1、第 11章动画基础n 本章导读3ds max 6是三维动画制作软件，动画是学习 3ds max不可缺少的重要部分。动画是基于人的视觉原理创建运动图像，在一定时间内连续快速观看一系列相关连的静止画面时，会感觉成连续动作。n 本章主要知识点 动画基础知识 Track View轨迹视图 层级 Hierarchy命令面板 常见运动控制器： Bezier、 Linear、 Noise、 Path Constraint和LookAt Constraint Forward Kinematics（正向运动）和 Inverse Kinematics（反向运动）11.1基本概念1.Keyframe（关键帧）一个完
2、整的动画需要很多帧组成，但是在 3ds max 6中创作动画时，并不需要创建所有的帧，只需要在运动形式、运动方向等发生改变时创建一幅图像即可。这个被创建的图像就是动画的关键帧。在两个关键帧之间的帧则称为中间帧。在 3ds max 6中，要想使一些复杂的动画效果更加与现实接近，关键帧的数目不能太少，否则动画就会失真，但是关键帧的数目也不能太多，太多的数目会增加计算机的负担。2.设置关键帧在 3ds max 6中，要制作动画，就要设置关键帧。在视图的下方单击，使它处于激活状态，这样对象就处于动画模式状态，此时使用变换工具或者改变对象的参数就可以设置对象的关键帧。通常在设置了第一个关键帧之后，系统自
3、动将第 0帧设置为关键帧，记录初始状态或初始参数。可移动时间滑块，在任意帧设置关键帧。在两个关键帧之间系统自动的创建对象的状态或参数。3.Time（时间）3ds max 6是一个以时间为基础的动画软件。它测量时间并按 1/4800秒来存储动画值，根据工作的不同可选择不同的方式显示时间，但 3ds max 6是一个精确时间为基础的动画方式，帧只有在渲染输出时才产生。在 3ds max 6默认的场景中，帧数为 100，即默认的动画长度为 100帧，但在这并不是我们做动画时所需要的帧数，要想改变帧速率和动画的长度，可在动画播放按钮上单击右键或点击 ，就会弹出如图 11-3所示的 Time Confi
4、guration对话框，可在对话框里设定动画的长度和帧的速率。 图 11-3 Time Configuration 11.2 Track View（轨迹视图）3ds max 6的动画制作功能非常强大，要想创作出成功的动画，就必须经过反复的、仔细的修改，因此对帧、运动曲线等的修改就是制作动画不可缺少的部分。在 3ds max 6中，系统为我们提供了 Track View（轨迹视图）来进行这些工作。轨迹视图是用于观察一个场景和动画的数据驱动视图。使用轨迹视图可以精确地控制场景中的每一部分。其中包括 Curve Editor和 Dope Sheet两种模式。单击工具栏中的 或者单击 Graph Ed
5、itors菜单栏中的 Track View Curve Editor打开 Curve Editor窗口。如图 11-5所示。该窗口中由菜单栏、工具栏、层级列表、轨迹编辑窗口和时间标尺和一些显示控制按钮组成。下面就来介绍层级列表滑和工具栏。图 11-5 Curve Editor窗口 11.2.1 层级列表层级列表将场景中的所有项目显示在一个层级中。在层级中对物体名称进行选择即可选择场景中的对象。场景层级清单中一种类型的项目用一种图标表示，可以使用这些图标快速识别项目代表的意义。 World：世界。这个项目将所有场景中的轨迹收为一个轨迹，以便更快速地进行全局操作。 Sound：声音轨迹。可在动画中
6、加入声音。在 Sound或 Sound分支上单击鼠标右键，选择其中的 Properties，就会弹出如 图 11-6所示的 Sound Options窗口。在窗口中有两种声音文件可以使用， Audio（音频文件）和 Metronome（节拍器）。需要选择哪一种文件，可单击后面的 Active复选框即可。 Global Tracks：全局轨迹。分支包含存储控制器的清单，其中还可存储全局变量。 Environment：环境分支包括控制背景、场景环境效果等控制。包含环境光、背景定义、雾和容积光、 Video Post等项目。 Object：对象。在其分支中显示在场景中定义的对象相连的可设置动画参数，
7、如 Transform、 Scale和对象的基本参数等。11.2.2 工具栏Track View工具栏位于轨迹视图的顶部，其上有很多功能按钮，如图 11-7所示。它们的功能如下：图 11-7 工具栏11.2.3 Dope Sheet在 Track View的目录下还有一个 Dope Sheet，它的功能与 Curve Editor基本相同。选择 Graph Editors菜单栏中的 Track View Dope Sheet打开 Dope Sheet窗口。如图 11-18所示。该对话框里有 Edit keys和 Edit Ranges两种模式。在该对话框中同样可以单击鼠标右键编辑关键帧的曲线和
8、关键帧的数值。 图 11-18 Dope Sheet对话框 11.3 层级在前面讲到动画的例中，只有一个运动对象小球，动作也较简单。当运动对象不止一个，运动比较复杂时，层级就显得非常重要。将对象链接形成层级是制作计算机动画的一个有力手段。通过将一个对象链接到另一个对象上创建一种父子关系，应用到父对象的变换会传输到子对象上。通过将多对象链接成父子对象可创建复杂的层级。将对象链接成父子对象主要是为了创建复杂运动和模拟关节结构。在 3ds max 6中，对对象进行链接操作的工具有工具栏中的 Select And Link（选择并链接对象）、 Unlink Selection（取消对象链接关系）和 H
9、ierarchy（层级面板）所包含链接作用方式的控制器。一般创建链接的顺序是从子对象到父对象。可以选择一个或多个对象作为子对象，然后选择工具栏上的 Select And Link将链接光标从选择集拖拽到父对象上，这样选择集中的对象都将成为该父对象的子对象。一个对象可以拥有一个或多个子对象，但是每一个子对象只可能拥有一个父对象。若想取消链接，只需按下Unlink Selection按钮，就可将选定对象和它的父对象的链接删除，而选定对象与子对象的链接不受影响。11.3.1 查看层级当场景中的对象较多，各种链接关系很复杂的时候，要想准确的知道场景中各对象的层级关系，查看层级就显得非常重要。在 3ds
10、 max 6中，查看层级可以通过两种方式，在 Track View视图中或者单击主工具栏上的 Open Schematic View。在 Track View中，左侧的层级列表中以缩进的方式显示所有对象来表达层级关系。如图 11-19所示。图 11-19 Track View层级通过单击对象图标右边的加减号即可展开和收拢层级的分支。一个带加号的方块图标表示此对象下有收拢的分支，单击它即可展开分支，一个带减号的方块图标表示此对象的分支已展开。单击可合拢分支一个空白的方块表示此对象没有分支。单击它没有任何意义。在主工具栏上单击 Open Schematic View，会打开如图 11-20所示的图
11、。图 11-20 Schematic View对话框 若在 Schematic View工具栏中单击 Hierarchy Mode，所有的对象就会以层级式显示，如图 11-21所示。单击对象图标上方的箭头，可以收拢层级分支或通过单击图表上方工具栏中的 按钮，可以展开和收拢被选择对象以下的所有层级分支。图 11-21 Hierarchy Mode通过一例来熟悉链接工具和层级 图 11-22 场景图 图 11-23 层级关系11.4 Hierarchy命令面板 Hierarchy命令面板在对对象进行变换或者在制作动画时，起着非常大的作用，单击，打开 Hierarchy命令面板，如图 11-24所示
12、。在该命令面板中包含 Pivot（轴点）、 IK和 Link Inference三项，这里将要讲述的是 Pivot项。 IK项在骨骼系统中讲述。Pivot（轴点）是一个对象自身的中心和坐标系，当选择轴点作为变换中心时，它作为旋转、缩放的中心，它还可以作为修改器中心的缺省位置和链接子物体的变换偏移。在Hierarchy命令面板可调整轴点，然而 Pivot参数面板中的功能不能被动画，但是任意一个对象轴点将应用到整个动画上。图 11-24 Hierarchy命令面板继续前面的例子来制作一个动画 这样整个轨迹曲线修改完成，选择圆环单击鼠标右键，选择 Properties，在打开的对话框中将圆环的轨迹显
13、示出来，如图 11-32所示。圆环的轨迹符合动作要求。单击播放按钮，查看动画效果。图 11-32 显示轨迹11.5运动控制器运动控制器是用来控制物体运动轨迹的， 3ds max 6为我们提供了大量的运动控制器类型，使用不同的控制器可以实现不同的效果。在 3ds max 6中，打开运动控制器有三种方法。第一种方法是选择主工具栏上的Animation，在其下有四种不同类型的控制器 Transform Controllers、 Position Controllers、 Rotation Controllers和Scale Controllers。如图 11-33所示。各个控制器类型后都有箭头，说明
14、这四种控制器后还有不同的控制器。 图 11-33 控制器第二种方法是单击命令面板上的 ，打开 Assign Controller卷展栏，如图11-34所示。在该卷展栏中有 Position、 Rotation和 Scale3种基本控制属性，系统默认Position的控制器是 Position XYZ， Rotation默认控制器是 Euler XYZ， Scale默认控制器是 Bezier Scale。可选择其中的控制器，单击左上角的 ，会弹出如图11-35所示的对话框。在该对话框中选择所需的控制器类型，按下 OK键，在图 11-34对话框中就会出现相应的控制器类型。图 11-34 Assig
15、n Controller卷展栏 第三种方法是在 Track View视图的工具栏中单击 Controller，在其下拉菜单中选择 Assign就会出现图 11-35对话框，这与前面在运动面板上打开的对话框功能一样，只是打开方式不同。图 11-35 指定运动控制器11.5.1 Bezier 控制器Brzier控制器是在两个关键帧之间使用使用可调整的样条曲线进行插值计算，它是大多数参数的缺省控制器，允许以函数曲线方式控制曲线的形态，从而影响运动效果；还可以通过该曲线来控制关键帧两侧曲线衔接的圆滑程度。使用 Bezier控制器可对关键点间的插值进行全方位的调整，它是唯一可调整切线控制杆和恒定速率控制
16、控制器。打开前面制作的小球弹跳的动画，打开 Track View视图，如 图 11-36所示。在该图中，运动曲线是经过我们仔细修改了的，下面确认小球在被选择的情况下，单击 ，打开运动面板，在 Assign卷展栏中选择 Position，单击左上角的 ，在弹出的对话框中选择 Bezier Position项，单击 OK。在运动控制面板上，Position后的控制器变为 Bezier控制器，在 Track View视图中的曲线也相应的变为如 图 11-37所示的图形。在这个图中，小球的运动曲线与 图 11-36就有很大的不同，用户可自己动手试试。11.5.2 Linear控制器Linear线性控制
17、器以随时间等量变化方式在关键点间计算插值，从而得到标准的直线性动画，常用于一些较规则的动画效果。这里继续使用小球弹跳动画，将 Position的控制器改为 Linear Position，这时小球的运动轨迹就变为图 11-38所示的曲线。可以观察到图中所有的曲线全部都变成了直线。图 11-38使用 Linear控制器的轨迹 11.5.3 Noise控制器Noise噪声控制器产生一些运动随机参数，仍可以看见波峰和波谷。噪声控制器是随机化的参数不需要使用关键点而是通过一些参数来控制噪波曲线。同样，将小球的 Position的控制器改为 Noise Position，就会出现一个调整Noise参数的
18、对话框，调整参数如图 11-39。在 Z方向上小球向上跳，所以使它在 Z轴上的值大于 0，设置了 Noise参数的噪波曲线如图 11-40所示，可观察视图中小球的运动轨迹，小球会随机的跳动。图 11-39 Noise参数 图 11-40使用 Noise控制器的轨迹11.5.4 Path Constraint在创作动画的过程中，我们常常需要一个物体沿着我们所需要的路线进行动画，这就需要使用 Path Constraint（路径约束）控制器。 Path Constraint就是使物体被一条曲线控制并沿曲线方向运动，或者在多条曲线的位置加权平均值处运动。路径曲线可以是任何类型的曲线，并且其自身可以制
19、作任何标准动画，同时还可以对其子物体进行动画，所有的效果都会作用于约束物体。正是由于 Path Constraint灵活多变的动画能力，使得在很多的动画中都会用到这种方法。在视图上创建一个对象和一条路径，选择对象对它施加 Path Constraint控制器，此时运动面板如 图 11-41所示。下面我们就通过一个例子来进一步路径约束 Path Constraint 图 11-43 第 0帧和 100帧关键帧 图 11-44 两条路径对 TinFish的影响 11.5.5 LookAt Constraint在 3ds max 6动画创作过程中，常常会遇到这样一些情况，如需要人的眼睛注视着某物体、
20、需要某些对象瞄准另外一个对象等。 LookAt Constraint（目标约束）就可很好的解决这些问题。 LookAt Constraint可以使场景中的某个对象很 “智能 ”的盯着另一个对象，还可以使多个对象同时盯着某一个对象。图 11-46使用 LookAt Constraint的效果 图 11-47 球体移动过程中的两种状态11.5.6 Forward Kinematics（正向运动）在 3ds max 6中， Forward Kinematics（正向运动）是制作动画的最基本内容。在前面我们讲到了 Hierarchy（层级）以及父对象和子对象的概念，还举了一个桌子在运动过程中上面的小长
21、方体倾斜，圆环向下滚的例子，其实这也就是一个 Forward Kinematics的动画。 Forward Kinematics动画原理就是父对象运动带动子对象运动，但是子对象的运动不影响父对象。11.5.7 Inverse Kinematics（反向运动）Forward Kinematics（正向运动）只能起单向的作用，它只能将父对象的动画效果传递给子对象，但是子对象的运动效果不影响父对象。但是在实际中，往往需要一些子对象的运动的效果也能传递给父对象，需要父对象能够跟随子对象产生一些相应的动画效果。这种子对象带动父对象的运动就称为 Inverse Kinematics（反向运动），简称为 IK。下面我们就通过一例来了解 Inverse Kinematics（反向运动） 图 11-54 Hedra 图 11-55 移动 Hedra05时其中的几个位置 11.6 经典实例 为 Robot建立层级n 层级的效果 图 11-56 Robot层级11.7 经典实例 为 Robot眼睛添加目标约束图 11-57 添加目标约束效果 n 实例效果 E N D返回返回图 11-6 Sound Options窗口
