上海交通大学
硕士学位论文
三维动画特效研究
姓名：孟欣洁
申请学位级别：硕士
专业：软件工程
指导教师：肖双九;徐成喜
20091201
三维动画特效研究
摘要
如今，计算机技术飞速发展日新月异。而在计算机领域中，计算机动画也从一个新事物迅速成长为领军行业，动画已经进入三维动画和CG时代，广泛应用在电影、电视、医疗、军事、教育等很多领域。在艺术方面，计算机成为现代艺术家的新型工具，动画师们因此摆脱了传统动画沉重而烦琐的工作，转而将更多精力用于创造性工作上。从另一方面看，动画产业的发展对计算机工程师又提出了更高的要求，从而也促进了三维动画软件的诞生和发展。
Maya作为当今主流的三维动画制作与渲染软件之一，在影视、电视、广告和游戏等领域中有很广泛的应用，其强大的功能和易用性得到专业人士的共识。尤其是它的动力学模拟系统，包括刚体、柔体、流体力学、皮毛和毛发，再结合使用强大的脚本编辑语言，使Maya成为一个强大的特效制作工具。然而，Maya同时也是一款极其复杂的软件程序包，它的动力学系统也很难掌握。然而，由于Maya具有很强的可编程性和可扩展性，我们可以开发有针对性的外部插件用以化解这个矛盾。通过开发特效插件简化MAYA操作来达到某种特殊效果，将会大大缩短三维动画的制作时间，减少类似重复工作。
本文主要通过对Maya外部插件的研究以实现提高三维动画特效制作效率的目的。此插件的具体目标是:迅速而可靠地实现用户目标物体与目标粒子之间的特殊幻化成形。“幻化成形”这一特效形式已应用在许多媒体中，如粒子变形，面模型离散化为粒子模型、路径约束的粒子聚合等动画特效。
本文的研究重点和主要成果有：
1、通过调查研究目前国内外特效中运用较多的幻化成形方式及制作过程，以此作为MAYA幻化成形插件设计的可靠依据，并在设计中优化。
2、在幻化成形插件的设计中，采用Maya内部的脚本语言Mel编写程序控制幻化成形的过程，包括粒子发射器的建立，粒子的发射，粒子的数量、速度、形状等参数的设定，空气动力场对粒子的影响等等。
3、在设计中，重点研究了粒子幻化成形路径的计算，为此设计了一套算法，包括控制粒子在各种路径中的运动过程以及控制粒子成形后在目标模型上均匀地分布等。并依据此算法编写了程序达到了幻化成形插件的具体目标。
4、在设计完成后，又利用此插件进行了测试。测试内容主要包括了对各种幻化路线的测试、实例替代的测试、方向控制的测试、粒子聚合方式的测试及压力测试等项目。从测试结果看，利用幻化成形插件粒子可以按指定的幻化路线变形，能以目标模型实现粒子实例替代的效果，对粒子运动的方向等都可以控制，即此插件基本达到了设计的预期目标。
关键词Maya，Mel,动力学,插件，幻化成形,粒子，粒子替代，目标模型
STUDY ON SPECIAL EFFECTS
OF 3D ANIMATION
ABSTRACT
Nowadays the computer technology is developing with each passing day, among which computer animation has grown up from something new to leading profession. It has entered 3D and CG generation, extensively adopted in film, TV, medical treatment, military, education etc. In art, modern artists use computer as new-type instrument, for example, animators can release from heavy and trivial work of traditional animation by using computer, and put more efforts on creative work. However, the development of animation industry places higher expectations to computer engineers, and thus promotes the birth and development of 3D animation software.
Maya, as one of the prevailing 3D animation and render softwares, widely applied in film,TV, advertisement, games and so on, of which the powerful function and practicablity brings professinals to common understanding。In particular, its dynamic simulation system, including rigid body, soft body, hydrodynamics, fur and hair, makes Maya to be a powerful tool to creat special effects, while combining with scripting language. However, it's difficult to master dynamic simulation system, because Maya is a very complicated software package. Due to its programmabirity and extendibility, we can develop exterior plug-in to solve the above problem. Hence we can shorter time of 3D animation , and reduce repetitive work.
This major purpose of the paper is through research of Maya's exterior plug-in to improve the efficacy of 3D animation. To be specific, the exterior plug-in can magically convert customer's target objective to target particle promptly and reliably. This "deformation with particle system" has used frequently in media, such as particle deformation, surface
model discretized to particle model, particle polymerization of path constration etc.
The research key and main achievement of the paper is as following:
1. Based on study of the most widely used way and production of deformation with particle system at domestic and aboard, we design and optimize Maya deformation with particle system plug-in.
2. While designing deformation with particle system plug-in, we adopt internal scripting language of Maya, Mel writing program, to control the process of deformation with particle system, including creation of particle emitter, particle emission, setting parameter of particle's quantity, speed, shape etc., the effect of air on particle and so forth.
3. We design an arithmetic for calculating particle deformation with particle system path, which includes controlling the particle movement in different paths and the evenly distribution of formed particle on target model. According to the above arithmetic, we write specific aim for program converted to deformation with particle system plug-in.
4. We test the plug-in after design.It has the following aspects：Testing of all deformation with particle system path, testing of example substitution, testing of direction control, testing of particle polymerization, testing of stress and otherwise. From the results of all tests, we can make particle deform in certain deformation with particle system path, achieve effect of particle substitute for target model, and control direction of particle movement.To sum up, the designed plug-in reaches anticipated goal.
Keywords Maya, Mel, Dynamics, Plug-in, deformation with particle system, particle, particle substitution, target model
1 绪论
1. 1引言
动画片是电影四大片种之一，动画片以绘画或其它造型艺术形式作为人物造型和空间环境造型的主要表现手段，运用夸张、神似及变形的手法，借助于幻想、想象和象征，反映人们在社会生活中的理想和愿望，是一种具有高度假定性的电影艺术[1]。1906年，普鲁士的史都华?布雷克顿（J?Stuart Blackton）创作了世界上第一部动画片?滑稽脸的幽默相?（The Humorous Phase of funny Faces），由此揭开了动画世界的历史长卷[2]。
动画技术的发展离不开人类科学技术的不断进步。人类技术的进步不仅体现了人类的智慧，也体现了人类对未知事物的永无止境的追求和探索。人类技术进步的目标主要是提高效率和降低人的劳动强度，而这恰恰是传统动画技术发展的两个瓶颈。传统动画技术十分繁琐，制作过程又耗时费力，区区几分钟的动画就要花费大量的人力物力，常常令人望而却步、知难而退。1914年美国人埃尔?赫德发明了透明的赛璐珞胶片，取代了动画纸，提高了动画制作效率和质量，更重要的是建立了动画片独特的拍摄方式，最终使动画电影实现了大规模生产，动画从二维动画时代进入到赛璐珞时代。如今，随着计算机技术的产生和发展，动画又迎来了新的时代——CG时代。CG是（Computer Graphics）的缩写，二十世纪六十年代，建筑、制造行业用来辅助设计的工作站系统上开始了利用三维模型来制作动画演示，这就是CG 动画的雏形[1]。1892年，影片《电子世界争霸战》首次使用了全数字合成的场景，1995年，第一部CG动画长片《玩具总动员》终于问世。如今计算机动画技术已经广泛应用在电影、电视、医疗、军事、教育等很多领域。
计算机动画技术是一种综合了计算机技术和动画艺术的多媒体新技术，其关键技术主要体现在计算机动画制作软件和硬件上[3]。在艺术方面，计算机技术成为现代艺术家的新型工具，动画师们因此摆脱了传统动画沉重而繁琐的工作，转而将更多精力用于创造性工作上。从另一方面看，动画产业的发展对计算机工程师又提出了更高的要求，从而也促进了计算机动画制作软件的发展。因此，随着计算机技术的飞速进步，计算机动画制作软件也发展迅速。计算机动画制作软件可以分为二维动画制作软件和三维动画制作软件，其中，由于三维动画的广泛应用，三维动画制作软件的发展也尤为迅速。当今，
在影视、电视和游戏领域中广泛应用的优秀三维动画制作软件主要有：Alias公司的Maya、Discreet公司的3D Studio Max、Avid公司的Softimage |XSI、Side Effects Software公司的Houdini等等[4]。其中，Maya更为突出，它集成了Alias/Wavefront最先进的动画及数字效果技术，它不仅包括一般的三维和视觉效果制作的功能，还结合了最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染和运动匹配技术[5]。与其他软件相比,它功能更为强大,视觉效果更加丰富,因此被广泛应用在各个领域。Maya在影视特效制作领域大放异彩，如?星球大战?、?指环王?、?哈里波特?、?蜘蛛侠?、?木乃伊归来?、?最终幻想?、?金刚?等影片中的特效镜头都使用了Maya作为制作软件。
Maya与其它三维动画制作软件相比，还有许多与众不同的特色。如逼真的角色动画，强大的动力学系统，材质纹理贴图，Nurbs建模，强大的脚本编辑语言[4]，等等。其中，动力学—粒子系统表现更为突出，它拥有很多完备的参数设置，还可以根据建模的形状来任意定义粒子的形态，这样很大程度上增强了粒子系统的灵活性和艺术表现力[6]。
动力学(Dynamics)是物理学的一个分支，它主要描述对象的移动方式[7]。Maya的动力学系统在Dynamics模块中，主要分为Particles(粒子系统)、Fields(动力场)、Soft/Rigid Bodies(柔体和刚体)三个部分。利用Maya动力学系统可以逼真地模拟很多自然现象，如下雨、下雪、闪电、烟火、飓风、爆炸等等，还可以模拟成群的昆虫、鱼群等群体动画。这些效果使用传统的关键帧动画很难制作出来。然而，事物总有两面性，虽然Maya动力学系统强大的功能可以帮助设计师实现超乎想象的视觉效果，但是它同时又极其复杂，很难掌握，要想灵活自如地运用Maya动力学系统来达到自己理想的视觉效果，对于不精通计算机技术的动画设计师们来说，就需要花费大量的时间和精力在创意以外的操作和学习上。这似乎与软件设计者的初衷相违背，不过，与其他三维动画及渲染软件相比，Maya还具有更强的可编程性、可扩展性[8]，利用它的这一特性，我们可以开发有针对性的外部插件用以化解这个矛盾。目前，Maya已经有很多外部插件被开发出来并应用，如植物插件natFX、卡通插件INKWORKS AND WIFFWORKS 、骨骼插件KOLEKTIV STROIKA 、群体动画插件MayaMan等等，但是有关动力学—粒子系统的插件仍然很少。如前所述，Maya动力学—粒子系统很难掌握，如果开发插件将其操作简化来达到某种特殊效果，将会大大缩短三维动画的制作时间，减少类似重复工作，真正提高工作效率，后面的用户也将受益非浅。
人幻化成烟，烟幻化成物，物再幻化成灰尘……类似的场景曾出现在很多广告、电影、电视剧中。其中，各种各样的幻化效果就可以使用Maya动力学—粒子系统逼真地做出来。试想，如果开发一个能实现各种幻化效果的插件，将会节约设计师大量时间和精力。本文将通过这个具体插件的设计来体现如何利用插件提高动画制作效率的目的。
1.2粒子系统
（1）过程动画技术
计算机动画技术中，有一类动画被称为过程动画，它指的是动画中物体的运动或变形用一个过程来描述，物体的变形基于一定的数学模型或物理规律[9]。过程动画中，最简单的是用一个数学模型去控制物体的几何形状和运动。较复杂的过程动画如包括物体的变形、弹性理论、动力学、碰撞检测在内的物体的运动[10]。还有一类过程动画为粒子和群体的动画。
（2）粒子系统概述
粒子系统动画可以创建逼真的运动，而这种运动效果是用传统的关键帧动画无法达到的的[11]。例如用户可以创建翻转的骰子、飘动的旗子、爆炸的火焰、流动的沙等，如图1-1粒子爆炸：
图1-1 粒子爆炸
Fig.1-1 Particle Explosion
粒子系统动画方面的先驱是动画设计师Reeves，他与1983年所发表的论文中成功地提出了一种模拟不规则模糊物体的景物生成系统，即粒子系统（Particle System）。他指出一个物体由一系列的粒子来表示，根据各自的动画，每个粒子都要经历“出生”、“运动和生长”、“死亡”三个阶段。动画剧本不仅可控制粒子的位置和速度，还可控制粒子的外形参数如颜色、大小、透明度等。粒子系统并不是静止的系统，它是一个有“生命”的系统，它充分体现了不规则物体的动态性和随机性，因而可产生一系列运动进化的画面。这使得模拟动态的自然景色如火、云、水等成为可能。
粒子系统的一个主要的优点是数据库放大的功能，比如Reeves声称用三个基本的描述便可生成由百万个粒子构成的森林景色[9]。后来，Peachey和Fournier用粒子系统模拟由风引起的泡沫和溅水的动画，也取得了很好的效果。接着，Reed等人用粒子系
统成功地模拟了闪电。粒子系统成为模拟自然景物中运动模糊物体非常有效的一种图形生成方法[9]。
（3）Maya的粒子系统
粒子系统已经成为当今动画制作软件的重要组成部分，它的丰富程度也成为动画制作软件功能强弱的集中体现。强大的动力学系统是Maya的特色之一，而 Maya的粒子系统 (Particles System)是Maya动力学系统的一个重要组成部分。利用Maya的动力学—粒子系统可以创建粒子、建立粒子发射器、使用动力场移动粒子、创建粒子与几何体之间的碰撞、使用目标使粒子跟随其他对象或对象元素等等。
粒子对象的概念
粒子对象是具有相同属性的多个粒子的集合。用户可以创建只包含一个或成千上万个粒子的粒子对象[11]。实质上，一个粒子可以理解为三维空间的一个点（就如同灰尘或空气中的颗粒），粒子（Particle）可显示为圆点(dot)、流线(streak)、球体(sphere)、水滴曲面(blobby surface)等类型的点。粒子具有位置、速度、加速度、颜色和寿命等属性，粒子属性还可以分为每物体属性和每粒子属性，控制粒子的属性并与各种不同的动画工具如动力场、关键帧、表达式结合使用，Maya的粒子系统就可以实现各种各样的粒子特效。
粒子的产生
Maya的粒子系统中，粒子的产生有以下三种方式：
使用Particle Tool直接创建；
创建粒子发射器；
粒子碰撞。
其中，创建粒子发射器是最常用的创建粒子方法，它的好处在于可以准确地控制粒子的位置、方向、数量和初始速度等各种属性[12]。粒子发射器是不能被渲染的，它可以独立存在，也可以与物体一起存在，从物体上发射粒子。粒子发射器也具有位置、方向、速度、范围等属性。
粒子对象碰撞几何体可以使粒子分裂、发射新粒子、粒子死亡，还可以运行“碰撞事件” Mel脚本。最新版本的Maya粒子系统已经可以做到能和布料进行碰撞（如图1-2），而且支持粒子之间的碰撞与粒子间的堆积效果，可以创作出更多的粒子特效。
图1-2粒子碰撞布料
Fig.1-2 Particle collisions fabric
粒子系统与力场
Maya中有8个常用的力场可以模拟各种物理现象，它们与粒子系统结合可以产生很多奇妙的效果。这8个力场分别是：空气场（Air Field）、拖动场(Drag Field)、重力场(Gravity Field)、牛顿场(Newton Field)、放射场(Radial Field)、震荡场(Turbulence Field)、统一场(Uniform Field)和旋涡场(Vortex Field) [13]。它们的形状不同，功能也不同，有时需要共同运用多个力场才能完成复杂的效果。
空气场模拟空气流动的效果；拖动场可对具有动态运动效果的对象施加摩擦力或阻力；重力场模拟地球的重力，在固定的方向上加速对象；牛顿场向自身牵引对象，用户可以创建诸如行星轨迹或范围、碰撞的球等效果；放射场就像磁石一样，使用放射场可以排斥或吸引对象；震荡场可以使被影响对象产生不规律的运动；统一场可以在统一方向上推动对象；旋涡场使被影响对象做圆环状或螺旋状运动。
最新版本的Maya还提供了强制场，强制场属性可以让你的粒子与ncloth物体产生吸附或排斥（如图1-3）。
图1-3 火山岩浆
Fig.1-3 Magma crater
粒子替代
当我们要为场景中许多相同的对象制作动画时，粒子替代（Instance）将会节省很多时间。例如制作群蜂乱舞的动画，我们只需为其中一只蜜蜂制作动画，然后创建蜜蜂的Instance，使用粒子替代功能，使蜜蜂随着粒子动画的位置、方向和速度一起运动。我们可以通过控制粒子对象的每粒子属性制作动画来控制单个Instance粒子对象的运动。
目标
目标（Goal）是粒子跟随或向其运动的对象。我们可使用目标很容易地制作拖尾粒子的流动运动，而这用其他的动画技术是难以实现的。除了曲面上的曲线外，其他对象如粒子对象、NURBS对象、多边形对象或晶格等都可作为目标对象。我们可以使一个粒子对象向一个或多个目标对象移动，通过编辑目标对象的属性来控制其运动。目标对象的一个很重要的属性就是目标权重，当我们向对象上添加目标时，Maya会相应地为粒子对象添加目标权重属性。目标权重设置的是粒子对象中所有粒子被目标吸引的程度。目标权重属性可以在创建目标前使用窗口设置，也可以在创建目标之后在属性编辑器中调整。
总之，通过控制粒子对象的属性，结合使用力场、粒子碰撞、目标对象、表达式、关键帧等动画工具，我们就可以利用Maya的动力学——粒子系统创造出千变万化的奇妙场景。
1.3本文的研究内容
本文主要通过开发一个Maya幻化成形插件来研究如何利用外部插件来扩展Maya 这一三维动画制作软件的功能，简化操作，提高动画制作的效率。本文将通过Maya的嵌入式语言MEL编写插件来具体实现涡流运动型、震荡运动型、放射运动型三类“幻化成形”效果。以此为研究目的，本文就以下内容进行了研究：
（1）研究总结了目前国内外先进的插件技术，分析了Maya动力学—粒子系统的优缺点及其可编程性、可扩充性，在此基础上，提出利用插件来扩展Maya动力学—粒子系统功能的观点。通过对MEL和C++ API两种适合开发Maya插件的方法的比较研究分析，选用了前者作为开发插件的工具。
（2）在确立了插件开发的具体目标后，先研究分析了幻化成形的几种形式，并以此确立了三种主要幻化成形路线形式：涡流运动型、震荡运动型及放射运动型。以此为基础，针对这几种形式的幻化成形研究了合适的变形路径，研究如何运用MEL语言编
写程序来控制粒子的这几种不同变形过程。接着研究了涡流动力场、震荡场、放射场及重力场对粒子运动的影响，并根据研究的结果编写了程序实现了幻化成形插件的具体目标。
（3）在设计完成后，又利用此插件进行了测试研究。测试内容主要包括了对各种幻化路线的测试、实例替代的测试、方向控制的测试、粒子聚合方式的测试及压力测试等项目。从测试结果看，利用幻化成形插件粒子可以按指定的幻化路线变形，能以目标模型实现粒子实例替代的效果，对粒子运动的方向等都可以控制,达到了研究目标。
1.4本文的结构安排
根据论文的研究目标和具体研究内容，本文以下章节的内容安排如下：
第一章：简要介绍三维动画制作软件Maya的现状及发展，阐述了Maya外部插件的开发意义，简要介绍本文的研究内容及结构安排。
第二章：简要介绍插件技术及Maya外部插件的发展及应用。分析了插件技术的类型、接口及优缺点，介绍了Maya的可编程性及两种编程接口MEL(Maya Embedded Language)、C++的特点及应用，分析了两种接口的优缺点。
第三章：详细介绍幻化成形插件的总体设计。对幻化成形插件的市场需求作了详细分析，设计了数据流程图及程序流程图并详细阐述了插件的关键算法。
第四章：详细介绍幻化成形插件的具体实现，包括几种路径的设计原理及相关实现技术。
第五章：详细介绍了幻化成形插件程序的具体设计，包括插件各功能模块Mel 文件的介绍、用户操作界面的详细设计。
第六章：详细阐述了插件的测试与应用，包括制订具体测试方案并进行了测试，最后得出结论。
第七章：对研究工作做了总结，并对未来进行了展望。
2MAYA插件技术
插件（Plug-in）技术在现代软件开发中有非常重要的作用，它在软件重用性、可扩展性和可维护性方面有着不可替代的地位。为了进行插件设计，必须深入了解插件技术的类型、设计流程、优缺点，进而选择适合设计者的插件设计方法。
Maya做为当今优秀的三维动画制作与渲染软件之一其应用范围在飞速扩大，用户对Maya插件的需求也与日俱增，这使得Maya插件技术的作用越来越重要。为了进行粒子幻化插件的开发，深入了解插件技术在Maya中的应用和发展也是必需的工作。
本章将通过对插件技术历史的追溯展开了对Maya插件技术的阐述，为粒子幻化插件的具体开发提供了充足的理论依据。
2. 1插件技术的发展及应用
2.1.1插件的概述
插件的概念可以追朔到上世纪70年代。那时在Univac 90/60系列主机的Unisys VS/9 操作系统中，运行着一个叫 EDT 的文本编辑器，它提供一种功能可以从编辑器中运行其它应用程序，并允许这些程序访问编辑器的缓冲区，在内存中提供一种编辑会话。这样这些外来的应用程序就可以依靠共享的缓冲区执行文本操作了。这种功能后来被Waterloo Fortran编译器使用，和EDT编辑的Fortran程序进行交互编译。而在PC机上拥有插件功能的第一个软件可能是在Macintosh上的HyperCard和QuarkXPress，它们在1987年发布。1988年，Silicon Beach软件公司在 Digital Darkroom和SuperPaint 软件中也包含了插件功能。而Plug-in 这个名词则是被Ed Bomke提出的[14]。
插件的本质在于不修改软件主体即平台的情况下对软件功能进行扩展、加强，当插件的接口公开后，用户可以制作自己的插件来满足实际的需要，从而实现了真正的“即插即用”软件开发。有些插件由软件公司自己开发，有些则是第三方或软件用户个人开发[15]。插件作为特殊的组件，具备组件的所有优秀的特性，这些特性使其在开发、推广、应用方面有重要意义，基于插件技术的软件开发可以使产品专业化、标准化、系列化。通过不同规格和系列的插件的组合，可以快速地完成应用系统原型，而通过对插件局部修改来满足可户的需求和升级，这样，即避免资源浪费，又节约了资金、人力，提高了
软件的重用性和扩展性，以延长软件的生命周期[16]。目前，利用插件技术来扩展软件运行时的功能已经是很普遍的现象，插件技术也日趋成熟。很多软件开发者也希望有更多的插件设计者来开发插件，同时也有越来越多的插件设计者从事这方面的研究工作，插件技术正向一个成熟的方向发展。
利用插件技术可以很好地解决软件合作开发与集成问题，插件技术可以大大提高用户的工作效率，而且可以完成某些特异功能，使软件焕发出强大的生命力。
2.1.2插件的类型
广义的讲，插件可分为以下三种类型：
1）文本插件。这是一种类似批命令的简单插件，一般是文本文件，功能单一，可扩展性极小，其自由度非常低。运行后，会要求用户一步步进行选择/输入，最后根据用户输入来执行一系列事先定义好的操作。但是这种插件设计起来非常方便，即使是对程序设计了解不多的人也可以做。如WinAmp的Skin。
2）脚本插件。这是使用一种特殊的脚本语言来实现的插件，比较难写，需要软件开发者自己制作一个程序解释内核。这种方法的优点在于不需要使用其他工具来制作插件，软件本身就可以实现，在各类办公自动化软件中应用广泛，网络漏洞扫描软件Nessus 中使用的插件也属于这种类型。
3）程序插件。这是一种利用已有的程序开发环境来制作的插件。使用这种方法的如PhotoShop等软件在程序主体中建立了多个自定义的接口，使插件能自由访问程序中的各种资源。这种插件的优点在于自由度极大，可以无限发挥插件开发者的创意，这种插件编写很复杂，对于插件接口之间的协调比较困难，它的开发也需要专业的程序员才能进行[16]。
从狭义范围看，插件又可以分为浏览器插件、图像插件、多媒体插件、源码插件、应用插件等。
像傲游插件、IE插件、Firefox插件、Netscape插件、Opera插件等属于浏览器插件。
Photoshop插件、After-Effects插件、Firework插件、Flash插件、3dsMax及Maya 插件都属于图像插件。
多媒体插件包括Winamp插件、Media Player插件、Real Player插件及 Foobar2000插件等。
源码类插件、动易插件、动网插件等属于源码插件。
应用插件就包括Dream weaver插件、Nirvana Floating Layer、Object Maker、
QQ显隐身补丁、Open Picture Window Fever等。
其他还有服务器类插件、插件相关、资源插件、系统升级补丁、文字处理插件等。
2.1.3插件的接口
插件的接口就是为了在宿主程序与插件间能正确地互相通信而制定的一套通信标准，其实质上是软件模块的调用规范。插件接口是开发支持插件功能的应用程序必须解决的一个问题。接口的功能一般由插件方实现，插件的实现也要调用宿主程序的功能，即宿主程序与插件的信息流可能是双向的[17]。宿主程序与插件只能通过制订好的接口进行通信。
接口的调用规范与功能实现相互分离有一个很大的优点：尽管不同的插件开发者对同一个接口的具体实现不同，但是在宿主程序中对这些插件的调用方式是一样的。如果有宿主程序实现的接口，在不同的插件中也可以用相同的使用方式调用宿主程序的功能。这极大地提高了应用程序的灵活性[18]。
宿主程序启动时，根据插件的配置信息加载插件模块，然后获得插件的输出函数或输出类的指针并加以保存，如果需要的话，可以向宿主程序增加界面接口元素，如菜单、工具条按钮等。在宿主程序中当点击与插件相关联的接口元素（如菜单等）时，就会触发插件调用函数，在插件调用函数中使用宿主程序中所保存的插件信息调用插件中实现的功能。在调用插件输出函数时也可以把宿主程序中实现的接口传递给插件方[18]。
插件设计时受到的约束是：
插件必须在运行过程中动态地插入平台和从平台中注销，且不影响系统的运行；
当在系统中插入插件后，系统的功能得到扩展或升级；
多个插件之间、插件和平台之间不会发生冲突[19]。
以上约束也是对插件接口的约束，因此插件接口设计应该满足以下条件：
智能化识别插件：系统中可能会插入很多插件，而这些插件的功能、需要的资源都是未知的，那么接口就必须在插件插入到系统中时对它进行识别。这种识
别过程包括获得插件的信息、判断插件是否与当前接口吻合、分析插件所需资
源并为其创建运行环境等。
自动化调用：对插件的调用通常有两种方式即事件激活与自动调用。事件激活是指将特定事件消息（如鼠标点击）传递给插件，然后插件调用相应的处理程
序。自动调用则是指系统根据自身的需要或用户的需求对插件提供的服务进行
调用。
平台与多插件间的协调通信：这是接口所要完成的主要功能，系统对插件的调用以及使多个插件在系统中协调地工作是通过相互间通信来完成的。这一功能对多个插件的并行调用与单个插件的可重插入能力有较大影响。
接口的兼容性与控制管理：对于不同的插件系统，一般应有不同的接口，但有时新的接口只是在已有接口上增加新的功能，因此希望新接口的插件也能兼容以前的版本，这样，调用时也不会发生混乱，对今后的开发也有益[19]。
2.1.4插件的优缺点
插件的优点在于：
1）对软件开发者来说，只需要对主程序和某些常用插件进行更新和维护，然后通过公布插件接口吸引第三方的软件开发者对主程序的功能进行扩展，这是一种“我为人人，人人为我”的双赢策略；
2）对最终用户而言，可以通过有选择地购买第三方提供的插件实现自己所需要的功能，从而实现最佳性价比组合，以节省不必要的开支。
但是，插件也有其弊端：
1）为实现运行时的软件扩展，程序开发者必须编写更多、更复杂的代码，从而会对程序的执行效率产生一定的影响。
2）由于插件是在运行时加载的，因此第三方插件可能对用户造成危害。这种危害通常可以分为两类：
（1）由于插件开发者的技术水平原因导致的插件BUG，这种BUG可能导致内存泄露、死机、数据丢失等等故障，从而影响到用户对软件的使用；
（2）插件开发者恶意开发类似于病毒和木马的插件，窃取或毁坏用户数据，使用户遭受不必要的损失；
为了避免以上缺点，软件开发者可能需要付出额外的代价，如需要对第三方插件进行检验和认证，或者干脆不对外提供插件开发接口，仅由自己提供插件[20]。
2.2 Maya的外部插件的发展及应用
2.2.1 Maya概述
世界最大的软件开发公司Alias与Wavefront合并并收购了TDI公司，这样世界上的最大的三家软件开发公司集合在一起，推出了一个新型的SGI版的三维动画制作软
件，其功能、界面、效果都是一流的，Alias与Wavefront赋予它一个神秘而响亮的名字——Maya[4]。从此，功能强大、高效的Maya发展迅速，而且被广泛应用在电影、电视、医疗、军事、教育等很多领域。
自从Maya诞生以来，就从未停下快速变革的步伐。2000年，Alias/Wavefront公司推出Universal Rendering,使各种平台的机器可以参加Maya的渲染，同时开始对Maya移植到Mac Osx和Linux平台进行研发；2001年，Alias/Wavefront公司又发布了Maya在Mac Osx和Linux平台上的新版本；之后，Maya的版本不断升级，一直到现在10周年纪念版—Maya 2009。Maya的每个版本的推出都对旧版本做了众多的改进。
虽然Maya已经成为当今全球最好的三维动画制作软件之一，但是他们的设计者仍然明白，他们永远难以提供每个用户想要的所有特性和功能，也不能将Maya设计得适合每个人所喜好的工作流程，所以他们将Maya设计得非常灵活，使用户能根据需要可以自由地对Maya 的某些功能进行更改、扩展[8]。
2.2.2 Maya的可编程性
Maya软件一直以来是一种开放式工作的操作软件。所谓开放式，指的是Maya软件的内部程序编码呈现为开放状态[8]。我们还可以将它看做是一种框架，在这一框架中有许多三维组件（对象、动画、动力学等），可以重新设定这些组件的用途以实现自己的自定义应用程序[8]。
MEL是Maya的嵌入式语言(Maya Embedded Language)的缩写[21]。它是一种自定义编程语言，特别设计用于内部操作Maya[8]。首先，Maya整个图形用户界面(GUI)都采用MEL来编写和控制,所有图形用户界面元素的创建、修改和删除都用MEL语言来完成，也可以使用MEL语言来控制Maya界面[8]。另外，还可以用MEL来定制Maya的内部设计，而且可以针对单个项目或整个系统来更改Maya的设置。再者，设计过程中，许多任务经常连续重复，用MEL可以编写一种脚本将这些重复性的任务完全自动化，提高了效率。通过MEL，你可以进一步开发Maya使它成为你和你的项目的独特而创新的环境[22]。
虽然Maya提供了非常广泛的功能，有时用户仍需要使用自定义的工具和功能。不过，Maya允许用户添加自己的特性和功能，这些功能也可以与Maya原有的工具和功能无缝共用，正好满足用户的需求。对用户来说，自己创建的工具与标准的Maya工具没有什么区别，而对于所扩展的功能，Maya几乎没有任何限制，用户可以自定义着色器、动力学、粒子、变形器和动画控制器等[8]。而且，用户创建的特性和功能可以直接集成到Maya的核心部分Dependency Graph中，这些功能的访问方式也与Maya自身功能的访问方式完全一样。
2.2.3 Maya的编程接口
由于Maya的可编程性和可扩展性，用户可以使用MEL和C++这两种编程接口为Maya 软件包创建大型且众多的扩展工具和功能[8]。
那么，这两种编程接口有什么区别？在两者之间该如何选择？
（1）用MEL作为编程接口
其优势在于：
它是一种解释性语言，它具有更为简单的结构和语法，可以直接运行[8]，因此与C++编程接口相比较用起来更简单，使用面更广。
由于MEL是一种脚本语言，它被设计为可以轻松地移植到其他平台[8]，这意味着在多种平台上运行MEL脚本都很轻松。
但同时又由于它是一种解释性语言，就有其固有的缺点：
它运行速度要比C++程序慢得多。
它不能创建自己的节点，不允许创建自定义命令。
由于脚本是源代码，不利于专有算法或技术的保护。
（2） C++作为编程接口的
其优势在于：
它功能强大，运行速度很快；
只有通过C++ API才能创建自己的节点，这意味着允许你创建自定义工具、变形器、形状、着色起、定位器、操纵器等[8]。这些都是MEL无法企及的。
由于它采用的是机器代码，更有利于算法或技术的保护。
但是与MEL相比，它也有固有的缺点：
它更为复杂，也更难掌握；
由于C++编译器有其自身的不兼容性等多种原因，开发跨平台的C++软件一直都很困难。
选择使用何种编程接口要根据用户的需要来权衡，有时也取决于外部因素。无论选择MEL还是C++做为编程接口来开发，在开始处理任何图形用户界面问题时，必须使用MEL，因为它是控制界面的唯一方式[8]。
2.2.4 Maya插件的应用
由于Maya本身功能强大，与3dmax相比，Maya插件的数量不是最多。但近年来伴
财经政法大学成功学院 本科毕业设计报告书 题目 指导教师 ____________职称__________ 学生学号 专业班级 院（系） 完成时间
乌鸦喝水2 摘要 设计根据童话故事《乌鸦喝水》续编，原故事讲述的是乌鸦用小石头扔进装着半瓶水的瓶子，最终喝到了水，故事想告知我们遇到困难仔细观察、认真思考的道理。改编后的《乌鸦与井》讲述的是乌鸦在瓶子里装满石头后，水已经喝光了，于是继续飞走找水喝，在遇到一口井的时候，乌鸦看了看，认为自己有办法了，就是采取了上次喝水的方法，乌鸦就去找石头，结果把整口井给堵上满了，在井边找了半天也没找到一滴水。实际来说，乌鸦用石头把瓶子装满是符合的，但要把一口井装满是不现实的，用滑稽的行动来告诉我们，做事情要符合实际，脚踏实地，不可一意孤行，退一步有时候却是海阔天空。故事的结果是乌鸦没有看到一滴水后晕倒了，意在告诫我们在不符合实际做事的情况下，如果你一意孤行，那失败就是正常的结果。 关键词乌鸦/瓶子/井 Crow drink water Two
ABSTRACT Design according to the fairy tale crow others drink water, the original story about the crow with small stone into containing half a bottle of water bottle, eventually drink the water, the story to tell us meet difficulties observe carefully thinking about the truth of the adaptation of the crow and well after about the crow in the bottle filled with stones, water is drunk, he continued to fly away for water to drink, met in a well, the crow took a look, thinks he has the way, the last time is to take the method of water, the crow went to stone, the whole Wells up to full, in the well and to seek along while also didn't find a drop of water for actual, the crow stone filled the bottle with is accord with, but to put a well full of is not realistic, use funny action to tell us, do things to accord with the actual, his feet on the ground, not a solitary meaning. KEY WORDS crow,bottle,well
摘要我们都不会否认对于动画作品来说角色造型设计的重要性。 当时间流逝，人们可能已经渐渐忘记了各个动画或影视的故事情节，但是那些形态各异，个性丰满的角色却难以被人们遗忘，就算是早已成年再无接触动画的人也可以随意的说出很多经典的动画角色的名字，他们就是我们每个人童年回忆中不可缺少的美好部分，而这就是动画角色设计的价值与魅力。 文章从动画角色设计的特点出发，探讨作品创作中角色设计流程与方法，系统的阐述了三维动画中角色的三类特点和设计的三种方法，并融合美术设计，造型设计，角色设计，场景设计元素通过实例来论述角色设计的方法的应用，为今后的三维动画角色设计提供参考。 关键词三维动画；角色设计；设计方法1前言随着电脑技术的发展，三维动画成为一种新兴的影视艺术，各种各样的动画如雨后春笋般涌现，但若想要做出一部令人耳目一新甚至是经历岁月冲刷依旧记忆犹新的作品，靠的不光光是故事情节，更重要的是角色造型。 三维动画能让没有生命的东西动起来，从而变得有生命有思想。 其开发设计美往往比传统影视艺术承载了更多的方面，包括角色设计，场景设计，构图，景别，摄像机角度，灯光，色彩，音响等等多方面的设计与制作。 2动画角色特点分析动画角色设计就是将剧本中的角色视觉化、具象化，与影视剧、舞台剧的角色设计所不同的是动画的角色设计更自由，因为我们不需要去考虑演员的气质，我们不需要去根据演员的气质、表演或者身体的特征来改变设计，因为所有的演员都受设计者
的控制。 动画制作的过程中，角色设计属于前期工作，包括人物、动物、道具等所有的与表演者有关的元素都是前期角色设计所要完成的。 而这些参与表演的角色是动画中的主角，他们决定着整部动画的风格，他直接影响一部动画作品的成败，成功的角色设计即使经历长久的岁月冲刷，会依然留在人们心中，历久弥新。 21动画角色的非现实性。 非现实性也就是虚拟性。 动画艺术与电影等传统艺术之间最大的区别就是非现实性。 电影往往是非常逼真的呈现真实，而动画却是虚拟的再现了真实。 动画中所出现的人物、动物、角色、道具、场景等等都是设计者从无到有创造出来的。 在动画的世界里，我们可以像女娲造人般创造出我们想要的任何角色，故事中的角色完全可以按照我们自己的意志把脑海中的以虚拟的形式真实的再现。 22动画角色的夸张性。 夸张是动画艺术最大的特点，因为动画是虚拟的再现真实，并不是对现实世界的直接的真实反映，夸张自然就成了动画角色设计时最常见的。 夸张可以强化艺术效果，突出角色的形象特征。 通常在角色设计的时候人物、动物、景物等都可以夸张。 而根据夸张程度的不同又分出了写实风格和夸张风格。
凡创动画——3D技术应用专家 您首选的专业高端数字影像服务商 一数字技术的迅猛发展,使得我国三维动画产业近些年呈现较快的发展势头。伴随着国内三维动画创作质量的不断提高,形成了三维动画产业全方位发展的格局。强大的三维软件3D MAX、MAY A等,制作出大量具有超强视觉冲击效果的三维动画作品,充斥着受众的视野,三维动画在不知不觉中成为视觉传达的重要组成部分。本文从三维特效动画在影视广告的应用基础、应用特点、应用环境三个方面来分析,探讨三维数字技术在影视广告中的应用和延伸,以及如何影响着影视广告的制作模式和影视广告的发展趋势。 一、三维动画在影视广告中的应用基础一般来说,制作一个专业级的三维动画作品至少要经过建模、绘制材质纹理、设置骨骼、设计动态、力场模拟、动作调试、设置灯光、合成渲染等步骤。精通并熟练运用三维动画技术需多年不懈的努力,同时还要随着软件的发展不断学习。三维动画在影视广告中的应用,除了涉及自身动画领域的专业内容外,还必须了解影视广告创意与执行的全过程。 1. 广告传播的基础在于传播内容的“简单与真实” 在传播过程中,通过三维动画可以把复杂的、专业的产品与品牌的诉求主张,以一种简单、直观的方式表达出来。许多产品与品牌的传播主张,源自或形成了一些专业概念。这种专业概念通过通常采取的单纯实拍方式,很难通俗易懂地传达给消费者,或是根本无法通过实拍完成。影视广告通过三维特效动画的表现方式配合理性诉求,把许多晦涩难懂的专业词语和专业概念清晰地呈现在消费者的面前。如伊利推出的“营养舒化奶”,是国内第一款可有效解决“乳糖不耐受”或乳糖酶缺乏问题的“低乳糖奶”。通过无菌添加乳糖酶,从根本上解决这一人群健康饮奶问题。 在伊利营养舒化奶TVC“变身篇”与“营养更细化篇”中都可以看到,通过理性诉求的方式讲解专业概念,更在专业概念与普通消费者间架设一座桥梁,以一种消费者易于接受的方式沟通。画面采用实拍加三维特效动画演绎的表现方法,让消费者直观地明白了产品的独特销售主张。三维特效动画塑造的“乳糖酶”形象,在解释专业概念过程中扮演了重要角色。另如化妆品广告在产品推广初期,用三维动画演绎某某因子或某某专业配方的方式也是非常普遍的现象,不仅取得了生动的画面效果,更配合了产品与消费者之间的沟通。 广告传播被消费者接受的前提是“立于真实”。在影视广告的表现策略中,三维动画演绎与传统二维表现最大的优势,便是在于内容与形式上给人的真实感受。随着计算机三维影像技术的不断发展,三维图形技术越来越被人们所看重。三维动画因为它比平面作品更直观,比二维动画更真实,所以更能给观赏者以置身于广告环境当中的感受,大大增强广告的说服力与信服力。三维技术的发展甚至挑战受众的分辨能力,使受众的判断游离于与虚拟和现实之间。 2. 三维特效可以大大提高影视广告作品的艺术感染力 广告的本质并不是纯粹的艺术而是信息沟通的工具,但优秀的广告却可以成为视觉艺术品。影视广告作品在短短的5秒、15秒、30秒中,做到夺取消费者的心智,除了完美的策略、优秀的创意外,便是富有感染力的创意执行。三维特效的应用为创意提供了更加广阔的思维空间,并成为创意执行的可靠保证,并丰富了创意的形式和风格手段。根据广告主题的表现诉求,可以营造出梦幻般的神奇氛围来刺激打动受众,从而起到与受众沟通的目的。三维影视特效也在不断推陈出新,创造出令人耳目一新的视觉感官体验,为影视广告表现注入了活力。现代影视广告在娱乐性和新奇性方面下足了功夫。追逐最新的技术特效、创造崭新的视觉效果以使广告更具吸引力和冲击力。 从蒙牛特仑苏的牛奶空中演绎到玉柴机器的“指环王篇”,从美发用品中飞舞飘逸的发丝到汽车动力系统的原理展示,强大的三维技术支持对于影视广告创意的精确实现十分必要。在玉柴机器的TVC“指环王篇”中,大量三维动画和特技效果构建了神秘的视觉幻象:大战
摘要 3D动画是近年来新兴的产业，发展势头强劲，已经越来越多的应用到电影、游戏、广告、建筑等等产业中，推动了这些产业的巨大发展。随着技术的进一步发展，3D动画的应用会越来越广泛，熟悉与应用3D动画则显得尤为重要。 随着3D产业的兴起，配套的电脑制作软件也在不断地完善。电脑制作软件以其制作动画的方便快捷，制作程序简单，可操作性强且易修改、易复制、易传播的特点，已迅速渗透到与美术设计相关的各个行业中，成为广大美术设计人员的得力助手。而3ds max又是其中的佼佼者，所以本文主要介绍运用3ds max制作动画的技巧。 本文通过对3D动画短片的制作过程进行详细的介绍，其中主要介绍角色动画的制作，从而了解基本的动画制作知识，掌握运用3ds max进行动画创作的技巧，掌握小型动画视频的制作流程及各步骤的具体细节,达到有能力独立制作动画短片的水平。 关键字：3DS MAX；角色动画；动画短片
Abstract 3D animation is the emerging industry in recent years, the strong development momentum, more and more have applied to films, games, advertising, construction, and so on in the industry, and promote the great development of these industries. With the further development of technology, 3D animation applications will become increasingly extensive and familiar with the application of 3D animation, it is particularly important. With the rise of 3D industry, supporting the production of computer software is constantly improving. Computer-generated animation software with its production of the conveniences and shortcut, making procedures simple and easy to operate and easy to modify, easy to copy, easy to spread the characteristics of the rapid penetration of art and design related to the various industries, a majority of the design of effective Assistant. And 3ds max also is one of the best, so this paper on the use 3ds max animation production skills. The article is based on 3D animation film of the production process in detail, which introduces the character animation production, to understand the basic knowledge of animation production, have to use 3ds max animation creative skills, master the small animation and video production processes The details of the steps to achieve a production capacity of independent animation films level. Keywords：3DS MAX; Character animation; Animated shorts
随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光。那么三维动画特效怎么制作？三维动画短片制作要求有哪些？本期就和苏州视频拍摄制作公司小编一起来了解下吧！ 一：三维动画特效怎么制作 1、材质和配景的选择 材质和配景选取是否得当是一个工程动画能否取得优异效果的基础和保障。 2、适当的灯光设置 灯光一定要根据模型材质和动画场景的需要来选取，三维动画制作灯光的设置是在选定灯光类型的前提下对灯光的色彩、强度、衰减、阴影等效果和参数进行相应的设置和调整，直至达到理想的效果。 3、独到的相机视角与展示创意 在工程动画制作过程中相机视角的选择很重要，独到的相机视角选择，会给人不拘一格、耳目一新的感觉。要想让工程动画的效果与众不同，还需要有新颖的展示创意，好的创意会使工程动画栩栩如生，令人过目难忘，起到锦上添花的效果。 4、添加必要的特技与音效 在工程动画的后期制作过程中适当地添加特技是十分必要的，建筑漫游恰当地添加和使用特技可以使工程三维动画的品位和效果得到提高和升华。音乐和音效在工程动画中不可或缺，音乐和音
效要与动画场景相匹配，音乐的节奏要与画面合拍。 二：三维动画短片制作要求有哪些 1、利用功能强大的ICE(交互式创作环境)多线程粒子系统，能够创建出包含大量角色的复杂特效，并且这些角色能够智能地响应环境和对方。CrowdFX仿真可以轻松地导出至AutodeskMaya2013，进而集成到现有的Maya场景中。 2、利用动画设计和配备工具集的许多增强特性，提高日常三维动画制作工作流的整体效率。使用新的操纵器轻松地对F曲线重新定时。在SynopticEditor中使用Python脚本语言。在绘图时添加非规格化权重，在创建剪辑时加入动画设计层。 3、通过ICE中的BulletPhysics，增强基于粒子的硬体动态的障碍碰撞检测选项。直接在Softimage三维角色动画设计和视觉特效软件中使用常见的开源BulletPhysics引擎。 4、体验与复杂非顶点网格的快速碰撞，与变形网格碰撞，提高仿真的准确度。新增建模和选择工具，利用众多新的多边形建模和选择工具及工作流，提高常见重复性任务的工作效率：新的厚度、挖孔、切边与伸展选项。新增直观的“添加平滑边循环”工具。借助QuickLoop，可以通过双击边、点或多边形来定义一个循环，或者通过Shift+双击来定义一个范围。
《三维动画与特效》课程教学大纲 课程编号：07122370 课程名称：三维动画与特效/3D Amimation and Effect 课程总学时/学分：48/4（其中理论24学时，实验24学时） 适用专业：动画 一、课程简介 《三维动画与特效》一门技术课程，以实际应用设计为目的，是动漫设计与制作专业课程中的主要课程，起核心主导地位，是影视动画制作中的最重要的一个环节。本课程注重技能培养，以求让学生能独立的完成三维动画制作。 二、课程目的和任务 三维动画课程为3D软件学习课程,以培养学生三维动画制作能力为目的，整个课程根据制作流程分为建模、材质、动画特效、灯光渲染四个部分，动画特效部分为动画专业三维动画教学的核心部分，通过对运动控制器、角色动画制作技术、粒子动画制作方法的学习，使同学们熟练掌握三维动画制作软件的动画制作原理，具有制作物体运动动画角色动画制作的能力。 三、教学基本要求 1、学习关键帧动画制作技术，灵活运用动画控制器同时掌握基本动画的制作； 2、理解IK与FK动画技术，掌握角色动画制作技术并结合运动规律制作角色动画； 3、学习基本粒子使用，灵活套用PF粒子节点，制作想要的效果； 4、灵活运用Reactor动力学系统。 四、教学内容与学时分配 第一章动画的制作（6学时） 1.1 Track view的使用与基本动画 知识点：认识Track view的界面、运动时间与帧速度的关系、运动与轨迹曲线的概念。 重点和难点：以曲线的方式来表现运动的趋势。 1.2 动画控制器的使用 知识点：学习常见动画控制器的使用方法和堆栈动画的制作。 重点和难点：脚本控制器 第二章反向动力学与角色动画（8学时）
三维动画开题报告ppt 《永不言弃》三维动画短片——开题报告 题目《永不言弃》三维动画短片 学院计算机科学与工程学院 年级业数字媒体技术 班级号姓名 指导教师职称实验师 篇二:《宿舍生活》三维动画短片——开题报告 题目《宿舍生活》三维动画短片 学院计算机科学与工程学院 年级业数字媒体技术 班级号姓名 指导教师职称实验师 篇三:毕业设计开题报告--三维动画 毕业设计开题报告--三维动画 :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。2、动画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。 3、后期合成影视类三维动画的后期合成，主要是将之前所做的动画片段、声音等素材，按照分镜头剧本的设计，通过非线性编辑软件的编辑，最终生成动画影视文件。要求完成的主要任务:在毕业设计中的场景设计及其 MAYA 建模任务以及
人物贴图和材质体现动画片段制作后期合成必读参考资料:《三维动画的制作流程》指导教师签名: 系主任签名:院长签名(章) 武汉理工大学本科学生毕业设计 (论文)开题报告1、目的及意义(含国内外的研究现状分析) 三维动画又称 3D 动画，是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，虚再根据要求设定模型的运动轨迹、拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光。 当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。 三维动画是伴随着计算机技术和多媒体技术的飞速发展而产生的新型动画艺术。 它是继传统二维动画、泥偶动画之后而产生的新型无纸动画。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。它借助于计算机平台，实现了动画制作形式的又一大跨越，使得三维动画成为一个无所不能的梦幻王国，由于其技术的精确性、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。 三维动画业是新兴行业，综观三维动画的发展历程，相信不久的将来，三维将进入千家万户。随着 3D 不断发展，渐渐取代了平面动画，相信不就得将来
浅谈三维动画特效在电影中的应用 随着现代科技信息的迅速发展，人们对生活质量要求的提高，电影成为了人们生活中必不可少的一项解压的功能。三维动画技术百年的发展也是现代媒体艺术形式重要的篇章，它为艺术家提供了一种新的创作思路。尤其是它被电影艺术吸收之后，几乎成为所有的电影后期特效制作一个非常重要的部分，在此基础上，本文从三维动画特效在电影艺术表现形式的发展中，三维动画特效技术的出现带来的巨大影响。 标签：三维动画特效技术；电影；应用；影响 电影中的艺术表现力，让人们在自己狭小的世界里，去感受整个世界乃至宇宙的广阔。尤其是随着三维动画特效技术的不断发展，在电影中的应用也提到了前所未有的地位。与此同时，动画电影业随着电影的发展步入了我们的视线。而且动画电影的表现手法的丰富程度使得电影艺术大放光彩，电影艺术的表现形式更加多元化，同时也给观众带来非同凡响的观看体验。这都得益于三维动画特效技术的发展，但是与此同时，三维动画特效技术对电影表演艺术形式也具有杀伤力。 一、三维动画特效技术的发展 三维动画是动画的新生儿，而特效是为三维动画的出彩作铺垫的。在三维动画影片创作中，运用三维软件作为平台支柱，将三维的理念和思维呈现在人们的面前，从而打破了二维手绘和单调静态的动画手法，让人们真正的体验出了立体环绕的感觉。随着三维技术的不断成熟发展，人们的要求也相应的提高，对单纯三维动画的要求已经达不到观众视觉冲击力的需求，相应的特效应运而生。 如今，三维动画已经越来越广泛的进入到了社会各个领域，不仅成为了人们精神和物质生活中不可缺少的部分，还与市场关系越来越密切。借助了三维动画技术的影视广告作品，以其灵活的拓展性也自然而然的成为了人们所关注焦点。 动画特效技术大致上可以被分为两种类型，即二维动画与三维动画。三维动画又称3D动画，是通过三维动画软件在计算机中虚拟建立以立体长、宽、高的空间来展示动画的。三维动画在制作的过程中其制作流程与传统动画基本如出一辙，只是在其中加入了三维动画效果的制作，把传统动画中需要手绘的角色形象与场景，通过三维动画软件制作成立体效果，模拟出需要的角色形象与场景。并在三维动画软件中赋予其动作、灯光、材质、渲染等参数设置，最后生成精美的动画画面。目前技术应用也以三维动画最为流行。三维动画是通过人物形象的设计、3D建模、赋予材质、绑定骨骼动画、渲染输出等工序来完成的。虽然这些工序看起来要比二维动画制作的工序复杂很多。三维动画软件中分工非常细致明确，即便没有很强的美术功底，也可以通过软件的命令来胜任这项工作，在人员上得到解放。
怎样在PPT中制作3D动画效果 三维动画简单造用PPT来制作3D动画 [引言]很我课件都是用PowerPoint制作，但PowerPoint有个缺点，就是不能制作3D动画。假期，我们就来学习学习PowerPoint的一些技巧，比如就用PowerPoint 2003来制作3D动画，不信？就来瞧瞧吧。 创制立体三维 打开PowerPoint后，在窗口下栏插入平面“自选图形”，在这里可以插入圆形、正方形等。插入后，再单击绘图工具栏的“三维效果样式”按钮，即可为插入的自选图形进行三维立体设置。 在“三维效果样式”里点击“三维设置”命令，即可打开“三维设置”工具栏。在工具栏上点击“设置/取消三维效果”来实现平面和立体的快速转换；点击“深度”按钮即可进行图形深度的设置，对三维的深度进行改变（如果选择“无穷”则可形成锥体效果）；单击“方向”即可对立体图形进行方向上的改变；单击“照明角度”即可为立体图进行光照效果，并且根据光线的不同显示出的阴影也不同。照明亮度有“明亮”、“普通”和“阴暗”，我们选择普通即可；点击“表面效果” 可对立体图的表面进行修改，我们可以选择自己喜欢的纹理。 小编手记：在制作几何课件时，一定要用到“透明框架”这个效果，“透明框架”能让三维立体图透明，能在实体和透明之间进行快速转换。这能让学生看到几何图形的框架，方便学生对几何图形的理解。当然，在“填充颜色”里也可以设置透明义，在点击“填充颜色”后边的小三角，再点击“其他填充颜色”，即可设置颜色的透明度，半透明的效果也是非常不错的，教师们可以根据自己的课程进行设置。 让三维动起来 三维图形设计好后，点击“三维颜色”后边的小三角，即可为三维选择实体颜色。要让三维动起来，我们可以点击“下俯”、“上翘”、“左偏”和“右偏”按钮来对立体三维进行转动，当转动好角度后即可完成。当然，我们也可以用绘图工具栏的“自由旋转”按钮来实现更精细的转动，点击“自由旋转”按钮后，立体三维上会出现绿色的点，拖动绿色的点即可对立体三维进行转动。 右击立体三维，点击“自定义动画”，在“自定义动画”窗格中点击“添加效果→动作路径→绘制自定义路径→曲线”，画出合适的旋转线路即可完成三维图形的移动。 现在制作完成了，大家来看看效果，当然，如果不满意我们还可
三维动画设计个人简历范文 诚心实意的来求职在动画设计简历必然不会出现胡说八道的情况，语言的使用对个人简历的整体效果影响非常大。在语言的使用上，不是说没有错误就行了，更高的要求则是语言的使用要精准，要有非常高的概括力，表达上要清洗明了。当然也要讲究语言使用的实事求是。语言的使用上，可以从沟通方面、创作力方面、成就方面几大要点上来突破。 篇一：三维动画设计个人简历范文 个人信息 fwdq 性别：男 出生日期： 19811127 婚姻状况：未婚 国籍：山东省即墨 民族：汉族 身高： 172cm 政治面貌：团员 教育程度：大专 毕业时间： XX年7月 户籍：山东青岛 现居住地：山东青岛 职业概况/求职意向
现从事行业：广告·会展·公关 现从事职业：三维动画设计 现职位级别：实习生 工作年限：在校学生 目前薪水：月薪1500人民币 海外工作经历：没有 期望工作性质：全职 期望工作地区：北京、山东青岛、山东济南、山东威海、江苏 期望从事行业：广告·会展·公关 期望从事职业：动漫设计制作员 期望薪水：年薪60000人民币 到岗时间：面谈 其他要求：一切以公司标准为标准,如有机会学习弥补自身不足,我会第一个踊跃参加受训.以增强自身的能力,用最为出色的能力,来回报公司对我的栽培.为公司增添一份绵薄之力.共创辉煌的明天...... 自我评价/职业目标 自我评价：有熟练的软件应用技术以及较好绘画功底.希望给贵公司增添一份绵薄之力. 有很好的应变能力和交友协调能力.希望我的到来能给贵公司带来好的效益的同时带来欢乐.让我们共同努力去创造美好的明天.我相信只要
努力.用心塌塌实实的去做.只有我们想不到的.没有什么做不到的. 职业目标：角色建模、材质，场景建模、材质,动画师. 教育背景 学校名称：即墨美术学校 ( XX年11月 XX年7月 ) 专业名称：美术 学历：中专 所在地：山东即墨 证书：即墨美术学校合格毕业证书 专业描述：素描.色彩,语文,数学,物理,化学.地理,历史,英语...... 学校名称：辽宁欧美艺术设计学院 ( XX年9月 XX 年7月 ) 专业名称：广告设计 学历：大专 所在地：辽宁沈阳 证书：辽宁欧美艺术设计学院合格毕业证书和辽宁艺术职业学院毕业合格证书 专业描述：广告学、广告设计、广告心理学、包装设计、书籍设计、色彩构成、立体构成、专业素描、色彩、国际营销、平面构成、书法艺术、广告文案写作、pop设计展示设计等专业课程.
三维动画毕业设计论文 摘要：本文从三维动画短片中的视觉效果出发，对动画短片中涉及的三维动画制作，后期特效制作方法进行了详细的阐述，并解析归纳了适用于短片动画的，相关三维动画及其后期处理的制作方法，总结出为达到该动画短片视觉效果可行的制作解决方案。结合该短片的特点，提出了为达到导演预期效果使用到的处理方法。 关键词：三维动画，后期合成，制作方法 3D Animation Short Subject THE NIGHT PARTY ABSTRACT：This text is from the 3D animation short subject THE NIGHT PARTY of the visual effect set out, expect the special effect creation's method to carry on to elaborate in detail towards involving in the animation short subject of 3D animation creation, behind, and analyzed to induce to be applicable to a short subject animation of, related and 3D animation and afterward expect the creation method for handle, tally up for attain that visual effect of the animation short subject viable creation https://www.doczj.com/doc/0f2953788.html,bine the characteristics of that short subject, put forward for attain treatment that direct expectation effect's usage. KEY WORDS: 3D animation, expect to synthesize behind, create a method 1 《夜店惊魂》的视觉效果目标 1.1 影片视觉风格定位 这部三维动画短片《夜店惊魂》，作为毕业设计，我们给自己制定了较高的影片质量目标。为了能形成统一的，有性格的动画短片，我们在做一切动作之前先给影片做一个整体的风格定位。经过多种风格的实验选择，我们最终确定了这种诡异又天真，邪恶又可爱的整体定位。对美与丑的划分淡化，一切都是合理又和谐的，善与恶总是这样和谐的统一的，表面的善恶也只是一种形式。[1] 1.2 参考与借鉴动画大片 我们在确定影片风格的时候非常庆幸的也看到了西方也有一些类似
三维动画设计制作的流程 三维动画设计制作的流程 一个完整的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。 前期制作:是指在使用电脑正式制作前，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。 文学剧本创作，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。动画片的文学剧本形式多样，要求内容既有故事性又有。 分镜头剧本创作，是把文字进一步视觉化的重要一步，是导演根据文学剧本进行的再创作，体现导演的创作设想和艺术风格，分镜头剧本的结构：图画加文字，表达的内容包括镜头的'类别和运动、构图和光影、运动方式和时间、音乐与音效等。其中每个图画代表一个镜头，文字用于说明如镜头长度。 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、并且附以文字说明来实现。 场景设计，是整个动画片中景物和环境的来源，比较严谨的场景设计包括平面图、结构分解图、色彩气氛图等，通常用一幅图来表达。 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。 材质贴图，材质即材料的质地，就是把模型赋予生动的表面特性，具体体现在物体的颜色、透明度、反光度、反光强度、自发光及粗 糙程度等特性上。贴图是指把二维图片通过软件的计算贴到三维模 型上，形成表面细节和结构。对具体的图片要贴到特定的位置，三 维软件使用了贴图坐标的概念。一般有平面、柱体和球体等贴图方式，分别对应于不同的需求。模型的材质与贴图要与现实生活中的 对象属性相一致。 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。 摄影机控制，依照摄影原理在三维动画软件中使用摄影机工具，实现分镜头剧本设计的镜头效果。画面的稳定、流畅是使用摄影机 的第一要素。摄影机功能只有情节需要才使用，不是任何时候都使用。摄像机的位置变化也能使画面产生动态效果。 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。动作与画面的变化通过关键 帧来实现，设定动画的主要画面为关键帧，关键帧之间的过渡由计 算机来完成。 渲染，是指根据场景的设置、赋予物体的材质和贴图、灯光等，由程序绘出一幅完整的画面或一段动画。三维动画必须渲染才能输出，造型的最终目的是得到静态或动画效果图，而这些都需要渲染 才能完成。渲染是由渲染器完成，渲染器有线扫描方式(Line-scan
摘要 本设计尝试用Maya软件制作一个简短的三维动画。Maya是目前世界上最为优秀的三维动画的制作软件之一，是相当高尖而且复杂的三维电脑动画软件，它是Alias|Wavefront 公司在1998 年才推出的三维制作软件。它被广泛用于电影、电视、广告、电脑游戏和电视游戏等的数位特效创作，曾获奥斯卡科学技术贡献奖等殊荣。2005年10月4日，生产3D Studio Max的Autodesk(欧特克)软件公司宣布正式收购生产Maya 的Alias。所以Maya 现在是Autodesk 的软件产品。它的应用领域主要包括四个方面；一、平面图形可视化，它大增进平面设计产品的视觉效果，强大功能开阔平面设计师的应用视野，二、网站资源开发，三、电影特技（蜘蛛侠、黑客帝国、指环王），四、游戏设计内容：MAYA 软件在影视动画行业有广泛的运用。 【关键词】三维动画、Maya、电影特技、游戏
ABSTRACT This procedure tries to make a brief three-dimensional animation with Maya.Maya is the world's most outstanding three-dimensional animation production software is one of the very high point and complex three-dimensional computer animation software, which is the Alias | Wavefront Inc. launched in 1998, three-dimensional production software. It is widely used in film, television, advertising, computer games and television games, digital effects creation, it o nce won the Oscar award honorary titles of science and technology. October 4, 2005, the production of 3D Studio Max Autodesk (Autodesk) software company announced the formal acquisition of production Maya's Alias. So now is the Autodesk Maya software products. Its application areas include four aspects; one plane graph visualization, it is a large graphic design products to enhance the visual effect, the power of the application of open graphic designer perspective, two, website resources development, three movie stunt (Spider
二维动画： 二维画面是平面上的画面。纸张、照片或计算机屏幕显示，无论画面的立体感有多强，终究只是在二维空间上模拟真实的三维空间效果。传统的二维动画是由水彩颜料画到赛璐璐片上，再由摄影机逐张拍摄记录而连贯起来的画面，计算机时代的来临，让二维动画得以升华，可将事先手工制作的原动画逐帧输入计算机，由计算机帮助完成绘线上色的工作，并且由计算机控制完成纪录工作。也就是说，二维动画是简单的拍摄实景图片经过处理连贯起来的一种宣传片没有太多的动态展示。如若楼盘没有实景既表现不出楼盘中水的动态、楼盘四周建好的景观效果、只是简单的表面阐释。 三维动画： 又称3D动画，是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。计算机在影视领域的延伸和制作软件的增加，三维数字影像技术扩展了影视拍摄的局限性，在视觉效果上弥补了拍摄的不足，在一定程度上电脑制作的费用远比实拍所产生的费用要低的多，
同时为剧组因预算费用、外景地天气、季节变化而节省时间。制作影视特效动画的计算机设备硬件均为3D数字工作站。 二维与三维动画的区别：主要在采用不同的方法获得动画中的景物运动效果。而三维画面，画中景物有正面，也侧面和反面，调整三维空间的视点，能够看到不同的内容。 二维图：
河南财经政法大学成功学院本科毕业设计报告书 题目 指导教师 ____________职称__________ 学生姓名学号 专业班级 院（系） 完成时间 乌鸦喝水2
摘要 设计根据童话故事《乌鸦喝水》续编，原故事讲述的是乌鸦用小石头扔进装着半瓶水的瓶子，最终喝到了水，故事想告知我们遇到困难仔细观察、认真思考的道理。改编后的《乌鸦与井》讲述的是乌鸦在瓶子里装满石头后，水已经喝光了，于是继续飞走找水喝，在遇到一口井的时候，乌鸦看了看，认为自己有办法了，就是采取了上次喝水的方法，乌鸦就去找石头，结果把整口井给堵上满了，在井边找了半天也没找到一滴水。实际来说，乌鸦用石头把瓶子装满是符合的，但要把一口井装满是不现实的，用滑稽的行动来告诉我们，做事情要符合实际，脚踏实地，不可一意孤行，退一步有时候却是海阔天空。故事的结果是乌鸦没有看到一滴水后晕倒了，意在告诫我们在不符合实际做事的情况下，如果你一意孤行，那失败就是正常的结果。 关键词乌鸦/瓶子/井 Crow drink water Two ABSTRACT
Design according to the fairy tale crow others drink water, the original story about the crow with small stone into containing half a bottle of water bottle, eventually drink the water, the story to tell us meet difficulties observe carefully thinking about the truth of the adaptation of the crow and well after about the crow in the bottle filled with stones, water is drunk, he continued to fly away for water to drink, met in a well, the crow took a look, thinks he has the way, the last time is to take the method of water, the crow went to stone, the whole Wells up to full, in the well and to seek along while also didn't find a drop of water for actual, the crow stone filled the bottle with is accord with, but to put a well full of is not realistic, use funny action to tell us, do things to accord with the actual, his feet on the ground, not a solitary meaning. KEY WORDS crow,bottle,well
01. 剧本、故事、剧本分镜。主要负责故事的制作，吸引人有市场的故事才有可做的必要的价值。 02. 设计，根据剧本故事绘制的动画场景、角色、道具等的二维设计以及整体动画风格定位工作。主要负责对整部片子的风格设定和颜色设定，尝试各种样子和风格，美化画面丰富的设计。符合动画制作的风格和技术要求的定位。 03. 画设计图，给后面三维制作参考，制作模型和场景摆放位置。主要负责场景的气氛的营造，和光影的摆放设计，和故事发展时候的气氛烘托。 04. 分镜头设计，根据文字创意剧本进行的实际制作的分镜头故事。主要负责每个镜头的衔接和故事画面的在创作。做到很好的把故事变成画面动起来。 05. 讲镜头，分析每个镜头的表达方式和故事情节。主要负责和所有制作人员讲解故事进行的制作。 06. 3D粗模在三维软件中由建模人员制作出故事的场景、角色、道具的粗略模型。把模型基础制作出来确定人物道具的身高大小，先让部分人可以先有工作可以进行。
07. 3D角色模型\3D场景\3D道具模型根据概念设计图和大家的综合意见，在三维软件中进行模型的精确制作添加修改完成模型。 08.绘制贴图，制作人物，场景，道具的模型材质。画出3D 模型的所有纹理、花纹、颜色和质感材质。 09. 3D分镜摆放（Layout）用3D粗模根据剧本和分镜故事板制作出Layout其中包括软件中摄像机机位摆放安排、基本动画、镜头时间。做到镜头有连贯性，让观看的人看着很舒服很好看。 10.骨骼绑定，绑定好3D模型的骨骼让模型有可操控性，可连贯的挑取动作和表情。 11.动画制作，根据场景位置和分镜头设计，进行动画的人物的动作创作，每个镜头表达的精细完整。赐予模型的生命力，进行表演。 11.灯光布置，根据前期概念设计的风格定位，对动画场景进行照亮、材质的精细调节，调节灯光的颜色和光的位置，把握每个镜头的渲染气氛。 12.特效制作，根据具体故事，由特效师制作。水、烟、雾、火、破碎、流体等特效动画的效果。