3D max角色动画设计毕业设计

1、目录引言1一 项目分析21.1需求分析21.2 研究目的31.3总体方案的设计3二 相关软件概述42.1 3d max 9简介42.1.1 3d max 9的应用领域42.1.2 3d max 9的运行要求42.2 authorware概述52.2.1 authorware简介52.2.2 authorware特点62.2.3 authorware核心技术6三 角色动画理论73.1 角色动画简介73.2 制作角色动画基础93.2.1 层级与运动的关系93.2.2 如何创建层级关系93.3 正向运动原理及应用103.4 反向运动原理及应用103.5 骨骼与ik解算器103.6骨骼蒙皮113.7有

2、关角色动画的character studio插件简介113.7.1 biped两足角色系统123.7.2 physique体格修改器123.7. 3 crowd群集动画12四 典型角色动画制作与实现134.1biped骨骼动画设计144.1.1动画分析144.1.2 biped人物走动动画操作步骤144.1.3 biped_综合动画主要步骤174.1.4 biped_上楼梯动画操作步骤174.2手臂手指动画214.2.1动画分析214.2.2主要操作步骤如下：234.3人物动画实现294.3.1人物造型poser8简介及特性294.3.2动画分析304.3.3主要操作步骤如下：30五 课件制作

3、与实现345.1 素材准备345.2 制作要点345.2.1流程图展示345.2.2核心知识点的运用355.2.3函数的应用365.3 界面设置38结论43参考文献44致谢4542第 页引言随着计算机图形学的不断发展,使用计算机进行艺术创作或者辅助设计已成为了一种最方便的表现形式.三维动画软件又是其中最为高端的表现形式，和二维的平面设计不同，三维设计能够以立体的方式表达更多的信息，并且可以得到更为真实的效果。3d max集众多软件之长，提供了非常丰富的造型建模方法及更好的材质渲染功能。它是目前windows 平台上最为流行的三维动画软件之一。随着软件在日常生活中的运行，各种动画作品层出不穷，推

4、其根本，最终离不开角色动画的基础技巧的实现与延伸。固然可见角色动画在动画产业中的重要地位。本毕业设计，主要是研究角色动画，主要设计的动画内容如下：biped骨骼动画、人物运动动画、摆臂运动动画。在这些动画中我们注重的是自由的设计理念，如胳膊的设计，足迹的关键点的设定。当然，还运用到character studio这一基于3d平台的重要角色动画设计的组件等。在作品上，我们除了理论详述外还以多种方式展示给大家，如利用视屏录制，更直观的展示了角色动画的制作过程；以图文结合的文档形式进行说明，最后利用authorware这一集成软件，给予整合、发布，从而使得观看者得到更为方便的观看方式。从而以最快的方

5、式接受。一 项目分析1.1需求分析三维角色动画，在国内动画发展的现状虽然国家大力扶持但是动画产业仍然难以突破。国外很多经典的成功案例揭示国内三维动画发展的突破口在三维动画形象的创意、制作和开发上。因为动画产业本质上来说就是形象产业，而角色造型尤为重要直接决定了其竞争力。分析了解到多年来国内三维动画多数都偏重于技术，而国内三维制作的中心又在想艺术性偏移。本文以三维角色动画的简单建模、偏重于了解人的运动从人物的建模到他的走动细致到手臂、手指的动作。带领大家探寻三维动画制作的精髓与奥秘，同时再为造型设计理论与发展提出新的思维与新的视角与途径。在三维动画众多软件中3dsmax、maya、softima

6、ge等。虽说三维制作软件众多但是他们各有不同，3dsmax它的功能强大，扩展性好、操作简单容易上手并且和其他相关软件配合流畅，相对于maya高端的3d软件它的操作太过复杂,3dsmax是中端软件更易学易用。但又相对与softimage他经常运用在电影和电视交互的市场。而3dsmax则在游戏动画方面更胜一筹，尤其在我们本章中重点使用的biped方面做出的新改进将让我们轻松构建两足动作。了解分析了国内外大市场不同，在国内市场上现如今很多的行业都使用角色动画。例如：国家为了保留国粹京剧的流逝就利用科技手段模拟真实场景中的人物动画，显然我们也可以利用3dmax保留并复制出完美的行云流水。对青年人来说游

7、戏更具挑战性而本文中研究的角色动画这让你从易到难的实现了角色画的创建于运动，利用关键帧的不同位置的设置时你的模型达到预想效果，使更多的人了解并深层次的知道游戏中可远观不可接近的游戏人物动作的精髓。因而随着市场化的扩大,越来越多的人开始探索3d动画，那么必然角色动画就是他们开始的第一步。1.2 研究目的目前的动画技术还远没达到理想的地步。计算机辅助二维动画具有制作相对方便、制作成本低、对制作和运行的硬件环境要求较低等优点。但是由于传统的二维对象缺少显式的三维信息，使得自动生成好的中间帧画面非常困难，比如在变化过程中，特别是那些非平行于画面的变换，引起的起各帧画面之间对象的对应问题、剪影轮廓的变化

8、问题、各个部分的自遮挡问题、保持形状比例和体积问题等等，都是研究者们一直试图解决的难点问题。大千世界千变万化，如何在3dsmax中模拟人、动物等众多生物的运动这就是角色动画所要研究的问题。创建角色动画是一件复杂的工作，无论动物还是人在运动的过程中他都是有规律的。而我们就是发现他其中的规律并掌握使他运用到我们的制作过程中。例如：人物运动过程中骨骼起到至关重要的部分，但是在众多骨骼中每块骨骼有表达出不同的理念。此次研究详细的阐述三维动画中角色动画的应用状况，发展前景和主要的实现手段。权衡利弊,我们最终选择3d max作为实现平台，着重的讲述了角色动画的发展和其在动画产业中不可夺得的重要地位，并且也

9、讲述利用3d max的具体实现过程。角色动画是一切三维动画的根基，如果是不了解或是没有一个很好的角色动画设计理念和设计思路那么就无法铸就一个成功的三维动画。而如今，风起云涌的动画界人才济济，早已是一个没有硝烟的战场。那么怎样的三维动画作品才能不落庸俗之名脱颖而出，独占鳌头？那么就其根本原因，便是其根基稳固之所在。所以，我们就角色动画这一理念做深入的研究，并且对其简单的角色动画给予实现。使更多的人了解并知道角色动画，可以很快的掌握制作角色动画的关键建模、关键帧 蒙皮、physique、骨骼等。1.3总体方案的设计我们通过对角色动画知识的理论阐述，概括出涉及到角色动画的各方面知识，最后选出较为典型

10、的若干实例给予制作，作为理论的具体实现，制作的角色动画大致分为三类：biped两足角色动画、手臂手指动画、人物动画。而通过这些实例我们是让学者掌握以下角色动画是重要知识点。1、了解角色动画；2、知道骨骼、ik、biped、蒙皮、physique；3、角色行为动作的构思；4、制作基本的模型；5、为模型添加构思的行为；6、查看制作完成的效果，并且输出渲染。7、课件制作与实现二 相关软件概述2.1 3d max 9简介 3d max是3d studio max的简称，它在3d studio的基础上发展的三维实体造型及动画制作系统。3d max集众多软件之长，提供了非常丰富的造型建模方法以及更好的材质

11、渲染功能。它是目前windows平台上最为流行的三维动画软件之一，也是当前世界上销售量最大的三维建模，动画及渲染解决方案之一。2.1.1 3d max 9的应用领域作为性能卓越的三维动画软件，3d max广泛应用于影视制作、产品设计、建筑设计、多媒体制作、游戏开发、辅助教学、工程展示等诸多领域。2.1.2 3d max 9的运行要求每个应用程序都会对计算机的配置有一些最基本的要求，因此在安装3d max 9之前，必须对所需的计算机基本配置有所了解。3d max在运行时都会消耗较多的系统资源，该版本支持32位和64位操作系统架构（一）软件要求：基于32位系统架构安装3d max9时，要求操作系统

12、为windows xp professional、windows xp home edition或windows 2000；基于64位系统架构安装3d max 9 时，要求操作系统为windows xp professional x64。（二）硬件要求：cpu: cpu的性能和运行速度是计算机整体性能最主要的指标之一。基于32位 系统架构，要求cpu至少是intel的pentinum 4处理器或amd的athlon xp处理器：基于64位系统的系统架构，要求cpu是基于64位架构的intel或amd处理器。内存：内存是cpu与硬盘等设备进行数据交换的主要场所。基于32位系统架构使用3d max

13、 9时，要求内存至少为512mb，基于64位系统架构使用3d max 9时，要求内存至少为1gb。硬盘：用于安装3d max 9的磁盘分区至少要具有1gb的可用硬盘空间；用于运行3d max 9交换文件磁盘分区至少要具有500mb的可用磁盘空间。显示卡：要求显示卡至少具有32mb显存，并且支持1024x768分辨率、16位真彩色、opengl和direct 3d硬件加速。2.2 authorware概述2.2.1 authorware简介authorware 软件是由macromedia 公司推出的著名的多媒体制作工具之一，它是一种面向对象的、以图标流程线逻辑为主导、一函数变量为辅助的开发工具

14、。与其他软件的不同之处在于它不用写程序，使用流程线以及一些工具图标就能制作出精美的作品。它既可以显示静态画面，也快可以显示动态画面，还能够播放数字电影和视频文件。此外，作为一种多媒体平台，它能将photoshop和director等软件制作的成果集成起来，使它们发挥更大的作用。authorware的出现，使许多非专业人员创作交互式多媒体软件成为可能。由于它的用途广泛、操作简单、程序流程直观明了、交互能力强、素材丰富、不需要大量的编程，是不具备编程能力的用户也能够创作出高水平的作品。2.2.2 authorware特点authorware具有以下特点authorware提供了直接在屏幕上编辑对象

15、的功能。authorware的可视化编程同别的软件相比最大特色在于，它的程序流程是可视的。authorware具有一定的图形处理功能。authorware提供多样化的文字处理能力。强大的人机交互能力。authorware提供了库和模板功能，可以重复运用到多重素材，大大减少了系统资源的占用，同时提高了开发的效率。authorware具有强大的数据处理能力，用户可以使用系统提供的众多函数和变量。authorware同样具有动态链接功能。authorware具有很好的兼容性。authorware提供网络支持。2.2.3 authorware核心技术11种交互：按钮、热区域、热对象、目标区、下拉菜单、

16、条件、文本输入、按键、重试限时、时间限制、事件。14个图标：显示图标、移动图标、擦除图标、等待图标、导航图标、框架图标、判断图标、交互图标、计算图标、群组图标、数字化电影图标、声音图标、知识对象图标、开始结束图标。5种动画：（1）直接移动到终点的动画（2）沿路径移动到终点的动画（3）沿路径定位的动画（4）终点沿直线定位的动画（5）沿平面定位的动画三 角色动画理论三维角色动画是计算机动画技术中最具有挑战性的课题之一, 涉及建模、运动控制和绘制等多个方面的内容。为了便于运动控制和实时绘制, 三维角色动画中普遍采用二层的骨架皮肤模型来制作角色动画。在这种模型中, 一个角色由按照一定层次组织起来的骨骼

17、和作为皮肤的单一网格模型组成。其中骨架按照角色的特点组成一个层次结构。相邻的骨骼通过关节相连, 并且可以做相对的运动; 通过改变相邻骨架间的夹角或位移, 组成角色的骨架就可以做出不同的动作, 实现不同的动画效果。皮肤则作为一个网格蒙在骨架之上, 规定角色的外型。这里的皮肤不是固定不变的刚性网格,而是可以在骨架影响下变化的一个可变形网格。皮肤网格按照一定的规则与骨架绑定, 组成皮肤网格上的每个顶点都会受到一段或者多段骨骼的影响。通过计算影响该顶点的不同骨骼对它影响的加权和就可以得到该顶点在世界坐标系中的正确位置, 从而使得作为皮肤的网格随着底层骨架同步运动, 这样就实现了在骨架驱动下的单一皮肤网

18、格变形动画, 或者简单地说骨架蒙皮动画。而对于底层骨架的运动控制, 目前主要有正向运动学方法、逆向运动学方法、动力学方法和运动捕捉技术。3.1 角色动画简介 “角色”来源于舞台表演，在舞台上进行表演的主题成为角色。角色可以是人、生物或拟人化的任何东西，角色是故事的主题。电影，动画剧通过角色的表演来传达思想。所以当三维动画诞生后，我们就将它引申到三维动画中，即为角色动画。所谓角色动画，顾名思义就是设计角色编辑动画，这个角色可以是任何的人，动物和物体，或是更细微的东西。它是整个动画的灵魂。随着科技的发展，人们对一个动画角色的价值判断不单纯停留在其外在的造型层面，还包括对角色性格内涵的认同。伴随着动

19、画的产业化进程，动画角色形象的价值逐渐被提升到商务运作的高度。拥有独特性格魅力的动画角色不仅具有深远的艺术价值，而且蕴涵着巨大的市场与利润，它拓宽了动画持续盈利的后续空间，由动画角色形象衍生出来的产品蕴藏着比传统商品更大的文化价值和商业价值。这就要求有我们对动画精益求精，那么归根结底，最终必然一步步会落实到角色动画。因为角色动作的质量高低直接关系着作品的成败。作品主题的传达要通过视觉元素，而角色的动作则是视觉艺术三维角色动画的构成主体之一。在构成作品的一个个连贯的动作当中,无论是动作的整个过程还是动作的前因后果，都是整个动作的一部分，都需要我们进行整体设计和反复推敲。角色动画可以认为是虚拟角色

20、的运动表演的技术过程中，也是一般故事的灵魂所系。由于模拟化的动作，表情，情感等通常需要复杂的建模和动画技术，角色动画从三维动画技术发展之初知道目前，始终是创作过程中的重点和难点。随着动画的发展，在科技与时间驱使下，动画分流为多种产业。它不再单一的是儿童们酷爱的动画片，更是超越为风靡全世界的动画电影。 动画电影占领国际市场的关键不只是依靠技术，更重要的是要创造全球化的、具有无限发展空间的角色形象。好的形象才能够充分地展示角色的性格魅力，演绎出曲折动人的故事情节。好的角色形象不仅具有艺术价值而且具有很大的商业价值，还可以成为商业运作的媒介和形象代言。动画角色的形象设计是动画片创作的重要内容，因此，

21、形象设计一定要准确定位，深入挖掘角色的个性，进行全方位的设计。动画角色的形象是运用美术的造型技法和手段创造出来的，是可以产生动作和表现生命的模型。包括立体的木偶形象、平面的绘画形象和剪纸形象以及电脑生成的二维或三维的形象等。它们是动画片的演员，可以传达感情和意义，能够推动剧情的发展，具有性格特征和人格魅力。 动画形象的创作过程是导演根据文学剧本描述的角色外貌和性格特点，进行素材搜集，提炼概括以及形象创造的过程。过程中要对大量的形象素材进行分解、集中、对比与统一。它是一个将朦胧的意识明朗化、将意念物化的设计过程。 动画形象不仅是一个纯粹的视觉符号，它具有深刻的内涵，包括人格魅力和气质因素。因此，

22、形象设计不能只注重形象的外形与轮廓，还应该考虑形象的身份与性格。动画角色也是形态各异的，有迟钝的、怪癖的、聪明机灵的、天真活泼的、浪漫风趣的等等。这些动画角色具有或者微妙或者明显的形态与情态差异。在设计动画形象之前首先要明确设计的角色的特征，在此基础上寻找和发现形象设计的原始素材，经过反复筛选与提炼，然后开始设计形象。运用造型艺术手段描绘出形象的草图或轮廓图，进行反复的修改和加工，最后设计出动画角色的形象。角色动画制作涉及：3d游戏角色动画、电影角色动画、广告角色动画、人物动画等。 3.2 制作角色动画基础大自然千变万化，如何在3ds max中模拟人、动物等众生物的运动，这就是角色动画所要解决

23、的问题。创建角色动画是一件很复杂的工作，动物的运动就是有规律的，中文版3ds max 9中也相应提供了模拟这些运动规律的一系列工具，如正向运动、方向运动、链接工具、骨骼工具、蒙皮工具等。3.2.1 层级与运动的关系层级与运动，主要是基于关键点动画的内容。在轨迹视图展开的层级中，大多数对象都是并列关系，对象的下面是一些基本的各种位置变换，对象之间基本不存在什么深层次的运动链接关系。对于角色动画，对象的层次关系是十分复杂的。任何一种动物，其身体都是有许多部位组成的，如四肢躯干等，而每个部位又由一些具体的骨骼、关节来组成，它们构成一种复杂的层次关系。动物在运动过程中，身体的各个部位、各个关节并不是相

24、互独立的，不同身体部位之间通过某个关节链接在一起来共同完成一次动作，它们之间需要协调，这是不难想象的。在层级关系中，主要的对象在上面，次要的在下面，所有对象按照这样的关系排列，形成一棵倒挂的树。在层级关系中父对象控制所有子对象，一个父对象可能有多个子对象，但是一个子对象却只能有一个子对象。层级关系中的父对象和子对象同样是相对的，一个父对象可能是另一个对象的子对象，一个子对象也可以是另一个对象的父对象。3.2.2 如何创建层级关系在3ds max 9中如果要创建简单的层级关系，可以利用主工具栏的链接工具:选择并链接按钮，断开当前选择和链接按钮。具体操作为：单击按钮，打开链接模式，在视图单击一个物

25、体，然后讲一个物体拖到另一个物体上，当光标变成链接图标时单击，即将前一个物体链接到后一个物体上。并且前一个物体是后一个物体的子对象。当然，如果要创建相对复杂的层次关系，使用图标视图和骨骼系统比较好。3.3 正向运动原理及应用正向运动又称fk(forward kinematics)，它是一种比较简单的运动关系，其原理是：在层次关系中，父对象的变化操作会影响到子对象，子对象对父对象具有继承关系，而父对象不受子对象变化操作的影响。3.4 反向运动原理及应用反向运动（inverse kinematics），在层次关系中，反向运动是通过子对象的运动来决定和影响父对象，是一种相对正向运动比较复杂的运动关系

26、。在3d max中反向运动大量运用到角色动画的制作中，原因是它可以通过调节几个关键的姿势来确定角色在不同关键帧处的姿势，而系统会根据设定的结算方法，在这些关键帧之间自动进行差值计算。反向运动与正向运动正好相反，例如要设置摆臂动画的运动，正向运动是先移动肩部，然后旋转前臂、手腕、手指等，而反向运动则是先运动手指以确定手指的位置，然后通过ik解决方案，对手臂进行旋转，移动肩部。3.5 骨骼与ik解算器为骨骼添加ik解算器来设置角色动画使其更加完美。，hk解算器可用于支持角色动画，hd解算器可用于支持具有滑动关节的机械动画，ik肢体解算器能够支持两条骨骼链，样条线ik解算器可用于提高复杂的多骨骼结构

27、控性能。对于人物角色动画，通常将ik肢体解算器用于躯干和手臂，将样条线ik解算器用于腿部来设置弯曲、抬腿等动作。为骨骼添加ik解算器后，可以通过【运动】面板和【层级】面板来对ik解算器的参数进行调整，要调整整个链的动画，也无须设置链中每个骨骼的关键帧，只需对一个节点进行更改即可。3.6骨骼蒙皮在角色动画中，蒙皮是将类似“皮肤”的面片包裹到骨骼上，通过骨骼的变形来改变蒙皮对象。在进行蒙皮之前，准备蒙皮和骨骼是必不可少的，然后通过蒙皮修改器对骨骼进行蒙皮，并修改调节动画。应用蒙皮修改器并分配骨骼后，。每个骨骼都有一个胶囊形状的“封套”，这些胶囊的顶点随骨骼移动，在封套重叠处，顶点运动是封套之间的混

28、合，初始的封套形状和位置取决于骨骼对象的类型，骨骼会创建一个沿骨骼对象的最长轴扩展的线性封套。对骨骼蒙皮并生成动画是创建角色动画的重要途径之一。3.7有关角色动画的character studio插件简介character studio简称cs，是依托于3ds max操作系统的一套可以为设置角色动画而提供的强大、高效的工具组件。使用它可以为两足角色（也称两足角色）创建骨骼层，然后通过各种方法使其具有动画效果，该软件提供独一无二的足迹动画，能更具角色的重心、平衡和其他因素自动创建行走动画。character studio还为两足骨骼的角色或其他任意链接层次提供了强大的蒙皮工具，可以创建非常逼真的

29、肌肉变形效果。cs骨骼和与连接属性相对应的蒙皮工具，是动画具有与角色结构分离开来的独特能力。这样可以完成任何用户希望的动画效果character studio为制作三维角色动画提供专业的工具。这是动画制作者能够快速而轻松地建造骨骼然后使之有动画效果，从而创建运动序列的一种环境。具有动画效果的骨骼用来驱动3ds max几何模型的运动，一次创建虚拟角色。使用character studio可以生成这些角色的群组，利用代理系统和过程形为制作其动画效果。character studio包含三个模块： biped（两足角色）、physique（体格），crowd(群集)。3.7.1 biped两足角色系

30、统 biped两足角色模型是具有两条腿的体型：人类、动物或是幻想类的角色。两足角色是为动画而设计的骨架，它被创建为一个互相链接的骨骼层次。两足角色骨骼具有即时动画的特征。就像人类一样，两足角色被特意设计成直立行走，也可以使用两足角色来创建多条腿的生物。为与人类躯体的关节相匹配，两足角色骨骼的关节运动受到一些限制，比如膝关节只能沿单轴旋转，且旋转角度有一定范围限制。另外，两足角色骨骼层次的父对象是两足角色的重心对象，它默认的命名为bipo1。biped是3ds max的一个系统插件，它拥有内置的ik系统，能够自动适应人体或两足动物骨架的结构，并且能对这些骨架细节进行扩展。创建完两足动画后，可以通

31、过它的一系列参数来控制它并制作动画。两足动画有两种主要创建方式：足迹方法和自由形式方法。3.7.2 physique体格修改器使用physique体格修改器可以将蒙皮附加到骨骼结构上，比如两足角色。当以附加蒙皮制作骨骼动画时，physique体格修改器使角色模型蒙皮变形，以与骨骼移动相匹配。可以用基本的骨骼动画制作角色模型的连续动作，涉及附加骨骼内任意关节数量的弯曲、拆缝一起凸出。3.7. 3 crowd群集动画character studio中的crowd群集动画系统的目的是模拟真实的人类群组、动物群组或其他的群组行为。在角色动画的制作过程中，当需要制作一群人或动物在同一场景中同时运动的动画

32、时（各自运动并不遵循相同的形式和节奏），如果给每一个人或动物都单独设置动画，这显然是个巨大的任务。而通过character studio的crowd群集动画，则可以通过制作delegate代理（作为代表的辅助对象），事先对不同的人或动物的行为进行总体的指定，系统按照指定的行为自动生成动画，这项功能对于大型的场景动画设置非常有帮助。delegate代理是群组动画中使用的特殊辅助对象。它用作有群组对象创建的运动代理。群组对象控制一个代理或者多个代理，可以将代理的运动赋予两足角色或者其他对象，不能渲染代理。四 典型角色动画制作与实现介于以上对角色动画全方位的知识概述，在这里我们选出角色动画中最为典型

33、的三类角色动画给予制作并作为实例演示和前面理论部分的一个具体实现。三类典型的角色动画分别是：biped两足角色动画、手臂手指动画、人物动画。biped的实质是两足角色，它是软件系统默认的人物两足角色骨骼，利用它可以制作出一些两足角色基本的运动，如走、跑、跳等，当然这些运动也是系统默认的效果，但是我们还可以通过改变它的足迹，调整关键帧，身体躯干旋转等做出相应的或是我们真正需要的一些运动效果。利用它使两足动画的制作更为简单更为方便，也为制作者节约了大量的制作时间。与此同时，利用biped制作的动画也不仅仅限于两足动画，我们可以在其基础上发展为多足的或是其他更为丰富的动画。总之，几乎所有的动画的制作

34、都无法脱离biped的应用。如在后边的实例中的人物动画，它也应用到了biped。所以在角色动画的制作中biped这一知识是不可忽视的。手臂手指动画是一个独立性较强的角色动画。它运用了人体模型制作过程、创建骨骼，利用physique体格修改器并使两者链接的知识等。这一实例是为了让大家明白基本的建模方法及脱离系统原本的骨骼，我们依旧可以创建一个全部是我们自己的创建的动画。在角色动画制作中，必然会遇到这种情况，因为某种需求，我们不能利用系统原本的骨骼等来创建模型和动画，我们需要创建全部的东西。创建模型、创建骨骼、建立关键帧等一系列的东西，从而制作出我们需要的动画。比如要制作一些另类，或是要求精细独特

35、的一些造型运动，这个立意就能运用到。所以制作这样的手臂手指动画不管是从制作上还是立意上都是必不可少的。人物动画，主要是如何将创建的人物素材与设置好运动的biped骨骼链接到一起，它涉及到蒙皮，骨骼的精细调节，链接等知识。当然，这也是人物或是两足模型动画创建的一个实例，通过这个实例让大家明白人物动画的制作过程。从而解决人物动画这一大难题。4.1biped骨骼动画设计biped是character studio 的一部分，也是3d max的系统插件，它拥有内置的ik系统，能够自动适应人体或两足动物骨骼的结构，并且能对这些骨架细节进行扩展。biped动画可以说它是一种系统默认的动画制作。biped的

36、实质是两足角色，它是软件系统默认的人物两足角色骨骼，利用它可以制作出一些两足角色基本的运动，如走、跑、跳等，当然这些运动也是系统默认的效果，但是我们还可以通过改变它的足迹，调整关键帧，身体躯干旋转等相应的设置做出相应的或是我们真正需要的一些运动效果。可以说一般我们需要的动作动画只要将biped动画设置好，都能达到预期的效果。4.1.1动画分析biped动画展示中的第一个实例，就是我们将biped系统默认的一种原始的动画效果原样的表达出来，没有经过任何润饰和修改。就像给了我们一张白纸和一支画笔，可以按照我们自己的思维去创作我们想要的效果。但是不要忘记，创作的前提是我们得到了这张纸和这支笔，这样我

37、们才能有创作的资本。所以第二个biped实例是biped一个综合的实例，它使biped两足角色实现走、跑、跳等。并通过改变其足迹路径，创建关键帧等多个方面诠释biped在动画创作中的重要性。在了解了biped的基础知识后，我们演示第三个实例上楼梯动画作为biped的具体应用。当然论及它们分别应用到的具体知识，我们还需从下边的操作步骤中获悉。4.1.2 biped人物走动动画操作步骤下面以足迹法为例，来介绍一下两足动画的制作。利用足迹法创建两足动画：1.新建一个文件，执行【创建】、【系统】、【标准】命令，打开标准系统的创建 命令面板。单击【biped】按钮，在【左】视图底部单击并拖动光标便创建了

38、 一个两足动画，将【透视】视图最大化显示如图4-1-1所示，图4-1-1 创建biped骨骼2在视图中选中两足角色对象，打开【运动】命令面板，单击【参数】按钮，在biped卷展栏单击【足迹模式】按钮（该按钮变成黄色显示），【运动】命令面板将同时出现【足迹创建】和【足迹模式】卷展栏。在【足迹创建】卷展栏单击【创建多个足迹】按钮，将打开【创建多个足迹：行走】对话框，将【足迹数】设置为10，如图4-1-2，单击【确定】按钮，视图中将显示两足角色的足迹，但它们不能控制两足角色运动。如图4-1-3 图4-1-2 创建足迹数图4-1-3 视图显示足迹3在【足迹操作】卷展栏单击【为非活动足迹创建关键点】按钮

39、，在动画控制区单击【播放】按钮，两足角色开始行走。如图4-1-4图4-1-4 播放足迹4渲染输出，如图4-1-5制作完成图4-1-5 渲染过程输出4.1.3 biped_综合动画主要步骤由于该实例是前一实例基础上的延伸或是扩充，所以在这就不再详细介绍，主要给大家介绍一下本实例由于到的一些参数设置，如图4-1-6，在实例1中我们用的就是所选的走按钮，可是本实例，这三个运动模式我们都用到了，但是我们做了一些设置，使它不再遵循系统默认的那些运动规律，如图4-1-7在足迹操作下弯曲是设置其足迹路径的弯曲度的命令，如果为正值，在透视图中它向里边弯曲，如果为负值，则向外弯曲，“缩放”是设置选中的足迹与后一

40、个足迹的缩放距离，值越大越远。 图4-1-6 足迹创建走路 图4-1-7 足迹操作参数当然在相应的运动模式下其有对应的参数设置。如在跑步模式下除了有图4-1-7参数外还有“跑步足迹”“悬空”等，而在跳的模式下也有“两脚着地”和“悬空”等。在作相应的运动时只要将这些参数设置合理，就能制造出动作优美恰当的动画。4.1.4 biped_上楼梯动画操作步骤1打开3d max软件，创建几何体在其下拉列表中选择楼梯如图4-1-8选择u型楼梯如下图4-1-9 图4-1-8 创建楼梯 图4-1-9 楼梯u型楼梯此时在透视图中单击并拖动，创建u型楼梯，并在修改器中修改参数，如图4-1-10 并利用旋转工具将其旋

41、转到合适的位置，最终效果如图4-1-11 图4-1-10 设置参数 图4-1-11 楼梯效果图2创建两足角色，执行【创建】、【系统】、【标准】命令，打开标准系统的创建命令面板。单击【biped】按钮，在透视图底部单击并拖动光标便创建了一个大小合适的两足角色。如下图4-1-12图4-1-12 创建biped骨骼利用工具栏中的旋转工具旋转人物，使其面向楼梯，如下图4-1-13图4-1-13 调整人物位置3为两足角色创建足迹，选中两足角色对象，打开【运动】命令面板，单击【参数】按钮，在biped卷展栏单击【足迹模式】按钮（该按钮变成黄色显示），【运动】命令面板将同时出现【足迹创建】和【足迹模式】卷展

42、栏。在【足迹创建】卷展栏单击【创建多个足迹】按钮，将打开【创建多个足迹：行走】对话框，将【足迹数】设置为16，如图4-1-14，透视图中效果如图4-1-15图4-1-14 创建足迹步数图4-1-15 透视效果图4在此足迹模式下拖动调节各个脚印足迹，将其分别按照运动的规律调节各个脚印到合适的位置，最终如图4-1-16图4-1-16 调整脚印位置5在【足迹操作】卷展栏单击【为非活动足迹创建关键点】按钮，在动画控制区单击【播放】按钮，两足角色开始行走。如图4-1-17图4-1-17 播放效果6添加简单的场景，分别在透视图，前视图、左视图中做三个平面，参数如图图4-1-18，并调节剂到合适的位置，效果

43、图如图4-1-19图4-1-18 创建平面图4-1-19 效果图7最后渲染输出。4.2手臂手指动画手臂手指动画是最基本的角色动画，用骨骼的运动带动手臂模型的运动，要用到的是physique修改器，将手臂指定到对应的骨骼连接，最后再拾取骨骼，已达到最简单的伸臂动作。4.2.1动画分析角色动画中的角色可以是万物中的很多东西，一个角色动画可以是很多不同或者想同的角色动画构成，他们就像同事或老板的联系。就手臂手指动画来说它就是人物动画这个老板的下属。或者就是分工不同达到不同效果，手臂手指的动画作为特选是因为它的运动效果明显，骨骼与骨骼之间动作设置可以清楚地展现角色动画制作中蒙皮、physique 修改

44、器的使用中不同特点。利用关键帧设置每块特定的骨骼在全局空间中的位置及旋转, 是由从根节点到该节点的一系列骨骼的状态所决定的。例如, 肩关节的旋转不仅要影响到上臂的位置和旋转, 而且会顺着骨架一直传递到手。虽然所有关节在其局部坐标系内的相对位置都没有改变, 但是每块骨骼在全局坐标系的空间位置都发生了变化。手臂手指动画是针对角色动画中关键帧的设置重点，对不同的关键帧上对骨骼运动中每段骨骼进行规定，帧与帧之间不用我们来处理。虽然我们对骨骼进行了运动的设置但是如何把骨骼与手臂手指的模型链接到一起这就要依physique与蒙皮两个修改器的运用。而选用手臂手指的运动作为制作是因为它在角色动画中，蒙皮是将类

45、似“皮肤”的面片包裹到骨骼上，通过骨骼的变形来改变蒙皮对象，在进行蒙皮之前，准备蒙皮和骨骼是必不可少的，然后通过蒙皮修改器对骨骼进行蒙皮，并修改调节动画。应用蒙皮修改器后，每个骨骼都有一个胶囊形状的“封套”，这些胶囊中的顶点随骨骼移动，在封套重叠处，顶点运动是封套之间的混合，初始的封套形状工具和位置取决于骨骼对象的类型，骨骼会创建一个沿骨骼对象的最长轴扩展的线性封套。对骨骼蒙皮并生成动画。在骨骼蒙皮动画中皮肤不再是一个“硬梆梆的”网格,而是“有弹力的、能拉伸的”。physique修改器，是角色动画中模型与骨骼绑定时用，它在添加到模型上之后，能够指定到骨骼，从而使模型按照指定骨骼的动态运动，相对

46、skin，physique更适合在底模角色动画以及简易动画中适用，但是完全没有妨碍到它强大的动画功能。允许基本骨骼的运动无缝地移动网格，就象人类皮肤下的骨骼和肌肉。 physique 在基于点的对象上运行，包括几何图原、可编辑的网格、基于面片的对象、 nurbs 、以及 ffd 间扭曲。 对于 nurbs 与 ffds ， physique 使控制点变形,控制点反过来又使模型变形。当physique 被应用以及“附加到节点”被使用时，其为手臂手指的全部连接创建链接和封套，以及链接上的骨骼。像蒙皮一样不会变形但是像剑一样需要链接到手臂手指上的对象，应该链接上后使用“附加到节点”来将网格链接到手臂

47、手指的具体位置。4.2.2主要操作步骤如下：1. 打开3d程序,执行【创建】|【几何体】|【标准基本体】命令下【对象类型】卷帘栏下的【长方体】按钮。在透视图上拖动光标创建一个长方体；2. 执行【修改】|【参数】卷帘栏下的参数设置长度50，宽度15，高度15，长度分段2,其他参数不变；3. 继续执行【修改】命令面板中修改器列表下拉列表中的编辑多边形，为长方体添加编辑多边形修改器在【选择】卷帘栏下的多边形红色按钮，在前视图下选择面效果如下：（图4-2-1） 图4-2-1 为长方体添加编辑多边形修改器4.在前视图上选中前面的面后，鼠标右击选择【插入】按钮（给它插入一个面），并在前视图上使用选择并均匀

48、缩放工具根据手臂大缩放大小。继续执行鼠标右击【挤出】，通过光标移动设置【挤出】的长短；按照上面的步骤重复执行再一次的操作，【插入】|【挤出】；(图4-2-2)图4-2-2 插入挤出效果5. 在选择复选下选择边，在前视图下使用ctrl+选择对象选择最前面面的上下两个边，然后继续选择编辑多边形面板下的“编辑边”复选框下的链接按钮使最前面的面变成两个面，利用选择并移动工具根据五个手指的分布情况调整新生成的边的位置大约在1/5处。继续执行右击插入，右击挤出命令，并调整挤出的长短与位置，制作出大拇指；6. 在编辑多边形面板下选择下的“多边形”继续在前视图上插入、挤出不过调整挤出的位置为大拇指的一半位置就

49、好了；7重新选择“边”利用ctrl+选择工具，选中刚才生成的面的上下两条边执行编辑多边形下的“连接按钮”。调整新边的位置在免得1/4处，重复执行上面的步骤制作出中指、无名指与小拇指的面；8选择“多边形”命令在前视图上利用选择工具分别对食指、中指、无名指、小拇指的面插入挤出，长短不同的拇指；效果如图4-2-3图4-2-3 手臂手指模型9在【修改】面板上的【修改器列表】中添加【网格平滑】修改器命令，把四四方方的模型变成真的手臂样子圆滑；（如图4-2-4）图4-2-4 网格平滑10在【创建】|【系统】|【标准】命令中【对象类型】卷展栏中的【骨骼】按钮，在顶视图上根据手臂上创建六块骨骼完成后右击自动生

50、成一块骨骼。并且在修改面板下的【骨骼参数】中骨骼对象宽度2高度2其他参数不改变；图4-2-5图4-2-5 创建骨骼11在顶视图上利用工具栏上的【选择并移动】工具在时间线上添加关键帧制作骨骼的运动，在时间线面板上先单击【自动关键点】按钮根据不同的时间帧不同的位置添加关键帧，最后形成手臂骨骼弯曲运动；效果如图4-2-6图4-2-6 添加关键帧12.调整模型的位置与骨骼的位置重合必须达到模型把骨骼包住，并为模型添加【蒙皮修改器】在参数卷展栏下骨骼旁边的【添加】按钮选择全部骨骼；13.继续为模型添加【physique】修改器命令下的【physique】卷展栏的【附加到节点】按钮，然后单击bone6骨骼

51、，出现physique初始化对话框，单击【初始化】按钮，继续对bone5、4、3、2、1骨骼执行相同命令；如4-2-7图4-2-7 添加physique修改器，初始化骨骼14.在时间轴面板中单击【播放】按钮查看播放效果，有可能出现下面问题模型个别部分不随着骨骼运动（如图4-2-8）所示，解决方法是这样的，在修改器面板下physique卷展栏下的顶点命令选择没有移动的顶点（图4-2-9），在修改器面板下的【顶点连接指定】卷展栏下的【指定给链接】按钮，继续播放查看如果还有顶点出现问题利用上面的方法执行；（如图4-2-10） 图4-2-8 播放效果 图4-2-9 选中顶点图4-2-10 选中未移动顶

52、点 【指定给链接】后顶点链接到骨骼上，运动效果如下图（图4-2-11）图4-2-11 指定链接在不同的视图上查看播放情况，15输出avi视频文件，在菜单栏【渲染】|【渲染】命令对【渲染场景：默认扫描器渲染器】|【公用】中【公用参数】卷展栏下时间输出中的【范围】单选按钮设置范围为0-100，在渲染输出下的【文件】按钮设置输出位置。后单击右下角的【渲染】按钮就输出了avi格式的文件。【提示】在手臂手指动画中的容易出现问题的几个第一：建模过程中尽量挤出使一次成型；第二：骨骼与模型两者进行调整的时候保持骨骼不能在模型外与骨骼的大小位置要与模型的位置一致；第三：要首先进行蒙皮修改器，然后进行physiq

53、ue，不执行蒙皮就执行physique会导致骨骼不能附着在手臂手指模型上他们之间只是存在链接。4.3人物动画实现人物动画似乎是角色动画中的主角，所以人物动画的实现在应用别的知识的同时，也要在自己的创意上让它与众不同从而跃然而出，成为整个动画的焦点。本实例主要展示的是骨骼与人物模型的链接，与其他动画相比，人物动画显得更为精细，因为在制作它的过程时运用到了biped，虽说可以用到现成的骨骼，但是要一步步精细的调节它的大小，直至与人物模型完全吻合为止。其次，它最主要是是演示了physique这一角色动画制作中非常重要的修改器。提及人物素材，我们不得不向大家介绍一个软件poser8。它是一个模型制作软

54、件，可以和3d max软件兼容，这就使得3d max如虎添翼，使得动画更加生动，逼真。在下一节，我们将对poser8作出详细介绍。4.3.1人物造型poser8简介及特性poser，是面向艺术家和动画片制作者的3d人物设计&动画片的工具。poser 是metacreations公司推出的一款三维动物、人体造型和三维人体动画制作的极品软件。从预先准备的丰富多彩的人物，动物模型可以制作3d人物。因为poser的革新性接口，可以简单高速地进行人物设计，暂停和动画片的设定。脸部写真，可调节长度和风格的头发，与动作相协调的动态服饰等使制作的3d人物更加具有真实感。所制作的人物，可以作为静止画或者电影，在

55、web，印刷，录象作品中快速地导出。可以自在设定的3d模型能够极大拓展你的3d表现幅度。而今poser更能为你的三维人体造型增添发型、衣服、饰品等装饰。让你的设计与创意轻松展现。一个特定的角色造型都有特定的姿态和体态，poser的模型及构成模型的各组成部分，如人的手、脚、头等，都带有控制参数盘，通过对参数盘的设置，我们可以随意调整模型的姿态、体态，从而创作出所需的角色造型。姿态一般是指人物或动物在现实生活中的移动方式以及位置移动的过程，而体态则是指人物或动物身、体及其各部位的比例、大小等，对模型进行弯曲、旋转、扭曲。poser 8的新特性如下8个新的完全已装配的、完全可摆的、照片级真实感的人类

56、角色（8 new fully rigged, fully posable, photorealistic human characters） poser 8包含了只需要单击鼠标你就能开始在几分钟之内摆好姿势、做出动画的品质专业的角色。 1.5 gb的新内容（1.5 gb new content） poser 8带来了一个装满了真实世界中的附件、姿势、道具、头发、灯光和摄影机的库，因此你可以直接投入三维场景建设。4.3.2动画分析导入人物素材，调整骨骼与人物尽可能的吻合，为人物添加physique修改器，移动各个关节的位置，发现人物有些部分仍然留在了原地，这时就需要对人物的这些顶点指定链接，拾取相应的关节。4.3.3主要操作步骤如下：1. 打开人物素材000模型2. 选择系统biped，在前视图中创建人体骨骼3. 调整好骨骼与人体模型的大小，选择biped卷展栏下的体型模式，分别对每一个骨骼进行调整，使其与人物动作相吻合，在这个过程中可以使用缩放工具 调整骨骼的大小，使得骨骼与模型更加吻合。如图4-3-1所示：图4-3-1 调整骨骼4. 在视图中选中人物，在修改其中列表下选择physique命令，在p