《藏宝记》三维动画的设计与实现.doc

摘 要

在国内越来越多的人在学习三维动画制作，而三维动画也越来越引起人们的注意，不管在影视还是其他方面，都吸引了很多人的兴趣。本小组在这种氛围下，也开始着手制作三维动画。
本研究从三维动画的制作流程进行分析，阐述三维软件的制作原理，对本文中的动画剧本和分镜头脚本进行设计与描述，在此基础上，用三维和二维图像软件来制作和完成动画。本详细介绍了制作过程中的主要场景的建模和材质的实现，角色动画和相关模型动画的原理和制作过程。对多个三维软件和二维软件之间的配合和步骤也作出了讲解。
这次的动画主题是换个角度看世界，通过一个小故事来阐述本文对这个主题的观点，生活的财富就在我们的身边，只要你能换个角度，就能发现。

关键词：三维动画，角色动画，3DS MAX
ABSTRACT

More and more people in China learning 3D animation, and there is an increasing number of people pay attention to 3D animation, whether in film or other aspect, have attracted many people. Our group in this atmosphere also started production of three-dimensional animation.
In this study, we analysis from production process of three-dimensional, some parts of the process detailed analysis to explain the production of three-dimensional software, the principle of multiple three-dimensional software, explain the steps of multiple three-dimensional co-ordinate with two-dimensional .
The theme of this animation is to see the world from another angle, through a small story to elaborate on our views on this subject. The wealth of life in our side, as long as you can from another angle, can be found.
Keywords: 3D animation, Character Studio, 3DS MAX,

目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
目 录 III
第一章 课题背景和意义 1
第二章 概述 2
2.1 制作开发工具概述 2
2.2 三维动画概述 3
2.3 关键技术难点 3
第三章 动画设计 4
3.1 文字剧本的创造与创意 4
3.2 分镜头脚本的描述 5
第四章 动画实现 7
4.1 主要场景和角色道具的制作 7
4.1.1 建模 7
4.1.2 UV 9
4.2 材质灯光的创作设置 10
4.2.1 材质 11
4.2.2 灯光 12
4.3 模型的动画设置 14
4.4 镜头的渲染 17
4.5 后期合成 18
第五章 总结 19
致 谢 20
参考文献 21

21
第一章 课题背景和意义

三维技术现在已不是一个陌生的词汇，它在许多的行业中都有其重要的地位，特别是在平面设计与动画行业中。现在国内外已经创作出了许多的三维动画影视作品，其逼真的画面给人非常震憾的视觉享受，也成就了许多经典的动画。在国外，其三维动画制作流程已相当成熟，而在国内，不要说三维动画，就动画行业而言，尽管也经历了许多的时光，但我国还是在一个起步阶段，在摸索当中也走了许多的弯路，至今甚至还拿不出几个优秀的作品，而三维动画更是寥寥无几，不管是技术还是环境的扼杀，都足以引起社会的注意。动画的发展也在体现着经济的发展，当人们在追求物质的生产的同时，也要考虑精神文明的生产与流传如何地继承与发展，现在正是我国经济转型的大好时机，也是发展三维动画的大好时机。

第二章 概述

当代计算机技术的发展对三维动画的发展起到了很好的推动作用，不管是计算机的硬件发展，还是三维制作软件的发展，都对三维动画的制作起到了革命性的作用。
2.1 制作开发工具概述
在制作一个三维动画时，首先是要考虑其制作开发工具，尽管工具并不是唯一也不是决定一切的，但却总也离不开工具，在这里主要用的三维软件是3DS MAX，后期视频软件是After Effect,平面软件是Photoshop。三维效果的制作是在二维的基础上发展起来的，甚至三维的制作总也离不开二维图像的辅助，归根到底，在一切的工具掩盖下面，其实三维的设计可以说是一门美术的设计。在学习和制作三维设计时，尽管钻研三维制作开发工具很深，但有时会感到力不从心，这正是美术功底的不够扎实。建模需要的是造型能力，而这种能力最好的提高方法是学习素描，材质灯光表现的正是色彩学的东西，而剧本的设计与创意和软件也没多大干系了。对于很多人都要争论着什么软件好用，甚至互相排斥，这是不必要，每个软件都有它的独到之处和优点，如果硬是要用一个软件来完成一个作品，这也无可厚非，但是也毫无效率可言。现在许多的影视制作涉及到的软件很多，每个人都有自已的制作流程和习惯，结之，结合各个软件的优点，可以大幅度地节省我们的时间和精力，提高制作的效率，就可以把更多时间投入到动画的创意与设计中，因为制作的优秀作品才是最终目的。对于软件的学习，主要还是掌握其原理，在实践制作中来提高自己的水平。

2.2 三维动画概述
动画的原理就是根据人眼的视觉暂停原理，当播放一串连续的画面时，会让人觉得画面就会动起来。这是一切影视的基本原理，三维动画也不例外，本文最终就是要做出这一串连续的静帧画面。
2.3 关键技术难点
三维动画制作的一些技术难点主要体验在几个常见的制作流程中，如要制作出表现许多细节的模型，细节多了，模型的点和面也就大比例地增加，对机器性能的要求也就更高，用一般的二维贴图，表现出的三维图像欠缺真实感，而要解决这些问题就要用到置换贴图，法线贴图等，而这些贴图的制作又要在其它的三维软件中制作，如功能非常强大的雕刻件Zbrush。材质灯光的体现，需要几盏灯光，强度和角度各是多少，有些地方的灯光表现不如人意又如何修改，有的灯光影响的物体比较多，修改起来可能会影响到某些地方的效果，这里需要增加一些灯光和某些物体相关联，或增加一些自发光的物体来突出某些地方的色彩表现。而一些光影特效，如光晕，焦散，次表面散射等，就要用到特殊的材质和渲染器了。
第三章 动画设计

在三维动画的制作过程，了解其制作流程和各个部份之间的关联，可以避免许多的问题，减少走回头路的可能，因为有时要重新回去修改甚至重做一些步骤时，是谁都不愿意的。这里主要介绍一般的制作流程。本章主要讨论动画设计中出现的一些问题，使用三维动画软件制作将在下一章中介绍。

3.1 文字剧本的创造与创意
一个好的动画作品是从一个好的剧本开始的，剧本是动画制作的第一步，也是最为重要的，要将创意全部写在这里面，当然，剧本也要通过小组的讨论，经过多次的修改，尽量将剧本做完整，避免在开始制作时修改，有时也会出现在制作过程过，发现出现问题或有些新的创意可以加去，这时，剧本就应根据实际情况而做修改，不过这种情况还是尽量要避免，因为这样会增加制作的负担，造成制作上的累赘。剧本应提供了一个制作的蓝图，讲述清楚故事情节，勾画好人物和场景，写剧本时还要考虑小组的制作水平，有些非常难实现或可能不能实现的镜头，尽量不好写，虽然写剧本是个天马行空的事情，但还是要根剧我们的制作时间的长短，在创意和技术进行优化。有些剧本可能很简单，但可能涉及到的物体比较多，工作量就没那么简单了，所以写剧本的人还是要懂得一些制作方面的知识比较好，这样就能和制作人员进行比较好的交流合作，根椐具体要求，来将创意最完美地体现出来。对于我国的动画现状，制作水平方面的也可说不错了，许多的国外的优秀作品也拿来让国内的的制作单位参与其中某部分的制作，但国内优秀的动画剧本却少得可怜，这与我国缺少优秀的剧本创作人才有关，剧本编写小组的创意没做好，即便有更好更真实的画面，也不能长时间地吸引住观众的眼球[1]。
动画剧本就是用朴素的文字把一个故事描述清楚，剧本不同于小说，同样是讲述故事，但剧本只要把创意和情节讲述清楚即可，不必像小说一样做到引人入胜，因为剧本并不是最终要表现出来的成果，只为提供小组之间交流合作之用。剧本的语言要做到言简意骇，尽量用最简单的语言来描述清楚事物特性，剧本对语法的要求也没那么的苛刻。以下是本文的动画剧本，“夜，破烂的小庙，和尚躺在床上透过瓦面的破洞，看着夜晚的星景。忽然一阵巨响，一颗流星从天而降，落入到小庙之内。和尚欣喜若狂，之后又怕被人发现，于现便开始找地方藏流星。他尝试了各种办法，藏入箱内，随身携带，埋入地等等，但都不能令他放心。当他看地上的碎石，顿然大悟，于是将流星藏于石头之上，然后安然入睡。”

3.2 分镜头脚本的描述
分镜头脚本是在剧本完成之后对其的一个完善，这种完善是基与图像和文字的。分镜头脚本描述的就是镜头的特性，而且是要对每一个镜头进行描述，尽量将每一个镜头的构图，时间长短，镜头的连接方式等都要描述出来。分镜头脚本主要要素是镜头序号，图像，语言，时间长短，连接方式，特殊说明等，将这些要素用填写到表格里，确定好每一个镜头的要素，提供给后期的制作。图像的绘画，要画出比较能代表这个镜头的其中的一帧图像，尽量要表现出画面中的事物，不用细画，要能确定画面中有哪些事物，大致的场景，主要的风格，画面的构图等。当图像完成之后，动画作品的轮廓也就大致出来了，这时整个作品的格调风格也就大致决定好了。语言一栏中写入要和画面搭配的台词或字幕等。时间一栏则是这种镜头的时间长短，一般一个镜头的时间也就两三秒，也有些镜头时间比较长的，一般时间有十几秒，这种镜头叫长镜头[2]。
影视动画就是用一个个镜头的连接来完成的，镜头的连接方式在动画中也至关重要，镜头之间连接的不合理，容易使镜头看起来产生抖动，如几个机位差不多的摄像机拍摄的镜头连接在一起就会出现问题。镜头的连接也不一定要循规蹈矩，因为不同的镜头连接产生的效果都是不同的。图3-1是本小组的分镜头脚本的一部分。

图3-1 分镜头脚本

第四章 动画实现

在动画的设计中都只是将创意和设计描述出来，而要实现这创意，就需要用各种各样的软件来完成了。

4.1 主要场景和角色道具的制作
在分镜头脚本完成后，对场景物体和角色也有一个大致的了解，这时就可以制作三维模型了。模型的制作，一般可分为模型的建立和UV的展开。
4.1.1 建模
模型的制作一般可分为建筑建模和角色建模，建模的方法一般又有NBURS建模，可编辑模型建模，而本文主要用的还是可编辑模型建模方法。对于一般的建筑模型和一般的场景和物体，可用三维软件提供的一般的几何体来搭建，可以用布尔运算对两个物体进行并集，交集和差集运算，将两个物体以不同的方式组合成另一个形态。还有一种常用的建模方法，用线或面进行车削或挤出，车削和挤出的命令是在修改面板里的修改器列表里，里面还有很多常用到的修改器，3DS MAX的特色之一就体现在它的修改器，用修改器可以很方便地对模型进行编辑修改等。车削适用于建立环形对称的物体，只要勾勒出物体一半的轮廓线，再让这根线沿着一根对称线旋转一周，轮廓的旋转轨迹就会形成一个面。建筑的模型也可以先画出其的平面图的线条，在修改面板里，把线条向里或向外生成一个轮廓线，再对整个线条进行挤出，就可以形成一个大至的墙体出来，然后再对其细节进行修改。本文场景中的一些陶瓷和香炉等，是用车削来完成的，用车削时要注意旋转的轴向和对齐方式，而箱子书架等是先画出轮廓线再进入到修改面板中用挤出修改器来挤出它的厚度。
对于可编辑模型，最基本的元素是点，三维空间里的点连成了线，线组成了面，而一个个面就呈现出模型的外貌。三维模型其实就只有一个“外壳”，而我们的建模就是来制造出这个“外壳”。如果是对称的物体，只要建出一半的模型，再用镜像复制出另一半。当在建一半模型时，需要观察整个模型的效果时，可以先镜像出另一半，在镜像的对话框里，把实例勾上，这样就可以实现对另一半模型的相关联，当修改模型时，镜像出来的模型也在进行相应的修改，在镜像对话框里，可调整相应的对称轴，修改偏移位置等。可编辑模型建模都是从一些简单的几何体修改而来，先建立几何体，转化为多编辑模型，进入修改面板，在点、线、面等层级，用移动，缩放，旋转，挤出等工具进行修改。在角色建模中，要注意的是，模型的面尽量要保证是四边形的面，这样建出的模型比较标准，在上材质时不容易出错。模型的布线也很重要，布线合理，才能突出模型的特性，也方便了对模型的修改，而且不容易出错。建模就如同画画，都是要从整体再到局部，先对大体进行修改，再到一个局部进行稍微修改，再到另一个局部进行修改，在对局部修改的时候，也要经常观察大体的形态。如果先后对一个个局部都进行很精致的修改，这样修改起来会比较麻烦，也非常不合理。
在建人物模型时，本组找了很多的参考图，依据这些参考图设计出本文的角色出来。建模从立方体开始，调整好段数，将其转换为可编辑模型，在修改面板中进入点层级，在视图移动顶点，调出大致的头像轮廓出来，然后确定眼睛、鼻子、嘴巴和耳朵的位置，增加切割线以便可以调出更多的细节出来，对于头部的凹凸要进行适当的调整，如颧骨和眉弓骨附近的凹凸处，这些地方的调整会使本文的角色更加形象生动，因为本文要表现的是一个较瘦的角色，所以面部的凹凸要明显一些。身体的其它部分和头部的建模差不多，当身体其它部分建好之后，就对各个部分进行合并，使它们成为一个整体，再把重叠的点焊接起来[3]。 图4-1为角色头部的制作的示意图：

图4-1 角色的建模
建模时，不需要建到每一个细节都要体现出来，这样的模型面数较多，消耗资源，会影响到操作的流畅，在渲染时也会占用较多的时间。模型的细节可以由材质来表现出来，所以有的模型尽量要用最少的面来完成，而涉及到动画的模型，面数还是需要很多的，如需要用到骨骼动画，布料动画等需要进行形态变化的模型，面数越多，变形的细节才会越细腻。图4-2为场景和道具的示意图：

图4-2 场景的建模
对于建模水平的提高，其实不在于对软件的了解多深，而是在于造型能力的培养，例如要建一个人体的角色模型，就要对人体的结构有所了解，而一些艺用人体结构和解剖学的资料就会给我们很大的帮助。
4.1.2 UV
UV是针对二维贴图所使用的贴图的横向和纵向的坐标，UV是用二维的位置来映射出三维的位置，和平面坐标的X轴和Y轴一样，UV的坐标有U轴和V轴，范围都在0和1之间，其UV点反映出二维贴图各个像素在三维空间里的位置，从而用一张二维图片来给模型贴上纹理和色彩。在一个角色模型建完之后，本文的建模还未算真正完成，因为它的UV点还没有调整好，会有很多的重叠，所以还要把UV合理地展开到一个平面里。UV的展开可以在3DS MAX里面完成，也可以用一些专门的软件来方便地完成，如unfold3D。
本文的UV展开是在unfold3D里面来完成的，因为展UV是一项比较烦琐的工作，而这个软件可以比较方便地来完成任务。首先在三维软件中将要展UV的模型导出成主流三维软件都能通用的OBJ格式，在unfold3D里导入OBJ，视图左边的是三维模型，右边是UV展开的坐标图像， 先选择边模式，按住Shift键，选择要切开的边，再点击automatic unfolding，然后unfold3D会尽量均匀的平铺各个结构点来达到展开UV的目的，而有些橙色的区域则表示这些是无法完整合理的展开UV的区域。我们可以继续切割，展开，以减少橙色的区域，达到需要的效果。图4-3为unfold3D展开角色头部UV的示意图：

图4-3 unfold3D展开UV
模型和UV都做好之后，模型只有系统默认的颜色，还不能体现出模型的纹理特性，通常我们也把这种没有赋上材质的模型称为白模，而之后的工作就是要表现出这些白模的材质和灯光。

4.2 材质灯光的创作设置
三维里的材质能够反映出物体表面的一些特性，如纹理、颜色、光滑程度等。灯光则能提供整个场景主要色调，光影效果。
4.2.1 材质
材质的制作，可以直接通过软件自带的材质通过修改其参数，在不同的材质节点上连接不同的程序贴图。也可以通过二维贴图连接到材质的某个属性来完成。而多数的材质都是结合以上两种方法用二维贴图和材质里的程序贴图相互影响，相互嵌套来形成比较复杂的材质，而这种材质比较能表现出物体的细节，增加模型的真实感。
3DS MAX里的材质类型有很多种，可以模拟出现实生活中很多物体表面的特性，而只要调节其中某个属性的参数，就可以产生很多种不同的效果出来。
三维软件可以模拟出接近现实生活的效果出来，这主要还是材质的功劳，材质可以模拟出物体的漫反射，反射，折射，次表面反射等。次表面反射，在三维软件中也称作3S材质，是光射入到物体表面的里面经过多次反射后又穿出表面形成的光影效果，它在现实生活中也随处可见，如蜡烛，手指等，它们在逆光下形成一种半透明的效果。这种效果在以往的三维软件中还很难现实，不过随着版本的更新，这种效果也可以很轻松的现实了。
材质里用到最多的其实应该是贴图了，二维贴图贴在材质的颜色通道上，就可以在物体表面看到这张图的效果，不过它的效果还只类似于平面的效果，还不具备三维的真实感，所以还是通过几个常用的贴图来表现出它的三维真实感出来，这里主要介绍的是凹凸贴图，置换贴图。
凹凸贴图是一张只有灰度的图片，根据黑白程度来控制凹凸的大小，凹凸贴图里有许多参数方便我们跟据情况进行调整。用凹凸贴图渲染出的图像确实有凹凸效果，不过这还不是真正的凹凸，可以从它产生的影子可以看出其影子并没有产生变化，这种贴图还是不太适合于非常精致的模型。一般用凹凸贴图配合一张颜色贴图就可以产生效果不错的图像出来。
置换贴图比凹凸贴图更能表现出物体的细节出来，而且它是真正地修改了模形的形状，其影子也随之变化。虽然置换贴图能表现出很多很真实的细节出来，不过制作这种贴图出来也要花费很多的精力。有的人直接在二维软件中，如Photoshop，跟据模型的UV直接画出其细节，不过这种方法也不怎么现实，因为在二维图像里画出三维的效果，确实也很费劲。而用的是一款雕刻软件Zbrush来做置换贴图的，Zbrush是一款很强大的软件，操作起来也很方便，用几种不同的笔刷雕刻出想要的细节出来就可以了[4]。
在材质方面，主要还是用颜色贴图和凹凸贴图来表现物体表面的纹理特征，在材质面板中，根据物体表面的特性，如陶器等一些有高光属性的物体，就要对高光进行调整，让物体产生高光和一些反射的效果，在贴图的卷展栏中，在环境贴图，凹凸贴图等通道中导入到准备好的贴图。场景中也用到了很多木纹的材质，可以直接调用软件里的木纹材质，也可以用一些二维的木器纹贴图来表现，软件里的贴图可变性比较大，可以调整不同的参数产生不同的纹理，如场景里的苹果是在颜色通道上，连接噪点材质，在噪点材质里，调整RGB颜色。
4.2.2 灯光
在三维世界里，系统只给了一盏默认的灯光，当制出灯光时，默认的灯光就会关掉。根现实生活一样，有了灯光才能通过灯光来看到物体，物体表面对光的吸收反射等特性的不同，就会表现出不同的纹理、颜色、高光等属性，于是就形成了色彩斑斓的世界。所以没有了灯光，材质也就无法表现出来了。
在三维软件中可以随意制造出各种属性不一的灯光出来，修改其属性参数，就可以照亮场景了。3DS MAX灯光的类型有 聚光灯，平行光，体积光，区域光，点光源等，可以通过这些灯光来模拟出不同的自然光和人造光。
三维软件中有时要用到很多盏灯光才能模拟出现实当中的一些光照效果，如一些天光的效果，就要制造出许多的平行光来组成一个球体的形态，修改其光照强度和颜色，让光线从很多个不同的方向照射场景，当然，这些灯光的阴影是要关掉的，不要让其对物体产生阴影，只留一盏主灯来产生阴影，这样就能模拟出不错的天光效果了。在这次动画里要模拟的是晚上的环境，把灯光的颜色改为一个冷色调，强调再调得低一点，基本的色调也就出来了，而烛光是在蜡烛模型上增加一个体积光，再调整好其强度的衰减，场景中还有很多地方的光照不如人意，这时再增加几盏面积光，提高暗部的亮度。场景外，用了一盏聚光灯来照亮整个场景，灯光颜色为淡蓝色，模拟夜晚的光照，强度为0.3。而一些油灯和灯笼，是给这些物体发光的地主增加自发光属性的材质，再在它们中间加入体积光，更改体积光的范围、颜色和强度，强度衰减改为二次衰减。室内用几盏区域光来点亮场景，将它们放在房子的周围，关闭灯光的产生阴影的功能，而将油灯作为主光源，并开启阴影。 图4-4为室内烛光的效果图，图4-5为室外的光线效果图：

图4-4 室内灯光

图4-5 室外灯光
至于很多的光影效果，如反射，折影，焦散等，主要还是调整好物体的材质属性，再用不同的渲染器，修改渲染的方式就可以实现了。
对于材质灯光还是要统一起来一起做的，而一般的制作流程是从灯光开始的，当白模做好之后，就可以根据场景的主色调，为白模添加灯光，当灯光调整得差不多的时候，才为白模赋上材质，然后再对材质进行修改，必要时可对灯光进行微调，不断地观看画面的效果，再不断地对灯光和材质进行修改，直到得到满意的效果为此。材质和灯光大体确定后，就要进行比较烦琐的微调，这也是一个必要的步骤。

4.3 模型的动画设置
三维软件的动画主要是设置关键帧，关键帧记录了物体的位置，旋转等信息，物体的属性在时间轴上从一个关键帧向另一个关键帧发生变化，中间的变化就由计算机完成，而这种变化默认情况下是均匀变化的，也可以去调整这种变化，让动画更加生动。
对模型的形态变化，可以对模型绑定一个骨骼，利用骨骼对模型的点的控制权重大小，使得模型随着骨骼的变化而变化。而布料的动画，是对其加入一个模拟的重力，让计算机来模拟出布料的飘扬和褶皱效果。
骨骼对模型点的控制权重大小的调节，也就是蒙皮，本文是在MAX里的SKIN修改器里面来完成这项工作的。本文做的是一个二足的人物角色，骨骼是加入直接在3DS MAX里的创建-系统-Biped里来完成，调整骨骼的大小与模型相匹配，手指的数量改为五个，手指的链接改为三。而脚趾的数量和链接都改为一，在这个动画里，角色的脚趾是没有表现出来的，而主要是整个脚的动作，因此脚趾的数量和链接为一也就够了。选择需要进行蒙皮的模型，在修改器-动画-蒙皮中加入蒙皮修改器，在修改面板中进行编辑。在蒙皮修改器骨骼面板中，点击添加，在出现的面板中选择要加入的骨骼，对于Biped除了Biped的质点不要添加，其它的骨骼都要添加。添加完骨骼之后，软件便会自动为每一个骨骼添加一个封套，在蒙皮面板中点击编辑封套进行修改。封套修改完成后，把顶点勾上，选择所有的顶点，在权重属性里，点击烘陪选定顶点，这时所有点的权重都会保存下来，而封套这时对整个模型不再有影响，可以在显示中，把不显示封套勾上，把封套隐藏起来，方便操作。这时便要对一些细节的地方进行权重的调节了，只需对模型的一半进行调整，当调整完一半时，用权重的镜像工具把模型的一半顶点的权重镜像给另一半。先对Biped导入一个行走或者其它的动作，观察模型哪些部位的模皮不够好，当发现有问题时，停留在当前的关键帖上，在回到蒙皮面板中，打开权重工具，对出现问题的部位调整其权重。在权重工具中，当选择一个顶点的时候，可以看到这个顶点受到哪些骨骼的影响，权重各为多少，然后对各个权重进行细微的增加或减少，使模型的变形达到我们的要求。对权重的调节也可以打开绘绘权重工具，用画笔的方式对顶点的权重进行调整。当整个模型的蒙皮调整好之后，就可以通过调节骨骼的动画来产生模型的相应的动画了。
对骨骼的动画，主要是调整Biped的动画。而对Biped的动作的调整，先是选择好一个骨骼，在不同的时间上调整好其位置，设置其关键帧。而主要调整的部位是手和脚，因为Biped已经为我们设置好整个骨骼的IK链，当对手和脚进行调整时，其它的部位也会有相应的变化。选择Biped的任意部份，进入运动面板，Biped的动作都在这里来完成。对于人物的动画，最基的是人物的行走动画，在动画中也制作了一段行走弯腰捡石头的动作。行走的动画要对脚设置不同的踩踏关键帧，自由关键帧来完成。在运动面板的关键帧信息中，有设置动作用到的关键帧调节按钮。几个主要的关键帧有，设置关键点，设置踩踏关键点，设置滑动关键点，设置自由关键点。这里主要用到的是设置踩踏关键点，而它的设置主要是针对脚部的关键帧设置，当脚部设置了一个踩踏关键点时，脚部就会锁定在当前的位置上了，当移动整个模型时，脚部一直都尽可能地保持在原来的位置上，而脚步的锁定是在一个轴心点上，可以在关键点信息-IK-选择轴里变换轴心，这时旋转脚部也会沿着这个轴心来旋转。走路的动作，本文参考了很多的走路视频，计算好每一步所用的时间，然后再根据这些时间和节奏来调节我们的动作。首先是把和地面接触的脚设置为踩踏关键点，把其轴心调整在脚尖处。当其快离开地面时，旋转脚根，设置踩踏关键点。离开地面时，调整好其高度和脚部的旋转角度，设置自由关键点。同时整个身体的高低也要进行相应的调节，人的走路，其高度会呈现出波浪形的正弦曲线，手的摆放位置也有其相应的规律，而注意这些动作的规律，会使动作更加生动。 本文的动画动作里也有一些手拿石头，手开箱子的动画，这时选择手的骨骼，在运动面板-关键点信息-IK-选择IK对象，然后选择要和手相关联的物体，如石头模型，手和石头就会绑定起来，将IK混合调到1，这时移动石头时，手也就跟着动起来了，而手与手相连接的其它骨骼也会产生相应的变化。当石头离开手时，只要将IK混合调到0，这时石头对手的骨骼便没有影响了。图4-6是角色捡起石头的动作示意图，图4-7是角色打开木箱将石头藏入木箱中的效果图：

图4-6 捡石头的动作

图4-7 开箱子的动作
布料的动画是用cloth修改器来模拟的，选择衣服模型，在修改器-cloth-cloth中添加修改器，在修改面板中，进入cloth修改器，对象中点击对象属性，增加模拟的对象，设定布料模型为cloth对象，人物模型为冲突对象，调整好其参数，使布料在人物上产生动画，而不穿透人物模型。布料模拟的重力可以在模拟参数的面板中的重力进行调整，而风力等一些力可以先在场景中创建，然后在cloth力中添加创建的力。在模拟参数中调节好各个参数，模拟的关键帧的范围等，点击模拟便可以开始模拟。衣服的某些部位需要固定的，可以通过节点的绑定来完成，如动画在场景中晾在衣架上的衣服的飘动，就是通过这种方法来完成的。选择衣服，进入修改面板，选择组层级，选择需要绑定的顶点，点击设置组，将选择的点合成一个组。选择这个组，再点击节点按钮，然后在场景里点击要绑定的物体，再进行布料的模拟，加入风的力，这时布料就会挂在衣架上飘浮起来[5]。图4-8为挂在木架上衣服随风飘动的效果图：

图4-8 布料的飘浮

4.4 镜头的渲染
当一切当准备好之后，就可以用计算机渲染出我们想要的图像序列帧了。首先是要设置好镜头的动画，打开渲染设置，选择好渲染器，渲染的帧数，分辨率的大小等，对于质量效果比效逼真的，就要经过一段很漫长的渲染时间，才能得到我们想要的序列帧。
利用分层渲染可以提高我们的渲染效率，方便对画面各个部分的调整。分层渲染是将场景里的物体按不同的方式进行分类，如按远近分类，按物体的种类分类等。将分类分别进行渲染，然后在后期软件中进行合成，这样方便在后期中对每个分类进行单独的调整。

4.5 后期合成
在后期合成中，将渲染出来的序列帧调整其位置，然后渲染成影片，用到的后期软件有After Effect，Premiere。在后期中可以调整镜头之间的过渡效果，也可以调整影片的色调，饱和度等。一些自然界中的风火雷电的自然现象也可在后期来完成，而这些特效在后期软件制作比在三维软件方便得多。最后加入配音，音效，就可以生成影片了。
第五章 总结

三维动画的制作是一项繁重的工作，因为三维动画的每一个制作环节都要求很高，而不是每个人都能掌握各个环节的制作技能的高水平，因此这对小组的合作要求比较高，而平时的学习最好对每个环节都有所了解，然后再选择一项自己擅长或感兴趣的环节进行深入的学习，这样就能和小组其它人员进行很好的交流，也能为小组贡献出自己的特长和力量。目前，我国的动画事业的发展需要制作人员和社会环境提供动力和成长的环境，希望在不久的将来，国内能出现更多优秀的动画作品。

致 谢

感谢老师对我毕业设计和毕业论文的指导，使我对整个设计的流程有了更深入的了解，也学会了如何面对难题。四年勿勿而过，成长的经历却又历目难忘，长成后的我们也要负起更大的责任。再次感谢陪伴四年的良师益友。

参考文献

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