三维动画《纸时代》的设计与制作 毕业论文 - 图文

计算机与信息学院 本科毕业设计（论文）

三维动画《纸时代》

摘 要

3D动画是近年来新兴的产业，发展势头强劲，已经越来越多的应用到电影、游戏、广告、建筑等等产业中，推动了这些产业的巨大发展。随着技术的进一步发展，3D动画的应用会越来越广泛，熟悉与应用3D动画则显得尤为重要。

随着3D产业的兴起，配套的电脑制作软件也在不断地完善。电脑制作软件以其制作动画的方便快捷，制作程序简单，可操作性强且易修改、易复制、易传播的特点，已迅速渗透到与美术设计相关的各个行业中，成为广大美术设计人员的得力助手。而3ds max又是其中的佼佼者，所以本文主要介绍运用3ds max制作动画的技巧。

此次毕业设计的课题主要是完成三维动画短片的制作，使用三维制作软件和相关多媒体软件来完成一部虚拟动画，动画短片的制作过程大致分为前期设计、动画片段制作、后期制作。研究难点在于原创设计和技术实现。在制作之前要做好充分的准备，查询收集相关资料信息，做好周全策划，仔细斟酌一些可能遇到的问题，这不只是给整个短篇制定一个框架，也是给整个短篇塑造一个灵魂。在制作中，也要尽量细心，以免给之后的制作带来隐患和不必要的麻烦，这一步也是给整个短篇铸造血与肉的艰难过程。后期处理可谓是给整个短篇添砖加瓦，能使得整个短篇更加鲜活生动。

本文通过对3D动画短片的制作过程进行详细的介绍，其中主要介绍角色动画的制作，从而了解基本的动画制作知识，掌握运用3ds max进行动画创作的技巧，掌握小型动画视频的制作流程及各步骤的具体细节,达到有能力独立制作动画短片的水平。

关键词：3ds max；三维技术；分镜头脚本；角色动画；原创；设计；后期制作

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3D Animation “Paper’s Gerneration”

ABSTRACT

3D animation is the emerging industry in recent years, the strong development momentum, more and more have applied to films, games, advertising, construction, and so on in the industry, and promote the great development of these industries. With the further development of technology, 3D animation applications will become increasingly extensive and familiar with the application of 3D animation, it is particularly important. With the rise of 3D industry, supporting the production of computer software is constantly improving. Computer-generated animation software with its production of the conveniences and shortcut, making procedures simple and easy to operate and easy to modify, easy to copy, easy to spread the characteristics of the rapid penetration of art and design related to the various industries, a majority of the design of effective Assistant. And 3ds max also is one of the best, so this paper on the use 3ds max animation production skills.

The subject of Graduation is the completion of 3D animated short, using three-dimensional authoring software and related multimedia software to complete a virtual animation. The animation production process can be divided into the following steps: the preliminary design, animation clip, the post-production.The main difficulty of the topic lies in the original design and technology. Everything need fully prepare before the production and collect relevant the information and carefully consider some possible problems. This is to develop a framework of the entire short film and

also to shape a soul. We should try to carefully produce to avoid unnecessary trouble in the production. This step is also the difficult process of casting of blood and meat of the entire short film. Post-processing is to contribute to the entire short film, which makes the short more vibrant and vivid.

The article is based on 3D animation film of the production process in detail, which introduces the character animation production, to understand the basic knowledge of animation production, have to use 3ds max animation creative skills, master the small

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animation and video production processes The details of the steps to achieve a production capacity of independent animation films level.

Keywords：3ds max; 3D technology; storyboarding; Character animation; original; post-production

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第1章 综 述

3ds max是一个基于windows操作平台的三维动画制作软件，在三维建模、动画、渲染方面广泛应用。通过3ds max可以创建出各式各样的虚拟现实效果以及生动逼真的动画场景。3ds max完全满足制作高质量动画、最新游戏、设计效果等领域的需要。

一般来说，使用3ds max制作动画分为五个步骤：创建物体，对物体进行变形编辑，赋予材质和贴图，设置环境，最后是设置动画。

本论文的篇章安排也基本遵循了3ds max制作动画的步骤，其中的侧重点是制作角色动画。第一章介绍选题的意义以及国内外3D发展的现状；第二章主要介绍3D的一些基础知识以及详细介绍3ds max的发展与优点；第三章结合自身的项目介绍3D动画制作前的准备工作；第四章会详细介绍动画制作流程和使用特效和剪辑软件来进行最后的合成；第五章进行结论总结。

1.1 选题的意义和目的

3D动画是近年来新兴的产业，发展势头强劲，已经越来越多的应用到电影、游戏、广告、建筑等等产业中，推动了这些产业的巨大发展。随着技术的进一步发展，3D动画的应用会越来越广泛，熟悉与应用3D动画则显得尤为重要。

我希望通过制作一个三维动画短片，了解3D的技术，学习一些3D的基础知识，为以后的更好更全面的发展打好基础。希望通过选择这个论文题目，增强自身的思考与动手能力，了解动画制作的技巧，能独立制作出简短的动画，增强自信心，也为了更好地适应多元化发展的需要。

通过对短片的制作以及论文的撰写，希望能有以下的收获： 1.通过运用3ds max实现人物动画的制作。

2.掌握动画制作技巧，学会使用动画关键帧、轨迹条，并掌握时间的控制来完成简洁的人物动画。

3.掌握小型动画视频的制作流程及各步骤的具体细节,达到能够独立制作动画短片的水平。

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1.2国内外的3D动画现状

总体来看，动画技术目前正在急剧地发展，其中，以日本为代表的2D动画制作和以美国为首的3D动画技术都代表了动画的最高水平，而国内相比国外差距比较大，下面分析国内外的3D动画现状以及发展趋势。

1.2.1 国外现状

国外的3D技术代表了当今3D的发展水平，其中日本的动画作品以题材丰富，画面唯美赢得了众多青少年的喜爱。但是日本的动画主要以2D为主，其中最具代表性的要数宫崎骏的动画长片，在国际上也享有极高的威望。日本的动画产业也极其发达，它的2D技术可以说已经达到了一个顶峰。

而美国则可以说是3D界的霸主，引领着3D技术快速发展，代表着世界的3D顶尖水平。美国以大制作、大投入以及本身的高科技优势生产的CG作品引人入胜。全世界至今仅有十来部全CG动画电影，基本都是美国制作，包括梦工厂在内的好莱坞大公司几乎垄断了这一领域。

真正的全电脑三维动画艺术的历史很短，可以追溯到80年代 。1984年到1994年可作为全三维动画艺术的技术酝酿期，在这十年间，计算机图形技术的开发和应用为全三维动画艺术的产生做了充足的技术积累和铺垫，期间皮克斯动画工作室一直是这一领域的探路者。1986年他在自动产生阴影、多重光源和动态模糊效果等方面取得了重大突破，制作了动画短片《小台灯》，获得了奥斯卡最佳动画短片提名。接下来的几年皮克斯动画工作室又尝试实现动作的阴影和材质变化，并通过编制程序来制作雪花颗粒，开发电脑辅助制作系统，在计算机图形图像技术的研究方面不断产生新的突破。

1995年到2000年可以说是三维动画的起步以及初步发展时期，制作出了第一部三维动画影片《玩具总动员1》和世界上首部无胶片数字电影《玩具总动员2》。在这个时期，皮克斯还创作出了实验短片《棋局》，以测试制作具有真实效果的皮肤和具有柔顺感的衣料。在《玩具总动员2》中，皮克斯采用了粒子系统（用大约2.4百万个粒子来制作架上的灰尘）、毛发处理系统（用了6百万根毛发覆盖小狗Buster的身体），把数字化的讲故事和电脑数字动画发挥到了极至。

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第5章 结 论

此次毕业设计课题的主要任务是完成三维动画短片的设计与制作，结合课内外所学习到的专业知识，发挥自己的特长和潜力去完成这个艰巨的任务。是对多年大学的学习成果的检验，也是对我们的考验。

通过此次毕业设计，在技术运用和影片的艺术感知方面，有很多收获。在一开始尽量要有一个相对完善的设想，并考虑一些备用方案等。整个过程中，最重要的便是最开始对动画短片的整体设计，故事情节的设定、剧本的编写、分镜头脚本的设计，还有每个镜头的画面构图、包含内容、情景设定等也都要做好规划和设计。最难、也是工作量最大的便是制作实施的过程，建模、贴图、动作、表情、灯光、渲染，在任何一个环节都会遇到这样那样的问题，需要建立更适合更美观的模型就需要对节点的反复调试修改，以达到最好效果；在制作角色动作的过程中也遇到许多问题，反反复复地调试花去大量的时间；在制作实施的末尾，灯光和渲染，除了设计调整出漂亮的灯光并选择合适的渲染器，这很大程度上是对硬件的考验了。总而言之，要把前期的设计变现的确是个非常繁琐的过程。最后的收尾工作也不可或缺，整合渲染输出的图片序列，并配上音效，最后还要选择合适的方式输出成品，以得到较好的效果。我也认识到了技术并不是一部动画好坏的唯一决定因素，一部动画片的制作水准很大程度上还依赖于动画的创意和构思，还有动画画面的掌握和处理。

尽管毕业设计时间周期较长，但因为是第一次制作动画短片，所以要在短期内完成一部高质量的3D动画确实存在很大的难度。经验的缺乏是最大的问题，有时因为没有注意一些细节，导致需要返工重做，这样的经历比比皆是。比如在完成一段动作调试后，没有对文件保存，就开始渲染，导致软件奔溃后要重新调试动作。但碰到的困难越多，积累的经验也越多，在日复一日的努力下，最后完成作品还是有一定的观赏价值。特别是在动画短片的主题表现上，具有很强的感染力，希望可以通过这部短片，让更多的人关注环保。

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致 谢

毕业设计即将结束，这不仅是对整个大学的学习和生活的总结，也是个考验。 第一次的亲手制作动画到这里算是临近完成了，其中充满了艰苦与乐趣，也学习到了很多东西，感叹世界的进步，感慨自己懂的实在太少。但是，在大学生涯即将结束的时候，我们不会只拥有悲伤，也体验到了在学海中遨游的乐趣，这更将激励我们去创造更美好的明天。

在此特别感谢指导老师郑磊老师在课题研究、技术上的指导，以及其他帮助过我的老师们！还有我的同学，朋友们，是你们用最真挚的情感和最实际的援助，帮我渡过了一处处的难关；是你们带给我最实实在在的感动与快乐。谢谢樊悠悠同学在毕设过程中对我的帮助和建议。

四年的大学生活，过得飞快，在大学的日子里，每天都是新鲜的，愉快的。在这里，感谢大学对我的培养，感谢在我人生的重要阶段给我灌输知识的老师们。是你们给了我一个完美的大学生活，谢谢！

最感谢的是我的父母，感谢他们的付出与悉心栽培，我一定会更加努力，尽我最大的力量去回报他们。

即将结束大学的生活，但是，活到老，学到老，大学不会我学习的终点站。相信等待我的是一片充满机遇、风险与快乐的土地；也相信我们的奋斗定会带来美好的人生！

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参考文献：

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[7] 李臻. 学以致用:3DS MAX 7三维效果图与渲染典型实例教程[M]. 北京-中国水利水电出版社, 2005.

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附录：光盘资料说明 (注：粗体表示文件夹)

《纸时代》作品成品 学校光盘： 学生手册 论文资料 104837028： 作品成品

自备光盘： 贴图素材 3ds max源文件

Max文件 Renderoutput:

短片素材

Affter Effect源文件： aep文件

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适的贴图，通过图像处理和图像绘制软件，制作合适的贴图。在这个过程中，需要和模型进行多次对比调整，以达到理想效果。

4.4.1 角色部分

角色贴图较为简单，皮肤，头发部分为纯色贴图，瞳孔，衣服，鞋子使用位图作为材质。为了能控制模型贴图的位置，需要使用修改器UVWmap（如图4-15、4-16、4-17）

图4-15 瞳孔使用UVW贴图效果

图4-16 衣服使用UVW贴图前后效果

图4-17 鞋子使用UVW贴图效果

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角色Y的贴图后各视角效果（如图4-18）

图4-18 主角Y各视角效果

4.4.2 场景部分

室内大部分的材质贴图都比较简单，没有过于复杂的部分，大部分使用到的材质是位图贴图和VR贴图材质，部分模型需要拆分UV来制作贴图（如图4-19）。

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图4-19 室内效果贴图

4.5 灯光

灯光的作用就是照明，打亮环境，让摄像机可以拍到东西。一个好的灯光可以给一个三维物体或者三维空间以第二次生命，所以对于动画场景也是一个不可或缺的元素。光线在画面环境中还能表达艺术性及画面的语言。比如突出环境特点，表现人物情绪等等，灯光不仅仅是照亮环境，更是要在这个环境中体现出意义。这些都是默认灯光无法实现的，默认灯光也没有补光，有些太暗的地方会照明不到。

4.5.1 室内布光

在考虑到计算机硬件和实现效果方面，选择了使用VR灯光和泛光灯结合使用的方式来营造室内灯光气氛。室内外灯光的配合，适当调节灯光的颜色、亮度和衰减等参数，经过多次试验和比较得到较好的室内布光（如图4-20）。

图4-20 卧室和厨房灯光布局

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4.5.2 室外布光

室外灯光用的是VR灯光和平行目标灯，由于前期设计中并没有特殊要求，只需适当调节参数和位置即可，并在不同场次修改主光位置和亮度等参数（如图4-21）。

图4-21室外灯光布局

4.6 动画

模型已经完成,然后可以开始进入动画阶段。动画是一部动画片的重要因素，流畅并且符合自然运动规律的动作是非常重要的。尤其对于三维动画，生动鲜活的角色形象很大程度上取决于自然流畅的动画，假如在动画制作上粗糙滥制，那么即使有优秀的剧本，制作精良的模型，以及逼真的贴图，这部动画片还是仍然是有所缺失的。因此从骨骼定位到蒙皮，以及后期动作调整上，都非常重要。

4.6.1 骨骼

在3ds max中，利用Biped可以很容易地创建骨骼，创建一个合适的骨骼来适应人物身材（如图4-22）。

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图4-22 复制姿势和骨骼初始状态

制作完骨骼后，给骨骼创建一个选择集。然后把角色的眼睛、牙齿链接到头骨骼上。

4.6.2 蒙皮

选择参与蒙皮的角色模型（除了眼睛和牙齿），添加Physique修改器，然后将模型和骨骼关联起来。

关联完毕后开始绑定骨骼了，我们可以看到出现了黄色的线段，贯连整个骨骼。先选择Physique下的Envelope调整封套，封套的大小会影响每块骨骼影响的节点范围，有一些封套会过大，尤其是手；还要注意一下没有直接和骨骼连接的黄色线段，并控制其封套大小（如图4-23）。

调整完封套后，要进行较为细致的点调整。选择Physique下的Vertex，可以调整节点链接。调整过程中可以转动骨骼关节察看模型是否合理（如图4-24）。

图4-23 骨骼封套01 图4-24 骨骼封套02

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19.男主关门左转，走到冰箱前，摄像机在冰箱前窗，俯视。

20.抓住门把冰箱打开，镜头上移，摆满纸盒，纸做的标签写了星期。 21.镜头冰箱门后面，男主取东西，关门，右走。 22.煎鸡蛋 23.特写取纸盘

24.镜头俯视餐桌（早餐），后移，至桌边向下，对焦垃圾篓，垃圾落下。 25.手指轻划画板，向右推开画板，露出矮柜上的投影仪。 26.全身走过去按按钮，投影仪红灯闪烁（后期），男主回头看纸幕 27.摄像机在床内侧，朝向东墙，男主向床前沿方向走，最里面的百叶窗自动拉下，纸幕自动拉下。床前沿木桌升起，桌沿上的书掉下。 28.取纸键盘。

29.木桌铺上键盘纸，特写，手跟上。

30.摄像机在男主身后，投影出光线，纸幕亮起出现3ds max启动界面，突出高柜上的纸。

31.男主认真的表情，看向打印机，起身

32.叠化。走去打印机前，特写按下PRINT，红光闪动，再次按下，红光闪动并机身抖动冒烟。快切男主表情惊讶。机身抖动更厉害更多烟。喷出树叶，男主抬手护头

33.床上惊醒，双眼睁圆，松口气，缓缓抬头看对面墙上的全是植物，右转头看播放器上的盆栽，绿色的叶子在摇曳。第一视角起身，看窗外，天空下绿色一片

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34.花絮 4.1.3 分镜头脚本

剧本成型，接下来要根据剧本编写分镜头脚本。分镜头脚本更为细致，镜头的方位角度，各个镜头下的构图、灯光等等。

绘制分镜头故事板（此分镜脚本为前期所绘，与成片效果有出入），如图4-1、图4-2、图4-3所示：

图4-1 分镜头脚本1

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图4-2 分镜头脚本2

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图4-3 分镜头脚本3

4.2角色及场景设计

本小节中要根据前面的剧本和分镜设计合理的合适的角色以及场景中出现的物体，并设定好特征。

4.2.1 主要角色设计

角色称谓：Z

外貌设定：20岁男生。黑色短发，褐色瞳孔。身穿熊猫形象的睡衣（黑白色）。 备注：平日里一人居住，居家工作。

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设计第一版角色形象如图4-4所示：

图4-4 第一版角色形象

设计第二版角色形象如图4-5所示：

图4-5 第二版角色形象

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/0twf.html