计算机教学与动画制作

周月昌

【摘 要】三维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，虚拟摄像机的运动和其它的动画参数，最后按要求为模型上特定的材质，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。

【关键词】计算机 三维动画 模型

一、三维动画的发展及应用

三维动画也叫3D动画。三维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。

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。由于其精确性、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。

二、三维动画制作流程

三维动画是使用三维动画制作软件进行造型设计完成动画的过程。三维动画可以模拟真实世界中的动态影像，这就与我们传统动画制作的流程类似。

在进行三维动画制作前，同样的，我们需要有总体设计的阶段。具体来说，先要进行故事脚本的策划，形成初步的动画制作剧本。接下来是根据动画剧本完成故事版的制作过程，这和我们进行传统动画或二维动画制作时一样的。故事版的制作需要将剧本的情节分成若干个片段，然后由若干个一系列的场景组成每个片段，而每个场景限定在某个地点和人物内，当然我们还可以将场景细分为图片单位的镜头，这样我们构成了一部动画作品的整体结构。具体到三维动画的设计制作阶段时，我们可以将这一阶段的工作分为下面的几个步骤进行：

1、模型的创建

为真实模拟现实场景，三维动画设计制作第一步就是依据故事版创建需要的模型工作，也就是造型工作。所谓造型就是利用三维软件在电脑上进行三维立体模型的雕塑过程。一般的和雕塑一样，我们先要描绘模型的基本集合形体，再通过工具将基本几何形体转变为我们需要的形状，然后将很多的这样经过改变的形状使用各种方法组合在一起从而完成完整的一个模型的创建工作。这是我们一般常用的一种建模方法。

2、材质、贴图的创建（Material&Mapping）

模型创建完毕以后，模型还只是原始的胎体，就好象是我们烧制一件瓷器前的泥胎作品一样，我们将根据最终的需要将模型表现出应有的材质质地。例如，我们原始的模型创建的是一把椅子的模型，在进行材质的创建前我们首先需要知道这把椅子是什么材料制作的，是木质的当然就需要创建木头材质；是铁质的相应的就需要金属材质。需要明确的一点就是，材质是和现实生活中的对象属性相结合的。

3、灯光的创建

3D灯光的创建前，我们首先了解场景环境是什么类型的，了解场景环境类型我们才能够真实模拟现实场景。一般场景灯光通常可以分为三种类型：自然光、人工光以及自然光和人工光相结合的光。场景中的灯光作用不仅仅是为了照亮场景中的问题，它还可以反映场景的基调和气氛，这对于整个图像外观是至关重要的。晴空万里和乌云密布在表达气氛和场景基调时就会是完全两种的概念。另外，灯光还有助于在场景中表达一种情感，换句话说就是可以引导观众的视线，从而为场景提供了更大的深度，展现更加丰富的层次。

通常情况下，我们在为场景创建灯光首先是主光源的创建。这里要明白的一点就是主光源不一定只是一个光源，但是它一定是照明的主要光源，它的创建为场景起到初步的灯光效果。场景只单一的依靠主光源来烘托场景，往往结果单调枯燥，这就需要补充光来丰富场景效果。

补充光我们在3D灯光创建是通常用于填充场景的暗部和陰影区域，补充光用来模拟场景中由于环境光线漫射和反射造成的光照效果，补充光可以为场景提供景深和真实效果。

背景光通常作为区分场景物体与背景来使用的，通过照亮物体边缘，在物体背部形成较小的反射区域，将目标物体从背景中分离出来。

4、动画设置

前面我们已经知道，计算机动画是使用关键帧进行动画的控制。3D动画制作最终要完成的是动画的产品，我们前面工作完成只是形成的是静态的，而要向动画转变就需要对场景和场景中的物体进行关键帧的设置，即设定动画主要画面（一般是动画中动作或场景变化较大的那一瞬间）为关键帧，而关键帧之间的过渡由计算机来完成，这个过程称为插值。三维软件大都将动画信息以动画曲线表示。动画曲线的横轴是时间（帧），竖轴是动画值，可以从动画曲线上看出动画设置的快慢急缓、上下跳跃。

三维动画制作是一件艺术和技术紧密结合的工作。在制作过程中，一方面要在技术上充分实现广告创意的要求，另一方面，还要在画面色调、构图、明暗、镜头设计组接、节奏把握等方面进行艺术的再创造。与平面设计相比，三维动画多了时间和空间的概念，它需要借鉴平面设计的一些法则，但更多是要按影视艺术的规律来进行创作。