3DsMAX8制作简单的三维动画

学 士 学 位 论 文 BACHELOR S THESIS编号 喀什师范学院学士学位论文用3DsMAX9制作简单的三维动画学生姓名： 艾克帕尔买买提 学 号： 20061003011 系 部： 信息工程技术系 专 业： 教育技术学 年 级： 2006 指导教师： 阿孜古丽 完成日期： 2010年 月 日 目录内容摘要3引言：3关键词：3DSMAX9，一维动画，二维动画，三维动画3一.3Ds Max的概述31.1 3Ds Max的发展历程31.2 什么是3Ds Max41.3 3Ds Max的特点4二.动画的概述52.1动画的概念和它的分类52.2 3ds max的应用5三.三维动画的制作73.1三维动画制作流程：73.2 案例制作流程8结语14参考文献14 学 士 学 位 论 文 BACHELOR S THESIS用3DsMAX9制作简单的三维动画内容摘要计算机动画在教学领域的应用是这几年开始的，主要用于辅助教学和辅助训练，可提高学生的感性认识，使枯燥乏味的教学寓于生动、有趣的动画之中。尤其在自学与教学领域的应用，由于现在的一些课程太复杂，抽象，无法向同学演示，这对于学习者还是教育者都是个问题，网络教学，计算机动画用于辅助教学和辅助训练适时解决了这个问题，应用三维建模，将无法带到课堂的训练，演示用计算机实现。在课上老师可以形象教学，将难以理解的课程变的简单，课下同学可以将自己理解不好的地方反复听，反复理解便于复习，牢固掌握，提高学习效率。 引言：最新的研究报告预测，未来两年内，游戏、动画行业人才缺口高达60万，“人才饥渴症”困惑着游戏、动画业。现在以月薪8000元的优厚条件却难找到合适的游戏、动画专才。目前，优秀人才年薪10多万元甚至50万元。动画设计师设计师、3D多媒体艺术设计师、游戏动画设计师作为最令人羡慕的新兴职业，可以将自己的想象艺术造诣和技术结合起来，工作和兴趣结合在一起，成为很多年轻人羡慕的工作，到2008年，网络游戏市场规模将比现在增长3倍，亚洲将是网络游戏未来最大的市场，其中，中国游戏市场的潜力被普遍看好。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、真实性和无限的可操作性，目前被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域。在影视广告制作方面，这项新技术能够给人耳目一新的感觉，因此受到了众多客户的欢迎。三维动画可以用于广告和电影电视剧的特效制作（如爆炸、烟雾、下雨、光效等）、特技（撞车、变形、虚幻场景或角色等）、广告产品展示、片头飞字等等。关键词：3DSMAX9，一维动画，二维动画，三维动画一.3Ds Max的概述1.1 3Ds Max的发展历程1990年万圣节前夕3ds DOS R1发布。1992年4月 3ds DOSR2发布。1993年2月Don Brittain软件架构和修改堆栈初步建立。1993年10月3ds DOS R3发布。1994年9月3ds DOS R4发布。进入90年代后，随着个人计算机软硬件技术的高速发展，操作系统出16位的DOS平台转入32位的Windows平台。3D Studio在由DOS平台向Windows平台的移植要困难得多，因此，3DStudioMax的开发几乎从零开始。1994年9月，3D Studio Max开发启动。1995年，在SIGGRAPH上，3D Studio Max于洛杉矶会展中心首次亮相。1996年4月，3D Studio Max刚发布，这是3DStudio系列的第一个Windows版本。1997年8月4日，3D Studio Max R2在加利福尼亚洛杉矶SIGGRAPH 9大会上正式发布。1998年，推出偏重于建筑设计的3ds MaxVIZ版本。1999年，Autodesk收购Discreet ，Discreet成为Autodesk的分公司后，3D Studio Max 3.0在加利福尼亚圣何塞游戏开发者会议上正式发布。2001年，3D Studio Max 4.0原来的Kinetix研究公司变为后来的Discreet公司，3D Studio Max内核得到更好的更新，同时，3D Studio Max的名称也精简为“3ds Max”。2002年6月26日27日，新版本的软件分别在波兰、西雅图、华盛顿等地举办的3ds Max 5.0演示会上发布。2003年7月，Discreet发布了著名的3D软件3ds Max的新版本3ds Max 6。2004年8月3日，3ds Max 7发布。这个版本是基于3ds Max 6的核心进化的，正式支持法线贴图技术。2005年10月11日，Autodesk宣布其3ds Max软件的最新版本3ds Max 8正式发售。3ds Max 8.0加入了3ds Max前作中紧缺的布料(cloth)和毛发(hair)插件。2006年7月，Autodesk在SIGGRAPH 2006 UserGroup大会上正式公布3ds Max 9的32位和64位版本，这是3ds Max正式加入对64位系统的支持。2007年10月17日，3ds Max 2008在加利福尼亚圣地亚哥SIGGRAPH 2007上发布，该版本正式支持Windows Vista操作系统。 2008年2月12日，Autodesk在旧金山每年一度的World Press上正式宣布推出3ds Max 2009。这次发布的3ds Max 2009包含两个版本，一个是面向游戏开发、影视特效的3ds Max 2009，另一个是面向设计师及可视化专业人士的3ds Max 2009 Design版本。这个版本主要面向影视特效和游戏制作领域。Autodesk对于它的定义是：“Autodesk 3ds Max在更短的时间内打造令人难以置信的3D特效。1.2 什么是3Ds Max3Ds Max是由Autodesk公司开发的一款面向对象的智能化应用软件，具有集成化操作环境和图形化的界面窗口，在建模、材质、动画等方面功能强大，是广大动画设计人员进行三维动画设计的首先工具。1.3 3Ds Max的特点1、功能强大，扩展性好。建模功能强大，在角色动画方面具备很强的优势，另外丰富的插件也是其一大亮点。2、操作简单，容易上手。与强大的功能相比，3ds max可以说是最容易上手的3D软件。3、和其它相关软件配合流畅。4、做出来的效果非常的逼真。二.动画的概述 2.1动画的概念和它的分类 动画，根据分镜头剧本与动作设计，运用已设计的造型在三维动画制作软件中制作出一个个动画片段。它分类有：一维动画，二维动画和三维动画。一维实际是指的是一条线，在理解上即为左右一个方向。也可理解为点动成线，指没有面积与体积的物体。 一维空间中的物体，只有长度，没有宽度和高度。打一个比方，我们要把一个一维的物体（实际上就是一条线段）关起来，只需要在它的两端各加一个点就可以了。二维即前后、上下两个方向，不存在左右。在一张纸上的内容就可以看做成是二维。即只有面积，没有厚度的物体。 三维是指在平面二维系中又加入了一个方向向量构成的空间系。所谓三维，按大众理论来讲，只是人为规定的互相交错（垂直是一个很有特性的理解）的三个方向，用这个三维坐标，看起来可以把整个世界任意一点的位置确定下来。原来，三维是为了确定位置。三维既是坐标轴的三个轴，即x轴、y轴、z轴，其中x表示左右空间，y表示上下空间，z表示前后空间，这样就形成了人的视觉立体感，三维动画就是由三维制作软件制作出来的立体动画，实现再发展的趋势。所谓的三维空间是指我们所处的空间,可以理解为有前后-上下-左右 如果把时间当作一种物质存在的话再加上时间就是四维空间了。 但是不难理解为，你可以在时间里任意往来 回到过去 ，只是应该理解为刚才和现在是不同的物质存在， 可是你不可能回到刚才和过去 。三维是有二维组成的，二维即只存在两个方向的交错，将一个二维和一个一维叠合在一起就得到了三维。三维具有立体性，但我们俗语常说的前后，左右，上下都只是相对于观察的视点来说。没有绝对的前后，左右，上下。2.2 3ds max的应用 （1）游戏开发：在游戏制作方面，经过数次重大软件升级，3ds Max自身的建模、动画、骨骼、绑定等功能日益完善。由于游戏开发不同于一般的CG创作，往往需要对每个游戏的独特性做一些定制开发，这个时候3ds Max强大而灵活的脚本工具就派上了用场。MaxScript脚本灵活易用且与3ds Max各个版本的兼容性都较好，方便游戏制作人员对于游戏项目需求做快速的定制开发。这么多的优点使3ds Max成为游戏制作人员进行游戏制作不可或缺的工具。从前几年的热门大作魔兽争霸3、波斯王子、细胞分裂、虚幻。到近期的游戏大作孤岛危机、战争机器等，都有3ds Max的功劳。（2）建筑制作：在设计可视化尤其是建筑可视化领域，如房地产宣传、古建筑复原和建筑虚拟现实等方面，SdsMax可谓独领风骚。我们生活中经常见到房地产售楼处那些逼真的建筑效果图和身临其境的楼盘漫游三维动画，它们绝大多数都使用3ds Max进行制作。在国内房地产业的快速发展过程中，3ds Max对其有效推广宣传起到了不可或缺的作用，同时也诞生出一批服务于建筑效果图、建筑动画的专业CG制作公司，如大家熟悉的水晶石数字科技等。 （3）影视制作：无论是好莱坞的科幻大片，还是日本的知名动浸作品，或者是中国电影，其中许多我们耳熟能详的作品都有3ds Max参与制作。3ds Max的插件类型非常丰富，从建模、材质、灯光、渲染到合成，无所不有。3ds Max曾参与制作过的好莱坞大片有世界末日、剑鱼行动、X战警、最后的武士、后天等，日本动画片有攻壳机动队2：无辜、蒸汽男孩等，国产大片功夫、十面埋伏、赤壁等。下图就是3ds Max在好莱坞电影后天和最后的武士中的技术展示。 三.三维动画的制作三维动画的制作是以多媒体计算机为工具，综合文学、美工美学、动力学、电影艺术等多学科的产物。实际操作中要求多人合作，大胆创新、不断完善，紧密结合社会现实，反映人们的需求，倡导正义与和谐3.1三维动画制作流程： 根据实际制作流程，一个完整的影视类三维动画的制作总体上可分为前期制作、动画片段制作与后期合成三个部分。1、前期制作是指在使用计算机制作前，对动画片进行的规划与设计，主要包括：文学剧本创作、分镜头剧本创作、造型设计、场景设计。文学剧本，是动画片的基础，要求将文字表述视觉化即剧本所描述的内容可以用画面来表现，不具备视觉特点的描述(如抽象的心理描述等)是禁止的。动画片的文学剧本形式多样，如神话、科幻、民间故事等，要求内容健康、积极向上、思路清晰、逻辑合理。造型设计，包括人物造型、动物造型、器物造型等设计，设计内容包括角色的外型设计与动作设计，造型设计的要求比较严格，包括标准造型、转面图、结构图、比例图、道具服装分解图等，通过角色的典型动作设计。2、片段制作根据前期设计，在计算机中通过相关制作软件制作出动画片段，制作流程为建模、材质、灯光、动画、摄影机控制、渲染等，这是三维动画的制作特色。建模，是动画师根据前期的造型设计，通过三维建模软件在计算机中绘制出角色模型。这是三维动画中很繁重的一项工作，需要出场的角色和场景中出现的物体都要建模。建模的灵魂是创意，核心是构思，源泉是美术素养。通常使用的软件有3DSMax、AutoCAD、Maya等。灯光，目的是最大限度地模拟自然界的光线类型和人工光线类型。三维软件中的灯光一般有泛光灯(如太阳、蜡烛等四面发射光线的光源)和方向灯(如探照灯、电筒等有照明方向的光源)。灯光起着照明场景、投射阴影及增添氛围的作用。通常采用三光源设置法：一个主灯，一个补灯和一个背灯。主灯是基本光源，其亮度最高，主灯决定光线的方向，角色的阴影主要由主灯产生，通常放在正面的3/4处即角色正面左边或右面45度处。补灯的作用是柔和主灯产生的阴影，特别是面部区域，常放置在靠近摄影机的位置。背灯的作用是加强主体角色及显现其轮廓，使主体角色从背景中突显出来，背景灯通常放置在背面的3/4处。3.2 案例制作流程（1）在纸上绘制路径1、打开范例场景。打开的给我们提供的一个场景文件，在这个场景中有一个绘图板，在上面有一张纸，并且右边有一支钢笔，场景中还有一架摄影机，通过调整摄影机拉远镜头以使视图的观察角度更好，如图1-1所示。 图1-12、更改纸的颜色。在纸上绘制路径之前，我们首先要将纸的颜色更改为黑色，这样做将会使我们在进行路径绘制时更容易看清线条。在工具栏上，单击“按名称选择”钮，在弹出的“选择对象”对话框中，高亮显示位于列表左边的paper，然后单击“选择”钮，此时在视图中纸对象已选定，并且我们可以在右侧的“修改”命令面板中看到它的参数。3、在工具栏上， 单击“材质编辑器”按钮以打开“材质编辑器”，“材质编辑器”显示在场景中使用的材质。纸的材质示例球体我们已经设置完成，它已高亮显示并且应该可见，单击第二行的黑色材质，此时材质名称Black Paper出现在滴管旁，然后在“材质编辑器”工具栏上，单击“将材质指定给选定对象”，此时纸变成了黑色，如图1-2所示。4、黑色的纸张会使我们更容易看清绘制的曲线。仍然选定纸，再多做一个更改。首先给纸添加分段。关闭“材质编辑器”，然后右键单击视图标签，然后选择“边面显示”，也可以按F4键，同样能打开边面显示，该着色模式针显示着色的面和边。5、在“修改”命令面板上的“参数”卷展栏中，将纸对象的“长度分段”和“宽度分段”增加到 8，此时我们可以在视图中看到黑色纸的分段，如图1-3所示。6、对线使用捕捉。为纸张增加分段数的目的是为了我们在绘制曲线时能够在黑色纸上捕捉到面。在“自定义”菜单上，选择“栅格和捕捉设置”。在“捕捉”面板上，单击“清除全部”，再启用“面”，然后使用右上角的X来关闭对话框。如图1-4所示。图1-4 7、绘制写字路径。我们的想法是想让钢笔在纸上写单词英文单词yes，此时所有的设置都已完成，在工具栏上，启用“捕捉开关”钮，需要说明的是，我们也可以在创建操作过程中按S键以启用或禁用捕捉功能。8、在“创建”面板上单击“图形”按钮，然后在“对象类型”卷展栏中单击“线”。将光标移动到黑色纸上。当我们移动光标时，将会看到捕捉面光标，它显示的是我们正在捕捉到哪一个面。单击以设置第一个点，然后将光标向右上方移动。我们将再次看到捕捉光标，如图1-5所示。图1-59、单击并拖动以创建弧形样条线。移动光标，再次单击并拖动以创建另一条弧形样条线。放置点以创建字母Y。在绘图过程中，我们也可以禁用捕捉光标，这样可以更好的看清点的放置。在绘图过程中按 键盘上的Backspace键将删除线中最后放置的顶点。单击并拖动以创建弧形样条线，最终绘制完成的图形如图1-6所示。图1-6（2）在路径上设置钢笔的动画1、既然我们已经在纸上绘制了路径，下面我们就可以使用路径约束来设置钢笔的动画了。首先将时间滑块移动到第0帧的位置。2、更改材质和颜色。按键盘上的M键将材质编辑器打开，选择名称为paper的材质，并将其拖动到视图中的纸对象上。如图1-7所示。 图1-73、按下键盘上的H键或从工具栏中选择“按名称选择”钮，在打开的“选择对象”对话框中，选择名称为Line01的对象，然后单击“选择”，然后在“创建”面板上的“名称和颜色”字段中，单击色样，然后将线的颜色更改为黑色，最后单击视图中的空白区域以取消选择Line01对象，现在我们可以在视图中清晰地看到线了，如图1-8所示。4、用路径约束来设置钢笔的动画。再次按下键盘上的H键。在菜单栏中，选择“动画”“约束”“路径约束”，此时在视图中移动鼠标时，我们会看到一条虚线将光标连接到钢笔上。如图1-8所示。图1-85、设置钢笔坐标。此时观察我们会发现，虚线在钢笔的中间，这样如果设置动画，那么钢笔的笔尖将不会接触纸。按右键取消动画约束，选择钢笔，单击进入层次命令面板中，单击仅影响轴选项，然后将坐标调整到钢笔尖的位置，如图1-9所示。图1-96、在菜单栏中，选择“动画”“约束”“路径约束”，然后将光标移动到Line01对象上，然后单击以将其选定为路径。此时钢笔会跳到路径的起点，它也被埋在纸中，如图1-10所示。图1-107、在工具栏上，启用“选择并旋转”。在视图中将钢笔绕X轴旋转大约-35度，绕Z轴旋转约20度，使钢笔不被埋在纸中，如图1-11所示。图1-118、此时钢笔位于纸的上面，播放动画观察效果，钢笔会跟随路径移动。（3）使用“路径变形”创建线“路径变形”修改器用来选取对象并将其沿路径拉伸。通过设置拉伸量的动画，我们可以使用它来创建线随时间增长的效果。1、在线的起点创建圆柱体。使用“弧形旋转”导航透视视口，以提供对象在场景中更正面的视图。在“创建”菜单上，选择“标准基本体”“圆柱体”，在“对象类型”卷展栏上，启用“自动栅格”，然后在 Line01 的起点拖出一个圆柱体。如图1-12所示。 图1-122、在修改命令面板中，在“参数”卷展栏中，设置下列值：半径 =0.03；高度 = 2.5；高度分段 = 133；边数 = 4。这些值将赋予圆柱体足够多的分段以使它能正确的沿路径伸展。在我们创建路径变形之前，需要先隐藏纸，以便更容易看清新对象。3、在视口中选择纸，然后单击右键并从四元菜单中选择“隐藏当前选择”，此时纸会从视图中消失。4、选择圆柱体，然后在菜单栏上选择“修改器”“动画”修改器 “路径变形”，“路径变形”卷展栏参数出现在“修改”面板上。在“参数”卷展栏上，单击“拾取路径”，然后在视图中单击线，在视图中圆柱体在字母Y的前几个弯曲中变形。但是，它沿其Z轴旋转。稍后，将旋转圆柱体以使其位于线的上面。5、在“修改”面板上的“参数”卷展栏中，将“拉伸”值增加到10.62，或直至变形圆柱体刚好伸到线的末端。然后将时间滑块移动到第0帧，单击右键并从四元菜单中选择“移动”。使用变换 Gizmo，沿 Z 轴抬升变形圆柱体直到您能够清楚地看到它为止。导航“透视”视口以查看路