第10章 3D动画制作.ppt

数字三维动画设计标准教程,编著：付琳张雯王京晶,北京印刷学院设计艺术学院多媒体工作室,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,第10章3D动画制作,由于动画中的帧数很多，因此手工定义每一帧的位置和形状是很困难的。3dsmax极大地简化了这个工作。可以在时间线上的几个关键点定义对象的位置，这样3dsmax将自动计算中间帧的位置，从而得到一个流畅的动画。在3dsmax中，需要手工定位的帧称之为关键帧。需要注意的是，在动画中位置并不是唯一可以动画的特征。在3dsmax中可以改变的任何参数，包括位置、旋转、比例、参数变化和材质特征等都是可以设置动画的。因此，3dsmax中的关键帧只是在时间的某个特定位置指定了一个特定数值的标记。,10.1关键帧的设置,“关键帧”是动画中的专业术语，一帧就是一张画面，每一个关键画面则叫做每一个关键帧。而在时间轴上可以显示整个动画的时间长度、时间范围以及进行创建和编辑关键帧的操作。关键帧由时间和数值两项内容组成。编辑关键帧常常涉及改变时间和数值。3dsmax提供了几种访问和编辑关键帧的方法。,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,使用3dsmax工作的时候总是需要定义时间。常用的设置当前时间的方法是拖曳时间滑动块。当时间滑动块放在关键帧之上的时候，对象就被一个白色方框环绕。如果当前时间与关键帧一致，就可以打开动画按钮来改变动画数值。轨迹栏位于时间滑动块的下面。当一个动画对象被选择后，关键帧按矩形的方式显示在轨迹栏中。轨迹栏可以方便地访问和改变关键帧的数值。,10.1.1设置关键帧动画要在3dsmax中创建关键帧，就必须在打开动画按钮的情况下在非第0帧改变某些对象。一旦进行了某些改变，原始数值被记录在第0帧，新的数值或者关键帧数值被记录在当前帧。这时第0帧和当前帧都是关键帧。这些改变可以是变换的改变，也可以是参数的改变。例如，如果创建了一个球，然后打开动画按钮，到非第0帧改变球的半径参数，这样，3dsmax将创建一个关键帧。只要自动设置关键帧按钮处于打开状态，就一直处于记录模式，3dsmax将记录你在非第0帧所做的任何改变。创建关键帧之后就可以拖曳时间滑动块来观察动画。通常在创建了关键帧后就要观察动画。可以通过拖曳时间滑动块来观察动画。但是除此之外，还可以使用时间控制区域的回放按钮播放动画。下面介绍时间控制区域的按钮。,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,播放动画：用来在激活的视图播放动画。停止播放动画：该按钮用来停止播放动画。单击该按钮后，动画被停在当前帧。播放选择对象的动画：它是的弹出按钮。它只在激活的视图中播放选择对象的动画。如果没有选择的对象，就不播放动画。到开始：单击该按钮后，将时间滑动块移动到当前动画范围的开始帧。如果正在播放动画，那么单击该按钮后动画就停止播放。到结束：单击该按钮后，将时间滑动块移动到动画范围的末端。下一帧：单击该按钮后，将时间滑动块向后移动一帧。当按钮被打开后，单击该按钮后，将把时间滑动块移动到选择对象的下一个关键帧。前一帧：单击该按钮后，将时间滑动块向前移动一帧。当按钮被打开后，单击该按钮后，将把时间滑动块移动到选择对象的上一个关键帧。也可以在区域设置当前帧。时间配置：对话框提供了帧速率、时间显示、播放和动画的设置。您可以使用此对话框来更改动画的长度或者拉伸或重缩放。还可用于设置活动时间段和动画的开始帧和结束帧。设置窗口如图10.1所示。,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,图10.1时间配置窗口,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,帧速率：有四个选项按钮，分别标记为NTSC、电影、PAL和自定义，可用于在每秒帧数(FPS)字段中设置帧速率。前三个按钮可以强制所做的选择使用标准FPS。使用“自定义”按钮可通过调整微调器来指定自己的FPS。FPS（每秒帧数）采用每秒帧数来设置动画的帧速率。视频使用30fps的帧速率，电影使用24fps的帧速率，而web和媒体动画则使用更低的帧速率。时间显示：指定时间滑块及整个程序中显示时间的方法。有帧数、分钟数、秒数和刻度数可供选择。指定时间滑块及整个程序中显示时间的方法（以帧数、SMPTE、帧数和刻度数或以分钟数、秒数和刻度数）。例如，如果时间滑块位于35帧，并且“帧速率”设置为30fps，则时间滑块将针对不同的“时间显示”设置显示以下数值：帧：35；SMPTE：0:1:5；帧：刻度线：35:0；mm:SS：刻度线：0:1:800实时：可使视图播放跳过帧，以与当前“帧速率”设置保持一致。可以选择五个播放速度：1x是正常速度，1/2x是半速等等。速度设置只影响在视图中的播放。这些速度设置还可以用于运动捕捉工具。禁用“实时”后，视图播放将尽可能快的运行并且显示所有帧。仅活动视图：可使播放只在活动视图中进行。禁用该选项之后，所有视图都将显示动画。,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,循环：控制动画只播放一次，还是反复播放。启用后，播放将反复进行，您可以通过单击动画控制按钮或时间滑快渠道来停止播放。禁用后，动画将只播放一次然后停止。单击“播放”将倒回第一帧，然后重新播放。方向：将动画设置为向前播放、反转播放或往复播放（向前然后反转重复进行）。该选项只影响在交互式渲染器中的播放。其并不适用于渲染到任何图像输出文件的情况。只有在禁用“实时”后才可以使用这些选项。开始时间/结束时间：设置在时间滑块中显示的活动时间段。选择第0帧之前或之后的任意时间段。例如，可以将活动时间段设置为从第-50帧到第250帧。长度：显示活动时间段的帧数。如果您将此选项设置为大于活动时间段总帧数的数值，则将相应增加“结束时间”字段。帧数：将渲染的帧数。当前时间：指定时间滑块的当前帧，调整此选项时，将相应移动时间滑块，视图将进行更新。,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,重缩放时间：拉伸或收缩活动时间段的动画，以适合指定的新时间段。重新定位所有轨迹中全部关键点的位置。因此，将在较大或较小的帧数上播放动画，以使其更快或更慢。关键点步幅：该组中的控件可用来配置启用关键点模式时所使用的方法。使用轨迹栏：使关键点模式能够遵循轨迹栏中的所有关键点。其中包括除变换动画之外的任何参数动画。仅选定对象：在使用“关键点步幅”模式时只考虑选定对象的变换。如果禁用此选项，则将考虑场景中所有（未隐藏）对象的变换。默认设置为启用。使用当前变换：禁用“位置”、“旋转”和“缩放”，并在“关键点模式”中使用当前变换。位置、旋转、缩放：指定“关键点模式”所使用的变换。关键帧模式：当按下该按钮后，单击和时间滑动块就在关键帧之间移动。,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,10.1.2曲线编辑器曲线编辑器是制作动画的主要工作区域。基本上在3dsmax中的任何动画都可以通过曲线编辑器进行编辑。曲线编辑器可以改变被设置了动画参数的控制器，从而改变3dsmax在两个关键帧之间的插值方法。还可以利用曲线编辑器改变对象关键帧范围之外的运动特征，来产生重复运动。曲线编辑器的用户界面有4个主要部分，它们是曲线编辑器的层级列表、编辑窗口、菜单栏和工具栏，如图所示。曲线编辑器的层级提供了一个包含场景中所有对象、材质和其它可以动画参数的层级列表。单击列表中的加号（+），将访问层级的下一个层次。层级中的每个对象都在编辑窗口中有相应的轨迹。曲线编辑器显示场景中所有对象以及它们的参数列表、相应的动画关键帧。曲线编辑器不但允许单独地改变关键帧的数值和它们的时间，还可以同时编辑多个关键帧。,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,过滤器：使用该选项可确定在控制器窗口中显示的内容。单击该按钮将打开过滤器对话框，如图所示。在该对话框中可设置要在曲线编辑器中显示的内容。,过滤器对话框,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,移动关键点：该按钮用于在函数曲线图上水平和垂直的自由移动关键点。水平移动关键点：仅在函数曲线图上的水平方向移动关键点。垂直移动关键点：仅在函数曲线图上的垂直方向移动关键点。滑动关键点：在“曲线编辑器”中使用“滑动关键点”来移动一组关键点并根据移动来滑动相邻的关键点。缩放关键点：在两个关键帧之间压缩或扩大时间量。缩放值：根据一定的比例增加或减小关键点的值，而不是在时间上移动关键点。添加关键点：在函数曲线图或“摄影表”中的曲线上创建关键点。启用“添加关键点”之后，单击任何动画轨迹即可随时在该位置上添加一个关键点。绘制曲线：使用该工具可绘制新的曲线或通过在“曲线编辑器关键点”窗口中的功能曲线上直接绘制草图来修改现有的曲线。绘制的速度可以确定添加到曲线的关键点的数量。减少关键点：该工具可减少轨迹中关键点的数量。单击该按钮后会打开“减少关键点”对话框，如图10.14所示。在该对话框内“阈值”数值框的参数设置一个阈值，被选择的功能曲线上小于该阈值的所有关键帧将被删除。,图10.14减少关键点对话框,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,锁定当前选择：该按钮可锁定当前选中的关键点。一旦创建了一个选择，激活该按钮就可以避免不小心选择其他对象。捕捉帧：将关键点移动限制到帧中。激活该按钮后，对关键点进行移动时总是捕捉到帧中。禁用该按钮后，可以移动一个关键点到两个帧之间并成为一个子帧关键点。参数曲线超出范围类型：使用此选项来重复关键点范围之外的关键点移动。选项包括循环、往复、周期、相对重复、恒定和线性。显示可设置关键点图标：激活该按钮后，在层次树中所有能够设置动画的层前会出现一个钥匙状的小图标.显示所有切线：在曲线上隐藏或显示所有切线控制柄。当选中很多关键点时，通过该按钮来快速隐藏控制柄。显示切线：在曲线上隐藏或显示切线控制柄。使用该按钮来隐藏单独曲线上的控制柄。,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,锁定切线：锁定选中的多个切线控制柄，然后可以一次操作多个控制柄。平移：激活该按钮后，通过单击并拖动关键点窗口，以将其向左移、向右移、向上移或向下移。单击鼠标右键或选择另一个选项以取消平移状态。水平方向最大化显示：水平调整放大轨迹视图关键点窗口以便所有活动时间段同时可见。水平最大化显示关键点：水平缩放轨迹视图关键点窗口以显示所有动画关键点的全部范围。最大化显示值：调整轨迹视图关键点窗口的垂直大小以显示曲线的完全高度。最大化显示值范围：该项同样会调整窗口的垂直大小，但它只能将窗口调整到显示当前视图中关键帧的高度。缩放：激活该按钮可以放大或缩小显示轨迹编辑窗口的内容。缩放时间：水平缩放关键点窗口的内容。缩放值：在曲线编辑器中，垂直缩放关键点窗口的内容。向上拖动可进行放大，向下拖动可进行缩小。缩放区域：用于拖动关键点窗口中的一个区域以缩放该区域使其充满窗口。,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,10.1.3轨迹线编辑轨迹线是一条对象位置随着时间变化的曲线，如图10.16所示。曲线上的白色标记代表帧，曲线上的方框代表关键帧。轨迹线对分析位置动画和调整关键帧的数值非常有用。通过使用运动面板上的选项，可以在次对象层次访问关键帧。可以沿着轨迹线移动关键帧，也可以在轨迹线上增加或者删除关键帧。选取菜单栏中的显示/显示轨迹线就可以显示出关键帧的时间，如图10.17所示。需要说明的是，轨迹线只表示位移动画，其它动画类型没有轨迹线。,图10.16轨迹线,图10.17线轨迹,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,10.1.4控制器动画在3dsMax中很多的动画设置都可以通过控制器完成。控制器可以约束动画对象的运动状态，比如可以使物体沿特定的路径运动和使物体始终注视另一个物体等特殊效果。动画控制器主要控制物体的“位置”、“旋转”和“缩放”各控制项的数据。“位置”控制项的默认控制器是“位置XYZ”控制器；“旋转”控制项的默认控制器是EulerXYZ控制器；“缩放”控制项的默认控制器是“Bezier缩放”控制器。用户可通过是进入“运动”主命令面板，从该命令面板中为对象添加控制器。3dsMax中提供的动画控制器很多，我们重点介绍四种常用的控制器分别是“路径约束”、“注视约束”、“链接约束”和“方向约束”，这些控制器都很有代表性。,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,10.1.5其他动画其实在3dmax中除了位置、旋转和缩放这些对象属性之外，还可以对对象的修改器、材质等等设置动画。对材质使用设置关键帧动画：如果选择“关键点过滤器”中的材质，可以使用“设置关键点”为材质创建关键帧需要使用可设置关键帧图标来限制已设置关键帧的轨迹。如果简单地启用“材质”并设置关键帧动画，会在每一个“材质”轨迹上都放置关键点。对修改器和对象参数使用设置关键帧动画：想要在对象参数上设置关键帧并且选定了“对象参数关键点过滤器”时，每一个参数都会有关键帧，除非已使用“可设置关键点”图标把“轨迹视图”的“控制器”窗口中的参数轨迹禁用。给修改器gizmo设置关键帧时，同样确保在“过滤器”对话框中“修改器”和“对象参数”都处于启用状态。对子对象动画使用设置关键帧动画：根据子对象动画使用设置关键帧时，必须在创建关键帧前首先指定控制器。子对象没有为创建而指定的默认控制器。控制器通过在子对象级上设置动画来指定。,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,10.2创建骨骼系统,骨骼系统是骨骼对象的一个有关节的层次链接，可用于设置其他对象或层次的动画。在设置具有连续皮肤网格的角色模型的动画方面，骨骼尤为有用。下面我们就来创建一个最简单的骨骼系统，在“创建”面板中，单击系统，然后单击“骨骼”。在视窗中单击鼠标左键，创建一个关节，作为骨骼层次的基础拖动鼠标以定义第二个骨骼的长度。继续单击鼠标左键拖出第二个骨骼的长度，然后拖动以创建第三个骨骼，如图所示。,第10章3D动画制作,第10章3D动画制作,数字三维动画设计标准教程,10.3运动学,动力学（reactor）是一个3dsmax插件，它使动画师和美术师能够轻松地控制并模拟复杂物理场景。动力学（reactor）支持完全整合的刚体和软体动力学、布料模拟以及流体模拟。它可以模拟枢连物体的约束和关节。它还可以模拟诸如风和马达之类的物理行为。您可以使用所有这些功能来创建丰富的动态环境。一旦在3dsmax中创建了对象，就可以用动力学（reactor）向其指定物理属性。这些属性可以包括诸如质量、摩擦力和弹力之类的特性。对象可以是固定的、自由的、连在弹簧上，或者使用多种约束连在一起。通过这