三維動畫創(chuàng)作畢業(yè)論文

1、<p>　　三維動畫創(chuàng)作中設(shè)計(jì)元素與技術(shù)的結(jié)合</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　三維動畫短片的制作是個(gè)復(fù)雜的過程，它要求制作環(huán)節(jié)的連貫性。從文字劇本轉(zhuǎn)化為插畫故事板到三維模型材質(zhì)的制作、角色動畫測試最后燈光調(diào)節(jié)、特效合成渲染與剪輯，完成制作。三維動畫制作的過程有些環(huán)節(jié)是密切聯(lián)系的，我們要將技術(shù)銜接問題進(jìn)行審查。此文闡述《神魔》的

2、制作流程并借鑒了三維游戲cg宣傳動畫來具體分析三維cg動畫制作流程的規(guī)范性。通過《神魔》制作過程中遇到的問題并進(jìn)行分析，并在作品期望結(jié)果和技術(shù)瓶頸之間找到平衡點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：動畫 三維動畫技術(shù) maya 三維動畫流程 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The production pr

3、ocess of a short three-dimensional animation is complicated, which requires coherence of each production segment from screenplay-ustration transition, elements-designing of the 3D model, character animation test, light c

4、ontrol, rendering and editing of the special effect synth and the final completion. Production sections of the 3D animation are closely linked to each other thus we will examine the technical issues about the linkages. T

5、his paper explains in detail the production</p><p>　　Key words: animation, 3D-animation technique, maya, production process of 3D animation</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1

6、. 緒論――――――――――――――――――――――――――――１</p><p>　　2. 三維短片《神魔》故事創(chuàng)作背景及意圖―――――――――――――</p><p>　　3. 制作三維動畫短片需要具備的條件―――――――――――――――</p><p>　　3.1前期準(zhǔn)備――――――――――――――――――――</p><p>　　3.

7、2三維制作流程――――――――――——――――――――</p><p>　　4. 良好的硬件設(shè)施與相關(guān)的技術(shù)框架――――――――――――</p><p>　　4.1對硬件設(shè)施要求―――――――――――――――――――――</p><p>　　4.2制作流程規(guī)范化―――――――――――――――――――――</p><p>　　5. <神魔

8、>中模型與動畫及材質(zhì)貼圖間的密切聯(lián)系</p><p>　　5.1模型布線要符合動畫需要――――――――――――――</p><p>　　5.2三維游戲中對模型的要求――――――――――――――</p><p>　　6.總結(jié)――――――――――――――――――――――――――――</p><p><b>　　致謝</b&g

9、t;</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　1.緒論</b></p><p>　　伴隨著人類社會進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)信息高速化的時(shí)代，電子網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了現(xiàn)代人類社會不可或缺的信息交流渠道。在網(wǎng)絡(luò)帶給人們便捷的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)也成為現(xiàn)在人們休閑娛樂的普及平臺。三維動畫技術(shù)在游戲、影視廣告、交互領(lǐng)域里憑借著

10、網(wǎng)絡(luò)渠道的便利性，在當(dāng)今社會中發(fā)展的如火如荼。三維動畫產(chǎn)業(yè)是個(gè)朝陽產(chǎn)業(yè)，大家都知道動畫產(chǎn)業(yè)能撈錢，這是因?yàn)樗哂性煨退茉焐?，能讓任何事物都人性化；故事設(shè)定上，讓任何平凡的情節(jié)不平凡；功能宣傳上，現(xiàn)實(shí)功能的夸大化三大特點(diǎn)。它雖然具有這些好的市場優(yōu)勢但是三維動畫要求投入成本大、技術(shù)水準(zhǔn)要求高成為如今快節(jié)奏行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)問題，這也是為什么三維動畫在影視廣告中的應(yīng)用會如魚得水而在動漫產(chǎn)業(yè)里出現(xiàn)瓶頸的原因。三維動畫技術(shù)要求高這和影視廣告的制作水準(zhǔn)

11、是相吻合的，影視廣告投入的回資快而動漫產(chǎn)業(yè)卻需要長時(shí)間的積累和后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā)銷售成本才能回收。通過《神魔》短片的制作經(jīng)歷我深刻感受到三維動畫制作流程規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)在實(shí)際項(xiàng)目制作過程中的重要性。</p><p>　　2.三維短片《神魔》故事創(chuàng)作背景及意圖</p><p>　　《神魔》這三維動畫短片的創(chuàng)作意圖旨在傳達(dá)“當(dāng)人性泯滅了良知的時(shí)候，人間正道該何去何從，活在紛繁復(fù)雜的塵世，人們又該信仰什么去

12、慰藉心靈。”故事背景是“本是一對雙飛的情侶，可以享受無拘無束、悠閑自得的生活，但是由于男主人公被人誘惑，變得利欲熏心，心智不清變成了魔的化身。女主人公卻沒有拋棄他，而是想感化自己的愛人。故事發(fā)生在一個(gè)佛窟中，女主人公向神明請?jiān)?，幫助她感化她的愛人，然而由于男主人公在“貪”“癡”“瞋”中陷得太深，以至于不能自拔，險(xiǎn)些殺害了女主人公。最后，女主人公打動神明得到了神的庇護(hù)，魔在光明大神面前無法遁形，“魔”從男主人公身上現(xiàn)化成型。這里的“魔”與

13、“神”其實(shí)是個(gè)抽象的概念范疇，“魔”是人的貪婪的代名詞，而“神”則是“真”、“善”、“美”的闡述象征著圓滿美好的寓意。所謂“邪不勝正”正是我想表達(dá)的思想內(nèi)容。</p><p>　　3.制作三維動畫短片需要具備的條件</p><p><b>　　3.1前期準(zhǔn)備</b></p><p>　　作為數(shù)字影像類短片不同于文學(xué)寫作，數(shù)字類短片更強(qiáng)調(diào)鏡頭語言

14、的運(yùn)用。鏡頭畫面的調(diào)度，可以為接下來在三維軟件里攝影機(jī)的位置提供參考，這是十分重要的。作為前期的重中之重，動態(tài)分鏡劇本的繪制必須嚴(yán)謹(jǐn)，動態(tài)分鏡劇本與文字劇本是三維動畫制作過程的標(biāo)桿。</p><p>　　模型的建立，我是參考了中國的莫高窟、云岡石窟等來汲取靈感，其中糅合了古代陵墓的元素進(jìn)行重新規(guī)劃。在角色模型的建立中，根據(jù)二維美術(shù)設(shè)定進(jìn)行合理的模型布線，讓角色的布線要滿足在動畫調(diào)節(jié)中的要求，角色要能夠完成前期動態(tài)

15、分鏡頭中的動作。在模型的建立過程中始終要把握一個(gè)主旨：在滿足要求的條件下，消耗最少的資源。整個(gè)場景中，貼圖的選擇忠實(shí)于前期美術(shù)設(shè)定的需要，這里我采用了現(xiàn)實(shí)佛窟中的彩繪效果去表達(dá)，烘托整個(gè)場景氛圍。整個(gè)場景中的布光，我的方法是采用局部打光的方法。對不需要照顧到地方，減少打光或者不打光。場景中的燈光與物體采用獨(dú)立的燈光控制，對于某些三維物體進(jìn)行獨(dú)立的燈光連接，便于局部細(xì)節(jié)的調(diào)整。</p><p><b>　

16、　3.2三維制作流程</b></p><p><b>　　如圖：</b></p><p>　　從文字劇本轉(zhuǎn)化為插畫故事板到三維模型材質(zhì)的制作、角色動畫測試最后燈光調(diào)節(jié)、特效合成渲染與剪輯，完成制作。</p><p>　　4.良好的硬件設(shè)施與相關(guān)的技術(shù)框架</p><p>　　4.1對硬件設(shè)施要求</p&

17、gt;<p>　　制作數(shù)字動畫，一個(gè)性能優(yōu)良的電腦是必不可少的硬件條件?？焖佟⒎€(wěn)定是必須達(dá)到的要求，否則，在制作的過程中會出現(xiàn)軟件崩潰，系統(tǒng)內(nèi)存不足等諸如此類硬件問題。當(dāng)然，對于三維動畫的前期準(zhǔn)備工作，對于電腦的要求并不是很高。但是，當(dāng)三維制作進(jìn)入到中后期，軟件文件的增多、文件大，電腦系統(tǒng)運(yùn)行會很慢，影響制作效率。</p><p>　　針對以上問題，除了提升硬件的性能如：選擇專業(yè)顯卡、cpu穩(wěn)定性高

18、，增加電腦的內(nèi)存容量，對相關(guān)軟件占用資源進(jìn)行合理分配等措施。將制作好的文件進(jìn)行定期備份也是一個(gè)必備之舉，防止硬盤的損傷帶來不必要的麻煩。</p><p>　　4.2制作流程規(guī)范化</p><p>　　制作三維動畫短片也講求一個(gè)流程規(guī)范，諸如做一道美味可口的飯菜一樣，從選材到材料的整理歸納，最后將其整合。</p><p><b>　　4.2.1模型</

19、b></p><p>　　《神魔》三維動畫短片制作的技術(shù)區(qū)大概可以分為模型、材質(zhì)燈光、動畫調(diào)節(jié)和后期渲染。首先，模型的制作中除了按照前期設(shè)定的腳本進(jìn)行模型的制作以外，更重要的是，如何讓模型在滿足動畫需求的同時(shí)降低對電腦資源的消耗。合理的模型布線不但可以讓模型得到合理的結(jié)構(gòu)還直接影響到動畫調(diào)節(jié)的效果與模型材質(zhì)的繪制工作。</p><p>　　4.2.2材質(zhì)與燈光</p>

20、<p>　　《神魔》的材質(zhì)貼圖除了基本的漫反射貼圖、凹凸貼圖、高光貼圖的使用外，大佛與墓獸以及石墩等結(jié)構(gòu)我還應(yīng)用了法線貼圖的烘焙技術(shù)進(jìn)行細(xì)節(jié)的制作。這樣的好處是，可以得到想要的效果的同時(shí)，不用通過建立模型來表達(dá)那些細(xì)節(jié)，繼而節(jié)省了系統(tǒng)的資源?！渡衲А吩跓艄忸愋偷倪x擇上用的是點(diǎn)光源。點(diǎn)光源的類型我認(rèn)為還是比較便于對整個(gè)場景中的模型進(jìn)行光照控制的。場景中面積光的使用也影響到渲染器的選擇。如果用軟件渲染器進(jìn)行渲染，那么maya so

21、ft軟件渲染器對面積光的支持不足，對場景地面的光照渲染中將會產(chǎn)生曝光過度，采用mental ray渲染器以上問題就會回避掉。</p><p><b>　　4.2.3動畫調(diào)節(jié)</b></p><p>　　動畫調(diào)節(jié)部分包含了兩部分的內(nèi)容：首先是動畫角色骨骼的創(chuàng)建與綁定，其次是角色關(guān)鍵幀動畫的制作。動畫角色的骨骼按照實(shí)際需要進(jìn)行搭建。因?yàn)椤渡衲А分械慕巧际菍憣?shí)角色，我在搭

22、建骨骼的時(shí)候按照解剖生理學(xué)規(guī)律進(jìn)行創(chuàng)建。身體骨骼的創(chuàng)建運(yùn)用了三套骨骼：蒙皮骨骼(sk)、正向動力學(xué)骨骼（fk）、反向動力學(xué)骨骼（ik）。骨骼的創(chuàng)建完成之后，要對骨骼進(jìn)行合理的規(guī)范化的命名，這主要還是要考慮到接下來骨骼蒙皮權(quán)重的繪制與動畫調(diào)節(jié)的便利性。當(dāng)我們做好了骨骼的創(chuàng)建與權(quán)重的繪制的時(shí)候，動畫的調(diào)節(jié)就變得輕松簡單。我們可以依照生活中的運(yùn)動規(guī)律加以夸張化，使得角色更加生動。</p><p><b>　　

23、4.2.4渲染</b></p><p>　　渲染在制作過程中所起的作用可以分為測試渲染和批渲染兩種方式。若從計(jì)算的角度加以區(qū)別，又可以分為軟件渲染、硬件渲染和矢量渲染3種方式。</p><p>　　4.2.4.1測試渲染</p><p>　　觀察布光與動畫的時(shí)候，盡可能提高效率，比如將測試渲染的圖片大小設(shè)置小些，渲染器中降低抗鋸齒的精度，燈光陰影的采樣率

24、由低到高的設(shè)置等方法進(jìn)行測試渲染可以加快測試渲染。</p><p>　　IPR渲染是一種實(shí)時(shí)交互的渲染方式，IPR渲染可以對場景中的物體進(jìn)行單獨(dú)的渲染并且支持材質(zhì)的拖放指定，通過這種方式對物體材質(zhì)和燈光進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，IPR可以及時(shí)的對修改的部分進(jìn)行渲染。當(dāng)然IPR渲染也有弊端，它不能支持光線追蹤的反射、折射材質(zhì)以及陰影，粒子系統(tǒng)，3D運(yùn)動模糊處理方式，抗鋸齒渲染處理，對有些情況下還要強(qiáng)制手動刷新。</p&g

25、t;<p>　　4.2.4.2最終渲染</p><p>　　渲染器我選擇mental ray，分層渲染的方式。</p><p>　　4.2.4.3加快渲染的方法</p><p>　?。?）在渲染前，關(guān)閉所有的應(yīng)用程序，包括maya在內(nèi)，對動畫的渲染最好使用外部渲染方式，最大程度地利用系統(tǒng)全部資源。</p><p>　?。?）在確

26、定不需要構(gòu)造歷史的前提下，使用Edit>Delete All by Type>History[編輯>按類全部刪除>歷史]命令，將對象的所有構(gòu)造歷史都刪除。</p><p>　　（3）選擇File>optimize scene size[文件>優(yōu)化場景尺寸]命令,將當(dāng)前場景中的無用元素進(jìn)行清除。</p><p>　?。?）確保有足夠大的硬盤空間建立maya

27、的緩存文件。</p><p>　?。?）盡可能使用depth map[深度貼圖]方式的陰影，少用Raytrace[光線追蹤]投影。</p><p>　?。?）對于不需要進(jìn)行投影的物體，在屬性編輯中將cast shadow[投影]選項(xiàng)關(guān)閉。</p><p>　　（7）對于不透明的表面，將其Double sided[雙面]屬性關(guān)閉。</p><p&g

28、t;　?。?）系統(tǒng)對表面的細(xì)劃分計(jì)算耗費(fèi)很大，盡可能用多個(gè)小面拼接的方式代替一個(gè)大面。</p><p>　?。?）對于大量使用的復(fù)制物品（如樓梯的臺階、欄桿等）盡量使用Instance[關(guān)聯(lián)]對象。</p><p>　?。?0）用2D運(yùn)動模糊方式會比3D方式快。</p><p>　?。?1）用bump貼圖比置換貼圖快很多，置換貼圖會大量增加渲染時(shí)間。</p&g

29、t;<p>　?。?2）如果能用層紋理的話，盡量少用層材質(zhì)。</p><p>　?。?3）盡可能的降低反射和折射次數(shù)。</p><p>　　5.《神魔》中模型與動畫及材質(zhì)貼圖間的密切聯(lián)系</p><p>　　5.1模型的布線要符合動畫需要</p><p>　　三維模型的建立要嚴(yán)格按照前期二維設(shè)定進(jìn)行制作，但是如果模型結(jié)構(gòu)影響到了

30、動畫的調(diào)節(jié)的時(shí)候，那么模型的設(shè)計(jì)必須要做出讓步，再好的模型如果不能完成動畫的需要，那么它在動畫中是沒有意義的。角色模型的布線要盡量的做到結(jié)構(gòu)到位，按照人體結(jié)構(gòu)的方向進(jìn)行布線不但模型面數(shù)少而且可以在動畫中得到理想的效果。</p><p>　　5.2三維游戲中對模型的要求</p><p>　　在三維游戲制作的過程中，游戲角色模型和影視三維動畫的模型的制作要求不同，游戲三維模型的制作由于受到制作

31、引擎的限制，模型的面數(shù)需要嚴(yán)格的控制，對于模型布線要概括。三維游戲中模型細(xì)節(jié)的表達(dá)更多靠的是貼圖而不是模型本身。</p><p><b>　　6.結(jié)論</b></p><p>　　隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，軟、硬件性能上的提升為我們的工作和生活不斷的帶來的全新的應(yīng)用體驗(yàn)。在我們的生活中各類數(shù)字體驗(yàn)足不出戶就可以感受到，于此同時(shí)人們的審美需求也越來越高，對數(shù)字類作品的制作水準(zhǔn)

32、要求更是可見一斑。在這種情況下，光是不斷地提高硬件設(shè)施來提高工作效率是不科學(xué)的，在項(xiàng)目工作中規(guī)范制作流程分析技術(shù)要點(diǎn)是提高工作效率的捷徑。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在此向**老師在短片制作和論文寫作中的幫助表示感謝！</p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)</b></p&g