■　動畫應(yīng)用解說

時間：2014-05-23 16:36 | 作者：玖藝 | 瀏覽量：

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　第1課  動畫制作的變革
傳統(tǒng)的動畫制作大致經(jīng)過這樣的過程：先由經(jīng)驗豐富的動畫設(shè)計者畫出動畫系列中的關(guān)鍵畫面，然后由輔助的動畫設(shè)計者及其助手畫出那些位于兩個關(guān)鍵畫面之間的畫面，這些畫面要符合指定的動作時間，讓動作體現(xiàn)自然流楊。這些還都是鉛筆圖稿，為了初步測定造型和動作，可將這些圖輸入動畫測試臺進(jìn)行測試，這一過程叫做鉛筆稿測試。測試通過后再把鉛筆稿圖手工描在透明片上，或用照相制版的方法印在透明片上，接著給各幅畫面在透明片上涂上各種顏色的顏料，這個工作需要耐心和淮確，透明片要有良好的透明度。經(jīng)過嚴(yán)格的動作質(zhì)量檢查后，才能在動畫攝制臺上進(jìn)行拍攝。在拍攝之前要有一個攝制表，這是由導(dǎo)演編制的拍攝進(jìn)度、層次和時間的規(guī)劃表。動畫攝影師把動畫系列通過拍攝依次記錄在膠片上。最后再對膠片進(jìn)行編輯、剪接、對內(nèi)、配音、加字募等后期制作工序。
　　由此可見，傳統(tǒng)的動畫制作過程是一個非常復(fù)雜而費時的過程，比如我國的52集動畫連續(xù)劇《西游記》就繪制了100多萬張原畫、近2萬張背景，共耗紙30噸、耗時整整5年。而在迪斯尼的動畫大片《花木蘭》中，一場匈奴大軍廝殺的戲僅用了5張手繪士兵的圖，電腦就變化出三、四千個不同表情士兵作戰(zhàn)的模樣?！痘咎m》人物設(shè)計總監(jiān)表示，這部影片如果用傳統(tǒng)的手繪方式來完成，以動畫制片小組的人力，完成整部影片的時間可能由5年延長至20年，而且要拍攝出片中千軍萬馬奔騰廝殺的場面，是基本不可能的。

迪斯尼的動畫片《花木蘭》
第2課  數(shù)碼動畫的應(yīng)用領(lǐng)域
近年來，隨著計算機動畫技術(shù)的迅速發(fā)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大，帶來的社會效益和經(jīng)濟效益也不斷增長。
　　計算機動畫在現(xiàn)階段主要應(yīng)用于以下幾個領(lǐng)域：電影業(yè)、電視片頭和廣告、科學(xué)計算和工業(yè)設(shè)計、模擬、教育和娛樂以及虛擬現(xiàn)實與3D web。
2.1 電影業(yè)
　　計算機動畫應(yīng)用最早、發(fā)展最快的領(lǐng)域是電影業(yè)。雖然電影中仍在采用人工制作的模型或傳統(tǒng)動畫實現(xiàn)特技效果，但是計算機技術(shù)正在逐漸替代它們。自從計算機能夠提供膠片所需的分辨率以來，計算機動畫的主要努力方向是提高通亮度，同時降低制作成本。開始的時候，計算機生成動畫需要耗費大量時間在計算機內(nèi)部建立模型，但是一旦在計算機內(nèi)部生成以后．就為變形、修改、運動提供了方便。
　　計算機生成的動畫特別適用于科幻片的制作。由于采用了計算機動畫技術(shù)，才使得“終結(jié)者（續(xù)集）”(Terminator 2)產(chǎn)生了爆炸性的效果，這體現(xiàn)在當(dāng)時世界上最高的票房收入上。片中采用了大量變形的技術(shù)，而其他很多用于制造特技的方法，諸如形象逼真的泥塑或運動控制動畫都不能很好地完成此項工作，而且大多數(shù)技術(shù)會耗費很多的時間。
　　“終結(jié)者（續(xù)集）”的制作前后花了兩年時間，耗資一億美元，由于采用了計算機動畫技術(shù)而轟動了世界，它宣告了電腦特技走入電影的開始。

“終結(jié)者”劇照
　　另一部電影叫“侏羅紀(jì)公園”（Jurassic Park）又引起了一場轟動。這部影片將一億四千萬年以前的恐龍復(fù)活，并同現(xiàn)代人的情景組合在一起，構(gòu)成了活生生童話般的畫面。在這部電影里一共出現(xiàn)了七種不同的恐龍，這些恐龍一部分是用模型、一部分是用三維動畫制作而成的，動畫可以達(dá)到模型所達(dá)不到的效果。例如一群恐龍在草原上奔跑，由遠(yuǎn)而近地追逐驚恐逃跑的博土。又如電影里的另一個鏡頭，在一個暴風(fēng)雨的晚上，高電壓圍網(wǎng)斷電、恐龍破網(wǎng)而出，在公路上襲擊兩部汽車。這些特技效果都是用傳統(tǒng)模型和其他技術(shù)難以實現(xiàn)的。

“侏羅紀(jì)公園”劇照
　　我國的計算機動畫正邁著艱難的步伐前進(jìn)，目前，在影片中插入幾分鐘的計算機動畫片段已屢見不鮮。我國的電影事業(yè)隨著經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展和社會的全面進(jìn)步、必將更多地采用計算機動畫技術(shù)。
2.2 電視片頭和電視廣告
　　1990年9月，我國成功地舉辦了第十一屆亞洲運動會，中央電視臺在亞運會期間的專題報道中指出了用計算機動畫技術(shù)制作的“亞運會片頭”，使我國廣大觀眾第一次享受到嶄新的視覺效果。這也是我國第一個由電腦制作的動畫片頭。
　　在電視中，使用計算機動畫技術(shù)最多的是電視廣告。計算機動畫能制做出精美神奇的視覺效果，給電視廣告增添了一種奇妙無比、超越現(xiàn)實的夸張浪漫色彩，既讓人感到計算機造型和其表現(xiàn)能力的極為驚人之處，又使人自然地接受了商品的推銷意圖。當(dāng)然重要的還在于創(chuàng)意，但是只要人們的頭腦想得出來的，計算機就能做出來。
2.3 科學(xué)計算和工業(yè)設(shè)計
　　利用計算機動畫技術(shù)，可將科學(xué)計算過程以及計算結(jié)果轉(zhuǎn)換為幾何圖形成圖像信息并在屏幕上顯示出來，以便于觀察分析和交互處理。計算機動畫已成為發(fā)現(xiàn)和理解科學(xué)計算過程中各種現(xiàn)象的有力工具，這就叫“科學(xué)計算可視化”。在一些復(fù)雜的科學(xué)研究和工程設(shè)計中，比如航天、航空、大型水利工程等，資金投人巨大，一旦有失誤，所產(chǎn)生的損失往往是難以彌補的，因此，利用計算機動畫技術(shù)進(jìn)行模擬分析，從而達(dá)到設(shè)計可靠的目的。
　　計算機動畫在工業(yè)設(shè)計方面也越來越受歡迎。原來的計算機設(shè)計主要減輕人們的腦力勞動，如繪圖和計算等，而采用計算機動畫的設(shè)計則為設(shè)計人員提供了一個嶄新的電子虛擬環(huán)境，借此可以使人們將產(chǎn)品的風(fēng)格、可制造性、功能仿真、力學(xué)分析、性能實驗，以及最終產(chǎn)品在屏幕上顯示出來，并可從不同的視角觀察它；同時還可以改變光照條件、調(diào)整反射、折射等各種因素，進(jìn)行各種角度的觀察。如果產(chǎn)品很大，還可以透視到內(nèi)部觀察物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)。


3D設(shè)計的汽車模型
2.4 模擬、教育和娛樂
　　計算機動畫第一個用于模擬的商品是飛行模擬器。這種飛行模擬器在室內(nèi)就能訓(xùn)練飛行員，模擬起飛、飛行和著陸。飛行員在模擬器里操縱各種手柄，觀察各種儀器，透過模擬的飛機舷窗就能看到機場跑道、地平線以及其他在真正飛行時看到的景物。
　　計算機動畫在教育方面有著廣闊的應(yīng)用前景。有些基本概念、原理和方法需要給學(xué)生以感性上的認(rèn)識，在實際教學(xué)中有可能無法用實物來演示。這時借助計算機動畫把各種表面現(xiàn)象和實際內(nèi)容進(jìn)行直觀演示和形象教學(xué)，大到宇宙形成，小到基因結(jié)構(gòu)，無論是化學(xué)反應(yīng)還是物理定律．使用計算機動畫部可以淋漓盡致地表示出來。
　　另外計算機動畫在網(wǎng)絡(luò)游戲、文化娛樂等方面也有著廣闊的應(yīng)用前景?；赑C的三維游戲正在不斷增加．共制作也離不開三維動畫技術(shù)。

網(wǎng)絡(luò)游戲的畫面
2.5 虛擬現(xiàn)實和3D web
　　虛擬現(xiàn)實是利用計算機動畫技術(shù)模擬產(chǎn)生的一個三維空間的虛擬環(huán)境系統(tǒng)。借系統(tǒng)提供的視覺、聽覺甚至觸覺的設(shè)備，“身臨其境”地置身于這個虛擬環(huán)境中隨心所欲地活動，就像在真實世界中一樣。
　　近年來，異軍突起的因特網(wǎng)（Intenet）把全世界的信息連在了一起，它的出現(xiàn)改變了人們的生活方式，人們有理由在原來以Html為核心的網(wǎng)頁瀏覽基礎(chǔ)上，要求加以VRML為核心的三維全新界面，因而3D web技術(shù)也發(fā)展起來。3D web技術(shù)把三維世界帶入了因特網(wǎng)，網(wǎng)上用戶可以使用瀏覽器觀察3D web場景。
第3課  二維動畫軟件簡介
3.1．Softimage |TOONZ:
　　SOFTIMAGE|TOONZ是世界上最優(yōu)秀的卡通動畫制作軟件系統(tǒng)，它可以運行于SGI超級工作站的IRIX平臺和PC的windows NT 平臺上，被廣泛應(yīng)用于卡通動畫系列片、音樂片、教育片、商業(yè)廣告片等中的卡通動畫制作。 　　
　　TOONZ利用掃描儀將動畫師所繪的鉛筆稿以數(shù)字方式輸入到計算機中, 然后對畫稿進(jìn)行線條處理、檢測畫稿、拼接背景圖配置調(diào)色板、畫稿上色、建立攝影表、上色的畫稿與背景合成、增加特殊效果、合成預(yù)演以及最終圖像生成。利用不同的輸出設(shè)備將結(jié)果輸出到錄象帶、電影膠片、高清晰度電視以及其他視覺媒體上。
　　TOONZ的使用使動畫工作者既保持了原來所熟悉的工作流程, 又保持了具有個性的藝術(shù)風(fēng)格, 同時扔掉了上萬張人工上色的繁重勞動, 扔掉了用照相機進(jìn)行重拍的重復(fù)勞動和膠片的浪費, 獲得了實時的預(yù)演效果, 流暢的合作方式以及快速達(dá)到你所需的高質(zhì)量水準(zhǔn)。

Toonz的操作界面
3.2．RETAS PRO
　　RETAS PRO是日本Celsys株式會社開發(fā)的一套應(yīng)用于普通PC和蘋果機的專業(yè)二維動畫制作系統(tǒng)，它的出現(xiàn)，迅速填補了PC 機和蘋果機上沒有專業(yè)二維動畫制作系統(tǒng)的空白。 從1993年10月RETAS 1.0版在日本問世以來，直至現(xiàn)在RETAS 4.1 Window 95,98 & NT、Mac版的制作成功，RETAS PRO已占領(lǐng)了日本動畫界80％以上的市場份額，雄踞近四年日本動畫軟件銷售額之冠。日本已有100家以上的動畫制作公司使用了RETAS PRO，其中較為著名的有Toei，Sunrise，TokyoMovie（使用RETAS PRO制作了“Lupin The 3rd”魯賓三世），TMS（使用RETAS PRO制作了“Spider-Man”蜘蛛人）；日本著名的動畫學(xué)校－－Yoyogi動畫學(xué)校以及著名的游戲制作師Hudson, Konami也使用了RETAS PRO。 　　
　　RETAS PRO的制作過程與傳統(tǒng)的動畫制作過程十分相近，它主要由四大模塊組成，替代了傳統(tǒng)動畫制作中描線、上色、制作攝影表、特效處理、拍攝合成的全部過程。同時RETAS PRO不僅可以制作二維動畫，而且還可以合成實景以及計算機三維圖象。RETAS PRO可廣泛應(yīng)用于：電影、電視、游戲、光盤等多種領(lǐng)域。 　　
　　RETAS PRO的英、日本版已在日、歐、美、東南亞地區(qū)享有盛譽，如今中文版的問世將為中國動畫界帶來電腦制作動畫的新時代。

Retas的操作界面
3.3．USAnimation
　　應(yīng)用USanimation使動畫師自由地創(chuàng)造傳統(tǒng)的卡通技法無法想像的效果。并輕松地組合二維動畫和三維圖像。
　　USanimation軟件當(dāng)初設(shè)計的每一方面都考慮到在整個生產(chǎn)流程的各個階段如何獲取最快的生產(chǎn)速度。采用自動掃描，ＤI的質(zhì)量實時預(yù)視，使系統(tǒng)工作的很快。USanimation以矢量化為基礎(chǔ)的上色系統(tǒng)被業(yè)界公認(rèn)為是最快的。

USAnimation的操作界面
3.4．AXA
　　AXA可算是目前唯一一套PC級的全彩動畫軟件，它可以在WIN 95及 ＮＴ上執(zhí)行，簡易的操作界面可以讓卡通制作人員或新人很快上手，而動畫線條處理與著色品質(zhì)，亦具專業(yè)水準(zhǔn)。 　　
　　AXA包含了制作電腦卡通所須要的所有元件，如掃圖、鉛筆稿檢查、鏡頭運作、定色、著色、合成、檢查、錄影等模組，完全針對卡通制作者設(shè)計使用介面，使傳統(tǒng)制作人員可以輕易的跨入數(shù)位制作的行列。它的特色是以電腦律表(Exposure Sheet)為主要操作主干，因為卡通這種高成本、耗時費力之工作，靠的就是用律表來連結(jié)制作流程進(jìn)而提高制作效率，所以電腦律表對動畫創(chuàng)作人來說就像熟悉的老朋友般親善。
3.5．Flash
　　說起動畫當(dāng)然不能不提Flash，它是近年來發(fā)展最為強勁的一款網(wǎng)絡(luò)動畫制作軟件。Flash是Macromedia公司所推出的軟件，目前最新的版本為MX 2004版，并即將發(fā)布其MX 2005版（又稱8.0版）。Flash是專門用來設(shè)計網(wǎng)頁及多媒體動畫的軟件，它可以為網(wǎng)頁加入專業(yè)且漂亮的交互式按鈕及向量式的動畫圖案特效，它是目前制作網(wǎng)頁動畫最熱門的軟件。
　　FLASH的動畫繪圖方式是采向量方式處理，這樣圖案在網(wǎng)頁中放大或縮小時，不會因此而失真，而且可依顏色或區(qū)塊做部份的選擇來進(jìn)行編輯，這是與其它繪圖軟件所不同的地方且，再加上兼容MP3格式的音樂，不但音質(zhì)直逼音樂CD，容量卻只有CD的十分之一，非常適合應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)上。

著名的Flash形象“流氓兔
第4課  三維動畫軟件簡介
4.1． Softimage 3D
　　在電腦動畫興起和發(fā)展的十多年歷史中，Softimage 3D一直都是那些世界上處于主導(dǎo)地位的影視數(shù)字工作室用于制作電影特技、電視系列片、廣告和視頻游戲的主要工具?！　?br /> 　　由于Softimage 3D所提供的工具和環(huán)境為制作人員帶來了最快的制作速度和高質(zhì)量的動畫圖像，使它在獲得了諸多榮譽的同時成為世界公認(rèn)的最具革新的專業(yè)三維動畫制作軟件。　　
　　Softimage 3D是由專業(yè)動畫師設(shè)計的強大的三維動畫制作工具，.它的功能完全涵蓋了整個動畫制作過程，包括：交互的獨立的建模和動畫制作工具、SDK和游戲開發(fā)工具、具有業(yè)界領(lǐng)先水平的mental ray生成工具等。Softimage 3d系統(tǒng)是一個經(jīng)受了時間考驗的、強大的、不斷提煉的軟件系統(tǒng)，它幾乎設(shè)計了所有的具有挑戰(zhàn)性的角色動畫。98年提名的奧斯卡視覺效果成就獎的全部三部影片都應(yīng)用了Softimage 3D的三維動畫技術(shù)，它們是《失落的世界》中非常逼真的讓人恐懼又喜愛的恐龍形象、《星際戰(zhàn)隊》中的未來昆蟲形象、《泰坦尼克號》中幾百個數(shù)字動畫的船上乘客。這三部影片是從列入奧斯卡獎名單中的七部影片中評選出來的，另外的四部影片《蝙蝠俠和羅賓》、《接觸》、《第五元素》和《黑衣人》中也全部利用了Softimage 3D技術(shù)創(chuàng)建了令人驚奇的視覺效果和角色。

Softimage 3d 制作的帆船
4.2．3Ds Max 　　
　　3Ds Max是一款應(yīng)用于PC平臺的元老級三維動畫軟件，由Autodesk公司出品。它具有優(yōu)良的多線程運算能力，支持多處理器的并行運算，豐富的建模和動畫能力，出色的材質(zhì)編輯系統(tǒng)。目前在中國，3Ds Max的使用人數(shù)大大超過其他三維軟件。
　　它提供了兩種全局光照系統(tǒng)并且都帶有曝光量控制，光度控制燈光，以及新穎的著色方式來控制真實的渲染表現(xiàn)。3ds max也擁有最佳的Direct 3D 工作流程 （可以使用DirectX ）， 使用者可以自己增加實時硬件著色，并且可以非常容易地將作品通過貼圖渲染和法線渲染，光線渲染以及支持Radiosity的定點色烘培技術(shù)。
　　3ds max的制作效率非常高，再加上一些新的常用的功能就能夠很好地發(fā)揮使用者的創(chuàng)造力。比如新改良的UVW Unwrap功能就可以讓藝術(shù)家們非常容易地進(jìn)行貼圖控制，另外還有多邊形建模工具。Discreet還對有免費網(wǎng)絡(luò)渲染功能進(jìn)行了改良，backburner 可以讓使用者同時控制3ds max 以及 combustion 渲染網(wǎng)絡(luò)。

3Ds Max 的操作界面
4.3．MAYA
　　Maya是Alias|Wavefront（2003年7月更名為Alias）公司的產(chǎn)品，作為三維動畫軟件的后起之秀，深受業(yè)界歡迎和鐘愛。Maya 集成了Alias| Wavefront 最先進(jìn)的動畫及數(shù)字效果技術(shù)，它不僅包括一般三維和視覺效果制作的功能，而且還結(jié)合了最先進(jìn)的建模、數(shù)字化布料模擬、毛發(fā)渲染和運動匹配技術(shù)。MAYA因其強大的功能在3D動畫界造成巨大的影響，已經(jīng)滲入到電影、廣播電視、公司演示、游戲可視化等各個領(lǐng)域，且成為三維動畫軟件中的佼佼者。《星球大戰(zhàn)前傳》、《透明人》、《黑客帝國》、《角斗士》、《完美風(fēng)暴》、《恐龍》等很多大片中的電腦特技鏡頭都是應(yīng)用MAYA完成的。逼真的角色動畫、豐富的畫筆，接近完美的毛發(fā)、衣服效果，不僅是影視廣告公司對MAYA情有獨鐘，許多喜愛三維動畫制作，并有志向影視電腦特技方向發(fā)展的朋友也為MAYA的強大功能所吸引。
　　Maya的最新版本為Maya 6.5。Maya 6.5為性能驅(qū)動型版本，可滿足尋求大幅度性能提升而同時又處理海量數(shù)據(jù)集的游戲、電影、廣播和數(shù)字出版等的需要。Alias對軟件進(jìn)行了重新架構(gòu)設(shè)計，大幅提升了軟件性能，因此，Maya擁有處理最復(fù)雜模型、場景和動畫數(shù)據(jù)的能力和可靠性。

Maya 的封面
4.4． LIGHTWAVE 3D 　　
　　Lightwave 3D是NewTek公司的產(chǎn)品。目前LIGHTWAVE在好萊塢的影響一點也不比Softimage、Alias等差。它具有出色品質(zhì)的，價格卻是非常低廉，這也是眾多公司選用它的原因之一?！短┨鼓峥颂枴分械奶┨鼓峥颂柲Ｐ?，就是用LIGHTWAVE制作的。
　　2005年的SIGGRAPH盛會上，NewTek有限公司，正式發(fā)布了LightWave 3D 9.0版，這是Lightwave的最新版本?！　?br /> 　　NewTek開發(fā)人員重新編寫和構(gòu)建了LightWave的內(nèi)核，將網(wǎng)格編輯功能加入到Layout模式中，并增強Modeler模式中的工具；從Layout模式中提取渲染器，重新編寫光線跟蹤方法，使它具有更快速的算法；基于到攝像機的距離和可見性改寫網(wǎng)格細(xì)分。Modeler的工具箱已經(jīng)被升級使它具有實邊，細(xì)分表面已經(jīng)被重新啟動來改善處理過程并支持多次細(xì)分。

Lightwave制作的一只甲蟲
第5課  渲染技術(shù)和“上海市多媒體公共服務(wù)平臺”簡介
三維動畫的制作主要包括三個大的環(huán)節(jié)，即建模、著色和運動控制。而渲染就是中間的著色過程。三維模型能否能人一種真實感，關(guān)鍵就在于渲染技術(shù)。
　　以下是兩幅沒有渲染過的模型和渲染后的效果對比圖，可以看出渲染的重要性：

未經(jīng)渲染的模型
 

渲染之后的畫面
　　但是渲染技術(shù)對硬件設(shè)備的要求非常高，而高端設(shè)備的體格更是令人嘖舌，以至于如果要自己購買設(shè)備的話，大多數(shù)中小企業(yè)甚至無力承受制作一小段3D動畫的成本。
　　因而由政府牽頭來建設(shè)公共服務(wù)平臺以讓中小企業(yè)可以用相對便宜的價格租用設(shè)備就成為發(fā)展我國3D產(chǎn)業(yè)的急所。正是在這一需求驅(qū)動下，由上海市科委、長寧區(qū)人民政府共同出資，由上海市科技信息中心、上海市多媒體行業(yè)協(xié)會共同建設(shè)完成了“上海市多媒體公共服務(wù)平臺”。
　　該平臺是上海研發(fā)公共服務(wù)平臺多媒體領(lǐng)域的專業(yè)服務(wù)機構(gòu)。平臺旨在實現(xiàn)政府的服務(wù)功能，降低多媒體中、小企業(yè)的投入成本和運營成本，形成企業(yè)聚集效應(yīng)，推動多媒體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。上海市多媒體公共服務(wù)平臺服務(wù)對象是國內(nèi)動畫、影視制作及工業(yè)設(shè)計等需要高性能渲染計算和影視后期制作的企業(yè)和個人。平臺將發(fā)揮市場配置資源的基礎(chǔ)作用來開展運營工作，不以營利為目標(biāo)，積極開拓服務(wù)功能，為多媒體企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的特色服務(wù)。
　　平臺建設(shè)完成后，包括卡通影視、上影數(shù)碼、盛易達(dá)等近十家動畫影視公司在平臺進(jìn)行了效果測試及商業(yè)項目的渲染，均對平臺的渲染質(zhì)量、渲染效率、工作環(huán)境及服務(wù)水平作了較高的評價。項目鑒定委員會也認(rèn)為，平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，使用方便，實用性強，有較好的技術(shù)意義和社會意義，對于促進(jìn)上海乃至周邊地區(qū)三維動畫產(chǎn)業(yè)起到了推動作用。
　　平臺擁有目前業(yè)界最優(yōu)秀的超級集群渲染陣列，配備有50臺HP原裝100個CPU的服務(wù)器以及10臺APPLE G5 20個CPU的服務(wù)器。選用了Softimage/xsi 4.0、3DMAX 、Maya等三維制作軟件和Renderman、Mental-ray、Mayarender等著名渲染軟件，可對任何三維動畫項目實施最為專業(yè)的渲染。