(精品)三维造型技术论文

论文题目：三维动画概述与设计课程名称：三维造型技术 课 号： 姓 名： 学 号： 专 业：电子信息科学与技术 学 院：电子工程与自动化学院 序 号：日 期：2010.11.17三维动画概述与设计摘要：三维动画又称3D动画，是近年来随着计算机的快速发展而产生的一种新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，在根据要求设定模型的运动轨迹，虚拟摄像机的运动和其它动画参数，最后按照要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光，当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。三维动画技术模拟真实物体的方式使其成为一个有用的工具。由于其精确性，真实性和无限的操作性，目前被广泛应用于房地产，教育，广告，娱乐等诸多领域。本结课论文将简单介绍三维动画的概念及其与二维动画的区别，以及一些常见的应用设计。关键词：三维、 三维动画、 概述、 设计一、 三维动画概述1、电脑动画电脑动画是使用电脑产生图像运动的技术。早期，电脑曾用于自动控制动画机械设备，减轻了人工调整摄影机位置和校正动摄制的劳动强度。动画师给每个镜头输入大堆指令，包括摄影机的高度，摄制台的x，y坐标值等，也包括渐显、渐隐、推拉、摇移等参数。电脑自动计算拍摄各帧的参数，并控制各个部件协调动作，我们称这样的动画处理技术为“运动控制动画”，电脑可以灵活、准确控制镜头和控制台的运动，从而产生各种摄影的特技效果。随着电脑图形技术的迅速发展，电脑在动画中的应用也不断扩大，电脑动画的内涵也在不断扩大。电脑动画发展到今天，主要分为两个阶段(或分为两大类)，这就是“计算机辅助动画”（compute assistance animation)和“计算机生成动”(computergenerated animation)。前者也叫“二维动画”，后者也叫“三维动画”。电脑动画按生成的速度又分为逐帧(frame by frame)动画和实时(realtime)动画。2 、二维动画在传统卡通动画中，很多重复劳动可以借助计算机来完成。给出关键帧之间的插值规则，计算机就能进行中间画的计算。不过很多时候比较困难，这需要动画制作人员仔细观察 “帮助”电脑进行插值计算。二维动画是对手工传统动画的一个改进，它与手工动画相比有许多优越性。使用电脑，描线上色工作非常方便，操作简单，颜色一致，绝对没有颜料的开裂、明片光等问题。它界限非常准确，不需晾干，不会窜色，改色方便，不层数加多而影响层的颜色。从成本上说，价格便宜。从技术方面说，由艺环节少，不需通过胶片拍摄和冲印就能预演结果，发现问题随即在电脑上改正，既方便又节省时问。但是，二维动画也有它固有的缺点，这就是目前计算机只能起辅助的作用，代替了手工动画,计算机不能根据剧本自动生成关键帧，对生成中间画的两个关键核心必须在各部分之“一一对应”，对于从无到有、从有到无的插值计算电脑是无能为力的。目前，二维动画中，关键帧必须由动画专业设计人员亲手描绘，或者直接面对屏幕手持输入设备互交生成。动面师画某一帧可能具有十分真实的透视感觉，但是要画几十张、上百张同一场景但不同角的画面是十分困难的，即使费九牛二虎之力把它们画出来也很难保持透视的一致性，也就是说只能是达到假透视的效果。3、三维动画如果二维动画对应于传统卡通动画的话，那么三维动画则是对应木偶动画。如同木偶动画中首先制作木偶、道具和景物一样，三维动画也需要首先建立角色、实物和景物的三维数据。接着让这些角色和实物在三维空间里动起来，或者接近，或者远离,或者旋转，或者移动,或者变形或者变色。再在计算机内部“架上”虚拟摄影机，调整好镜头。“打上”灯光，“贴上”材质，最后形成一系列栩栩如生的画面。三维动画之所以叫做计算机生成动画，是因为参加动画的对象不是简单又外部输入的，而是根据三维数据在电脑内部生成的，运动轨迹和动作的设计也是在三维空间中考虑的。电脑动画真正具有生命力是由于三维动画的出现。三维动画区别于二维动画和实际拍摄还在于它的“虚拟真实性”，即处于似与不似和像与不像之问。从本质上讲，三维和二维的最要的差别在于图形中是否完全提供了深度信息。虽然二维中物体可以画得很像三维，但是当观察点改变时，画面必须由动画师另行画出。由于物体有了三维深度信息，仅描述一次就可以了，观察者可以从各个角度去观察，三维软件能自动计算光照与明暗程度。三维中也有二维功能，这只是把二维作为三维的一个基础。三维动与二维动画相比，有一定的真实性，同时与真实物体相比又是虚拟的，这两者构成了三维动画的特性“虚拟真实性”。二、三维动画常见应用设计介绍主要介绍现在市场上用三维动画较多领域。1、城市漫游动画简单来说，“城市漫游动画”就是将“虚拟现实”技术应用在城市规划、建筑设计等领域。近几年，城市漫游动画在国内外已经得到了越来越多的应用，其前所 未有的人机交互性、真实建筑空间感、大面积三维地形仿真等特性，都是传统方式所无法比拟的。在城市漫游动画应用中，人们能够在一个虚拟的三维环境中，用动 态交互的方式对未来的建筑或城区进行身临其境的全方位的审视：可以从任意角度、距离和精细程度观察场景；可以选择并自由切换多种运动模式，如：行走、驾 驶、飞翔等，并可以自由控制浏览的路线。而且，在漫游过程中，还可以实现多种设计方案、多种环境效果的实时切换比较。能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击，获得身临其境的体验。2、三维小区浏览动画也叫虚拟现实小区漫游动画，是将整个小区环境的规划用三维动画和电影的制作技术共同完成的小区漫游三维动画片，主要表现有小区建筑物的规划如小区主体 建筑、生活配套建筑、小区配套设施等，小区环境的规划表现如人物、动物、车辆、假山、亭台、长廊、河流、道路等，小区绿化带的规划如绿化带的面积、绿化带 的位置、绿化树种等，小区园林景观的规划如小区公园环境规划、公园的设施规划等，通过三维技术真实还原整个小区的未来景观。小区浏览动画一般长度在5-20分钟左右，通过漫游和互动的表现方式展示小区整体规划设计，多用于房地产开发商对房产项目的宣传、汇报、投标等等。3、楼盘漫游动画楼盘漫游动画 楼盘宣传片 设计制作是源于计算机图形技术在建筑领域的广泛运用，楼盘漫游动画用艺术的形式表现房地产住宅建筑设计理念，把建筑设计师徒手勾画出的建筑方案、立面、剖 面、透视图变成逼真的虚拟楼盘，可随心所欲地漫游其中。完美的建筑是由室内空间设计和室外空间设计两个部分组成，楼盘动画主要表现室内外空间设计规划，诠释设计方案、提高工程投标率、提升楼盘价值。楼盘漫游动画一般长度在5-20分钟左右，通过漫游和互动的表现方式展示楼盘整体规划设计，多用于房地产开发商对房产项目的宣传、汇报、投标等等。4、市政道路桥梁动画城市道路、船舶、桥梁、高速公路及其附属交通设施建设在设计施工前可以更直观、直实的表现建成效果，应用于上层领导方案绘报，也可用于交通规划工程项目的检收， 通过不同时间段的记录，对整个实施的情况进行比较和评价。使用三维全景的虚拟漫游来模拟道路修建之后的效果。较二维图像更直观，能全面的审查和评价道路建造结果的质量、视觉效果以及与周围环境的协调等。因此，使用三维全景用于道路设计结果的审查和评价具有非常重要的意义。将全景与交通运输管理系统结合。可结合到城市公共交通GPS管理系统、城市公共交通安全管理系统，用于路政管理方面，进行重点部位监视、，成为交通系统内部的业务流程系统。为交通运输信息化管理建立更直观、有效的管理模式。将全景与地图结合，用于汽车实景导航系统，便于驾驶员更方便、直观的使用导航系统。5、三维广告相对于实拍广告，三维动画广告有如下特点：能够完成实拍不能完成的镜头；制作不受天气季节等因素影响；对制作人员的技术要求较高；可修改性较强，质量要求更易受到控制；实拍成本过高的镜头可通过三维动画实现以降低成本。实拍有危险性的镜头可通过三维动画完成，无法重现的镜头可通过三维动画来模拟完成，能够对所表现的产品起到美化作用，画面表现力没有摄影设备的物理限制，可以将三维动画虚拟世界中的摄影机看作是理想的电影摄影机，而制作人员相当于导演、摄影师、灯光师、美工、布景，其最终画面效果的好坏与否仅取决于制作人员的水平、经验和艺术修养，以及三维动画软件及硬件的技术局限。6，三维地图众所周知，地图在人们的生活中起到至关重要的作用。而普通的二维地图缺乏趣味性，枯燥，而且难以准确定位，对方向没有形象化的指示，对一些读图能力弱的人不是很好。而三维地图的出现能够很好的解决这个问题，很感官化的把地址呈现出来，甚至使地图的应用更加广泛了。如能够置身于地图中感受身边的街道建筑。三、总结通过以上分析，不难看出，三维技术是在二维基础上发展起来的一个革命性的技术。三维动画带给我们的艺术魅力是有目共睹的，当我们感叹这种新技术的无穷魅力时，我们不要忘记或忽略动画的主题，三维技术是为动画的创意服务