前言：中文期刊網精心挑選了三維動畫設計論文范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。

三維動畫設計論文范文1

水利工程建設是一項復雜的系統工程，設計周期長、投資大、主體結構復雜，具有標準化程度低、協同配合要求高等特點，并且專業涉及面廣，包括測繪、地質、土木、建筑、機械、給排水等多個專業，各專業之間存在著相互聯系又相互制約的關系，且各專業的二維圖紙表達抽象，其他專業參照非本專業圖紙較難理解。因此，在水利工程展示中采用三維動畫表達設計意圖具有以下3點現實意義：

1）清晰展示工程建筑物主體結構

三維動畫可從多視角將工程建筑的結構、材質、布置準確地表達出來，在模型基礎上，能夠任意觀察壩工、廠房等專業建筑結構。相較于用工程圖紙加上說明的表達形式，更能直觀地讓人感受到工程建筑的形態，突破了二維的局限性。

2）明確展示各專業的設備布置

水利工程廠房專業中布置了電氣、暖通、水機等各專業設備，一般二維展示只能根據各個專業的相關圖紙作基本位置的介紹，通過數字標高識別各設備布置的高程。通過三維動畫展示，能清楚地表達各個專業在真實場景中相互交錯的關系，一些本身具有運動工作性質的設備，還能模擬其工作過程并真實地表達出來。

3）直觀展示水利樞紐的工作原理及施工過程

通常為了說明重要的技術點，用簡單的、示意性的平面圖形來反映復雜的原理過程，不容易表達清楚三維空間上的真實內容，而且還要求工作人員具備良好的抽象理解能力和很強的專業知識。用三維動畫表現動態的水利樞紐、展示水利工程的工作原理及施工過程等則非常直觀而清晰，也是對重點工程項目技術、工藝闡釋的深化和重要延伸。

2.三維動畫制作流程

三維動畫借助計算機對所表現對象的形狀、尺寸建立模型以及場景，為模型賦予特定材質，設置模擬燈光，再根據要求設定模型的運動軌跡、虛擬攝影機的運動和其他動畫參數，通過計算機的自動運算生成一組靜態圖片，將這些靜態圖像高速播放，從而產生動態效果，之后添加字幕、圖像、音頻等效果，最后得到工程演示動畫，。實現三維動畫流程的Bentley軟件模塊主要有Architecture、Structural、GEOPAK、MicroStation的渲染模塊以及后期處理軟件AfterEffects等，可根據需要，結合各軟件的優勢綜合利用。

2.1模型的建造

基于筆者所在單位三維可視化協同設計平臺，利用MicroStation基礎軟件和包括測繪、地質、建筑、結構、管路、電氣、暖通、給排水、校審和全生命周期數據管理等涵蓋水電設計所有專業的專業模塊的強大功能，各個專業能夠同時進行模型建造并實時協同。相較于傳統建模軟件，如Sketchup、3DMAX等更能精準、快速地完成模型建造。利用MicroStation軟件的優勢，最終能得到尺寸精確、細致、仿真度極高的壩區地形、擋水建筑物、通航建筑物、地下廠房模型、施工場地、公路等工程模型。

2.2材質及燈光的選擇

材質的處理，可在MicroStation中的渲染模塊用軟件自帶的材質，也可根據需求，替換任意其他材質，操作簡單便捷。三維動畫與水利工程建筑物相關的材質種類不多，主要有混凝土、鋼筋、石頭等。由于水工建筑物的結構較為復雜，但真實場景中材質的同一種色調在三維展示中運用略顯單調，并且難以清晰地表現建筑物各部分的銜接情況。為此，對同一種材質也需收集多種顏色或紋理不同的樣本。燈光方面，可利用MicroStation中的渲染模塊功能可以模擬室內、室外多種光源，表達形式也多樣化，如點光源、線光源、片面光源、太陽光源等。各專業結構及布置情況展示的三維動畫對燈光的要求并不高，只需確保所展示的建筑物清晰可見，具有少量陰影即可。外部場景則需要對燈光的色彩、強度、衰減、陰影等方面進行詳細考慮，以達到仿真效果。

三維動畫的最大優點，就是能夠多角度查看工程場景，在現實中無法拍攝的角度，在三維動畫中能輕松展現，只需在場景中設置好行進路徑，并設置相機位置及目標點位置。在水利工程建筑中，室內展示受到建筑布局及結構的影響，可能出現視角被遮蓋、行進過程中遇到專業設備阻攔等情況，為了能使建筑及專業設備能更專題研究Special Research好地被觀看，有時會根據場景需要，對建筑物進行剖切、隱藏墻體或半透明化處理以達到最佳的展示效果。

2.4渲染輸出及后期合成

渲染輸出時根據三維動畫場景的時間長短，單張圖片為一幀，以每秒25幀形成動態效果。MicroStation能進行渲染輸出連續的靜態圖片，渲染則由計算機自動操作。后期合成是將渲染輸出的圖片素材進行加工處理，添加文字、標注、顏色顯示框甚至聲音效果等，之后合成AVI、MOV等視頻格式的動畫，這一步驟主要在AfterEffects后期處理軟件及AdobePremiere視頻編輯軟件中完成。后期合成是水利工程三維動畫制作較為重要的一部分，能在三維動態展示的基礎上，添加更為清楚的解說及標識。

3.三維動畫在水利工程中的實際應用

筆者所在單位根據勘測設計技術市場及業主的需求，于2010年底成立了數字工程中心，其中，三維室主要推廣三維可視化協同設計，以托巴水電站、蟠龍抽水蓄能電站等各水利工程項目為依托，在協同平臺上利用三維建模，成功地將工程項目從二維轉化為三維，模擬出真實、精確的現實工程。在此基礎上，將模型以三維動畫的形式展示出來，更直觀地闡述工程技術原理，促進科研開發與成果推廣工作水平進一步提升。

4.結語

三維動畫設計論文范文2

【關鍵詞】科普教育；形象化；靈活性

中圖分類號：J954 文獻標志碼：A 文章編號：1007-0125（2015）12-0101-03

一、科普影片的傳播目的

“科普”一詞，應源于1959年英國人查理斯?波西史諾《兩種文化與科學革命》的演講內容，這是現代社會對于科普開始了解及重視的開端，在以人文社會為主流的時代，這一概念的提出也逐漸發掘了科學于社會發展和人民生活之間的重要聯系，因為科學所要普及的即是以人文為主的社會環境。更好的公民科學素養的養成與質量的提升，是促進國家繁榮的重要因素，并可以提供更優質的社會決策和更高質量的個人生活，提高廣大民眾的科學素養是對未來的投資。目前世界各國推廣科普教育的政策雖然各有不同，但是都對科普教育的推廣工作非常重視，且不乏積極發展的案例。在歐洲，大多數民眾都看好一般科學和技術所帶來的好處；根據美國相關機構的研究顯示，超過百分之八十的美國民眾表示出對生活上具有普遍利益的科學知識有一定的興趣；在澳洲，大部分的民眾也認為，科學技術是改善生活的重要因素。

如何喚起學生對于科學知識的興趣與學習動力，是近年來科學教育最關注的議題之一。過去科普或科教領域的研究主要關注于學習效率的提升，或改變教學策略對成就表現的影響。然而，推廣科學教育的目的是提升學生對科學的學習興趣，有相關機構調查發現，觀眾在聽完科學知識講座后，自身在對科學知識的理解和對于相關知識的學習態度及學習興趣方面有明顯提升。科學教育因內容議題廣泛，對于科學知識的學習效益研究、學習動機和科學素養等相關議題皆會產生積極影響。

學生在科學、科技知識課程中，能連結科學概念、理解與知識的相關應用，甚至在課程結束后，會持續關注相關議題并統籌所學內容，這就是科普影片所應起到的作用。具體說來，注重科普影片的傳播可以達到以下的效果：

（一）大眾能肯定科學研究、科學方法、科學精神與其重要性，并能接受及推廣這些方法與價值；

（二）吸引更多民眾投入相關活動；

（三）促進專業與非專業領域的溝通了解，激發跨領域的新研究。

所以，科普影片的傳播目的不僅在于學習科學知識，更重要的是協助對科學的了解，并提升科普議題的關注與學習?？茖W知識是透過不斷辯證、收集數據并評估進而取得發展的，所以，借由科普影片輔助及整合科學知識內容，有助于延續學生在科學領域的認識得到進一步發展。

二、三維動畫科普影片的優劣勢比較

近些年來，隨著科技的不斷進步，科普影片的拍攝形式也由過去依靠相機、攝像機實景實地拍攝的單一拍攝方式，轉為利用計算機運算三維動畫仿真圖像的新型科普影片制作方式。那么，這種新型的科普影片拍攝方式相對于傳統拍攝方式，到底有哪些優缺點呢？首先我們來探討優點部分：第一，由于三維動畫完全采用電腦進行制作，在制作空間上可以節省許多，只要是能擺放電腦進行創作的地方都可以進行動畫制作；而其他的影片制作方式，不管是用拍攝方式還是用手繪方式，除了要有繪畫或是制作道具的場地，還需要有拍攝用的攝影棚等工作場所才可以進行制作。第二，利用三維動畫方式制作影片，具有高度的制作靈活性，如果有不滿意的鏡頭需要修改，只需在軟件中修改原有文件的相關參數即可，使得制作和修改過程變得相對簡單；而其他的影片制作方式，一旦出現某個環節的錯誤，可能就必須重做一次，好比實景拍攝的方式，只要有一個地方出錯，可能整個鏡頭就需要全部重拍，這會使得制作過程變得冗長、繁瑣且會消耗更多的資源，拍攝時間上也得不到很好的保證。第三，因為三維動畫能夠模擬生成復雜的環境場面，比起傳統手繪動畫能夠呈現更大的空間變化和更為逼真的視覺效果，而傳統的攝影機或顯微鏡拍攝的方式因為會受到環境、光線以及器材的影響，使得拍攝過程受到諸多限制，往往效果會不盡人意。隨著電腦硬件和軟件科技的不斷向前發展，三維動畫可以呈現出越來越多我們以往無法企及的視覺可能性，從而制作出更為逼真的影像效果。雖然這點有人認為未必更好，但是若純粹以技術層面來看確實是一種進步。第四，三維動畫制作方式能夠節省更多的制作成本，因為不需要大量的人力物力的介入，在資金有限的情況下，只要有一臺中等配置的電腦便能夠開始制作工作，而傳統拍攝方式除了要將畫面用相機或是攝影機拍攝下來，還要將拍攝素材送交后期剪輯以及合成部門進行畫面的后續處理，而現在這些步驟在三維動畫制作的流程里可以在同一臺電腦上完成。

在探討要三維動畫的優點的同時，我們也應注意到利用三維動畫方式制作科普影片也存在一些缺點和問題。第一，是所有利用電腦進行動畫制作的方式下普遍存在的問題，就是過度依賴電腦使得資料的保存方式限于電腦硬件之內，一旦電腦硬件出現損毀，辛苦創作的數據資料很有可能一瞬間化為烏有。第二，也與過度依賴電腦有關。由于制作過程全部或大部分透過電腦完成，軟、硬件之間的配合就顯得尤為重要。一旦軟、硬件之間出現不兼容的情形便會出現制作過程的停滯。例如：當制作過程是由多人共同擔當，并非個人獨立制作時，一旦所用的制作軟件不相同或是版本不同的時候，就有可能出現文件無法相容，導致制作過程停滯的情況。尤其是多人參與制作時，這是經常出現的、非常麻煩的問題。第三，是與電腦硬件配置情況有關。雖然理論上只要電腦能安裝三維動畫制作軟件，就可以進行影片的制作工作，但是實際制作中如果電腦硬件設施過于老舊，即便是軟件能夠安裝，也很難正常使用。這個問題也會影響到將來圖像的輸出以及最終影片的完成時間。硬件設備的落后，使得相對的圖像運算需要花費更多的時間去完成，這會直接導致影片制作效率低下和制作成本的增加。

三、生物三維動畫科普影片的特性與制作流程

傳統生物學教學影片注重知識化、通俗化和形象化，將艱深難懂的生物學知識和生物學技術普及給社會大眾。隨著時代的發展和生物學教學模式的轉變，新世紀的生物學科普影片除了要繼承傳統生物學科普影片的現有特征以外，還應探索面臨的新形勢、新內容和新問題，并以此指導生物學科普影片的創作工作。

隨著音視頻技術和媒體傳播方式的變遷，利用傳統方式拍攝制作的生物學科普影片從畫面效果到視頻內容方面，已遠遠不能滿足當今人們對于生物科學知識學習的渴望。近年來，由于三維動畫技術的精確性、真實性和無限的可操作性，被廣泛應用于影視、教育、軍事、娛樂等諸多領域。利用三維動畫仿真技術制作的影片能夠給人耳目一新的感覺，因此受到了眾多觀眾的歡迎。在國外，三維動畫仿真技術也被廣泛應用于生物學教學影片、科研及科普等多個領域。那么，國內生物三維動畫科普影片的制作與發展現狀又是如何呢？針對這個問題，我們的科研小組做了一系列的調查，結果發現：首先，盡管生物學研究領域特別是教學方面極度需要相當數量的三維生物學動畫科普片的片源，但是國內卻沒有一家機構能夠專業從事此類影片的制作，制作流程和技術表現特質的研究方面仍屬空白；其次，國內目前對于生物學科普影片的制作方面，仍然大多以電子顯微鏡或相機拍攝到的真實圖片或視頻為主，因為現實攝制條件的限制和軟硬件方面的制約，這種傳統拍攝方式得到的影片效果往往不盡人意；最后，國內現在三維生物學動畫科普片的來源，主要是依靠采購國外僅有的幾家相關制作機構制作的片源，影片價格高居不下，內容也不甚豐富，而且品質良莠不齊。

通過以上的調查結果我們不難看出，目前我國生物科普影片的制作中在牢牢把握科學性的同時，必須考慮當今受眾的需要――只有觀眾喜聞樂見的科普影片形式才是“優質產品”。三維動畫具備不受時空、結構與尺度限制的特征，能以逼真的圖像表現無法實拍或者具有危險性的生物生活環境或身體內部構造，使用三維動畫技術能真實、清晰地展示想要表達的生物對象的每一個細節，可以在小規格時段內模擬出實際發生過程漫長的生物研究過程，并可以突破物理屏障，深入對象內部結構進行“拍攝”，也能夠輕松模擬在顯微鏡條件下難以拍攝到的對象外形和運動，適宜表現那些強調真實感、空間層次感的復雜研究題材，其制作修改靈活性較強，畫面質量能得到很好地控制，以上特點使得三維動畫將成為今后一段時間生物科普影片表現的主要手段和趨勢。

生物三維動畫影片的制作過程依照制作團隊人員的數量和制作成本的不同會有一些差異，但是其整體的制作流程大體相同。本文以筆者制作影片的過程為例，大致將生物三維動畫科普影片的制作流程總結并劃分為：前期制作階段、動畫中期制作階段和后期合成階段等三大步驟。

（一）前期制作階段

這一階段主要將影片的構思、文獻收集過程中的生物物種、生活習性和細胞結構特點等資料，透過與生物科學專家的不斷溝通交流，取得科學層面上的建議與確認，并充分結合三維動畫制作的特點，由故事大綱延伸出完整的文字劇本及基本美術造型設計方案，包括整體畫面風格設計、生物造型設計、色彩氣氛設計等步驟，然后將細化的文字劇本給予鏡頭語言，制作成完整的畫面分鏡頭臺本，即完成影片的前期制作階段。

（二）動畫中期制作階段

這一環節主要將完整的前期美術設計方案依照設計完成的圖樣，進行諸如三維數字模型搭建、材質貼圖、骨架綁定等工作，之后再進行生物角色的動畫設計、三維虛擬鏡頭運鏡、燈光、特效等方面的設定與測試，最后進行全片三維圖片序列素材的渲染輸出解算工作。

（三）后期合成階段

主要通過后期制作軟件完成圖片序列素材的剪輯與畫面效果調整處理工作，調整好畫面的節奏與色調，并對照畫面影像來制作影片中的全部字幕，最后將視頻進行完整輸出，得到最終成片。

以下便是筆者總結歸納的整個三維動畫科普影片的制作流程圖，如圖1所示：

盡管目前國外已經有關于三維生物學動畫的制作案例，然而，這在我國生物學研究界的應用至今仍然處在起步階段。研究三維動畫在現代生物學研究活動中的運用，能夠使三維動畫更好地服務于生物學研究和其他相關科研項目，為生物學科研與科普活動的發展帶來新的契機。

參考文獻：

[1]彭國華，陳紅娟編著.3ds Max三維動畫制作技法（基礎篇）[M].科學出版社，2009.

[2][美]葛詹尼加等著.周曉林，高定國等譯.認知神經科學――關于心智的生物學[M].機械工業出版社，2011.

[3]毛松午，李藝康，顧潔燕等.美國IMAX醫學科普電影《人體奇跡》給我們的啟示[J].中國醫學教育技術，2010（6）.

三維動畫設計論文范文3

關鍵詞：MAXSript；勾線效果；暈染效果；合成效果；彩墨效果

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 21-0000-03

近幾年是中國不平凡的幾年，“中國熱”現象持續升溫，中國特色動畫形式——水墨動畫經歷輝煌、沉寂之后，以三維技術的形式再次吸引了大家的眼球。

傳統水墨動畫曾因難度大、耗時耗力而難以為繼，三維水墨技術將水墨動畫的難度一再降低，但水墨動畫并沒有普及，而水墨效果的模擬已經成為制約水墨三維動畫發展的攔路虎。

水墨風格效果仿真的處理方式主要為兩類：一類是基于物理原理的模擬，另一類是基于圖像特征提取的模擬，以及再現。第1類方法的特點是繪制，以原畫繪制為主體，水墨效果以位圖為材質基本元素，效果好，但缺點是非常耗時。第2類方法的特點是更加快速，但繪制效果不如前者逼真，且開發技術難度大。

從制作動畫的角度考慮：使用第1類方法需要大量原畫人員，且只能進行離線渲染；使用第2類方法渲染速度快，適合應用于網絡游戲及動畫領域。

如何更好的擁有渲染速度快及技術難度低一點的水墨效果設計方法，是一個值得研究的問題。

1 MAXScript腳本開發技術

3ds Max作為國內用戶最多的三維動畫設計軟件，大受用戶歡迎，然而其三維腳本插件技術卻鮮為人知。近幾年各高校動漫專業遍地開花，動漫學習者人數每年逐次增加，而知道或者聽說過MAXScript的卻寥寥無幾。對于熟悉3ds Max的人來說，腳本絕對可以帶給大家全新的理念。

1.1 藝術設計群體腳本開發技術分析

一部動畫片是否“好”，不在于其所使用的是什么技術，技術故事畫面和情節能否打動人才最關鍵。真正好的動畫片，靠的是故事本身的感染力和情感訴求與觀眾產生共鳴。作為其表達情感的一種方式，如何更好地利用現有技術來為展現畫面感染力服務，是設計者最關注的。動畫藝術設計者可以沒有很好的“高深”技術編程能力，但一定需要具備發現美、展現美的能力。因此，藝術設計者往往會將更多的精力用于后者的培養，應用編程技術來開發作品的能力則一般較低。

而三維動畫或為了達到更真實更具美感的效果，或為了更快速而有效的完成某一特效，需要更多功能強大的應用軟件或插件來實現。

然而CG設計行業的現狀是，插件設計者與一線的藝術作品設計者交集較少。尤其國內，插件開發者一般從事圖形學和三維重建等的研究，而作品設計者一般是藝術設計專業人才[1]。如何將藝術創作和需求的插件設計結合起來，使基于插件開發的群體更好地把握所需特效的精髓，是需要解決的一大問題。

1.2 MAXScript腳本特征分析

MAXScript腳本語言最大的優勢——易學易用。MAXScript非常適合沒有編程基礎的大眾用戶特別是藝術設計類用戶學習。因為它的語法格式和規則非常少。MAXScript腳本語言除了能把腳本做成工具欄的按鈕以外，還可以通過命令行窗口將用戶在3ds max用戶界面中的操作轉化為MAXScript腳本。

腳本語言必須具備的特點——功能強大。MAXScript語言具備一般程序語言的普遍特點，而且幾乎可以實現所有3ds max界面下的交互操作。MAXScript完全基于OpenGL以及VC核心制作，功能強大。如果能好好利用MAXScript，完全可以在3ds max里實現許多MAYA等工具的優勢功能。

與國內應用最廣的三維動畫軟件3ds max——融合最好。MAXScript是3ds max內置腳本語言，是3ds max軟件最好的表達式和插件編寫工具。MAXscript很好地融入到了3ds max用戶界面中，可以將腳本集成為程序面板、卷展欄、浮動窗口或者工具欄中的一個按鈕，也可以用來擴展或替代對象、修改器、材質、貼圖、渲染效果和大氣效果的默認設置界面。

1.3 MAXScript腳本開發技術應用

3ds max中的插件又稱作外掛濾鏡（Plug_in），3ds max允許用戶對軟件功能進行重新卡發，對軟件功能進行擴展和完善。因此，3ds max中已有的外掛濾鏡，大部分可以重新被擴展，或重新定義——在MAXScript腳本語言中這種能力被稱為“規劃移植”[2]。

MAXScript并不能對所有的插件進行新對象的擴展，部分插件類型限制只能對已有的插件進行功能性擴展，如本插件中需要用到的貼圖插件。還有個別插件類型暫時還被限制擴展。在編寫MAXScript插件時必須指定對應的插件類型，才能調用該插件類型的相關屬性。

MAXScript腳本文件大致可分為3種類型：程序型腳本（.ms）、插件型腳本（.ms或.dlx）和宏腳本（.mcr）。

根據類型的不同，文件名和所使用的方式也有所不同。3ds max軟件本身提供了很多腳本范例，都可以直接使用，有些非常優秀。另外，國外的一些腳本網站也提供了大量的免費或收費腳本。

3ds max腳本擴展名為*.ms，可以使用記事本來編輯腳本另保存為*.ms，3ds max內置有一腳本編輯器，通常使用這種方式來編寫腳本。

MAXScript腳本語言因其語法格式和規則非常少，操作相對簡單，適合沒有編輯基礎的用戶。國外有不少免費學習網站，同時還有不少優秀的免費插件開源，對于學習MAXScript腳本語言有較大的幫助。

2 基于MAXScript的水墨效果仿真

水墨筆觸的特點遵循了中國特色藝術特點，所謂“大音希聲，大象無形”，描述的是一種和自然融為一體的境界[3]。水墨筆觸就是一種墨水與宣紙融為一體，墨的濃淡、宣紙不同位置對墨水的吸收自然呈現，仿佛自然存在于宣紙上，沒有刻畫痕跡的特殊筆觸，對水墨筆觸的模擬難度是可想而知的。

ChineseMaterials水墨材質插件是對水墨暈染[4]與勾線效果[3]的仿真設計。通過MAXScript腳本語言對3ds Max的標準材質插件進行擴展，得到本插件。插件功能模塊如圖1。插件功能結構表如表2。

由于兩部分功能是獨立存在的，所以，對造型的筆觸描述可以根據實際場景進行部分效果的模擬，如有些造型不需要勾線效果，只注重內部墨水的自然暈開，就可以只應用“暈染效果”功能直接設計對應材質。

3 仿真效果算法設計

ChinesePainter插件主要實現了對水墨筆觸的模擬，通過材質實現模塊的“勾線效果”、“暈染效果”、“合成效果”、“彩墨效果”四個子模塊，實現了對水墨效果和彩墨效果的模擬。

3.1 “暈染效果”效果仿真

水墨材質插件ChinesePainter 的“暈染效果”模塊是本插件的核心部分。主要用來調制水墨材質的內部墨水暈開的效果。具體設計算法如下：

Step1 設置材質的不透明度貼圖為衰減貼圖。通過設置衰減貼圖的顏色、類型、衰減方向并調整混合曲線，得到衰減效果。

Step2 設置衰減貼圖1為漸變坡度貼圖。通過指定漸變坡度貼圖參數的標志1、2、3及漸變類型、噪波相關參數，得到漸變效果。

3.2 “勾線效果”效果仿真

“勾線效果”模塊主要用來模擬外部輪廓線。水墨動畫中也有不描繪外部輪廓的造型，所以“勾線效果”模塊為可選項。

本程序段的編寫具體對材質進行的設置與“暈染效果”類似，不同之處在于參數值的變化。

3.3 “合成效果”效果仿真

“合成效果”部分主要實現“勾線效果”和“暈染效果”兩種效果的混合效果，用戶需要先設置“勾線效果”和“暈染效果”兩種材質，通過“合成效果”按鈕指定合成材質的基礎材質為“勾線效果”材質，再指定材質1為“暈染效果”材質，即可實現兩者的合成效果。

當然，在不同的用戶需求下，合成效果的使用情況會有所不同，對于不同動畫造型，可能出現部分使用合成效果，部分只取勾線效果或暈染效果一種效果的情況。因此，合成功能當根據實際情況使用。

3.4 “彩墨效果”仿真

“彩墨效果”部分主要實現用戶對彩色對象的設置需求，如水墨荷花中的荷花等，自然界的許多動植物都可以調制彩墨效果。

Step1設置材質的不透明度貼圖為衰減貼圖。設置衰減貼圖的color1、color2和curve曲線，并指定衰減貼圖的map1為漸變坡度貼圖，實現衰減效果。

Step2 設置漸變坡度的漸變參數，如：flag1、2、3的位置和顏色，并設置漸變類型和對應噪波參數，實現漸變效果。

4 實驗結果

本文使用上述方法，利用MAXScript設計了Chinese painter水墨材質插件，對多個靜態造型進行測試，均達到較真實仿真水墨效果。為了驗證將其應用于動畫、游戲及其他數字娛樂產業的可行性，而進行了實時動畫的制作。本文使用3ds max設計了一個簡單茶壺模型，對茶壺模型分別進行了三種水墨效果的渲染。并制作了一部水墨效果動畫短片，對其中的花朵應用彩墨效果進行了渲染，渲染窗口大小為800*600（pixel），模型水墨效果仿真如圖4，其中圖4（a）為暈染效果仿真，圖4（b）為勾線效果仿真、圖4（c）為合成效果仿真，圖4（d）為彩墨效果仿真。

5 結束語

水墨動畫作為極具中國特色的動畫形式，在經過三維技術重構以后，以全新的形式再次吸引世界的眼球，然而三維水墨技術的開發難度大，本文提出一種基于MAXScript腳本的水墨材質設計方法，操作簡單易學，并開發對應的設計插件，可以快速自動生成默認的水墨效果，同時提供自定義模塊，供廣大藝術設計工作者參考使用。

參考文獻：

[1]何芳.基于GPU的3D水墨動畫技術研究[D].天津大學碩士學位論文.2008.

[2]王華.3ds MAXScript腳本語言完全學習手冊[M].北京：北京科海電子出版社.2006：755-759.

[3] 鮑海燕.從3DS MAX軟件到三位動畫產業[J].硅谷.2008，（24）：194-195.

[4] Bousseau A， kaplanM，Thollot J，et al.Interactive watercolor rendering with temporal coherence and abstraction[C]//Proceedings of the 4th International Symposium on Non-photprealistic Animation and Rendering.New York：ACM Press，2006：141-149.

[5] Luft T，Kobs F，Zinser W，et al.Watercolor illustrations of CAD data [C]//International Symposium on Computational Aesthetics in Graphics，Visualization and Imaging.Lisbon：Eurographics Association，2008：57-63

三維動畫設計論文范文4

作者：周宇 單位：武漢軟件工程職業學院藝術設計系

在教學過程中他們互有長短：從相關專業轉過來的動漫教師具有一定的教學技巧，特別擅長于“生產線式”入門級的教學，但是對于深層次的動漫制作技術往往不是很在行，實際操作能力略顯劣勢；而另一部分從動漫企業聘請過來的業務骨干，有著最新的實踐操作技術卻缺乏必要的教學技巧，技術層面過硬、知識層面欠缺，課堂上難以調動學生的積極性與創造性。教學。現今的高職動漫教育是延續傳統的高職教育模式，過分強調動漫作為藝術的屬性，忽視商業的客觀要求，忽視和市場的對接，因而無法滿足社會的需求，這種教育體制下培養出來的高職學生，想法雖多但實踐能力弱，適應市場的能力較差。學生對動漫專業沒有一個正確的思路，沒有對該行業進行應有地思考，對自己在動漫生產流程中所能夠從事的工作性質缺乏清醒的認識，也就談不上在動漫創作中的參與性與創造性。針對目前高職院校動漫教育的發展現狀，要想更好地促進高職學生就業，改變動漫產業發展與高職人才培養之間的供需失衡問題，我們還須從“一定三教”進行探索與改進。

定位要“準”。筆者在此文中始終講的是動漫，而不是動畫，“動漫無限性”決定了動漫應用領域的廣泛性。高職教育相對本科教育應更加注重職業技能的培養，即培養掌握專業系統知識，具備較強崗位實踐能力的高素質技能型專門人才；換言之，可以說培養的是一線的“藍領工人”，他們應以美術繪畫基礎和軟件的實際操作能力為主，對于動漫的藝術和理論教學不作為主體，以短、平、快的模式培養一批社會實用型人才。并根據社會需求，結合本校自身的辦學特點和定位進行崗位分類，針對不同崗位的培養對象制定不同的培養目標，如影視動畫專業就著重在影視作品的創意、設計、制作等方面，動漫設計與制作就著重在二維動畫設計與制作、三維動畫造型設計與建模、多媒體軟件動畫設計方面，不求全但求精，除了基礎課程外，起碼應該保證三分之二的時間在實踐教學上完成，學生畢業后可從事的崗位有影視制作公司、動畫制作公司、廣告公司等，只有相對本科類院校進行差別化培訓才是高職動漫學生的出路。

教材要“精”。要積極推行對工作過程系統化、標準化課程的開發和建設，即由與高職動漫教育職業相關的職業行動體系中的全部職業“行動領域”導出相關的“學習領域”，再通過適合教學的“學習情境”使之具體化。簡單地說，工作過程系統化課程開發模式的基本框架是：動漫工作任務分析動漫行動領域歸納（教學計劃）動漫學習領域轉換（課程開發）動漫學習情境設計（教材開發與教學方案設計）。這種教材的編寫模式可以打破長期以來形成的學科性知識體系，遵循職業成長規律和認知學習規律，實現高職動漫課程“知識的工作過程系統化”的排序方式。就教材體系的構建來看，高職院校動漫教材的開發還要著重發揮各動漫公司、企業等相關教、產、研的優勢，把企業項目和成功的訂單式培養案例融進教材中去，共同致力于對動漫基礎原理、動漫制作技法、動畫運動規律、動畫短片制作以及動漫市場策劃和動漫品牌運營等一系列相關教材的開發，唯有如此，才能對高職院校動漫專業的長足發展提供恒久有力的理論支持。

教師要“能”。首先學校要制訂教師培養培訓計劃，加強教師專業技能和實踐能力培養。其次，堅持定期選派專業教師到動漫行業、企業實習或掛職鍛煉。再次，從動漫企業引進能夠從事教學工作、生產技術過硬的工程師、技師做專業教學的專兼職教師。最后，建議設立以專業教師為主的工作室制教學模式。教學要“活”。一要“活”在課程設置上。將課程設置為幾個主要模塊的課程結構,使其具有較強的開放性,保持課程的最佳適應性、適用性與適當性。二要“活”在培養模式上。在教學中要以學生興趣和專長為本，明確畢業創作、畢業論文和將來就業的方向，形成一套切合實際又能考慮學生的個性特長與興趣愛好的人才教學培養模式。三要“活”在校企合作上。按照“學院對接區域、專業對接產業、學生對接職業”的建設思路，探索“職業道德+職業技能+就業創業能力”的人才培養模式?？偠灾?，高職院校動漫教育的方式可以多種多樣，應該結合高職動漫教學中的實際存在問題，在努力提高教師自身教學水平的同時，采取科學實際的教學方式，為我國動漫產業的發展培養大批高素質的技能型人才，畢竟就業才是硬道理。

三維動畫設計論文范文5

關鍵詞：計算機動畫；動畫生成；自然語言理解

我國最先利用媒體制成動畫并放映出來是在電視機出現后的幾年內，而現階段動畫經過了多年的發展，已經開發出了多種形式，像是動漫游戲、科學實驗、仿真模擬以及動畫的電影廣告等[1]。動畫生成技術在90年代被提出的，其也就是將具有人工智能的技術運用到動畫生成的過程中，但是當時的動畫生成技術還是非常的不成熟，其動畫角色、動畫效果都不夠真實，因此到了2003年開發出了一款新版的動畫自動生成系統。

1 人工智能在動畫中的應用

1.1 通過自然語言指令驅動的動畫

⑴自然語言中的Ulysse是可以讓用戶在使用的時候，將自然語言在虛擬的自然環境中進行瀏覽的商，而其包含的項目主要有語法分析器，也就是對輸入的文字進行解析；語義模塊，對輸入文字所包含的含義進行了解；語言到虛擬實體的映射器，也就是手柄的作用，通過這幾項功能就可以讓用戶在既定的規則里構造出動畫，并在這階段上建立一個語音識別系統，方便用戶在使用的時候可以自動的將語言輸入進去[2]～[3]。

⑵第二個是自然語言中的Person，該項目是可以讓用戶對動畫的虛擬角色進行人格化，也就是對動畫中的人物配上具有智能化的對話形式，像是動漫游戲中的NPC的對話形式就是采用自然語言中的Person。

⑶自然語言中的Nautilus，用戶主要是可以通過口頭命令的方式，讓用戶可以對已經播放過的圖片或是影片進行自動回放，這就像是游戲中的錄像，該項目就是采用Nautilus進行執行的。

⑷自然語言中的Animation from Natural Language Instruetions，可以說是將上述三種語言進行結合的一種語言，簡稱為AnimNL，運用該種語言可以將模擬動畫人物的肢體動作、語言表面以及聲音進行結合，而這一項目包含了知識庫中的大部分功能。

1.2 模擬人類對話的動畫形象

為了能夠使得動畫中的人物形象與人類更為接近，因此對于動畫人物上必備的要求，首先就需要有逼真的人物形象，而人物形象中就必須包括人類所特有的動作、說話的聲調以及面部的基本表情、可以與人類進行交談的語言能力，也就是交談的能力；對于社交能力的認知和感知能力，一旦有交往請求，就應當立即的進行處理。而該系統主要包括了命題性的、交互性的，并將這兩方面進行合成，從而研制出能夠與人類進行對話的角色，最簡單的有模擬練習中的提醒，最難的可以說是目前最受歡迎的《阿凡達》中的角色。

1.3 交互式故事系統

交互式故事系統進行劃分，可以分為兩種，分別是故事圖與模擬世界兩種類型，而如果將二者單獨列出，是不能夠作為一個獨立的交互故事的。交互式故事系統主要是讓用戶當這個故事的關鍵人物，從而通過用戶的主觀能動性來確定或是取消系統當前的行為，而后根據系統角色設定，對角色進行進行控制，而控制的行為主要包括整個故事的情節或是角色的一系列的動作序列。

1.4 角色語音和面部表情的自動生成

在新版的動畫自動生成系統中，是可以將角色的個性、情感狀態以及動作通過Byrne的輸入，可以自動進行完成。

1.5 動態實時攝像機的自動控制

在目前的計算機技術中，為了能夠捕捉到虛擬三維環境中的事件，而這就需要對攝像師系統與電影攝影知識的雙重了解，并將其進行總結。雖然動畫是依靠關鍵幀來維持的，但是也是需要有鏡頭之間的排序和轉換的情況。當一組攝像機進行拍攝的時候，那么就需要了解下一組鏡頭進行轉換的時間以及位置，這樣才能夠拍攝出好的拍攝效果，如果一旦出現了什么問題還可以進行微調。

2 案例分析

為了能夠更為直觀的對全過程計算機輔助動畫自動生成的過程進行了解，下面本文將以《龜兔賽跑》為例，將這則故事由該系統最終自動生成動畫，經過粗略的計算，其主要有五個步驟。⑴用戶需要對《龜兔賽跑》整體的故事文本有一個基礎的了解，之后再采用自然語言對其進行敘述；⑵要對《龜兔賽跑》的整體故事情節進行了解，也就是對每一段的故事情節進行充分的了解；⑶將《龜兔賽跑》整個故事進行劃分，將其作為一個分場景的劇本；⑷將《龜兔賽跑》分為分場景的劇本之后，對每一個場景的動畫角色的設計、背景的涂鴉以及動作的設計進行詳細的表述，并要與每一段的時間吻合；⑸最后一步將《龜兔賽跑》中所有的步驟進行組合，并在動畫素材庫以及聲音庫中將其進行結合，從而生成一步完整的動畫。

[參考文獻]

[1]敖麗敏.交互式過程性知識表示與獲取及其實現的研究[D].中國農業大學.2009.

三維動畫設計論文范文6

HTML5將成為HTML、XHTML以及HTML DOM的新標準。HTML的上一個版本誕生于1999年。自從那以后，Web世界已經經歷了巨變。HTML5仍處于完善之中。然而，大部分現代瀏覽器已經具備了某些HTML5支持[4]。 

1 程序設計中所引用的關鍵技術介紹 

1.1 HTML 5的Canvas元素 

HTML5的canvas元素使用JavaScript 在網頁上繪制圖像。相當于畫布，它是一個矩形區域，您可以控制其每一像素，canvas擁有多種繪制路徑、矩形、圓形、字符以及添加圖像的方法。我們可以通過下面語句創建并規定canvas元素的id、寬度和高度： 

 

canvas 元素本身是沒有繪圖能力的。所有的繪制工作必須在JavaScript 內部完成： 

 

上述這段語言完成了在canvas中繪制一個紅色的矩形。 

1.2 webGL中的可編程處理器 

WebGL中引用了OpenGL es2.0的可編程處理器，這也是webGL的關鍵所在，即頂點著色器和片元著色器，所以接下來本文詳細論述了可編程管線是如何對數據進行處理的。 

1.2.1 可編程管線的具體流程 

圖1描述了頂點著色器和片元著色器在可編程管線中的具置以及整個API的調用順序，這個示意圖也向我們展示了可編程管線的流處理本質：數據流從應用程序到達頂點處理器，然后到達片元處理器 ，最后到達幀緩沖區[3]。 

1.2.2 著色器的數據處理 

首先來介紹一下著色器中所使用到的幾種限定符： 

Attribute：用于經常更改的信息，用于從應用程序到頂點著色器所傳的數據。 

Uniform：用于不經常更改的信息，用于頂點著色器和片元著色器。 

varying：用于從頂點著色器傳遞到片元著色器。 

Const：用來聲明非可寫的編譯時常量變量。跟C語言相同。 

頂點著色器所操作的是輸入的頂點值與其相關聯的數據。它可以用來執行頂點變換，發現變換以及規格化，紋理坐標生成，紋理坐標變換，光照等。 

比較簡單的頂點著色器程序代碼如下： 

 

片元著色器是一個處理片元值及其相關數據的可編程單元。片元著色器用來執行傳統的圖形操作，例如在插值得到的值上的操作，訪問紋理，應用紋理，霧化，顏色匯總等等。此外光照也可以選擇在片元著色器上進行，而且效果會比頂點著色器要好一些。片元著色器不會取代在webGL像素處理管道的后端發生的固定功能圖形操作，例如覆蓋、像素所有權測試、剪切、點畫、alpha測試、深度測試、模板測試、邏輯操作等等。對片元著色器的主要輸入是插值得到的易變變量（內置的及用戶定義的），它們是柵格化的結果。用戶定義的易變變量必須被定義在片元著色器中，并且它們的類型必須在頂點著色器中定義的類型相符。此外，需要注意的是再片元著色器中是沒有屬性變量的定義的[5]。 

比較簡單的片元著色器程序代碼如下： 

 

圖2介紹了頂點著色器和片元著色器中的整個數據處理流程。 

1.3 著色器與程序對象的鏈接 

圖3展示了在webGL的執行環境中是如何處理webGL著色器與應用程序的鏈接的。應用程序通過構建的對象調用API函數與webGL進行通信。利用gl.creatShader創建著色器對象，之后應用程序可以通過調用gl.shaderSource來提供著色器的源代碼。使用這個命令可以向webGL提供包含著色器源代碼的字符串。將著色器源代碼加載到著色器對象中后，可以調用gl.compileShader來編譯它。“程序對象”是webGL管理的一種數據結構，它由gl.creatProgram創建，它充當了著色器對象的容器。應用程序需要使用命令gl.attachShader將著色器對象附加到一個程序對象上。之后通過調用gl.linkProgram可以將編譯好的著色器對象鏈接到一起，鏈接步驟會解決著色器之間的外部引用，檢查頂點著色器與片元著色器之間的兼容性，向一致變量指定內存位置等。其結果就是產生一個或多個可執行代碼，通過調用gl.useProgram就可以將它們安裝為webGL當前狀態的一部分。這個命令會在頂點處理器和片元處理器上安裝可執行代碼，以便用它們來渲染之后的所有圖形圖元。

執行著色器的程序代碼如下（以頂點著色器為例）： 

var shader; 

var shaderProgram; 

shader = gl.createShader(gl.VERTEX_SHADER);//創建頂點著色器對象 

gl.shaderSource(shader, str);//加載著色器源代碼 

gl.compileShader(shader);//編譯著色器源代碼 

shaderProgram = gl.createProgram();//創建程序對象 

gl.attachShader(shaderProgram, shader);//將著色器對象附加到程序對象 

gl.linkProgram(shaderProgram);//鏈接著色器對象 

gl.useProgram(shaderProgram);//安裝可執行代碼 

2 模擬太陽系的動畫設計 

繪制太陽系的動畫圖像大致流程圖如圖4。 

其中前四個過程在前面講的關鍵技術中已經詳細闡述過，現在我們從初始化緩沖區開始闡明，初始化緩沖區時要給頂點位置，紋理坐標，法向量坐標，索引坐標分別設置緩沖區，比如初始化頂點位置緩沖區的代碼如下： 

sunVertexPositionBuffer = gl.createBuffer(); 

gl.bindBuffer(gl.ARRAY_BUFFER, sunVertexPositionBuffer); 

gl.bufferData(gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array(vertexPositionData1), gl.STATIC_DRAW); 

unVertexPositionBuffer.itemSize = 3; 

sunVertexPositionBuffer.numItems = vertexPositionData1.length / 3; 

初始化紋理時最重要的是要設置紋理環境，也就是設置合適的紋理參數，代碼如下[1-2]： 

gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MAG_FILTER, gl.LINEAR); 

gl.texParameteri(gl.TEXTURE_2D, gl.TEXTURE_MIN_FILTER, gl.LINEAR_MIPMAP_NEAREST); 

如何實現動態過程這一步是在繪制過程實現的，比如代碼： 

mat4.rotate(mvMatrix, degToRad(moonAngle), [0, 1, 0]); 

這一命令實現的是讓整個坐標系沿Y軸旋轉moonAngle角度，moonAngle這個變量的值會隨著系統時間的增加而逐漸增加，所以再次繪制時轉動的角度又會變大，這樣便實現了圖像的動態過程。圖5描述了在網頁上運行的模擬太陽系動畫圖像。 

3 結論 

本論文通過描述webGL的工作流程介紹了如何基于webGL和Html5實現網頁3D動畫圖像，通過論證，WebGL完美地解決了現有的Web交互式三維動畫的兩個問題：第一，它通過Html腳本本身實現Web交互式三維動畫的制作，無需任何瀏覽器插件支持；第二，它利用底層的圖形硬件加速功能進行的圖形渲染，是通過統一的、標準的、跨平臺的OpenGL接口實現的，可移植性好。所以webGL的發展前景是可想而知的[6]。 

參考文獻： 

[1] Wright R S.OpenGL Super Bible[M].北京:人民郵電出版社,2010. 

[2] Shreiner D.OpenGL Programming Guide[M].北京:機械工業出版社,2008.