解放军文职招聘考试三维动画技术

 三维动画技术

　　在众多动画类型中，最具有魅力的当属三维动画。与三维动画相比，三维动画中上下、左右的运动效果外，还能展现前后（纵深）运动和视点改变的效果，增加了立体感和空间感，更符合现实世界的状况。而数字三维动画又无疑是三维动画中的佼佼者，因为数字技术可以创作出世界上没有的视觉效果。

 

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　　三维动画技术概论

　　数字三维动画，简称3D动画，是今年来随着计算机软、硬件技术的发展而产生的新兴动画制作技术及其成果的代名词。通常人们所说的“三维动画”有两种指向：一是指用计算机制作的、三维立体的动画视觉作品，二是指用来制作三维立体动画的计算机技术。

　　计算机三维动画的获得是通过三维动画软件在计算机中建立一个虚拟的世界，并通过计算机的运算将虚拟世界还原成视觉画面。在此过程中，设计师要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他动画参数；然后按要求为模型贴上特定的材质，并打上灯光；最后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。这一过程中用到的方法和技术手段，可以统称为数字三维动画技术，或者计算机三维动画技术。

　　数字三维动画技术还是一个新兴的，正在发展的技术，具有虚拟和模仿现实的精确性、真实性和无限的可操作性等特性，被广泛的运用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域，尤其是影视和游戏等方面。

　　数字三维动画技术是利用相关的计算机软件，通过三维建模、赋予材质，模拟场景、灯光和摄像镜头，创造运动和链接、动画渲染等功能，实时制造立体动画效果和可以乱真的虚拟影像，将创意想象为可视画面的新一代影视及多媒体特技制作技术。如前文所述，动画的制作过程可分为四个阶段：总体规划阶段、设计制作阶段、具体创作阶段和拍摄制作阶段。对于三维动画而言，总体规划和设计制作这两个阶段可统归为前期制作阶段。

　　具体创作阶段则是利用计算机和三维动画软件进行具体实现的一个过程。在此过程中，计算机中三维图像的获得类似于雕刻，摄影布景及舞台灯光的使用，在三维环境中控制各种组合。作为一个完整的三维作品制作过程至少要经过三步：造型、动画和绘图。

　　1） 造型

　　造型是利用三维软件在计算机上创造三位形体，称为建模。如制作三维的人物、动物、建筑、景物等造型，即设计物体的形状。

　　最简单的方法是使用图形造型。图形通常是简单的三维几何形体图像，附带在软件的命令板中，这些立方体、球体、圆柱体、圆锥体、金字塔形体等图形能够结合在一起，在不同的修改命令下可以产生更为复杂的物体形状。然后通过不同的方法将他们组合在一起，从而建立复杂的形体。

　　2） 动画

　　动画就是使各种造型运动起来，获得运动的画面和效果。为了使它们动起来，需要时间要素，为三维立体的静态造型引入第四维的属性。有了时间的属性，工作人员可以不断的改变目标的动作、虚拟摄像机的位置、灯光的方向和柔弱，甚至还可以改变构图，包括近景、中景、远景、特写、大小范围、范围、方位、节奏和旋转等一系列手段来获得变化的画面。在改变目标的动作和状态时可以直接通过计算机中的鼠标键盘调节模型，也可以用传感器去捕捉真实演员的动作表情，再将其赋值于三维模型，以获得逼真的、连贯的动作状态。

　　3） 绘图

　　绘图包括贴图和光线控制，相当于二维动画制作过程中的上色过程，造型确定了物体的形状，质地则确定了物体表面的形态，那么贴图则是确定物体表面的过程。大多数三维动画制作软件程序拥有的一系列材质，可以从中选择并应用于物体，也可以按照自己的需要，制造不同的相应材质。

　　尽管计算机三维动画发展历史仅仅20余年，但动画师和程序人员一起为追求动画创作的便利和效果而开发出大量的三维动画软件。这些动画软件按照其功能的不同可分为两类，即主流软件和辅助软件。主流软件一般其功能非常强大，能够实现从建模到材质贴图、灯光、摄像机及动画等全部功能，而辅助软件的功能一般比较单一。

　　1）Softimage3D

　　Softimage3D是有专业动画师设计的强大的三维动画制作工具，它的功能完全涵盖了整个动画制作过程，包括交互式的，独立的建模和动画制作工具，SDK和游戏开发工具，具有业界领先水平的mentalray生成工具等。

 

　　2)3DSMAX

　　3DSMAX是一款应用于PC平台的元老级三维动画软件，由Autodesk公司出品。它具有优良的多线程运算能力，支持多处理器的并行运算，丰富的建模和动画能力，出色的材质编辑系统。目前在中国，3DSMAX的使用人数大大超过其他三维软件。

 

　　3）Maya

　　Maya是Alias/Wavefront公司的产品，作为三维动画软件的后起之秀，深受业界欢迎和钟爱。Maya集成了Alias/Wavefront最先进的动画及数字效果技术，不仅包括一般三维动画和视觉效果制作的功能，而且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战术。Maya因其强大的功能在三维动画界造成巨大影响，已经渗入到电影、广播电视、公司演示、游戏可视化等各个领域，且成为三维动画软件中的佼佼者。《星球大战》、《黑客帝国》、《角斗士》、《完美风暴》、《恐龙》等很多大片中的计算机特技镜头都是应用Maya完成的。逼真的角色动画、丰富的画笔，接近完美的毛发、衣服效果，不仅使影视广告公司对Maya情有独钟，许多喜爱三维动画制作，并有志向影视计算机特技方向发展的朋友也为Maya的强大功能所吸引。