1、实验四 三维动画创作 实验指导一、实验目的全面掌握 3ds max 的建模和动画制作，了解 3ds max 创建动画的各种途径及其设置与调整方法，熟练地进行各种简单的三维动画创建。1. 掌握 3ds max 中关键点在动画制作中的作用2. 掌握使用轨迹视图编辑关键点动画的操作完成指定效果动画的制作方法。3. 掌握指定控制器的使用；4. 学会粒子系统的制作和辅助对象的使用及空间变形等。二、实验原理动画是基于人的视觉原理来创建运动图像的，在短时间内观看一系列相关联的静止画面时，会将其视为连续的动作，每个单幅画面被称为帧。它的基本原理与电影、电视一样，都是视觉原理。医学已证明，人类具有“视觉暂留”的
2、特性，就是说人的眼睛看到一幅画或一个物体后，在 1/24 秒内不会消失。利用这一原理，在一幅画还没有消失前播放出下一幅画，就会给人造成一种流畅的视觉变化效果。因此，电影采用了每秒 24 幅画面的速度拍摄播放，电视采用了每秒 25 幅（PAL 制） （中央电视台的动画就是 PAL 制）或 30 幅（NSTC制）画面的速度拍摄播放。如果以每秒低于 24 幅画面的速度拍摄播放，就会出现停顿现象。在 3ds max 中，可以制作物体的移动、旋转、缩放等动画，甚至物体形状与表面的各种参数都可以用来制作动画。动画将用于整个 3ds max，可以设置对象位置、旋转和缩放的动画，以及影响对象形状和曲面的任何参
3、数设置的动画，也可以使用正向和反向运动学链接层次动画的对象，并且可以在轨迹视图中编辑动画。 三、使用仪器、材料Window2000/xp 操作系统、简体中文版 3ds max 软件四、上机内容第一部分：“电视片头”动画的制作的过程分为： 立体文字的建立与编辑 地球仪模型的创建 材质和贴图的处理 摄像机和灯光的设置 动画的制作（含音乐的嵌入） 场景的渲染等六个部分（一）立体文字的建立与编辑1立体文字的建立（1）在前视口建立“科技新闻”立体文字（名为 Text01） （可用挤出方法，数量设为 20） ，字体为“楷体-GB2312”字的大小设为 50； （2）在“科技新闻”被选中的情况下，单击“选择
4、并移动”工具，在状态栏的 X、Y 、Z文本框中都输入 0（世界坐标中心）（3）将 Text01 克隆，生成的文本系统自动命名为 Text02；（4）再次进入文字编辑状态，创建“KJXW”四个字母，字体为“Arial” ，字大小设置为50，字间距设为 20，系统自动命名为 Text03，用挤出方法，数量设为 20 使其变为立体文字；2立体文字的编辑（1）在顶视口创建一个圆形，半径为 125；（2）在“圆”被选中的情况下，单击“选择并移动”工具，在状态栏的 X、Y 、Z 文本框中都输入 0（世界坐标中心） ；（3）选取 Text01，选择“修改”命令列表下的“路径变形（WSM） ”；（4）单击“拾
5、取路径”按钮，在视口中单击“圆” ，其他参数见图 1（5）重复（3） 、 （4）步，对 Text03 进行同样的处理；（6）在顶视图中将 Text02 移动到图 1 所示的位置（二）地球仪模型的创立（1）在顶视口创建一个球体，半径为 120，分段数为 64，并对其进行世界坐标定位（X、Y、Z 值均为 0）;（三）材质和贴图的处理（1）打开材质编辑器，选中一个样本球，选地球贴图赋给地球模型；（2）选择另一样本球其颜色参数用其他参数设置如图 2 所示，并将赋给三个立体文字；（3）选择“渲染”菜单下的“环境”命令，选择一图片为场景的背景图片；（四） “电视片头”动画的制作（1）在前视口选中场景中的所
6、有物体，选择“选择并旋转”工具沿 Z 轴旋转 810 度；（2）将动画长度设置为 300 帧；（3）将光标单击时间控制区的帧数显示框，使光标进入显示框，输入 230 按回车键；（4）单击“自动关键点”按钮，（5）选中球体后在前视图沿 Y 轴旋转一周；（6）选择 Text01，单击“修改”命令，将“路径变形”参数中的百分比值改为 275，其他参数不变；（7）选择 Text03，单击“修改”命令，将“路径变形”参数中的百分比值改为 275，其他参数不变；（8）选择 Text02，使时间滑块移至 260 帧处，选择“选择并旋转”工具，在前视口沿 Z轴旋转 350-352 度，使文字变为水平；(9)
7、使时间滑块移至 300 帧处,将 Text02 在前视口放大到满屏显示；关闭“自动关键点”按钮，播放动画查看效果；（五）轨迹视图的调整与设置（1）打开轨迹视图，选择 Text01，选择“轨迹“菜单中的“可见性轨迹”/“添加”命令；（2）在左边的列表中选择并单击 Text01 处的“可见性” ，单击鼠标右键/“指定控制器”/“启用/禁用” ；（3）选择“模式”菜单下的“投影表” ，可见 Text01 中的一条兰色控制线；（4）单击“添加关键帧”按钮，分别在在兰色控制线的 0、175 帧及 230 帧处单击，使文字 Text01 只在 175 帧到 230 帧这一段才显示出来；（5）用同样的设置方
8、法，设置 Text02 仅在 230 到 300 帧这一段才显示出来；（6）用同样的设置方法，设置 Text03 仅在 0 到 175 帧这一段才显示出来；（7）用同样的设置方法，设置球体仅在 0-230 帧这一段才显示出来；（8）播放动画查看效果；（9）在轨迹视图，选择 Text02 下的“旋转”项（控制其旋转的区间）下的 Y 项，右键单击其第 1 个关键点，并将弹出的对话框中的时间由 0 改为 230（即让其在 230 帧时开始旋转） ；（10）在轨迹视图，选择 Text02 下的“缩放”项，右键单击其第 1 个关键点，并将弹出的对话框中的时间由 0 改为 230（即让其在 230 帧时开
9、始缩放） ；（六）添加背景音乐（1）在轨迹视图中单击左边列表下的“声音”前的“+” ；（2）右键单击“节拍器”/选择单击 “属性” ；（3）单击“选择声音”按钮，选择声音文件，单击“确定” 按钮；（七）渲染输出动画（1）单击“渲染”菜单，选择“渲染”命令；（2）选择“活动时间”单选框，选择输出窗口大小，单击“文件”按钮，选择文件保存位置，输入文件名，选择文件类型为.avi，单击“渲染”按钮即可。第二部分：书写文字效果 本实验是通过记录物体的变形过程来完成的，3DS MAX 不但可以通过记录物体的变化和变形过程来制作动画，还可以记录材质的编辑修改过程，这样通过记录材质的不透明度变化即可以隐藏物体
10、。准备工作启动 3DS MAX4.0 后，在建立命令面板中点击 Shapes 中的 Text 工具，在前视图中分别建立 3 和 D 两个文字。将字体修改为 Verdana Bold Italic，其余参数保持默认值。激活 D 字母在字母上面，单击鼠标右键在出现的选项菜单中选择 Convert To Editable Spline 将字母转换为样条，进入修改命令面板以Spline 方式选择字母里面的轮廓线，在 Geometry 卷展栏中点击 Detach 按钮，在弹出的窗口中选择 OK，将两个轮廓线分离。回到建立命令面板点击 Geometry 中的 Cylinder 工具，在前视图中建立半径为
11、1、高度为 100 的圆柱体，并将 Height Segments 值设置为 200。再复制两个圆柱体，选中其中一个圆柱体进入修改命令面板加入 PathDeform 编辑修改器，按下 Pick Path 按钮在视图中点击 3 的文字并在 Parameters 卷展栏中按下Move To Path 按钮将圆柱体放置到路径上。这时圆柱体并没有覆盖到所有的路径上，在修改命令面板中对圆柱体进行修改，将圆柱体的高度设置为 303，这时圆柱体覆盖到所有的路径上。按照相同的方法将刚才复制的两个圆柱体通过添加 PathDeform 编辑修改器分别放置到D 字母的两个轮廓上，并修改圆柱体的高度使其完全覆盖路径。
12、图 2 将轴点放置到铅笔尖处制作书写效果在前视图中建立半径为 2，高度为 20，段数为 5 的圆柱体，进入修改命令面板加入 Edit Mesh 编辑修改器，以 Polygon 方式选中圆柱体顶端的面使用缩放工具将它缩小为一个点，一支铅笔很简单就完成了。进入层即命令面板，点击 Affect Pivot Only 按钮将轴点放置到铅笔尖处（如图 2）。利用旋转工具在前视图中将铅笔旋转到如图 3 所示位置，复制两只铅笔。选中一支铅笔进入运动命令面板，展开 Assign Controller 卷展栏，选中 Position ：Path Constraint 选项后点击上面的 Assign Contro
13、ller 按钮在出现的窗口中选择Path Constraint，按下 OK 关闭窗口。在 Path Parameters 卷展栏中点击 Add Path 按钮在视图中点击 3 的文字框，上下移动面板勾选 Constant 和 Loop 选项，在 0 帧处将%Along Path 数值设置为 63.9，这时铅笔对准文字的起点。将 200帧处的关键帧拖到 100 帧处，这样铅笔同圆柱体同步运动。将第二个铅笔的关键帧拖到 100160 之间，在 100 帧时将%Along Path 数值设置为 170。将第三个铅笔的关键帧拖到 160200 之间，在 160 帧时将%Along Path 数值设置为
14、 126。图 3 调整铅笔的姿势笔尖处添加灯光和摄影机在视图中建立两盏泛光灯，再添加一架目标摄影机，激活透视图按下 C 键切换为摄影机视图，并调整角度(如图 4)。图 4 调整摄影机角度笔尖处编辑材质打开材质编辑器选中第一个材质球赋予三个圆柱体，将 Specular Level 设置为 100，Glossiness 为 60，Diffuse 为 RGB（20、138、240）。选中第二个材质球。将 Specular Level 设置为 60，Glossiness 为 10，Diffuse 为RGB（255、5、5）。并将材质的 ID 号设置为 1，点击 Standard 按钮在出现的窗口中选择
15、 Multi/Sub-Object，按下 OK 后在出现的选项中选择 Keep old material as。进入第二个材质将 Specular Level 设置为 60，Glossiness 为10，Diffuse 为 RGB（255、247、201）。并将材质的 ID 号设置为 2。回到上一级材质。复制两个材质，将三个材质球分别赋予三个铅笔造型，并将复制的两个材质的 Mix Amount 数值设置为 100。当书写一个文字时其余两个铅笔应该是隐藏的，我们就利用材质的方法隐藏它们。点击 Multi/SubObject 按钮在出现的窗口中选择 Blend，按下 OK 后在出现的选项中选择 K
16、eep old material as。进入 Material 2 材质，将 Ambient 和 Diffuse 设置为白色，将 Specular Level，Glossiness 和 Opacity 都设置为 0。在视图中选择铅笔，在修改命令面板中以 Polygon 方式选中铅笔前面圆锥的面和后面的面，在 Surface Properties 卷展栏中将 ID 设置为 2。选中第一个铅笔材质将时间滑块拖到 101帧处，将材质编辑器中的 Mix Amount 数值设置为 100，此时铅笔材质变为透明。将 0 帧处的关键帧拖到 100 帧处。选中第二个铅笔材质在 101 帧处将 Mix Amou
17、nt 数值设置为 0，将时间滑块拖到 161 帧处将 Mix Amount 数值设置为100，将 0 帧处的关键帧拖到 99 帧处。选中第三个铅笔材质将时间滑块拖到160 帧处，将材质编辑器中的 Mix Amount 数值设置为 0，将 0 帧处的关键帧拖到 159 帧处。图 5 书法效果气势如宏这样整个动画全部制作完成了。对视图进行渲染可以看到最后的效果（图5）。图 1 将圆柱体放置到文字 3 的书写起点选择 3 文字上的圆柱体进入修改命令面板将 Percent 数值设置为 64，并将Strecth 数值设置为 0，这样圆柱体被放置到文字 3 的书写起点上（如图 1）。点击界面下方动画控制区
18、的 Time Configuration 按钮在出现的窗口中将 End Time 设置为 200，点击 OK 按钮退出按下界面下方的 Animate 按钮开始记录动画，将时间滑块拖到 100 帧处，在修改命令面板中将 Strecth 数值设置为 1。关闭动画记录按钮，拖动时间滑块可以看到 3 的书写效果已完成了。选中 D 字母外面轮廓上的圆柱体，将 Percent 数值设置为-30.5 放置到书写起点上。将Strecth 数值设置为 0，开始记录动画，将时间滑块拖到 160 帧处，将 Strecth数值设置为 1。关闭动画记录按钮，将界面下方 0 帧处的关键帧拖到 100 帧。选中 D 字母里
19、面轮廓上的圆柱体将 Percent 数值设置为 26.5 放置到书写起点上。将 Strecth 数值设置为 0，开始记录动画，将时间滑块拖到 200 帧处，将Strecth 数值设置为 1。关闭动画记录按钮，将界面下方 0 帧处的关键帧拖到160 帧。这样书写效果基本完成了，播放动画可以看到效果。五、思考1、 三维动画的原理是什么？答：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，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。2、创建三维的一般步骤是怎样的？答：（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：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、材质编辑、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
