計算機教學與動畫制作

周月昌

【摘 要】三維動畫是近年來隨著計算機軟硬件技術的發展而產生的一新興技術。三維動畫軟件在計算機中首先建立一個虛擬的世界，設計師在這個虛擬的世界中按照要表現的對象的形狀尺寸建立模型以及場景，再根據要求設定模型的運動軌跡，虛擬攝像機的運動和其它的動畫參數，最后按要求為模型上特定的材質，并打上燈光。當這一切完成后就可以讓計算機自動運算，生成最后的畫面。

【關鍵詞】計算機 三維動畫 模型

一、三維動畫的發展及應用

三維動畫也叫3D動畫。三維動畫是近年來隨著計算機軟硬件技術的發展而產生的一新興技術。三維動畫軟件在計算機中首先建立一個虛擬的世界，設計師在這個虛擬的三維世界中按照要表現的對象的形狀尺寸建立模型以及場景，再根據要求設定模型的運動軌跡、虛擬攝影機的運動和其它動畫參數，最后按要求為模型賦上特定的材質，并打上燈光。當這一切完成后就可以讓計算機自動運算，生成最后的畫面。

三維動畫技術模擬真實物體的方式使其成為一個有用的工具。由于其精確性、真實性和無限的可操作性，目前被廣泛應用于醫學、教育、軍事、娛樂等諸多領域。在廣告制作方面，這項新技術能夠給人耳目一新的感覺，因此受到了眾多客戶的歡迎。三維動畫可以用于廣告和電影電視劇的特效制作（如爆炸、煙霧、下雨、光效等）、特技（撞車、變形、虛幻場景或角色等）、廣告產品展示、片頭飛字等等。

二、三維動畫制作流程

三維動畫是使用三維動畫制作軟件進行造型設計完成動畫的過程。三維動畫可以模擬真實世界中的動態影像，這就與我們傳統動畫制作的流程類似。

在進行三維動畫制作前，同樣的，我們需要有總體設計的階段。具體來說，先要進行故事腳本的策劃，形成初步的動畫制作劇本。接下來是根據動畫劇本完成故事版的制作過程，這和我們進行傳統動畫或二維動畫制作時一樣的。故事版的制作需要將劇本的情節分成若干個片段，然后由若干個一系列的場景組成每個片段，而每個場景限定在某個地點和人物內，當然我們還可以將場景細分為圖片單位的鏡頭，這樣我們構成了一部動畫作品的整體結構。具體到三維動畫的設計制作階段時，我們可以將這一階段的工作分為下面的幾個步驟進行：

1、模型的創建

為真實模擬現實場景，三維動畫設計制作第一步就是依據故事版創建需要的模型工作，也就是造型工作。所謂造型就是利用三維軟件在電腦上進行三維立體模型的雕塑過程。一般的和雕塑一樣，我們先要描繪模型的基本集合形體，再通過工具將基本幾何形體轉變為我們需要的形狀，然后將很多的這樣經過改變的形狀使用各種方法組合在一起從而完成完整的一個模型的創建工作。這是我們一般常用的一種建模方法。

2、材質、貼圖的創建（Material&Mapping）

模型創建完畢以后，模型還只是原始的胎體，就好象是我們燒制一件瓷器前的泥胎作品一樣，我們將根據最終的需要將模型表現出應有的材質質地。例如，我們原始的模型創建的是一把椅子的模型，在進行材質的創建前我們首先需要知道這把椅子是什么材料制作的，是木質的當然就需要創建木頭材質；是鐵質的相應的就需要金屬材質。需要明確的一點就是，材質是和現實生活中的對象屬性相結合的。

3、燈光的創建

3D燈光的創建前，我們首先了解場景環境是什么類型的，了解場景環境類型我們才能夠真實模擬現實場景。一般場景燈光通常可以分為三種類型：自然光、人工光以及自然光和人工光相結合的光。場景中的燈光作用不僅僅是為了照亮場景中的問題，它還可以反映場景的基調和氣氛，這對于整個圖像外觀是至關重要的。晴空萬里和烏云密布在表達氣氛和場景基調時就會是完全兩種的概念。另外，燈光還有助于在場景中表達一種情感，換句話說就是可以引導觀眾的視線，從而為場景提供了更大的深度，展現更加豐富的層次。

通常情況下，我們在為場景創建燈光首先是主光源的創建。這里要明白的一點就是主光源不一定只是一個光源，但是它一定是照明的主要光源，它的創建為場景起到初步的燈光效果。場景只單一的依靠主光源來烘托場景，往往結果單調枯燥，這就需要補充光來豐富場景效果。

補充光我們在3D燈光創建是通常用于填充場景的暗部和陰影區域，補充光用來模擬場景中由于環境光線漫射和反射造成的光照效果，補充光可以為場景提供景深和真實效果。

背景光通常作為區分場景物體與背景來使用的，通過照亮物體邊緣，在物體背部形成較小的反射區域，將目標物體從背景中分離出來。

4、動畫設置

前面我們已經知道，計算機動畫是使用關鍵幀進行動畫的控制。3D動畫制作最終要完成的是動畫的產品，我們前面工作完成只是形成的是靜態的，而要向動畫轉變就需要對場景和場景中的物體進行關鍵幀的設置，即設定動畫主要畫面（一般是動畫中動作或場景變化較大的那一瞬間）為關鍵幀，而關鍵幀之間的過渡由計算機來完成，這個過程稱為插值。三維軟件大都將動畫信息以動畫曲線表示。動畫曲線的橫軸是時間（幀），豎軸是動畫值，可以從動畫曲線上看出動畫設置的快慢急緩、上下跳躍。

三維動畫制作是一件藝術和技術緊密結合的工作。在制作過程中，一方面要在技術上充分實現廣告創意的要求，另一方面，還要在畫面色調、構圖、明暗、鏡頭設計組接、節奏把握等方面進行藝術的再創造。與平面設計相比，三維動畫多了時間和空間的概念，它需要借鑒平面設計的一些法則，但更多是要按影視藝術的規律來進行創作。