片级渲染器的工业标准接口。RenderMan可以实现与Maya等三维软件之间的无缝整合，使图像渲染更逼真，品质更高。,其他辅助性三维动画软件：例如：Autodesk MotionBuilde

33、r可以从许多不同的捕捉装置中记录下动作捕捉数据，并把它们应用于三维模型上、Bryce（三维风景和环境创建软件，与poser出自同一公司）、Vae（可以创造出真实的天气环境、复杂的地形，可以制作出真实的水效果）、Modo（强大的细分表面多边形建模工具）等等，这些软件分别在建模、灯光、贴图、渲染、动画设置等方面的具体应用上有独到之处。如Poser就是专门的人物建模，而Bryce则是用于风景建模。,三维动画软件中的基本概念：除了建模、动画和绘图（贴图与灯光）外，还有一些软件概念。（1）三维视图三维视图是计算机三维动画软件中的一个重要技术概念。在此技术的支撑下，动画设计师可以从各个角度来审视和修改自己

34、创建的“雕塑作品”。三维软件中的三维视图一般分为四个显示窗口，分别是前视图、顶视图、左视图、全景视图。一般前视图、顶视图和左视图中的Z轴不能旋转，只能看到物体模型的某一侧面。而在全景视图中可以旋转，方便创作者从各角度审视，如图5-22所示。,（2）NURBS建模 NURBS建模是目前最受欢迎的建模方式。NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的缩写，是指非统一有理B样条。NURBS建立的物体是以线数定义的方式，准确性很高，对于复杂曲面的物体，如人物，汽车等有很大的优势。NURBS建模包括NURBS曲线工具和NURBS曲面工具。（3）Polygon建模 Polyg

35、on（多边形）建模是在三维制作软件中最先发展的建模方式。使用Polygon建立的模型都是点，边，面三个元素组成，对点，边，面三个元素进行修改就可以改变模型的形状。只要有足够多的多边形就可以制作出任何形状的物体，不过随着多边形数量的增加系统的性能也会下降。,第五章 数字动画技术,5.4 数字动画创意与设计5.4.1创意与创意产业5.4.2动画创意设计流程,5.4.1创意与创意产业,1998年，以圣经旧约中“出埃及记”的故事改编的二维动画片埃及王子叫座好莱坞；1999年，美国迪斯尼根据中国民间传奇人物花木兰改编的动画巨作花木兰受到全世界观众欢迎；郑和下西洋的史实被英国船长加文孟席斯加上了想象力，创

36、作了1421：中国发现世界，赚走1.3亿英镑；三国演义被日本和韩国改编成动画和游戏后，返销中国赚得金满盆钵。这就是创意以及创意所带来的效应。,创意的概念也可以理解成“创造的能力”和“创造的过程”，是指具有一些富有创造力的人所具有的能力，也是一种创造的行为和过程。创意的过程是指个体在支持的环境下，综合敏锐、独创的特性，通过思考的过程，对于事物产生独到的见解，赋予事物独特新颖的意义，具有首创的性质。创意产业是指源自创意、技巧及才华，通过知识产权的开发和运用，具有创造财富和就业潜力的产业，是与知识经济相适应的一种产业形式，主要包括广告、设计、电视广播、数码娱乐、电影与录像、音乐、表演艺术、出版、软件

37、及计算机服务、艺术品和古董及文物等行业。,创意产业利用人脑的创造力而创造财富和就业机会。目前，全球创意产业每天可创造220亿美元产值，每年以5%的速度递增，到2010年全球的核心创意产业将达4.1万亿美元，到2020年将达到8万亿美元。纵观全球，瑞典家居用品、韩国影视、日本动漫等创意产品已形成了一股壮观的创意经济浪潮。,5.4.2动画创意设计流程,创意应用的范围非常广泛，如：广告、建筑、艺术品和文物交易、工艺品、设计、时装、电影、互动体闲软件、音乐、表演艺术、出版、软件、电视、广播等领域。按照其应用领域不同，创意的分类包括广告创意、电影创意、电视创意等。“数字动画创意”有两种理解：一是基于动画

38、造型及运动的视觉效果创意，另一种是动画故事情节创意。前者成果形式是可见的视觉效果，是需要动画软件技术的支撑并实现可视化的；而后者则是结合文学故事、影视思维等艺术手段进行文学创作的过程，成果形式反应在文字上的构思，需要前者来进一步的帮衬，进一步实现可视化。本书讨论的数字动画创意是从技术过程和产品形式的角度出发来的。故事情节创意是整个动画创意产业中的前提条件，是第一位的；而视觉效果创意则是动画创意中的必要条件。,对于动画故事情节的创意来源则可以是多种多样的，如：从中外经典名著、中外民间文学中汲取营养，进行改编或借鉴。特别是中国，作为一个文学传统非常深厚、文学也非常发达的国家，先辈们给人类留下了许许

39、多多的经典素材。例如好莱坞的动画电影花木兰就是一个成功的例子，出自我国民间故事之中。在这些文学作品和民间故事中，人们只要截取一个小片段就可以改编成为非常有意思的作品。除此之外，动画故事情节的创意可以来自于对生活的感悟和观察，并对其进行提炼和夸张。,对故事情节创意完成后，还需要通过视觉效果创意将故事情节创意进一步定型，形成创意剧本。而创意剧本的形成则需要根据故事主题和方向，找到必要的不同元素，确立风格与形式。用什么样的元素作为表现创意的各种形象、造型来强化创意主题。创意过程是从各方面出发，找到不同的出发点，出现几种思路，广泛形成创意想法；创意是先做加法，把各种思路都考虑出来，再做减法，将思路集中

40、，综合成几种不同的方案；在几种不同方案中再进行比较，考虑具体实施、制作以及主题上的最佳表达点。,第五章 数字动画技术,5.5 数字动画技术的应用5.5.1数字动画的应用领域5.5.2我国动画及其产业的发展趋势,5.5.1数字动画的应用领域,近年来，随着计算机动画技术的迅速发展，数字动画的应用领域日益扩大，带来的社会效益和经济效益也不断增长。计算机动画在现阶段主要应用于以下几个领域：电影业、电视片头和广告、科学计算和工业设计、模拟、教育和娱乐以及虚拟现实与3D Web等。（1）电影业 计算机动画应用最早、发展最快的领域是电影业。在电影业方面的应用其一就是动画影片的制作，如虫虫危机（The Bug

41、s）、怪物公司（Monster）、海底总动员（Nemo）、超人总动员、花木兰、埃及王子、千与千寻等等脍炙人口的三维和二维动画影片，都是计算机动画的结果，如图5-39所示。,图5-39 花木兰剧照,数字动画的电影业应用之二就是数字特效，也就是人们口头上常说的“电脑特效”。计算机生成的动画特别适用于科幻片的制作，如终结者 II中的液晶机器人，如图5-40所示。由于采用了计算机动画技术，电影才产生了爆炸性的效果，从而获得当时世界上最高的票房收入。另一部电影侏罗纪公园（Jurassic Park）将一亿四千万年以前的恐龙复活，并同现代人的情景组合在一起，构成了活生生童话般的画面。在这部电影里一共出现了

42、七种不同的恐龙，这些恐龙一部分是用模型、一部分是用三维动画制作而成的。,图5-40 终结者剧照,现在，几乎所有的好莱坞导演们都痴迷上电脑特效这一新鲜技术，只要是能称得上力作，几乎都有计算机动画特效的痕迹。我国的计算机动画正迈着艰难的步伐前进，如我国第一步三维动画科教片宇宙与人一片中就采用了大量的三维动画片段。我国的电影事业随着经济建设的飞速发展和社会的全面进步、必将更多地采用计算机动画技术。,（2）电视片头和电视广告 1990年9月，我国成功地举办了第十一届亚洲运动会，中央电视台在亚运会期间的专题报道中指出了用计算机动画技术制作的“亚运会片头”，使我国广大观众第一次享受到崭新的视觉效果。这也是

43、我国第一个由电脑制作的动画片头。在电视节目中，使用计算机动画技术最多的是电视广告。计算机动画能制做出精美神奇的视觉效果，给电视广告增添了一种奇妙无比、超越现实的夸张浪漫色彩，既让人感到计算机造型和其表现能力的极为惊人之处，又使人自然地接受了商品的推销意图。当然重要的还在于创意，只要人们的头脑想得出来的，计算机就能做出来。,（3）科学计算和工业设计 利用计算机动画技术，可将科学计算过程以及计算结果转换为几何图形成图像信息并在屏幕上显示出来，以便于观察分析和交互处理。计算机动画已成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具，也叫“科学计算可视化”。在一些复杂的科学研究和工程设计中，比如航天、航空

44、、大型水利工程等，资金投人巨大，一旦有失误，所产生的损失往往是难以弥补的，因此，利用计算机动画技术进行模拟分析，从而达到设计可靠的目的。,（4）模拟、教育和娱乐 计算机动画第一个用于模拟的商品是飞行模拟器。这种飞行模拟器在室内就能训练飞行员，模拟起飞、飞行和着陆。飞行员在模拟器里操纵各种手柄，观察各种仪器，透过模拟的飞机舷窗就能看到机场跑道、地平线以及其他在真正飞行时看到的景物。计算机动画在教育方面有着广阔的应用前景。有些基本概念、原理和方法需要给学生以感性上的认识，在实际教学中有可能无法用实物来演示。这时借助计算机动画把各种表面现象和实际内容进行直观演示和形象教学，大到宇宙形成，小到基因结构，无论是化学反应还是物理定律，使用计算机动画都可以淋漓尽致地表示出来。还可以利用计算机三维或二维动画来实现实验仿真。,（5）虚拟现实和3D Web 虚拟现实是利用计算机动画技术模拟产生的一个三维空间的虚拟环境系统。借系统提供的视觉、听觉甚至触觉的设备，“身临其境”地置身于这个虚拟环境中随心所欲地活动，就像在真实世界中一样，如图5-42所示是房产建筑的三维效果图，演示中可通过鼠标和键盘来控制运动方向和视角。,