《三维数字建模技术》课件 第7章 场景动画技术

THECOURSEWAREREPORT第7章场景动画技术三维数字建模技术2026/7/101数字媒体技术应用的五大领域：娱乐领域、教育领域、影视文旅、商业应用、医疗健康掌握三维动画制作与控制的核心技能目录CONTENTS2026/7/1027.1动画概述1

7.2关键帧动画27.3轨迹视图编辑37.4动画控制器4掌握动画时间设置、关键帧控制及播放控制按钮的使用掌握利用关键帧动画模式创建动画的基本方法理解运用轨迹参数编辑运动轨迹的基本方法掌握声音控制器、旋转控制器、常用的约束控制器等动画控制器本章学习重点2026/7/103合成+特效配音配乐剪辑输出影片AVID非编系统AVID非编系统动画灯光三维运动捕捉系统三维立体扫描仪渲染材质建模3DMAXMAYA策划案动画剧本分镜头脚本背景设计前期中期后期对应的产品PhotoshopPainter动画形象设计稿三维动画制作流程图三维动画制作的主要阶段包括策划案制定、动画剧本创作、分镜头脚本撰写等，为后续制作奠定基础。前期策划中期制作涉及建模、材质赋予、动画制作等环节，将前期策划转化为具体的动画内容。后期输出包括剪辑、配音配乐、渲染等，使动画达到最终的呈现效果。三维动画制作流程图6三维动画制作流程图7三维动画制作流程图8三维动画制作流程图基础动画粒子动画动力学动画角色动画3dsMax动画变换动画(移动、旋转、缩放)路径约束动画材质动画三维动画类型主流的三维动画制作软件功能强大，广泛应用于建模、动画制作等领域，操作相对简单。3DMAX专业性较强，适用于复杂的角色动画和特效制作，效果逼真。MAYA如Blender、Cinema4D等，也有各自的特点和应用场景。其他软件三维动画制作软件辅助动画制作的工具用于影片的剪辑和合成，能实现高效的视频处理。AVID非线性编辑系统可捕捉真实人物的动作，将其应用到虚拟角色中，增强动画的真实性。三维运动捕捉系统能快速获取物体的三维数据，用于精确建模。三维立体扫描仪对动画场景进行渲染，提升画面的质量和视觉效果。渲染工具其它动画制作软件Introduction7.1动画概述2026/7/1012探究动画的基本原理，了解场景动画的基本概念与制作流程动画原理：将静态图片连续播放，会产生动态效果。在单位时间内播放的图片越多，动画效果就越好传统的电影通常播放数度为24副/秒网页中的Flash动画为了减小体积，通常设定为12副画面/秒3DSMax中默认情况下每秒钟播放30个画面，这样产生的文件比较大，用户也可以根据需要自定义播放速度。但至少要设置为每秒钟播放15个画面，才可以形成流畅的动态效果。3DSMax中不需要设置每一帧的动作，只需要设置开始和结束。关键术语帧：连续播放中组成的一系列静态画面，是动画时间的基本单位。关键帧：用来描述一个物体的空间位置、旋转角度、比例缩放及变形隐藏等信息的关键静态画面。当动画发生变化或物体发生动作时需要设置关键帧。帧频：关键帧是用来描述一个物体的空间位置、旋转角度、比例缩放及变形隐藏等信息的关键静态画面。当动画发生变化或物体发生动作时需要设置关键帧。单位是帧/秒，记作fps。电影播放的帧频为24fps；电视播放的帧频是25fps(PAL制式)或30fps(NTSC制式)。7.1动画概述1.“帧速率”参数组帧速率参数组用于设置帧频，系统默认帧频为NTSC制式的帧频30fps，可以根据需要在帧频栏中设置播放帧频。2.“时间显示”参数组“时间显示”参数组设置时间显示方式。默认以“帧”方式显示。SMPE以“分:秒:帧”的方式显示。“帧:TICK”以“帧:点”的方式显示。“分:秒:TICK”以“分:秒:点”的方式显示。3.“播放”参数组“播放”参数组设置动画的播放方式。“实时”复选框使动画均匀播放。“仅活动窗口”复选框使动画只在活动窗口中播放。“循环”复选框使动画循环播放。“速度”选项提供了5中倍速的播放速度。“方向”选项提供了3种动画播放方向：向前、反向、往复。4.“动画”参数组“动画”参数组设置动画的播放时间。“开始时间”和“终止时间”表示动画时间的起点和终点位置。“长度”表示动画播放时间的长短。“帧数”表示当前动画播放的帧数。“重缩放时间”按钮用于重新设定编辑过的时间参数。5.“关键点步幅”参数组“关键点步幅”参数组用于设置关键帧。“使用轨迹栏”用于使用轨迹栏编辑关键帧。“仅选定物体”仅用于选中物体的关键帧编辑。“使用当前变换”仅用于当前变换物体的关键帧编辑。“位移”仅用于已移动物体的关键帧编辑。“旋转”仅用于已旋转物体的关键帧编辑。“缩放”仅用于已缩放物体的关键帧编辑。

时间配置窗口3dsMax中设置动画时，不需要对每一帧画面都设置动画，只需要将一个动作的开始一帧和结束那一帧定义好，系统会自动生成中间的画面。用户设置的画面动作称为关键帧。关键帧的设置是在3dsMax主窗口的下方动画控制区进行设置的。打开轨迹视图当前帧标记轨迹栏时间滑块动画设置方法拖动时间滑块可以在动画场景各帧之间进行切换。时间滑块上显示了各帧号和总帧数。单击左侧的“打开轨迹视图”按钮可以打开微型曲线编辑器，用于对运动轨迹的编辑。时间滑块的右下方是关键帧与播放控制面板关键帧与播放控制面板为了保证准确的动画效果，在设置动画时需要结合预览和渲染功能查看动画效果。1.查看动画查看动画可以使用图7-4中的动画播放控制区按钮2.预览动画如果场景中对象过多，在工作视图中观察动画时会出现跳帧，或画面停滞现象。为了更好地观察和编辑动画，可以生成预览动画。预览动画在渲染时不会考虑模型的材质和光影效果，快速观察动画效果。动画预览和渲染生成预览动画的方法是：单击“工具”菜单栏中的“预览-抓取视口”二级子菜单，再单击“创建预览动画”三级子菜单，打开“生成预览”对话框，如图7-5所示。保持对话框中的默认参数，单击下方的“创建”按钮，打开“视频压缩”对话框，如图7-6所示。单击“确定”按钮即可生成预览动画。动画预览和渲染预览动画在渲染时以草图方式显示的，不包含灯光、材质、纹理等信息，渲染动画能够根据用户的设置参数综合计算场景的光影效果，生成静态图像或动画，并按用户指定的方式输出。但是渲染时“时间输出”参数要选择“范围”（如图7-7所示），并保存为输出序列文件或视频文件渲染动画Introduction7.2关键帧动画2026/7/1020学习不同类型关键帧动画的制作方法关键帧动画可以是一个对象或场景的移动、旋转、缩放动画，主要通过设置关键点的方式实现。在3DSMax中动画的设置关键点有两种方式，分别是“自动关键点”模式和手动“设置关键点”。从原理说，运用关键帧动画可以创建任何类型的动画。如运动动画、材质动画、角色动画、摄像机动画等。关键帧动画的创作原理：在时间轴（轨迹栏）上，利用手工定义某一个对象的几个关键帧时间位置，时间轴上将出现这些关键帧的时间标记。这是系统将自动计算并生成关键帧之间的中间帧的时间位置，从而得到一个流畅的动态图像。场景中的任何参数发生变化都可以形成关键帧动画，如位置、旋转、缩放、参数（噪波参数、倍增参数）及材质等。7.2关键帧动画关键帧动画的创作原理是在时间轴（轨迹栏）上，利用手工定义某一个对象的几个关键帧时间位置，时间轴上将出现这些关键帧的时间标记。这是系统将自动计算并生成关键帧之间的中间帧的时间位置，从而得到一个流畅的动态图像。场景中的任何参数发生变化都可以形成关键帧动画，如位置、旋转、缩放、参数（噪波参数、倍增参数）及材质等。7.2.1关键帧动画动手演练

制作片头整体文字动画7.2.1关键帧动画动手演练

制作片头单体文字动画7.2.1关键帧动画赋标准材质，漫反射贴图使用棋盘格贴图（可以修改颜色），打开关键帧，第0帧贴图如下赋标准材质，漫反射贴图使用棋盘格贴图，打开关键帧，第100帧贴图如下：W方向旋转90度播放动画7.2.2材质关键帧动画267.2.2材质关键帧动画动手演练

制作游戏岛水材质动画在三维场景中，摄像机就像人的眼镜，创建场景对象、布置灯光、调整材质等效果都要通过摄像机进行观察。摄像机的任何变换，都会引起场景中的视觉效果发生变化，都可以被记录下来形成动画效果。摄像机关键帧动画可以利用摄像机导航控制按钮，形成摄像机或摄像机目标点的移动、旋转、缩放动画，也可以制作摄像机的仰视、俯视、穿梭等动画。7.2.3摄像机关键帧动画287.2.3摄像机关键帧动画仰视相机1动画俯视相机动画1仰视相机2动画穿梭相机动画Introduction7.3轨迹视图编辑2026/7/1029运用轨迹视图编辑器制作复杂动画现实生活中，如果一个物体在三维空间中运动，比如一辆在跑道中运动的赛车，它的运动方向和速度可能都在变化，运动轨迹就比较复杂。这时如果我们再用关键帧制作动画模拟它的运动，制作过程将会很复杂。对于较复杂的运动动画制作，需要使用轨迹视图编辑工具来实现。轨迹视图是编辑复杂动画的主要环境。轨迹视图编辑工具可以编辑运动轨迹，也可以直接创建对象的动作、动画发生的持续时间、调整运动状态，还可以添加各种动画控制效果。轨迹视图提供了两种不同的模式，分别为曲线编辑模式和摄影表模式，两种模式拥有不同的显示状态和编辑方法。在轨迹视图的曲线编辑模式下，过渡动画效果以曲线的形态进行表现，可以直观地查看到过渡动作的运动形态，通过改变曲线形状，可以改变场景中对象的运动状态。摄影表模式下，可以清楚滴观察到场景内所有动画的时间分布。在该模式下有利于协调多组动画之间的关系，更准确地设定动画的节奏感。相比较而言，曲线编辑模式更形象直观。7.3轨迹视图编辑轨迹视图是编辑动画的主要环境对于较复杂的运动动画制作，需要使用轨迹视图编辑工具来实现。轨迹视图编辑工具可以编辑运动轨迹，也可以直接创建对象的动作、动画发生的持续时间、调整运动状态，还可以添加各种动画控制效果。轨迹视图提供了两种不同的模式，这两种模式分别为曲线编辑模式和摄影表模式，两种模式拥有不同的显示状态和编辑方法。曲线编辑模式在3DSMax中，过渡动画效果以曲线的形态进行表现，在轨迹视图的曲线编辑模式下，可以直观地查看到过渡动作的运动形态摄影表模式摄影表模式下，可以清楚滴观察到场景内所有动画的时间分布。在该模式下有利于协调多组动画之间的关系，更准确地设定动画的节奏感。7.3轨迹视图编辑轨迹视图窗口编辑窗格项目窗格菜单栏工具栏状态与视图工具栏7.3轨迹视图编辑常用轨迹编辑模式在轨迹视图中，可实现5中复杂运动的轨迹编辑模式。分别是：函数曲线编辑模式EditKeys（关键点编辑）模式EditRanges（范围编辑模式）EditTime（时间编辑模式）PositionRanges（位置范围编辑模式）7.3轨迹视图编辑函数曲线编辑模式函数曲线编辑模式是使用频率最高、功能最强的一种模式，也是轨迹视图窗口默认的模式，在曲线编辑模式下，系统用红、绿、蓝分别表示物体在X、Y、Z轴的坐标。可通过复制、删除或调整曲线等操作来改变物体的运动轨迹和运动方式。每个关键点表示为曲线上的一个顶点，可在每条曲线上编辑并添加新的关键点。7.3轨迹视图编辑函数曲线编辑模式案例创建小球→10帧移动到上面顶点→20帧移动到原来位置→打开主工具栏的“曲线编辑器”工具→此时轨迹视图中的曲线如左下图所示→单击轨迹视图中的→弹出右下图所示的“参数曲线超出范围类型”→选择一种函数→确定→小球的运动状态就会发生变化7.3轨迹视图编辑动手演练——闪光的台灯7.3轨迹视图编辑动手演练

卷轴动画卷轴动画创建一个平面（50×120，分段（32,32））→移动轴到右端→赋双面材质（如果贴图方向不正确，可以旋转W方向900）→添加“弯曲”命令→修改弯曲命令的上限，改为比弯曲的长度大→增大弯曲的角度，出现画轴效果→选择弯曲命令的Gizmo，移动到旋转的尾部，使画轴卷起。7.3摄像机关键帧动画动手演练制作卷轴动画7.3轨迹视图编辑Introduction7.4动画控制器2026/7/1039运用轨迹视图编辑器制作复杂动画动画控制器的基本概念和作用运动动画设计中，只要设置关键帧动画的形状和位置，中间的过渡帧动画由系统插值生成。若要调整物体的运动速率变换方式（如快慢），可以通过增加关键点的数量来模拟其变化规律。但要精确调整物体的运动规律就需要借助于动画控制器来调整。动画控制器是控制物体运动规律的功能模块，可决定各项动画参数在动画帧中的数值，以及在整个动画中这些参数的变换规律。基本概念可精确调整物体的运动规律，满足不同的动画需求。作用7.4动画控制器位置动画控制器用于控制物体在空间中的位置变化，实现移动动画。旋转动画控制器控制物体根据角度变化生成动画，有多种旋转控制器可选。约束动画控制器帮助用户自动化动画过程，如路径约束、附着约束等。其他控制器如缩放动画控制器、音频控制器等，具有各自独特的功能。常见的动画控制器类型7.4动画控制器动画控制器的使用方法和参数设置用于为对象指定不同类型的控制器，根据轨迹类型选择。“指定控制器”卷展栏提供创建和删除关键点的工具，可针对位置、旋转、缩放操作。“PRS参数”卷展栏用于选择“位置XYZ”控制器的轴，调整物体位置参数。“位置XYZ参数”卷展栏用于更改关键点的动画值、时间和插值方法，有基本和高级设置。“关键点信息”卷展栏动画控制器的应用在3dsMax中，动画控制器在“运动面板”

中。“运动面板”包括“参数”和“轨迹”两个选项。其中，“轨迹”用于编辑轨迹线和关键点，“参数”用于分配动画控制器、创建和删除关键点。7.4.1动画面板“指定控制器”卷展栏“指定控制器”对话框列出了不同类型的控制器的一个子集，这些控制器的成员取决于高亮显示的轨迹类型。例如，对于旋转轨迹，只有“旋转”控制器可用。指定控制器过程如下：首先选择需要控制器的对象，然后在“运动”面板

上，单击“参数”，打开“指定控制器”卷展栏。在“指定控制器”列表中高亮显示旋转轨迹。单击指定控制器

按钮

，并从“指定旋转控制器”对话框中选择“TCB旋转”，单击“确定”关闭该对话框并接受更改。将用TCB旋转控制器替换默认EulerXYZ旋转控制器。7.4.1动画面板“PRS参数”卷展栏“PRS参数”卷展栏提供用于创建和删除关键点的工具。PRS是三个基本的变换控制器：位置、旋转和缩放。创建和删除关键点时需要在视口中选择一个对象，将时间滑块拖到希望放置关键点的帧处，然后在“运动”面板

上，展开“PRS参数”卷展栏，单击下面的按钮之一即可创建一个关键点。若单击“位置”可创建一个“位置”关键点。若单击“旋转”可创建一个“旋转”关键点。若单击“缩放”可创建一个“缩放”关键点。如果一个特定的“位置”、“旋转”或“缩放”控制器并不使用关键点，则该按钮在“创建关键点”下不可用。7.4.1动画面板“位置XYZ参数”卷展栏“位置XYZ参数”卷展栏用于选择“位置XYZ”控制器的轴。“关键点信息（基本）”卷展栏“关键点信息（基本）”卷展栏用于更改一个或多个选定关键点的动画值、时间和插值方法。“关键点信息（高级）”卷展栏“关键点信息（高级）”卷展栏包含了除“关键点信息(基本)”展栏和对话框上的关键点设置以外的其他关键点设置。只要基本关键点切线发生变化，该卷展栏参数即被激活。7.4.1动