三維3D動(dòng)畫視頻制作過程

三維3D動(dòng)畫視頻制作過程：

1. 劇情的構(gòu)思

下面讓我們來看看一個(gè)動(dòng)畫的劇情是如何進(jìn)行構(gòu)思的。又是如何根據(jù)劇情的構(gòu)思來制作三維動(dòng)畫。首先我們想想要制作的是一個(gè)什么樣的動(dòng)畫，再對(duì)具體的劇情進(jìn)行細(xì)微的構(gòu)想與描述。如：

場(chǎng)景一：兩扇大門漸漸地打開，門內(nèi)一片漆黑，門外光亮刺眼;接著兩名角色慢慢出現(xiàn)(逆光)，投影映進(jìn)門內(nèi)(主場(chǎng)景);這時(shí)攝像機(jī)開始從多角度拍攝，展現(xiàn)兩名角色出場(chǎng)時(shí)的震撼。

場(chǎng)景二：兩名角色都走進(jìn)門內(nèi)，瘦者步伐略快，胖者持球;二人站定后，頂燈光驟然開啟，照亮了整個(gè)場(chǎng)地;籃球架此時(shí)就在二人不遠(yuǎn)處;攝像機(jī)隨人物移動(dòng)過渡，為了營(yíng)造緊張的氣氛，在最后俯視整個(gè)場(chǎng)景。

場(chǎng)景三：二人會(huì)意而視，胖者三分線外出手，籃球劃空而過，未中，彈出后，瘦者上前迅速起跳，補(bǔ)籃扣進(jìn);接著節(jié)奏開始加快，二人開始對(duì)決;瘦者首次扣籃時(shí)加特寫，慢速鏡頭，動(dòng)作舒展。在這里加重緊張感從而引出故事的主題。

場(chǎng)景四：在二人決斗多個(gè)回合途中鏡頭略作停頓，胖者對(duì)瘦者耳語，瘦者先表現(xiàn)無奈;后轉(zhuǎn)而對(duì)胖者耳語，胖者略作猶豫，后點(diǎn)頭。這是為了劇情高潮所做的鋪墊。

場(chǎng)景五：胖者扣籃上身特寫，鏡頭慢慢搖下;胖者騎在瘦者肩上;鏡頭繼續(xù)慢慢搖下，瘦者雙腿打顫，費(fèi)力支撐;瘦者突然倒下，胖者完全壓在瘦者身上。

場(chǎng)景六：瘦者熱身，舒筋活骨;沖刺，起跳;胖者躺在地，瘦者以胖者為彈簧床，魚躍而起;在空中做翻騰等高難度動(dòng)作，后重力灌籃。

場(chǎng)景七：結(jié)束

從上面的那個(gè)例子我們可以知道，在構(gòu)思劇情時(shí)，應(yīng)該把每個(gè)分鏡頭都詳細(xì)的描述，這樣更有利于動(dòng)畫的制作。

2.人物建模

人物模型的創(chuàng)建方法一般分為2種，多邊形建模與nurbs曲線建模，在3Dsmax中，由于對(duì)nurbs的支持并不完美，在制作復(fù)雜模型時(shí)從操作方式上不能很好地體現(xiàn)出nurbs的優(yōu)點(diǎn)，因此使用3Dsmax建造復(fù)雜模型是也多是使用多邊形建模。那人物的模型是如何創(chuàng)建呢?由于人體的對(duì)稱性，所以在建模時(shí)都是使用對(duì)稱法做的，做人物時(shí)只需要做一半的臉，一半的身子，一只手和一只腳就行了。下面就讓我們來看看使用多邊形建模法是如何創(chuàng)建出人物的。

(1) 先制作胖者半邊臉的表情。為了更切合人物的頭部形狀，我們一般是使用一個(gè)半圓來制作，這樣更容易掌握它的輪廓。先創(chuàng)建出一個(gè)圓，之后把它的二分之一刪去，再對(duì)它進(jìn)行網(wǎng)格的細(xì)微調(diào)節(jié)就可以出現(xiàn)一半的人物頭部輪廓了(圖1)。接著再以同樣的方法利用長(zhǎng)方體制作出身體的其他部分。(圖2)

圖1 臉部表情建模 

圖2 身體建模

(2)當(dāng)把一半的人物模型建好后就可以退出網(wǎng)格編輯，加一個(gè)對(duì)稱命令，復(fù)制出人物的另外一半就可以完成整個(gè)人物模型的創(chuàng)建了。

圖3 完成人物建模 

圖4效果圖

(3)利用同樣的方法把瘦者的模型也做出來，接著把場(chǎng)景與人物的比例大小調(diào)整到適合，最終完成后的效果圖，如圖4所示。

雖然除了這種方法外，我們還能使用nurbs曲線來制作，但由于使用Nurbs曲線需要制作者有比較好物理數(shù)學(xué)知識(shí)，因此并不適合初學(xué)者使用。即使多邊形建模比較麻煩但由于它易于操作，就算是初學(xué)者也能很好的制作出人物的模型。

3.制作角色動(dòng)畫

當(dāng)所有的模型建好后就我們就可以開始制作角色動(dòng)畫了。在制作角色動(dòng)畫的過程中，我們不難發(fā)現(xiàn)，使用最多的就是對(duì)關(guān)鍵幀進(jìn)行設(shè)置。關(guān)鍵幀動(dòng)畫是指動(dòng)畫制作者所設(shè)置的一組自動(dòng)生成中間畫的關(guān)鍵幀。關(guān)鍵幀動(dòng)畫的創(chuàng)建有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)：第一種方法是通過對(duì)關(guān)鍵幀三維形狀進(jìn)行插值計(jì)算而得到中間幀，第二種方法是對(duì)物體本身模型的參數(shù)進(jìn)行插值計(jì)算。其中，第一種方法使用較為普遍。利用關(guān)鍵幀設(shè)置動(dòng)畫的方法一般比較簡(jiǎn)單，但是有時(shí)在需要設(shè)計(jì)一個(gè)運(yùn)動(dòng)軌跡特別復(fù)雜的動(dòng)畫時(shí)就不宜選擇這種方法，因?yàn)椴捎眠@種方法設(shè)計(jì)動(dòng)畫時(shí)，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的調(diào)整以及關(guān)鍵幀間運(yùn)動(dòng)方式的確定都顯得不太方便。

這時(shí)我們可以利用3ds max中提供的Biped工具來創(chuàng)建骨骼，再對(duì)骨骼進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整與設(shè)定，從而使它具備動(dòng)畫的效果。Biped是3Ds max的系統(tǒng)插件，它擁有內(nèi)置的IK系統(tǒng)，能夠自動(dòng)適應(yīng)人體骨骼的結(jié)構(gòu)，并且能對(duì)骨架細(xì)節(jié)進(jìn)行擴(kuò)展?？梢哉f它是一種系統(tǒng)默認(rèn)的動(dòng)畫制作工具。利用它我們可以輕松地實(shí)現(xiàn)角色的基本運(yùn)動(dòng)效果，如走，跑，跳等，我們還可以通過改變它的足跡，調(diào)整關(guān)鍵幀，身體軀干旋轉(zhuǎn)等相應(yīng)設(shè)置做出相應(yīng)的或是我們真正需要的一些運(yùn)動(dòng)效果。下面我們來介紹下創(chuàng)建一個(gè)合適的骨骼的過程。

(1)要?jiǎng)?chuàng)建出一個(gè)骨骼我們要在系統(tǒng)工具欄里找到Biped工具，如圖5所示，我們先選擇Biped按鈕進(jìn)行創(chuàng)建骨骼。接著選中biped骨骼后，我們就可以在修改面板中找到軀干類型，接著我們就可以對(duì)骨骼進(jìn)行合適的調(diào)整了，如圖6。在這里，我們把脊椎鏈接設(shè)置為2，腿鏈接設(shè)置為3。此時(shí)如圖7所示視圖中的骨骼就已經(jīng)修改好了。然而要制作出逼真的三維動(dòng)畫效果，光有骨骼是不夠的，還要為骨骼添加上皮膚與設(shè)置動(dòng)作的參數(shù)。

圖5 創(chuàng)建骨骼面板 

圖6 軀干設(shè)置 

圖7 人體骨骼

(2)對(duì)骨骼蒙皮。先在視圖中將骨骼調(diào)整到與模型差不多的高度。如圖8。

圖8模型與骨骼

(3)再來就是根據(jù)需要調(diào)整頸部，胸部，手指，腿部和腳趾的關(guān)節(jié)數(shù)量，使骨骼關(guān)節(jié)數(shù)與模型相匹配。當(dāng)骨骼數(shù)量設(shè)置好以后，就可以進(jìn)入到體型模式中使用移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)工具來調(diào)整骨骼的位置與縮放骨骼大小，使骨骼的一半與模型相匹配。而另外一半則可以采用復(fù)制后粘貼的方法。這樣就可以保持骨骼的對(duì)稱性，避免在之后制作動(dòng)作時(shí)出現(xiàn)動(dòng)作不靈活的現(xiàn)象。

圖9 調(diào)整骨骼

(4)再接下來我們要選擇所有脊椎，沿X軸進(jìn)行縮放，使Biped的肩部進(jìn)入到模型的肩部?jī)?nèi)。以同樣的方法調(diào)整完身體各個(gè)部分。接著繼續(xù)微調(diào)手指腳趾等細(xì)小位置的骨骼部分，使其與模型相適配起來。這整個(gè)調(diào)整過程中一定要操作細(xì)致，否則渲染出的人物皮膚就不能很好的包裹著骨骼，使骨骼暴露在皮膚外，從而影響到輸出圖像的效果。

圖10 繼續(xù)調(diào)整 

圖11 微調(diào)

(5)在位置調(diào)整完成后，就可以對(duì)模型加入physique修改器并選擇附加到節(jié)點(diǎn)，使骨骼與模型契合起來，這就成功地為骨骼蒙皮了。如圖12，13。.

圖12 加入physique修改器 

圖13 成功蒙皮

(6)完成角色的蒙皮后就可以對(duì)角色進(jìn)行動(dòng)作參數(shù)的設(shè)置了，在制作短片的過程中，我們主要是通過對(duì)人物骨骼的控制來實(shí)現(xiàn)角色動(dòng)畫的動(dòng)作效果，在場(chǎng)景中建立一個(gè)Biped，選中Biped的任何一個(gè)部分，進(jìn)入運(yùn)動(dòng)面板，在展卷欄中打開足跡模式;在足跡創(chuàng)建展卷欄中選擇行走。再按邊上創(chuàng)建多個(gè)足跡按鈕，就會(huì)彈出創(chuàng)建多個(gè)足跡的行走對(duì)話框。

圖14 創(chuàng)建Biped 

圖15足跡創(chuàng)建展卷欄

(7)在創(chuàng)建多個(gè)足跡：行走對(duì)話框中，設(shè)置足跡數(shù)為10，按確定，這樣Biped就會(huì)產(chǎn)生編號(hào)為0—9的十個(gè)足跡。這時(shí)時(shí)間滑塊會(huì)自動(dòng)設(shè)置到第153幀。

圖16 設(shè)置足跡數(shù)為10 

圖17 行走演示

(8)在展卷欄中按創(chuàng)建足跡(在當(dāng)前幀上)按鈕，然后在視圖中選擇某一個(gè)足跡，并在足跡操作展卷欄中按下為非活動(dòng)足跡創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)按鈕，這時(shí)就成功地創(chuàng)建了一個(gè)Biped的基本行走動(dòng)作，此時(shí)按下播放鍵即可看到效果。

同理，運(yùn)用3Ds max提供的跑動(dòng)，跳躍即可建立Biped的跑和跳動(dòng)作。通過對(duì)足跡的調(diào)整，以及對(duì)人物在運(yùn)動(dòng)過程中的骨骼進(jìn)行調(diào)整就能實(shí)現(xiàn)預(yù)想的動(dòng)作。

4.人物動(dòng)作的制作

在動(dòng)畫短片中人物的主要?jiǎng)幼饔凶呗罚懿?，跳躍，扣籃，投籃五個(gè)動(dòng)作。我們必須通過對(duì)骨骼的調(diào)整與關(guān)鍵幀的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)人物的動(dòng)作，但是這里有一個(gè)重要的問題，那就是在3DS MAX中要達(dá)到高度仿真很難。對(duì)于這個(gè)問題，我們的實(shí)現(xiàn)方法就是通過3DS MAX設(shè)置關(guān)鍵幀，從而利用其實(shí)現(xiàn)過渡幀，即簡(jiǎn)化了中間過程和各種細(xì)節(jié)，同時(shí)人物的動(dòng)作也與現(xiàn)實(shí)相符。

因?yàn)閯?dòng)畫中人物的動(dòng)作眾多，所以上面選擇了以走路為例介紹人物動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)。一般在現(xiàn)實(shí)中，人走路可以分為四個(gè)步驟：(1)邁出前腳。(2)前腳著地，這時(shí)兩腳都在地上。(3)后腳跟上。(4)后腳邁出。這就完成了一步走路的動(dòng)作。

下面就介紹在3DS MAX中怎么制作走路動(dòng)作。

(1)首先在靜止時(shí)設(shè)置首個(gè)關(guān)鍵幀，再根據(jù)人在運(yùn)動(dòng)時(shí)的規(guī)律在下一個(gè)關(guān)鍵幀處，調(diào)整眉心與各部位骨骼，實(shí)現(xiàn)前腳邁出一步并著地。前腳著地，后腳跟上，后腳邁出的一步走路動(dòng)作。如圖23，24。

圖23 前腳邁出并著地 

圖24

(2)由于人物的跑步過程是重復(fù)著同一個(gè)動(dòng)作，因此接著使用復(fù)制、粘貼動(dòng)作就可以實(shí)現(xiàn)一系列走路動(dòng)作。

圖25動(dòng)作復(fù)制

5.創(chuàng)建籃球的路徑動(dòng)畫

在完成設(shè)計(jì)動(dòng)畫的過程中，有時(shí)候能夠很容易地確定物體的運(yùn)動(dòng)路徑但不能很好地設(shè)置其關(guān)鍵位置，這時(shí)就需要指定路徑來設(shè)置動(dòng)畫。設(shè)置物體沿著一定的路徑運(yùn)動(dòng)是3ds max中一個(gè)很重要的功能，一般情況下有下面幾個(gè)步驟：(1)創(chuàng)建一條作為運(yùn)動(dòng)路徑的樣條曲線。(2)創(chuàng)建一個(gè)虛擬物體，并將運(yùn)動(dòng)物體鏈接到虛擬物體上。(3)給虛擬物體賦予一個(gè)動(dòng)畫路徑控制器，然后單擊要作為路徑的曲線，虛擬物體就可以沿著路徑進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)模型進(jìn)行移動(dòng)。

在做動(dòng)畫短片的過程中，我們也能用到這個(gè)技巧，下面來詳細(xì)說明路徑動(dòng)畫的制作過程，制作出投出的籃球的運(yùn)動(dòng)路徑。

(1)首先在創(chuàng)建面板中，選擇NURBS曲面制作一條符合投籃路線的曲線。

圖18

(2)接著在創(chuàng)建面板中單擊輔助器按鈕，在打開的面板中單擊虛擬體按鈕，然后在頂視圖中拖動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)虛擬物體。

圖19 創(chuàng)建虛擬物體

(3)然后在前視圖中選擇圓球，把球移動(dòng)到曲線最末端，然后單擊動(dòng)畫設(shè)置區(qū)中的打開設(shè)置關(guān)鍵幀按鈕，打開手動(dòng)設(shè)置動(dòng)畫模式，此時(shí)時(shí)間滑軌變成紅色，單擊設(shè)置關(guān)鍵幀，將當(dāng)前小球狀態(tài)記錄下來。

(4)之后在頂視圖中選擇虛擬物體，再選擇運(yùn)動(dòng)標(biāo)簽，打開運(yùn)動(dòng)面板。并選擇路徑約束選項(xiàng)作為控制器，然后單擊對(duì)話框中的確定按鈕關(guān)閉對(duì)話框。

圖20 參數(shù)設(shè)置

(5)接下來就是為虛擬物體添加一條運(yùn)動(dòng)路徑了。在運(yùn)動(dòng)命令面板中展開路徑參數(shù)卷展欄，單擊其中的添加路徑按鈕，然后在前視圖中選擇曲線，則虛擬物體將以曲線作為路徑 ，并移動(dòng)到曲線的一個(gè)點(diǎn)上。

(6)這時(shí)在工具欄中選擇選擇并移動(dòng)工具。在頂視圖中將小球移動(dòng)到虛擬物體中央。

圖21移動(dòng)虛擬物體

(7)在主工具欄中選擇選擇并鏈接工具按鈕，則光標(biāo)變?yōu)閮蓚€(gè)立方體鏈接在一起的形狀。在前視圖中將光標(biāo)移動(dòng)到小球上，按住鼠標(biāo)并拖動(dòng)，直到將小球鏈接到虛擬物體上，當(dāng)兩個(gè)物體鏈接在一起時(shí)，會(huì)高亮顯示一下，此時(shí)鏈接已經(jīng)建立，虛擬物體的移動(dòng)就可以帶動(dòng)小球移動(dòng)。

(8)激活透視視圖，然后單擊播放按鈕則可以看到投出的籃球的運(yùn)動(dòng)曲線。下面截圖即為整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程。

圖22 籃球運(yùn)動(dòng)過程

6.最后把人物的動(dòng)作動(dòng)畫與籃球路徑動(dòng)畫結(jié)合起來制作出走路進(jìn)場(chǎng)與舒緩頭部，扣籃，過人與投籃這幾個(gè)動(dòng)畫短片中的人物動(dòng)作，如下圖所示。

圖26路進(jìn)場(chǎng)與舒緩頭部 

圖27扣籃

圖28過人與投籃

7.渲染輸出

在完成了建模、設(shè)置材質(zhì)、放置燈光和相機(jī)以及運(yùn)動(dòng)動(dòng)作等動(dòng)畫場(chǎng)景之后，最后一步是準(zhǔn)備渲染輸出。由于3ds max的插件特性，因此可以選擇使用除了系統(tǒng)默認(rèn)的其他渲染器，在這里我們選擇使用V-Ray渲染器。

V-ray渲染器是著名的Chaos Group公司新開發(fā)的產(chǎn)品。主要用于室內(nèi)外裝潢設(shè)計(jì)建筑設(shè)計(jì)等的渲染。并且它能產(chǎn)生一些特殊的效果，如次表面散射、光跡追蹤、焦散、全局照明等。V-ray其真實(shí)的光線能創(chuàng)建出專業(yè)的照片級(jí)效果。其特點(diǎn)是渲染速度快，目前很多制作公司使用它來制作建筑動(dòng)畫和效果圖，就是看中了他速度快的優(yōu)點(diǎn)。

渲染時(shí)我們應(yīng)該要根據(jù)動(dòng)畫效果的不同需要，以及對(duì)硬件設(shè)施的級(jí)別的要求，在進(jìn)行渲染前對(duì)必要的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如圖29。

圖29 渲染參數(shù)設(shè)置

以人物的扣籃過程進(jìn)行渲染為例，由于之前我們通過材質(zhì)編輯器對(duì)籃板設(shè)置了具有反射效果的材質(zhì)，所以在渲染參數(shù)中設(shè)置模糊可以使得整個(gè)動(dòng)畫更具有真實(shí)感，完成之一步的最終效果如圖30。

圖30扣籃渲染效果圖

8.后期制作

各個(gè)場(chǎng)景制作完成渲染出來以后，接下來就要進(jìn)行后期合成的工作了。我們可以使用After Effects(簡(jiǎn)稱AE)軟件來進(jìn)行后期視頻的處理。

After Effects，用于高端視頻特效系統(tǒng)的專業(yè)特效合成軟件，隸屬美國(guó)Adobe公司。它借鑒了許多優(yōu)秀軟件的的成功之處，將視頻特效合成上升到了新的高度：Photoshop中層的引入，使AE可以對(duì)多層的合成圖像進(jìn)行控制，制作出天衣無縫的合成效果;關(guān)鍵幀，路徑的引入，使我們對(duì)控制高級(jí)的二維動(dòng)畫游刃有余;高效的視頻處理系統(tǒng)，確保了高質(zhì)量視頻的輸出;令人眼花繚亂的特技系統(tǒng)使AE能實(shí)現(xiàn)使用者的一切創(chuàng)意。

我們利用AE制作了動(dòng)畫的片頭，如圖31。

圖31 片頭

接下來進(jìn)行各個(gè)分鏡頭的銜接合并，使之成為連貫的有情節(jié)的動(dòng)畫。把所有素材導(dǎo)入合成項(xiàng)目中(包括聲音、視頻等素材)，在時(shí)間軸內(nèi)，分配編輯各片段的位置及效果，最終進(jìn)行輸出，扣籃效果如圖32。

圖32 視頻截圖

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