三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)

前言

　　不少人和作者一樣，在接觸了三維動(dòng)畫(huà)之后，為自己的大腦被現(xiàn)實(shí)固相所占據(jù)而感慨不已，為缺乏想象力而慚愧，為世間的浪漫美好成為了追憶而扼腕?？释季S的自由，力求掙脫現(xiàn)實(shí)的束縛，追求創(chuàng)造美好浪漫，成為三維動(dòng)畫(huà)最真實(shí)的人生體驗(yàn)?！　?dòng)畫(huà)技術(shù)發(fā)展十分迅速，新概念層出不窮，令人日不暇接，使我們深深感到技術(shù)的更新時(shí)不我待。初學(xué)三維動(dòng)畫(huà)的人，-起初都在猶豫是學(xué)Max還是學(xué)Maya，抑或?qū)Wsoftimage。不少人跟風(fēng)盲動(dòng)，東一榔頭西一棒子，幾年下來(lái)才發(fā)現(xiàn)什么也沒(méi)有學(xué)明白。為此，我們建議學(xué)習(xí)三維動(dòng)畫(huà)不要過(guò)于求新求全，最好能立足一個(gè)設(shè)計(jì)工具，開(kāi)始時(shí)將學(xué)習(xí)的重心放在三維動(dòng)畫(huà)的基礎(chǔ)理論和制作原理的理解上，在打基礎(chǔ)的同時(shí)不斷擴(kuò)展，舉一反三，向前輩和高手請(qǐng)教，一個(gè)技術(shù)難題接一個(gè)技術(shù)難題地攻克，才能夠打下扎實(shí)的功底，創(chuàng)作出優(yōu)秀的作品，滿(mǎn)足實(shí)際設(shè)計(jì)的需要?！　”緯?shū)不依賴(lài)于某個(gè)具體軟件平臺(tái)，全景式介紹必須掌握的三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)術(shù)語(yǔ)，結(jié)合圖示介紹目前主流的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)與制作技術(shù)，清晰明了地講解三維動(dòng)畫(huà)的制作過(guò)程，涉及最新的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)。全書(shū)共10章：第1章介紹了三維動(dòng)畫(huà)的歷史、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的各種主流軟件以及三維動(dòng)畫(huà)的基本制作流程，讓讀者為學(xué)習(xí)三維動(dòng)畫(huà)增加一些背景知識(shí)；第2章介紹三維動(dòng)畫(huà)的基本概念，幫助理解和認(rèn)識(shí)三維世界；第3章主要介紹三維動(dòng)畫(huà)模型構(gòu)成方式等模型建構(gòu)的基本概念；第4章介紹三維動(dòng)畫(huà)高級(jí)建模的基本理論和各種方法；第5章全面介紹材質(zhì)與貼圖的基本知識(shí)，學(xué)習(xí)材質(zhì)設(shè)計(jì)方法：第6童介紹動(dòng)畫(huà)中的攝像機(jī)工作原理和應(yīng)用方法。

內(nèi)容概要

　　《三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)》不依賴(lài)于某個(gè)具體軟件平臺(tái)，全景式介紹必須掌握的三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)術(shù)語(yǔ)，結(jié)合圖示介紹目前主流的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)與制作技術(shù)，清晰明了地講解三維動(dòng)畫(huà)的制作過(guò)程，涉及最新的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)。

書(shū)籍目錄

第1章 緒論11.1 三維動(dòng)畫(huà)的發(fā)展31.1.1 三維動(dòng)畫(huà)的起步與發(fā)展31.1.2 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)中國(guó)之路81.1.3 動(dòng)畫(huà)未來(lái)101.1.4 三維動(dòng)畫(huà)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)101.2 主要應(yīng)用領(lǐng)域111.2.1 影視與廣告制作111.2.2 游戲開(kāi)發(fā)與角色設(shè)計(jì)121.2.3 建筑規(guī)劃與房地產(chǎn)領(lǐng)域131.2.4 虛擬現(xiàn)實(shí)和3Dweb131.2.5 工業(yè)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品展示141.2.6 模擬、教育和娛樂(lè)141.3 主流設(shè)計(jì)軟件介紹161.3.1 小型三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)軟件161.3.2 大型三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)軟件171.3.3 三維動(dòng)畫(huà)軟件的發(fā)展情況181.3.4 動(dòng)畫(huà)軟件的選擇與學(xué)習(xí)181.4 硬件環(huán)境與配置191.5 三維動(dòng)畫(huà)的制作流程21思考與實(shí)踐25第2章 理解和認(rèn)識(shí)三維世界262.1 三維世界與空間坐標(biāo)272.1.1 什么是數(shù)字空間?272.1.2 視圖窗口282.1.3 計(jì)算機(jī)圖像生成方式282.1.4 在三維空間中移動(dòng)292.2 對(duì)象的操控302.2.1 虛擬工具302.2.2 空間移動(dòng)312.2.3 世界／對(duì)象坐標(biāo)系312.2.4 旋轉(zhuǎn)功能312.2.5 縮放操作和相對(duì)尺寸322.3 對(duì)象復(fù)制與陣列332.3.1 對(duì)象的復(fù)制方法332.3.2 復(fù)制模式332.3.3 陣列復(fù)制342.3.4 鏡像復(fù)制352.3.5 快照復(fù)制352.3.6 間隔復(fù)制352.4 組與集合362.4.1 組362.4.2 集合362.4.3 群組37思考與實(shí)踐37第3章 三維建?；A(chǔ)3.1 建?；A(chǔ)概念393.1.1 空間、對(duì)象和結(jié)構(gòu)393.1 1.2 點(diǎn)、線(xiàn)、邊、面403.1.3 法線(xiàn)和平滑組403.1 模型種類(lèi)413.1.5 模型的文件格式423.1.6 三維建模的原則423.2 二維曲線(xiàn)的繪制與編輯433.2.1 樣條線(xiàn)的點(diǎn)、段、線(xiàn)433.2.2 NURBS曲線(xiàn)443.3 擠壓、旋轉(zhuǎn)與放樣463.3.1 旋轉(zhuǎn)造型463.3.2 擠壓造型463.3.3 三維放樣463.4 基本幾何體與組合造型493.4.1 基本幾何體的結(jié)構(gòu)與參數(shù)493.4.2 基本幾何體的創(chuàng)建步驟503.4.3 組合造型50思考與實(shí)踐51第4章 高級(jí)建模技術(shù)524.1 多邊形模型構(gòu)建534.1.1 幾何理論及多邊形544.1.2 多邊形網(wǎng)格的構(gòu)建554.1.3 文件格式594.1.4 優(yōu)缺點(diǎn)594.2 NURBS模型構(gòu)建604.2.1 NURBS主要應(yīng)用604.2.2 NURBS模型構(gòu)建方法604.3 面片模型構(gòu)建634.3.1 面片建模的基本概念634.3.2 構(gòu)建方法654.4 數(shù)字雕塑664.4.1 數(shù)字雕塑的軟件工具664.4.2 數(shù)字雕塑原理介紹664.4.3 雕塑的基本過(guò)程684.4.4 數(shù)字雕塑的輸出69思考與實(shí)踐69第5章 材質(zhì)與紋理貼圖705.1 材質(zhì)概述715.1.1 什么是材質(zhì)?715.1.2 理解Shade735.1.3 材質(zhì)的設(shè)計(jì)過(guò)程745.2 程序貼圖和紋理位圖755.2.1 程序貼圖755.2.2 紋理位圖755.3 貼圖坐標(biāo)765.3.1 球形投影765.3.2 圓柱投影765.3.3 平面投影775.3.4 立方體投影775.3.5 UV投影或UVW投影775.4 貼圖通道785.4.1 紋理貼圖通道785.4.2 貼圖通道范例785.5 無(wú)縫紋理825.5.1 紋理貼圖制作方法825.5.2 擴(kuò)展貼圖83思考與實(shí)踐84第6章 三維攝像機(jī)6.1 動(dòng)畫(huà)中的攝像機(jī)866.1.1 使用攝像機(jī)的必要性866.1.2 攝像機(jī)的主要參數(shù)876.1.3 鏡頭的作用896.2 操縱攝像機(jī)916.2.1 鏡頭推拉技巧916.2.2 搖鏡頭技巧926.2.3 移鏡頭技巧936.2.4 跟鏡頭技巧936.2.5 旋轉(zhuǎn)鏡頭技巧946.2.6 晃動(dòng)鏡頭技巧946.3 攝像機(jī)的匹配與跟蹤946.3.1 實(shí)際拍攝圖像的評(píng)估956.3.2 獲得的信息956.3.3 定義攝像機(jī)的參數(shù)966.3.4 設(shè)定匹配關(guān)系966.3.5 運(yùn)動(dòng)匹配的測(cè)試966.3.6 傳送場(chǎng)景976.3.7 動(dòng)畫(huà)制作流程中的運(yùn)動(dòng)匹配97思考與實(shí)踐97第7章 動(dòng)畫(huà)燈光系統(tǒng)7.1 燈光的基本原理997.1.1 光源的種類(lèi)997.1.2 有關(guān)光線(xiàn)的理論1017.1.3 光線(xiàn)的投影：1047.1.4 三維動(dòng)畫(huà)燈光與真實(shí)影視燈光的比較1057.2 燈光的主要功能1077.2.1 燈光的功能1077.2.2 實(shí)現(xiàn)光的功能1077.3 布光的基本流程1097.3.1 三維動(dòng)畫(huà)用光的一般原則1097.3.2 三維動(dòng)畫(huà)中燈光設(shè)計(jì)的步驟110思考與實(shí)踐111第8章 圖像渲染8.1 渲染算法與渲染器1138.1.1 渲染的基本概念1138.1.2 渲染的基本過(guò)程1138.1.3 主要的渲染算法1148.1.4 智能光1188.1.5 主流渲染器介紹1198.2 渲染與輸出1248.2.1 渲染設(shè)置1248.2.2 圖像精度1268.2.3 輸出方式1268.2.4 輸出尺寸1278.2.5 壓縮方式1288.2.6 NLDV1288.2.7 渲染時(shí)間1298.3 后渲染效果1298.3.1 景深效果1298.3.2 運(yùn)動(dòng)模糊效果1308.3.3 鏡頭光暈效果1318.3.4 大氣效果1318.4 網(wǎng)絡(luò)分布式渲染1328.4.1 網(wǎng)絡(luò)渲染1328.4.2 網(wǎng)絡(luò)分區(qū)渲染1348.4.3 渲染農(nóng)場(chǎng)135思考與實(shí)踐137第9章 動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)9.1 動(dòng)畫(huà)基礎(chǔ)1399.1.1 動(dòng)畫(huà)元素1399.1.2 動(dòng)畫(huà)過(guò)程1409.1.3 動(dòng)畫(huà)軌跡1429.2 層次與運(yùn)動(dòng)學(xué)1439.2.1 層次1439.2.2 運(yùn)動(dòng)層次1469.3 真實(shí)可信的運(yùn)動(dòng)1479.3.1 狐度9.3.2 重量148第10章 合成與特效15010.1 視頻合成15110.2 特效制作15210.2.1 特效的類(lèi)型1510.2.2 視頻合成15310.2.3 特效元素153思考與實(shí)踐156主要參考文獻(xiàn)157

章節(jié)摘錄

　　季節(jié)等環(huán)境因素影響：可修改性較強(qiáng)，質(zhì)量要求更易受到控制；對(duì)實(shí)拍成本過(guò)高的鏡頭，可通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)降低成本；可通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)完成實(shí)拍有危險(xiǎn)性的鏡頭；可通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)來(lái)模擬完成無(wú)法重現(xiàn)的鏡頭；能夠?qū)λ憩F(xiàn)的產(chǎn)品起到美化作用。但三維動(dòng)畫(huà)制作對(duì)制作人員的技術(shù)要求較高?！　∮捎诋?huà)面表現(xiàn)沒(méi)有攝影設(shè)備的物理限制，可以將三維動(dòng)畫(huà)虛擬世界中的攝影機(jī)看作是理想的電影攝影機(jī)，而制作人員相當(dāng)于導(dǎo)演、攝影師、燈光師、美工、布景，其最終畫(huà)面效果的好壞僅取決于制作人員的水平、經(jīng)驗(yàn)和藝術(shù)修養(yǎng)，以及三維動(dòng)畫(huà)軟件及硬件的技術(shù)局限?！　〉S動(dòng)畫(huà)的制作周期相對(duì)較長(zhǎng)，動(dòng)畫(huà)影片的制作成本與制作的復(fù)雜程度和所要求的真實(shí)程度成正比，并呈指數(shù)增長(zhǎng)。　　需要指出的是，三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)雖然入門(mén)門(mén)檻較低，但要精通并熟練運(yùn)用卻需多年不懈的努力，同時(shí)還要隨著軟件的發(fā)展不斷學(xué)習(xí)新的技術(shù)，在所有數(shù)字媒體制作形式中技術(shù)含量是最高的。由于三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)的復(fù)雜性，最優(yōu)秀的3D設(shè)計(jì)師也不大可能精通三維動(dòng)畫(huà)的所有方面?！　‰S著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)飛躍性的發(fā)展三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)的制作行業(yè)也迅速騰飛，現(xiàn)今已經(jīng)遍布于視覺(jué)藝術(shù)設(shè)計(jì)相關(guān)的各個(gè)行業(yè)，尤其是三維動(dòng)畫(huà)藝術(shù)徹底革新了影視特技行業(yè)、計(jì)算機(jī)游戲、電視、多媒體、建筑視覺(jué)表現(xiàn)等行業(yè)，并且在科研、軍事、建筑與藝術(shù)各方面得到廣泛的應(yīng)用?！　?.2.1影視與廣告制作　　影視三維動(dòng)畫(huà)涉及影視特效創(chuàng)意、前期拍攝、影視3D動(dòng)畫(huà)、特效后期合成、影視劇特效動(dòng)畫(huà)等。隨著計(jì)算機(jī)在影視領(lǐng)域的延伸和制作軟件的增加，三維數(shù)字影像技術(shù)打破了影視拍攝的局限性，在視覺(jué)效果上彌補(bǔ)了拍攝的不足，在一定程度上節(jié)約制作成本，同時(shí)避免了外景地天氣、季節(jié)變化的制約?！　D1.21為電影《達(dá)·芬奇密碼》的拍攝現(xiàn)場(chǎng)，電影中宏偉莊嚴(yán)的教堂是由三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)制作的，創(chuàng)造出極佳的視覺(jué)效果，與搭建一個(gè)真實(shí)的教堂拍攝場(chǎng)景相比，制作成本大幅下降。

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