三维动画设计实验报告

三维动画设计实验报告一、实验目的：应用3ds max创作有完整故事情节的一段三维动画片二、实验要求：1、熟练掌握应用3ds max制作完整动画的基本方法和全步骤。2、要求作品中用到个性化的造型、逼真的材质贴图灯光、高级粒子系统及空间扭曲等效果，要求作品有一定创意，有自己特色。做到动画过程完整，故事情节精彩。3、实验报告内容完整，包括故事情节描述、动画创意设计、脚本设计、创作步骤、过程截图、最终效果图及结论体会。三、故事情节： 本作品描述的是一个宁静的海底世界：海底的水草随着海水的流动而摇摆着，像柳条儿一样的；石头则安静的躺在底部，倾听这海底的声音，它是海底年龄的标记，从石头的缝中时不时的冒出气泡来。不安份的鱼儿游来游去的，到处觅食。整个环境的色彩采用蓝色和绿色为主，蕴含了一丝丝的宁静以及和平，让人在嘈杂的世界中找到另外一个轻松舒适的天地海底世界。四、动画创意设计：本作品在创建水底环境中利用灯光的贴图来模拟水底对光线的折射，利用摄像机的景深再加上大气环境的“雾”创建水底的气氛。而气泡用到粒子系统的“超级喷射”，再加入辅助器UDeflector和Wind模拟真实气泡受到障碍和作用的效果。作品中的鱼的运动则用到路径控制器，通过调节鱼在路径中的运动路径长度，可以控制鱼在路径中的运动速度。鱼自身的动画则直接调节修改器中的参数来达到动画效果。五、创作过程：创建水底是利用Display命令在一个面上加入位图，以位图的灰度来决定地面的凹凸程度，也就是通过位图来创建水底。1创建灯箱：(1).创建一个面：A.启动3D MAX，激活顶视图，打开“创建” “几何体” 中的“标准几何体”，点击“对象类型”卷中的“平面”；B.将“参数”卷中的参数设置如下：长度：1080；宽度：1080；长度分段：120；宽度分段：120；创建的面如下图所示：(2).打开位图：A.进入“修改”面板 ，单击下拉菜单，在菜单中选中“置换”（display）；B.单击“图像”中的“位图”下方的“无”按钮；C选择所要置换的图片；(3).调整Strength：A回到“修改”面板中，将参数卷展栏“置换”中的“强度”的数值设为“60.0”，重命名为“水底”；B调整效果图，如下图所示：(4).给水底的地面加入材质：A打开“材质编辑器” ，选中第一个材质样本球，单击命名旁边的材质类型按钮，选择“混合”；B然后在随即弹出的对话框中选择“丢弃旧材质”，单击“确定”按钮；C进入到混合材质编辑；四、小结D单击“材质1”后面的按钮进入材质编辑，打开“贴图”卷展栏，将“漫反射颜色”选中，单击后面的“None”按钮；在对话框中选择“位图”，单击“确定”；E在随即弹出的位图浏览器中单击“取消”，此时在“材质1”中的“位图”是空的；F不要关闭材质编辑器，单击“工具”面板 里的“资源浏览器”按钮；G打开资源浏览器，将位图拖到材质编辑器的位图中，这样“材质1”便有了位图；H然后单击“转到父对象”按钮 回到顶级菜单中，单击“材质2”后面的按钮，打开“贴图”卷，将“漫反射颜色”选中，单击后面的“None”按钮；在对话框中选择“位图”，单击“确定”； I再次回到顶级菜单中，单击“遮罩”后面的“None”按钮，在弹出的对话框中选中“澡波”，单击“确定”；J回到场景中选取“水底”，然后单击“将材质指定给选定对象”按钮 将材质赋予水底。此时，材质样本球如图所示；K“水底”的材质创建已经完成，然后关闭“材质编辑器”，单击“快速渲染”按钮 渲染场景，如下图所示：(5).创建目标平行灯：在水底的主光线是阳光透过水面后到达水底的，所以会有水面对光线的强烈折射，这一效果用目标平行灯来实现。A将顶视图最大化显示，单击“创建” “灯光” ，选取“目标平行光”，在顶视图中创建目标平行光，如下图：B单击“最大化视口切换”按钮恢复三视图，用“选择并移动”按钮 选中目标平行光，移到水底调整灯光的位置，如下图所示：C进入“修改”面板，将“强度/颜色/衰减”卷中的“倍增”参数设置为2.5；打开“平行光参数”卷，将“聚光区/光束”参数设置为1016，“衰减区/区域“参数设置为1018；D然后，再单击“材质贴图浏览器”中的“贴图”，选择“澡波”，单击“确定”。E利用灯光的光线来实现模拟现实的水面折射，打开材质编辑器，按照以前的方法将Noise拖到材质编辑器中的新样本球上，在对话框中选“实例”；F进入“材质编辑器”，将“澡波参数”卷中的“大小”设置为70.2，“澡波类型”选择“湍流”，然后单击“颜色 #1”和“颜色 #2”前面的“交换”按钮将两个颜色交换；G接着单击“颜色 #1”后面的按钮，在对话框中继续选择“澡波”；H进入二级菜单，将“澡波类型”选择“湍流”，“大小”设置为51.0，交换“颜色 #1”和“颜色 #2”； I关闭“材质编辑器”，单击“快速渲染”按钮，如下图所示：2.设置光彩动画：接下来制作水面折射动画，利用在平行聚光灯上贴图模拟水底光影折射效果，然后在贴图上做动画，表现光在水底的折射运动。(1).对贴图和平行聚光灯进行调整：打开“材质编辑器”，选中平行聚光灯的贴图，将“澡波参数”中的“相位”设置为-4.3，然后打开动画开关将时间滑块移到100帧，将“相位”设置为“-5”；(2).设置澡波动画：A进入“颜色 #1”将动画开关激活，将时间滑块移到0帧，然后将“相位”设置为0.0，时间滑块移到100帧，“相位”设置为2.0；B接下来设置平行聚光灯的动画，激活顶视图，将顶视图以最大化显示，选取平行聚光灯，进入“运动”面板 ，打开“指定控制器”参数卷； C选择“位置”项，然后单击“指定控制器”按钮 ， 选择“位置运动捕捉”，单击“确定”；D随即又弹出“运动捕捉”对话框，单击“设备绑定”中的“X 位置”，在弹出的“选择设备”中选择“鼠标输入设备”；回到“输入设备”设置对话框中，确保在“鼠标输入设备”卷中的“鼠标轴向”是“水平”的；E然后单击“设备绑定”中的“Y 位置”，在弹出的对话框中还是选择“鼠标输入设备”，单击“确定”；再回到输入设置对话框中确保在“鼠标输入设备”卷中的“鼠标轴向”是“垂直”的；F关闭“运动捕捉”，进入“工具”面板中选中“运动捕捉”；在“运动捕捉”卷中选上“测试期间播放”，将“Direct01位置”选中，然后单击“记录控制”中的“测试”，然后晃动鼠标；G测试完毕后单击右键结束，接下来单击Start进行录制，晃动鼠标模拟光线在水里方向的变化，当时间滑块运动到100帧后自动录制完毕，自动生成关键帧；H用视图右下角的“缩放区域”工具，将平行聚光灯放大显示到合适的大小，单击“运动”面板，然后单击“轨迹”按钮；H然后按“子对象”按钮，以黄色显示；I用工具栏中的“移动”工具 ，在轨迹中编辑关键帧的位置；J单击右下图的“最大化显示”按钮 ，将所有对象显示在视图中，选中“水底”，然后单击右键，在弹出的菜单中选择“属性”；在“对象属性”对话框中，将“显示属性”中的“显示为外框”选中，单击“确定”；3.创建水草及水草动画：接着制作水中的水草和水草随着水流摆动的动画,其制作步骤如下：(1).创建面：A首先激活前视图，在前视图以最大化显示。打开“创建”“几何体”中的“标准几何体”，点击“对象类型”卷中的“平面”，在前视图中创建一个长度为118，宽度为11，长度分段为34，宽度分段为4的面，如下图所示：B然后单击右键，在弹出的菜单中选中“转化为”“转化为可编辑网格”；C进入“顶点”编辑，首先用“选择”工具选取网格的顶部的5个点，打开“软选择”卷，将“使用软选择”选上，“边距离”为18，“影响背面”中“衰减”为91，“收缩”为0.85，“膨胀”为0；D选择工具栏中的“缩放”工具 ，锁定X轴将点进行缩放；E取消“软选择”中的“使用软选择”，接着用“移动”工具，移动顶上的5个点，F单击“缩放”按钮将水草全部显示在视图中，然后选中最底部的5个点，将“软选择”卷中的“使用软选择”够选上，设置参数：“边距离”为28，“影响背面”中“衰减”为91，“收缩”为0，“膨胀”为0；G再用“缩放”工具，锁定X轴将点缩小；H取消“软选择”中的“仅边”的选择，直接点取“修改器下拉列表”中的“弯曲”修改器；I进入“弯曲”修改中的参数设置，将参数卷中的“弯曲”下的“角度”设为182，“弯曲轴”下选择X轴；J接着再单击修改下拉列表中的“编辑网格”，将网格编辑器再次加入到对象中；K进入顶点的次对象编辑，选取水草的最顶部的点，然后将“软选择”卷的“使用软选择”勾选上，“影响背面”下的“衰减”设为108；(2).Noise参数设置：A激活左视图，单击“修改下拉列表”,在下拉式菜单中选取“澡波”，在参数卷中设置参数：种子：5，比例：20，强度：X：0，Y：0，Z：-8.172；将“动画”勾选上；B接下来要加入一个“弯曲”编辑器，而第2个“弯曲”编辑器式要使水草随着水的流动而摆动，将水草整个弯曲。但首先在修改器下拉菜单中选中“体积选择”，使为了第2个“弯曲”弯曲整个水草而不是被选中的点部分，其参数设置保持默认状态；C接着单击修改器下拉菜单，选中“弯曲”编辑器；D回到“弯曲”的参数设置中，首先进入“弯曲”的“中心”，用“移动”工具将中心点移动到水草的底部；E然后将参数卷的“弯曲”下的“角度”设为70.5、“方向”设为-84.5。“弯曲轴”下的“轴向”设为Y轴；F最后做水草上部的摆动，单击“修改器下拉列表”中的“编辑网格”,进入“顶点”的次对象编辑，选取水草的部分，然后将“软选择”卷中“使用软选择”勾选上，再次把“衰减”设为90；G单击“创建”面板中的“空间扭曲” ，单击下拉菜单中选择“基于修改器”；单击“对象类型”中的“澡波”，在前视图中创建一个长宽高都为14的澡波空间扭曲体；然后进入澡波的菜单中，将参数设置为如下图所示：H单击工具栏中的“绑定到空间扭曲”按钮 ，将鼠标移动到澡波上，然后按着鼠标左键移动到水草上松开鼠标左键，将水草和澡波空间扭曲连结上；I此时发现水草的扭曲并不是像预设的那样只在水草的上部扭曲，然后选取水草，进入修改面板，会看到水草的堆栈中多了一个*澡波绑定，这就说明澡波已经对水草进行作用。单击最后一次加入的“编辑网格”修改器，进入顶点次对象编辑；J接着选取水草最上端的顶点，然后单击“澡波绑定”。回复澡波对水草的作用，重命名为“水草01”；(3).复制水草：A选取水草按着键盘的Shift键，锁定X轴移动，在弹出的对话框中的“对象”下选择“复制数量”设为5，单击“确定”；B复制出5支水草，会发现复制出来的水草与水草之间有少许不同。那是因为水草与澡波的位置有不同；C激活顶视图，然后用“移动”和“旋转”工具将水草调整至合适的位置；D再激活左视图，选择“水草01”，单击第2个加入的“弯曲”命令，将参数卷的“角度”和“方向”都重新调整。同样也将所有的其他地方的水草做调整；E激活透视图以最大化显示，选取“水底”让它以网格显示，可以通过鼠标左键的属性选项，也可以在显示面板中得到，单击显示面板，打开“显示属性”卷中的“显示为外框”的勾选去掉；F然后选中所有的水草和空间扭曲澡波，用移动工具移动到水底上；(4).设置水草动画：A接下来设置水草在水中的摆动，选取其中的一只水草，将视图换为左视图，单击堆栈中的第2个“弯曲”，打开动画开关，将时间滑块移动到30帧，然后将水草的弯曲度加大。其余的水草做同样的操作；B将时间滑块移动到60帧，将所有的水草弯曲度减少；C再将时间滑块移动到100帧，再次将弯曲度增加，让水草做随着水流而弯曲摆动的动画；D设置完关键帧后关闭动画开关，然后选取所有的水草单击右键，在弹出菜单中选取“摄影表”,打开所有水草的轨迹视图；E在轨迹视图中找到“弯曲”下的“角度”,在水草与水草间的摆动设个时间差，在关键帧上单击右键，在对话框中将time设置为不同的时间；4.创建石头：“编辑网格”是一个功能强大的修改器，可以做出复杂度很大的模型，式大多数三维软件不可缺少的修改器。(1).创建盒子：A执行“创建”“标准基本体”“长方体”命令，在前视图中用摇移工具将视图移动到一个空旷的地方，然后创建一个长度为58，宽度为47，高度为43，长度分段为4,宽度分段为2,高度分段为2的一个盒子；B进入“修改”面板，在堆栈中单击右键，在菜单中选择“编辑网格”，将盒子转为网格编辑；C进入网格物体的顶点次对象编辑；选择移动和缩放工具，将长方体进行调整；D进入多边形面的次对象编辑，选中顶上的4个小面；E打开“编辑几何体”卷，单击“挤出”按钮，按钮以黄色显示。然后将鼠标移动到透视图中的选择面上，当鼠标有提示后点击鼠标右键，往上推动鼠标挤压出面；F选用缩放工具，将刚挤压出来的面缩小；G重复第5到第7步的操作，将一个基本的盒子进行调整重命名为“石头”；H众所周知，在水中，再坚硬的石头都会被水的冲刷得很光滑。进入修改面板，单击面板中的“修改器下拉列表”，选取列表中的“网格平滑”，给石头进行光滑处理；H进入“网格平滑”后，发现“石头”并没有起多大的变化。然后进入“网格平滑”的参数设置，打开“细分方法”卷在下拉菜单中确定为“NURMS”,在“细分量”卷中将“迭代次数”设为2；I石头的创建基本完毕，接下来将石头放到水底。用“旋转”视图工具将视图调整到石头的下方；J单击工具栏中的“法线对齐”工具 ，移动鼠标到“石头”的下面单击鼠标左键，“石头”的下面会出现一条直线； K不要单击鼠标右键，用“旋转”工具旋转视图，然后在“水底”单击鼠标右键，在弹出的对话框中将“自转偏移”中的“角度”设为67.5；5.赋予水草材质贴图：(1).打开“材质编辑器”，选取一个新的样本球，打开“贴图”卷，勾上“漫反射颜色”，点击后面的“None”按钮，在弹出的对话框中哦哦那个选择“澡波”；(2).打开“澡波参数”卷，“澡波类型”选择“湍流”，“大小”设置为31.9，“高”为0.855，“低”为0，“级别”为3.0，“相位”为5.2；然后将“颜色 #1”的颜色设置为墨绿色；(3).单击“颜色 #2”后的按钮，在弹出的对话框选“细胞”，单击“确定”；进入“细胞”编辑，将“细胞参数”卷中的“细胞颜色”和“分界颜色”都设置为绿色；(4).单击“转到父对象”按钮返回，回到顶级菜单中设置“反射高光”中的“高光级别”为70，“光泽度”为52；(5).回到视图，选取水草单击 赋予材质；6.赋予石头材质贴图：(1).选取另一个新的样本球，单击“贴图”卷中的“漫反射颜色”按钮，在弹出的对话框中选择“混合”，单击“确定”；(2).单击“混合参数”卷中的“颜色 #1”后的按钮，在弹出的对话框中选择“位图”，然后在随即弹出的浏览器中导入所需的文件；(3).单击“转到父对象”按钮返回到上一级菜单中，单击“颜色 #2”后的按钮，同样导入所需的文件；(4).再回到上级菜单中，单击“混合量”后面的按钮，在弹出的对话框中选中“澡波”，单击“确定”；(5).单击“转到父对象”返回到顶级菜单中，解开“环境光颜色”和“漫反射颜色”左边的锁，将“环境光颜色”设置为淡绿色，然后调节“高光级别”为21，“光泽度”为11，“柔化”为0.1；(6).单击“贴图”卷中的“凹凸”，在弹出的对话框中选择“澡波”，单击“确定”；进入“澡波参数”卷，将“澡波类型”设为“湍流”，“大小”为36.5，然后单击“颜色 #1”，在对话框中选择“澡波”；(7).单击“转到父对象”返回顶级菜单中，将“凹凸”后的数值设为60；(8).选取“石头”，单击 赋予材质贴图。激活透视图，然后单击“快速渲染”；7.创建气泡：接下来的工作是用粒子系统模拟气泡，然后赋予气泡材质贴图，再用阻挡器与粒子系统关联起来，模拟气泡碰到石头上后被挤开的效果。(1).单击“创建”“几何体”，在下拉菜单中选择“粒子系统”，在“对象类型”中选择“超级喷射”，在顶视图中创建；(2).用“移动”和“旋转”工具，将粒子发射系统移动到“石头”的口上；(3).进入“修改”面板，然后将粒子发射器的参数设置如下图所示：(4).此时会发现所有的粒子都会从石头的中间穿过去。现在给粒子系统和石头之间加入一些联系。单击“创建”“空间扭曲” ，选择“导向器”，在“对象类型”中选择“全导向器”，在顶视图中创建；(5).进入“修改”面板，单击“基本参数”卷中的“拾取对象”，然后回到视图中单击“石头”，将“反弹”的数值设置为0.005；(6).选中“SuperSpray01”，再单击工具栏中的 按钮，将鼠标移到粒子上点着鼠标左键，然后拖延到UDeflector01上松开鼠标；(7).单击“创建”面板中的虚拟物体下的Wind，在前视图中创建，然后利用“旋转”工具旋转和水草摆动的方向一致；(8).然后进入“修改”面板，将参数卷中的“强度”的值为0.08；(9).回到场景中单击工具栏中的 按钮，选取SuperSpray01，然后点着鼠标左键，将鼠标移到Wind上松开鼠标。再选取SuperSpray01进入“修改”面板，发现在堆栈中又多了一个*Wind Binding；(10).接下来模拟水流就用Wind01的动画来完成，选取Wind01进入“修改”面板，然后打开动画开关，将时间滑块移动到30帧，把“强度”的数值设为0.15；(11).将时间滑块移到60帧，将“强度”设为-0.2，将时间滑块移动100帧，将“强度”设为0.2。然后在视图中单击右键，选择“曲线编辑器”打开轨迹视图；8给气泡赋予材质贴图：(1).打开“材质编辑器”，选取一个新的材质样本球，将“Blinn基本参数”中的“环境光”和“漫反射”前面的锁解开，然后将其颜色都设为蓝色，其参数设置为如下图所示：(2).关闭材质编辑器，激活透视图单击“快速渲染”；9创建摄像机：为了增加水底的气氛，利用摄像机的景深和雾气来做气氛。(1).打开“创建”“摄像机”“自由”命令，然后在透视图中单击鼠标创建摄像机，然后将摄像机匹配视图；(2).选取摄像机进入“修改器”面板，打开“参数”卷，将“环境范围”中的“显示”勾选上，“近距范围”设为650，“远距范围”设为1800；(3).执行“渲染”“环境”命令，在弹出的参数栏中点击“大气”卷中的“添加”按钮，在弹出的对话框中选择“雾”；将“雾参数”卷中的“雾”的“颜色”设置为深蓝色；(4).关闭“环境”窗口，单击“快速渲染”按钮；10.创建鱼儿：(1).创建盒子：A将视图移到旁边比较空旷的地方，单击“创建”面板中的“长方体”，激活前视图创建一个盒子；B进入“修改”面板，单击“修改器下拉列表”中的“编辑网格”，然后进入顶点的次对象编辑，用移动工具将盒子进行调整；C进入多边形面的次对象，回到视图中选择鱼上面脊的地方；(2).选择挤压面：A打开“编辑几何体”卷单击“挤出”按钮，将鼠标移动到视图中，将选取的面挤压给一个面，然后用工具栏中的缩放工具缩放Y轴，再进入顶点的次对象，用移动工具挤压出来的面进行调整；B调整完后再进入多边形面的次对象，再次在挤压出的面上挤压出一个面，同样的进行调整。接下来选中鱼下面鳍的地方；C再打开“编辑几何体”卷，单击“挤出”按钮，同样的挤出一个面来，然后进入点次对象进行调节；D在挤压出的面上再挤压出一个面，再进入顶点对象用“移动”和“旋转”工具进行调整；E再次选择多边形面次对象，选择鱼尾的部分；F再打开“编辑几何体”卷，单击“挤出”按钮，鼠标回到视图中将选择面挤压出另一个面；G选择顶点点的次对象，然后选用缩放工具将鱼尾部分缩小；H再进入多边形面次对象，打开“编辑几何体”卷单击“挤出”按钮，挤压出较长的一个面作为鱼尾；(3).挤压出鱼嘴：A他调整好鱼尾后，接下来就开始将鱼头做出来选中鱼头前面的面，打开“编辑几何体”卷，单击“挤出”按钮，挤压出鱼头的面，然后进入顶点次对象进行调整；B.进入“编辑网格”的“边”次对象，然后单击“编辑几何体”卷中“拆分”按钮，将视图调整到鱼嘴的地方在鱼嘴角和嘴唇的地放方加入段点，然后单击“创建”按钮，在点与点之间创建联线；C选中鱼嘴中间的两段线，将其删除；D进入多边形面的次对象，单击“创建”按钮在创建的点之间创建一个新的面；E再选中刚创建出来的面，单击“编辑几何体”卷中的“挤出”按钮，挤压出一个负值的面；F选中另一个创建的面同样用“挤出”挤压出一个负值的面；(4).制作鱼眼：A选择鱼身体上的两个面，打开“编辑几何体”卷，单击“挤出”按钮，挤压出两个面，再用缩放工具将刚挤压出来的面缩小并调整；B用同样的方法将鱼眼的眼球做出来；C再选择鱼眼下面的另两个面，单击“挤出”按钮挤压出鱼鳍；(5).网格光滑：单击“修改”面板中的“修改器下拉列表”中的“网格平滑”，然后将“细分量”卷中的“迭代次数”设为1；11.赋予鱼儿材质贴图：(1).打开“材质编辑器”，选取一个新的材质样本球，将“Blinn基本参数”卷中的“高光级别”设为58、“光泽度”设为24、“自发光颜色”设为25；(2).单击“贴图”卷只能够的“漫反射颜色”在对话框中选择“位图”，单击“确定”，然后导入所需的文件，选中“鱼儿”单击赋予材质；(3).关闭“材质编辑器”进入“修改”面板，单击“修改器下拉列表”中的“UVW 贴图”，然后单击“快速渲染”按钮。发现贴图不对，再打击“修改器下拉列表”中的“UVW 展开”编辑贴图坐标，然后进入“面”次对象编辑，激活左视图，选中所有面，单击参数卷中的“编辑”，再用“编辑UVWS”中的编辑工具进行调整；(4).单击工具栏中的“快速渲染”；12.设置鱼儿的动画：设置鱼儿动画，是利用路径工具使鱼儿在路径上运动，然后再调整运动的步伐。(1).执行“创建”“图形”“线”命令，在顶视图中创建一条曲线，然后进入“修改”面板，单击顶点次对象，选取所有的点右键，在菜单中选中bezier曲线，然后用移动工具将点调整；(2).选取“鱼儿”进入“运动”面板，打开“指定控制器”卷，在列表中选取“位置”项，然后单击 增加控制器，在弹出的对话框中选择“路径约束”控制器，单击“确定”；(3).单击“路径参数”卷中的“添加路径”按钮，再回到视图中点取line01，将“路径选项”中的“跟随”勾选上；(4).打开动画开关，然后将时间滑块移到30帧，将路径参数卷中“%沿路径”设为30，再将时间滑块滑倒80帧，“%沿路径”设为42，就爱那个时间滑块滑倒100帧，“%沿路经”设为45。打开轨迹视图找到“鱼儿”的“交换”中的“百分比”，然后单击轨迹视图中的曲线显示；(5).设置好“鱼儿”的运动路径后，接下来设置“鱼儿”在游动过程中自身的运动。关闭轨迹视图，回到“修改”面板中欧个给“鱼儿”添加一个弯曲命令，单击“修改器下拉列表”中的“弯曲”修改器；(6).为了方