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三维动画的应用领域

  

  随着计算机三维影像技术的不断发展,三维图形技术越来越被人们所看重。三维动画因为它比平面图更直观,更能给观赏者以身临其境的感觉,尤其适用于那些尚未实现或准备实施的项目,使观者提前领略实施后的精彩结果。

  三维动画,从简单的几何体模型如一般产品展示、艺术品展示,到复杂的人物模型;三维动画从静态、单个的模型展示,到动态、复杂的场景如房产酒店三维动画、三维漫游、三维虚拟城市,角色动画。所有这一切,动画都能依靠强大的技术实力为您实现。

  3D技术在建筑领域得到了最广泛的应用:早期的建筑动画因为3D技术上的限制和创意制作上的单一,制作出的建筑动画就是简单的跑相机的建筑动画。随着3D技术的提升与创作手法的多元化,建筑动画从脚本创作到精良的模型制作,后期的电影剪辑手法,以及原创音乐音效,情感式的表现方法,制作出的建筑动画综合水准越来越高,建筑动画费用也比以前降低了许多。

  道路、桥梁、隧道、立交桥、街景、夜景、景点、市政规划、城市规划、城市形象展示、数字化城市、虚拟城市、城市数字化工程、园区规划、场馆建设、机场、车站、公园、广场、报亭、邮局、银行、医院、数字校园建设、学校等动画制作。

  三维动画从简单的几何体模型到复杂的人物模型,单个的模型展示,到复杂的场景如道路、桥梁、隧道、市政、小区等线型工程和场地工程的景观设计表现的淋漓尽致。

  园林景观动画涉及景区宣传、旅游景点开发、地形地貌表现,国家公园、森林公园、自然文化遗产保护、历史文化遗产记录,园区景观规划、场馆绿化、小区绿化、楼盘景观等动画表现制作。

  园林景观3D动画是将园林规划建设方案,用3D动画表现的一种方案演示方式。其效果真实、立体、生动,是传统效果图所无法比拟的。园林景观动画将传统的规划方案,从纸上或沙盘上演变到了电脑中,真实还原了一个虚拟的园林景观。动画在三维技术制作大量植物模型上有了一定的技术突破和制作方法,使得用3D软件制作出的植物更加真实生动,动画在植物种类上也积累了大量的数据资料,使得园林景观植物动画如虎添翼。

  三维动画的主要作用就是用来模拟,通过动画的方式展示想要达到的预期效果。例如在数字城市建设中,在各个领域的应用是不同的,那么如何形象的向参观者介绍数字城市的成果呢?那就需要制作一个三维动画,通过动画的形式还原现实的情况,从而让参观者更加直观的了解这项技术的应用。

  产品动画涉及:工业产品如汽车动画、飞机动画、轮船动画、火车动画、舰艇动画、飞船动画;电子产品如手机动画、医疗器械动画、监测仪器仪表动画、治安防盗设备动画;机械产品动画如机械零部件动画、油田开采设备动画、钻井设备动画、发动机动画;产品生产过程动画如产品生产流程、生产工艺等三维动画制作。

  模拟动画制作,通过动画模拟一切过程如制作生产过程、交通安全演示动画(模拟交通事故过程)、煤矿生产安全演示动画(模拟煤矿事故过程)、能源转换利用过程、水处理过程、水利生产输送过程、电力生产输送过程、矿产金属冶炼过程、化学反应过程、植物生长过程、施工过程等演示动画制作。

  片头动画创意制作,如宣传片片头动画、游戏片头动画、电视片头动画、电影片头动画、节目片头动画、产品演示片头动画、广告片头动画等。

  动画广告是广告普遍采用的一种表现方式,动画广告中一些画面有的是纯动画的,也有实拍和动画结合的。在表现一些实拍无法完成的画面效果时,就要用到动画来完成或两者结合。如广告用的一些动态特效就是采用3D动画完成的,我们所看到的广告,从制作的角度看,几乎都或多或少地用到了动画。致力于三维数字技术在广告动画领域的应用和延伸,将最新的技术和最好的创意在广告中得到应用,各行各业广告传播将创造更多价值,数字时代的到来,将深刻地影响着广告的制作模式和广告发展趋势。

  影视三维动画涉及影视特效创意、前期拍摄、影视3D动画、特效后期合成、影视剧特效动画等。随着计算机在影视领域的延伸和制作软件的增加,三维数字影像技术扩展了影视拍摄的局限性,在视觉效果上弥补了拍摄的不足,在一定程度上电脑制作的费用远比实拍所产生的费用要低的多,同时为剧组因预算费用、外景地天气、季节变化而节省时间。在这里不得不提的是中国第一家影视动画公司环球数码,2000年开始投巨资发展中国影视动画事业,从影视动画人才培训,影片制作,院线播放硬件和发行三大方面发展,由环球数码投资的《魔比斯环》是一部国产全三维数字魔幻电影,中国三维电影史上投资最大、最重量级的史诗巨片,耗资超过1.3亿人民币,400多名动画师,历经5年精心打造而成的三维影视电影惊世之作。制作影视特效动画的计算机设备硬件均为3D制作人员专业有计算机、影视、美术、电影、音乐等。影视三维动画从简单的影视特效到复杂的影视三维场景都能表现的淋漓尽致。

  角色动画制作涉及:3D游戏角色动画、电影角色动画、广告角色动画、人物动画等。

  6. 根据故事情节分析,对3D中需要动画的模型(主要为角色)进行动画前的一些动作设置;

  7. 根据分镜故事板的镜头和时间给角色或其它需要活动的对象制作出每个镜头的表演动画;

  10. 后期将配音、背景音乐、音效、字幕和动画一一匹配合成,最终成完整部角色动画片制作。

  虚拟现实,英文名为VirtualReality,简称VR技术,也称灵境技术或人工环境。应用于旅游、房地产、大厦、别墅公寓、写字楼、景点展示、观光游览、酒店饭店、宾馆餐饮、园林景观、公园展览展示、博物馆,地铁、机场、车站、码头等行业项目展示、宣传。虚拟现实的最大特点是用户可以与虚拟环境进行人机交互,将被动式观看变成更逼真地体验互动,应用在房地产领域的比如“售楼宝”。

  360度实景、虚拟漫游技术已在网上看房、房产建筑动画片、虚拟楼盘电子楼书、虚拟现实演播室、虚拟现实舞台、虚拟场景、虚拟写字楼、虚拟营业厅、虚拟商业空间、三维虚拟选房、虚拟酒店、虚拟现实环境表现等诸多项目中采用。

  根据实际制作流程,一个完整的影视类三维动画的制作总体上可分为前期制作、动画片段制作与后期合成三个部分。

  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:文学剧本创作、分镜头剧本创作、造型设计、场景设计。

  文学剧本,是动画片的基础,要求将文字表述视觉化即剧本所描述的内容可以用画面来表现,不具备视觉特点的描述(如抽象的心理描述等)是禁止的。动画片的文学剧本形式多样,如神话、科幻、民间故事等,要求内容健康、积极向上、思路清晰、逻辑合理。

  分镜头剧本,是把文字进一步视觉化的重要一步,是导演根据文学剧本进行的再创作,体现导演的创作设想和艺术风格,分镜头剧本的结构:图画+文字,表达的内容包括镜头的类别和运动、构图和光影、运动方式和时间、音乐与音效等。其中每个图画代表一个镜头,文字用于说明如镜头长度、人物台词及动作等内容。

  造型设计,包括人物造型、动物造型、器物造型等设计,设计内容包括角色的外型设计与动作设计,造型设计的要求比较严格,包括标准造型、转面图、结构图、比例图、道具服装分解图等,通过角色的典型动作设计(如几幅带有情绪的角色动作体现角色的性格和典型动作),并且附以文字说明来实现。超越建筑多媒体提示造型可适当夸张、要突出角色特征,运动合乎规律。

  场景设计,是整个动画片中景物和环境的来源,比较严谨的场景设计包括平面图、结构分解图、色彩气氛图等,通常用一幅图来表达。

  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、灯光、动画、摄影机控制、渲染等,这是三维动画的制作特色。

  建模,是动画师根据前期的造型设计,通过三维建模软件在计算机中绘制出角色模型。这是三维动画中很繁重的一项工作,需要出场的角色和场景中出现的物体都要建模。建模的灵魂是创意,核心是构思,源泉是美术素养。通常使用的软件有3DSMax、AutoCAD、Maya等。建模常见方式有:多边形建模——把复杂的模型用一个个小三角面或四边形组接在一起表示(放大后不光滑);样条曲线建模——用几条样条曲线共同定义一个光滑的曲面,特性是平滑过渡性,不会产生陡边或皱纹。因此非常适合有机物体或角色的建模和动画。细分建模——结合多边形建模与样条曲线建模的优点面开发的建模方式。建模不在于精确性,而在于艺术性,如《侏罗纪公园》中的恐龙模型。

  材质贴图,材质即材料的质地,就是把模型赋予生动的表面特性,具体体现在物体的颜色、透明度、反光度、反光强度、自发光及粗糙程度等特性上。贴图是指把二维图片通过软件的计算贴到三维模型上,形成表面细节和结构。对具体的图片要贴到特定的位置,三维软件使用了贴图坐标的概念。一般有平面、柱体和球体等贴图方式,分别对应于不同的需求。模型的材质与贴图要与现实生活中的对象属性相一致。

  灯光,目的是最大限度地模拟自然界的光线类型和人工光线类型。三维软件中的灯光一般有泛光灯(如太阳、蜡烛等四面发射光线的光源)和方向灯(如探照灯、电筒等有照明方向的光源)。灯光起着照明场景、投射阴影及增添氛围的作用。通常采用三光源设置法:一个主灯,一个补灯和一个背灯。主灯是基本光源,其亮度最高,主灯决定光线的方向,角色的阴影主要由主灯产生,通常放在正面的3/4处即角色正面左边或右面45度处。补灯的作用是柔和主灯产生的阴影,特别是面部区域,常放置在靠近摄影机的位置。背灯的作用是加强主体角色及显现其轮廓,使主体角色从背景中突显出来,背景灯通常放置在背面的3/4处。

  摄影机控制,依照摄影原理在三维动画软件中使用摄影机工具,实现分镜头剧本设计的镜头效果。画面的稳定、流畅是使用摄影机的第一要素。摄影机功能只有情节需要才使用,不是任何时候都使用。摄像机的位置变化也能使画面产生动态效果。

  动画,根据分镜头剧本与动作设计,运用已设计的造型在三维动画制作软件中制作出一个个动画片段。动作与画面的变化通过关键帧来实现,设定动画的主要画面为关键帧,关键帧之间的过渡由计算机来完成。三维软件大都将动画信息以动画曲线来表示。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。如3DSMax的动画曲线编辑器。三维动画的动是一门技术,其中人物说话的口型变化、喜怒哀乐的表情、走路动作等,都要符合自然规律,制作要尽可能细腻、逼真,因此动画师要专门研究各种事物的运动规律。如果需要,可参考声音的变化来制作动画,如根据讲话的声音制作讲话的口型变化,使动作与声音协调。对于人的动作变化,系统提供了骨骼工具,通过蒙皮技术,将模型与骨骼绑定,易产生合乎人的运动规律的动作。

  渲染,是指根据场景的设置、赋予物体的材质和贴图、灯光等,由程序绘出一幅完整的画面或一段动画。三维动画必须渲染才能输出,造型的最终目的是得到静态或动画效果图,而这些都需要渲染才能完成。渲染是由渲染器完成,渲染器有线扫描方式(Line-scan如3dsMAX内建的)、光线跟踪方式(Ray-tracing)以及辐射度渲染方式(Radiosity如Lightscape渲染软件)等,其渲染质量依次递增,但所需时间也相应增加。较好的渲染器有Softimage公司的MetalRay和皮克斯公司的RenderMan(Maya软件也支持RenderMan渲染输出)。通常输出为AVI类的视频文件。

  影视类三维动画的后期合成,主要是将之前所做的动画片段、声音等素材,按照分镜头剧本的设计,通过非线性编辑软件的编辑,最终生成动画影视文件。

  三维动画的制作是以多媒体计算机为工具,综合文学、美工美学、动力学、电影艺术等多学科的产物。实际操作中要求多人合作,大胆创新、不断完善,紧密结合社会现实,反映人们的需求,倡导正义与和谐。

  三维动画影片中根据所要表现的时间不同分为:日景、黄昏和夜景。一般以日景为主,以夜景为辅。

  三维动画影片中日景主要用来表现建筑、户型、园林景观等;而三维动画影片中夜景一般用来表现商业业态,部分园林景观,例如有特殊灯光效果的园林、水景、江景盘外围沿江风光带,外围车行线、在于渲染氛围,起到点睛作用。 最新的研究报告预测,未来两年内,游戏、动画行业人才缺口高达60万,“人才饥渴症”困惑着游戏、动画业。以月薪8000元的优厚条件却难找到合适的游戏、动画专才。优秀人才年薪10多万元甚至50万元。动画设计师设计师、3D多媒体艺术设计师、游戏动画设计师作为最令人羡慕的新兴职业,可以将自己的想象艺术造诣和技术结合起来,工作和兴趣结合在一起,成为很多年轻人羡慕的工作,到2008年,网络游戏市场规模将增长3倍,亚洲将是网络游戏最大的市场,其中,中国游戏市场的潜力被普遍看好。

  SoftImage最初是一款历史悠久、功能强大的工作站上应用的三维造型、绘图、动画软件,对于动画的制作尤其擅长,SoftImage在动画制作中可以借助于大量的动画辅助工作完成令人惊异的效果,作品中的元素栩栩如生,相信大家都对《侏罗纪公园》中的恐龙形象记忆尤深,这就是使用SoftImage工具创作的动画中及具代表性之一。同样的,SoftImage也越来越多的被游戏开发人员所接受,当然同样是因为其卓越的性能所决定的。

  起初Lightwave 3D是由NewTek公司为Amiga平台设计的一款三维软件,当然已可以运行于Windows的操作平台,该三维软件的主要特点就是可以实现粒子动画以及不同类型的图像映射和图像融合效果。

  Renderman是Pixar公司开发的一款可编程的三维创作软件,它在三维电影的制作中取得了重大成功,《玩具总动员》中的三维造型全部是由Renderman绘制的。

  Maya 是一款功能强大设计软件。AliasWavefront公司(现更名为Alias)从成立至今,一直保持着强劲的增长势头,在业界始终处于前沿领域。公司目标是为创造最逼真的数字视觉体验而开发前沿软件,这个目标业已实现。公司开发的众多三维软件中,以Maya为大家所熟知,尤其是公司为适应如今飞速发展的PC电脑,又推出了适用于Windows NT工作环境下的Maya版本,更加扩大了业界人员的使用普及率。Maya是一个功能强大的三维软件,长被应用于影视动画和特技制作中,我们大家所熟知的《星际战队》、《指环王》等影片中的电脑特技部分制作都是由它所完成

  由Discreet开发三维动画软件3DMAX,作为公司的旗舰产品,从最早的3D Studio到换代产品3DMAX在我国一直有着非常大的用户群。很多的读者也许都知道国内很长一段时间内使用这个软件进行建筑效果图的制作,也是由于当时的实际情况3DMAX成为国内3D行业入门必须学习掌握的软件。随着不断的对软件的工作流程以及工具功能方面的改进和提高,软件应用方面在动画和游戏开发制作方面都得到了提高,尤其是Max7.0的推出,从功能方面主要针对与游戏制作方面功能的提高来说更加适应于现近的工作需要,必将得到更多用户群体的支持和认可。

  Max成功参与了出品的影视作品《后天》中的某部分电脑特技的制作,并得到了业界认可,由此可见其动画方面的优势。

  3D经常被应用于美术设计、多媒体制作以及在三维动画的合成方面,Extreme3D设计的符合人性化的界面操作环境,使我们操作与使用浅显易懂极易上手。Extreme3D还具有一套完整的3D动画制作环境,从最初的三维模型的建立到动画的控制与调整再到最后的场景着色这一系列的操作步骤可以一气呵成。

  应用方面通常是和我们的多媒体操作软件FreeHand、Director以及Authorware结合使用,最大的特点就是可以在Windows和Macintosh操作系统间跨平台使用。

  由Metacreations公司开发的Poser软件,是一款人物模型与动画设计的三维软件,最初通常被应用到服装设计领域,作为服装设计师利用电脑参与设计的辅助工具。随着科技要求的不断提高,也被应用到其他的一些三维领域内。

  和Poser一样,同为Metacreations公司旗下产品。Bryce操作软件拥有非常强大的三维场景制作功能,无论专业设计人员或者业余爱好者都可以轻松掌握与操作,Bryce允许我们将库文件中的自然环境如:天空、海洋、山脉以及建筑等等自然环境中有的东西直接导入三维模型组中制作生成动画,并且我们可以对其进行细微的编辑调整。

  当然,在当今3D动画制作领域还有很多的制作软件与非主流的软件,他们都具有各自的操作特点,拥有一部分的用户群体,当然与业内的这些主流产品相比来说,不适应于大环境下的普及与结合,这也不是本书所要介绍的重点。 三维动画业是新兴行业,也可称谓CG行业(Computer Graphics的缩写),的确,做三维动画是很有前途的,综观三维动画的发展历程,相信不久的将来,三维将进入千家万户,不再是大电影厂和专业影视制作公司的垄断的专利,这几年做三维和学三维的人日益增多,三维平台的趋势由高端过渡到低端,不再需要几十万的工作站,一般家庭电脑就可以做出很专业的三维作品,三维动画制作的收费也日趋合理,20000块/秒的天价(广告级标版)到500元/秒都有人做,三维建筑、室内效果图也下降了很多,想靠做三维发大财以成为虚拟的幻境。国内电影业不景气,外国大片的冲击,如何有效率地提高国人的创作、制作水平和规范制作准则是摆在我们同行面前的不容轻视的课题。

  三维动画作为电脑美术的一个分支,是建立在动画艺术和电脑软硬件技术发展基础上而形成的一种相对的独立新型的艺术形式。早期主要应用于军事领域。直到70年代后期,随着PC机的出现,计算机图形学才逐步拓展到诸如平面设计、服装设计、建筑装潢等领域。80年代,随着电脑软硬件的进一步发展,计算机图形处理技术的应用得到了空前的发展,电脑美术作为一个独立学科真正开走上了迅猛发展之路。

  运用计算机图形技术制作动画的探索始于80年代初期,当时三维动画的制作主要是在一些大型的工作站上完成的。在DOS操作系统下的PC机上,3D Studio软件处于绝对的垄断地位。1994年,微软推出Windows操作系统,并将工作站上的Softimage移植到PC机上。1995年,Win95出现,3DS出现了超强升级版本3DS MAX1.0。1998年,Maya的出现可以说是3D发展史上的又一个里程碑。一个个超强工具的出现,也推动着三维动画应用领域不断的拓宽与发展。,从建筑装潢、影视广告片头、MTV、电视栏目,直到全数字化电影的制作。在各类动画当中,最有魅力并动用最广的当属三维动画。二维动画可以看成三维动画的一个分支,三维动画软件功能愈来愈强大,操作起来也是愈来愈容易,这使得三维有更广泛的运用。假如你喜欢访问个人主页,会很容易看到一些简单的三维动画,制作人也许刚刚学会用电脑,毕竟我们的世界是立体的,只有三维才让我们感到更真实。

  今天,电脑的功能愈来愈强大,以至我们不仅可以看到地方电视台的栏目包装及广告中充满电脑动画特技,更有不少电脑爱好者在自已的个人电脑上玩起了动画制作。

  1995年,由迪斯尼发行的《玩具总动员》上映,这部纯三维制作的动画片取得了巨大的成功。三维动画迅速取代传统动画成为最卖座的动画片种。迪斯尼公司在其后发行的《玩具总动员2》、《恐龙》、《怪物公司》、《虫虫特工队》都取得了巨大成功。另外,梦工厂发行的《蚁哥雄兵》《怪物史瑞克》等三维动画片,也获得了巨大的商业成功。三维动画在电影中的运用更是神乎其技!《蜘蛛侠》、《泰坦尼克号》、《终结者》、《魔戒》…….....可以说电影已经不能离开三维动画的参与了!现今三维动画的运用可以说无处不在,网页、建筑效果图、建筑浏览、影视片头、MTV、电视栏目、电影、科研、电脑游戏。 三维动画正在国内迅速发展,但动画人才十分不足!据统计国内三维动画人才缺口至少还有400万!全国各地动画公司纷纷建立,动画公司求才若渴,网络上随处可见三维动画人才的招聘信息,却少有合格人才!国内某公司以3万月薪招聘3dsMax动画人才竟无人敢问!至使业内人士不禁有一将难求的感慨!

  三维动画人才已经成为国内市场迫切需求的高薪,高技术人才,根据资料显示,动画行业是未来最受欢迎的高薪职业之一!CG动画行业在中国发展的速度很快,我们在电视广告、动画片、电影中经常能看到三维动画设计的元素,在广告、影视、游戏等行业中,三维动画创作人才都是非常抢手的香饽饽。

  据统计,全球范围内数字娱乐市场的规模将达到1000亿美元,而中国有近500万的动画、网络游戏爱好者,另外至少还有400多万潜在用户群,以此带动的市场估计会达到近10亿元的规模。而随着影视业的发展和竞争的加剧,在未来的较长时间里,中国的三维动画市场还将成倍增长,与之相关的各项产业还将翻番。

  在中国,数字动画设计成为方兴未艾的朝阳产业,与世界发达国家相比,中国的数字媒体才刚起步。据统计,全国动画从业者不足1万人,只及韩国的1/3,远远不能满足国产动漫业对人才的需求。据北大方正影视游戏动画机构有关人士称,从动漫业的发展趋势来看,中国影视动画人才总需求量至少在15万人以上,游戏动画人才总需求量大约在10万人,全国共有90多个高校开设了动画专业,每年只有本专科毕业生300人,可见人才缺口之大。

  很多影视或广告公司都表示,企业真正缺的是那些在动画行业做出过作品的技术人才,招人根本不看应聘者是哪所学校毕业的,有什么文凭,只要能立即上机做出像样的作品,就很受欢迎。三维动画作品的创作,要求创作者不单纯是一个美术设计人才,同时还要熟悉市场。因为在作者最初设计动画形象时,不仅要赋予它们性格、故事、生命和情感,还要知道哪些玩具、道具、卡通产品能占领市场。此外,中国现有的数字艺术培养机构定位不准,培养的都是以低端制作人员和高端纯研究人员为主,人才结构失衡。而在三维动画创作发达的国家,高境界的三维动画人才绝对是那种能把艺术与技术完美结合的复合型人才,他们同时拥有技术和艺术学位。相比之下,国内人才的发展就显得不够全面,往往只偏向一边,有些人往往只是掌握了一些通用的工具和长时间所积累的一些对应经验,而缺乏更高层次的技术开发和整合能力。由于动画市场的巨大潜力,吸引了不少企业开始投入相关的动画创作计划,由此拉动了专业人才需求。

  市场上动画人才难招,主要缘于两方面:一方面是中国对动画人才的教育还比较滞后,还没有形成高质量的供给;另外动画创作也需要实践经验,而且动画人才也需要艺术根底的,其实动画人才是一个需要全方面素质的人才。其中,教育是最根本的问题之一。

  中国最具规模最早开展CG制作培训的机构是环球数码,早在2000年,为了制作第一部影视动画电影《魔比斯环》,环球数码引进欧美大量制作技术和团队,在本土开展电脑三维图像影视制作,建立环球数码动画学院从零开始培养近500人,耗资上亿,开启中国三维动画的今天。如今不止maya和3ds Max在三维动画方面熟知,其它很多相关软件也在被国人使用。

  最早的CG培训——火星时代动画学院始于上世纪90年代初期,开始主要是一些针对软件技术的三维软件培训班。为了缓解国内动画设计人才急缺状况,提供适合各层次、各城市学员不同需求的培训课程,3ds Max和Maya动画设计师将会受到学员以及社会各界的关注与厚爱!

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