三维动画论文范文
前言：我们精心挑选了数篇优质三维动画论文文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。
第1篇
1.1影视广告创作需要思维的延伸
3DSMAX软件模块很丰富，升级版不断涌现，在影视广告创作中要大量运用。教师不要手把手进行辅导，使学生成为“机械手”，要把学生的被动接受转变为主动探索，便可以在探索中升华自己的思维能力。比如，要做一个动画广告或一个视频短片，动作设计的主动权要在学生手中，遇到问题要自己解决。当感觉这一软件已不能满足自己的需要时，便会寻找更优秀的工具，思维也会在新的工具使用中延伸。
1.2创新能力是三维动画运用的主导
运用的不同，需要掌握的3DSMAX软件的模块也不同，影视广告的运用更加全面，几乎涵盖了这个软件的所有功能，没有没用的，只有不够用。影视广告中的三维动画制作最难的是创意、出新，没有新意的广告味如嚼蜡。创新是学生个性的展露，表现出与众不同的思维方式，个性潜能的发挥造就风格各异的作品。传统教学方式以授课为中心，一人讲大家听，提出一样的问题，求得一样的答案，忽视了学习者不同个性的张扬，制约了艺术才能的差异化发展，很难培养出别具一格的创新人才。笔者认为，对于影视广告的三维动画运用，应该因材施教、培养其独特的思维模式和创新意识，把大胆的构思、神奇的策划、乖张的动作、奇妙的色彩运用到全新的创作中。
1.3全面掌握3DSMAX软件的功能
在教学中我们发现，很多学生在影视广告创作中感到缺乏工具，其实不是没有，是没有发现，或者说没有掌握。在创作中我们会用到大量的角色动画和环境动画，这些模型的制作相当复杂，人物、动物、机械等需要Pol（y多变形）建模和Nurb（s曲面）建模，必须调动所有功能和手段才能完成。如果只是掌握了部分的功能，对于工具的用途知之甚少，使用起来笨手笨脚，就很难创作出唯美的画面和精彩的动画。全面掌握3DSMAX软件功能才能使环境动画、角色动画达到出神入化的效果。
1.4关于Dynamics和reactor的运用
这个模块的学习很重要，虽然它主要服务于物理、化学类课程的教学，但是在广告制作中却经常用到。因为广告中会出现很多产品的运动、变形、仿真，这些都需要借助3DSMAX的Dynamics和reactor模块来完成动画制作。使用reactor引擎制作自由落体运动动画、平抛运动、碰撞效果动画等都会在广告的制作中派上用场。影视中的模拟场景的再造、在现实中存在但很难见到的自然现象，以及为了影视情节的需要，把某些场景、场面、动作进行夸张、变形、重组，使之更加刺激、离奇、怪异、神幻。使用角色动画，制作不同的人物，分解其动作行为，虚实结合，使学生能够熟练运用3DSMAX中的有关Vrml的制作。
1.5三维动画在影视广告中的特效运用
一个优秀的广告片少不了吸人的眼球的特效设计，影视的特效运用更是司空见怪。影视广告中的片头片尾，会遇到许多企业标志、名称、片名的三维立体制作，这就要通过3DSMAX运用到影视广告特效制作中去，与后期（AfterEffects、Dfusion、Combustion等）最终合成影视特效。再有，VideoPost的使用频率会更高，在在材质渲染上，一般会将动画渲染成为rla格式的动画序列，rla格式文件带有景深通道信息可以很好的被后期合成软件读取。这些特效的运用看起来是个技术问题，实质上仍然离不开创意、策划、甚至是天才。教师在教授学生的特效运用时，在掌握了以上的种种技巧外，就要把主要的精力放在学生的想象能力开发上，可以说，没有想象便没有特效，没有特效也就没有影视广告未来的发展。
2培养学生三维动画的综合运用能力
2.1课堂教学和实际操作相结合
课堂学习主要目的就是掌握专业基础知识，利用相应的的软件模块制作出高质的动画作品。这仅仅是学习的开始，关键还要掌握各模块的重点和难点以及它们之间相应的关系，把教师的的讲授和实例制作相结合，通过师生互动、作品分析等多种教学方法和手段深化所学的知识，从而最大限度地调动学生的学习兴趣，激发他们的主题创意思维，形成各自不同的的创作风格。
2.2加大实训的课程锻炼
影视广告的三维动画运用是该专业的重要实训科目，也是比较难以掌握的制作类型。软件课程的理论知识相对比较容理解和掌握，要想达到熟练的运用相对困难，软件复杂、多样，操作需要较高的技巧。教师在学生掌握了一定的理论基础后，要把教学的重点转移到软件的运用上来，通过大量的实训来提高的3DSMAX实践运用能力。利用互联网等先进的传播手段，广泛搜集网上优秀的影视广告三维动画素材，掌握最新的运用信息，开拓视野。
2.3用实际运用培养学生良好的职业素养
高职院校的教学目的就是为社会培养高素质的职业人才，合适的就是最好的。学生在学习的最后阶段一定要注意未来的职业导向，教师也要充分注意到学生的思想变化的诉求，适时地对学生进行大量采用符合课程能力培养的实例运用制作。这时的重点就是把社会和企业的影视广告制作的需求引入院校，有条件的可以接单制作，和有关企业签订培养协议，使学生没出校门就已经具备了将来就职后的工作能力。
3小结
第2篇
在骨架提取方面，已经有很多自动生成骨架的方法。①②③Baran等的Pinocchio系统创造性地提出了骨架嵌入的方法。在自动角色动画方面，骨架嵌入比骨架提取要好的原因是对于复杂骨架的角色，骨架提取可能会产生不同的拓扑结构，这就让使用者很难将原来有的骨架运动数据运用到其中来。虽然可以通过附属肢体模板来鉴别复杂的附属肢体，但是由于拓扑结构的复杂性，自动生成时也会产生各种不同的误差。骨架嵌入相对于骨架提取的另一个优势就是它能够在骨架中定义角色所需要的很多的结构信息，这是在提取的纯几何骨架图中难以得到的。
几乎所有的网格变形技术，无论是基于表面的还是基于体积的，都可以用来作为基于骨架运动动画中的对表面进行蒙皮。④⑤不幸的是，到目前为止，这些方法都不能实现实时的动画。Baran等的线性混合蒙皮（LBS）具有简单高效并且能够利用GPU进行运算，并可以根据骨架进行子空间变形等优点。虽然在质量上的不能够达到很好的效果，但是它仍然成为在实践应用中最常用的方法。所以我们的系统采用该方法。⑥
二、原型系统设计设计过程
对于输入的三维角色模型，我们首先嵌入骨架，然后通过定义骨骼运动对表面网格上每个顶点的变化的影响权值，将表面皮肤依附在骨骼上。对于不同的角色，我们建立不同的罚函数去惩罚那些我们不期望的骨架嵌入方式。基于样本用支持向量机的方法求得最大边缘解，然后对不同罚函数赋予不同的权值。用人工智能中A*启发式的方法在指数级的搜索空间里加速寻找最优的骨架嵌入方式。在蒙皮阶段用热扩散方程的方法去计算骨架运动时每一块骨骼对表面网格上顶点的影响权值。据骨架的变化情况，插值计算出骨架的“蒙皮”模型的各个顶点的位置变化。对于某个特定骨骼，“蒙皮”模型的顶点变换矩阵＝初始姿势的变换矩阵的逆×姿势变换后的矩阵。另外还要考虑到一个顶点可能受多个骨骼运动的共同影响。
1.骨架嵌入
由于骨架嵌入需要将骨架重新定义大小和定位使得它能够正确的嵌入到模型当中，所以它能公式化为一个优化的过程：计算关节点的位置和朝向使它能够更好的适合于给定的模型。但是这个优化是一个三维空间的问题，所以连续优化的方法是不可行的。因此可以建立一个用顶点表示潜在关节点，用边表示独立的骨骼的图来简化优化问题。建立这样一个图是具有一定挑战的，因为我们可以用未知数量的顶点和边来表示相同模型的关节和骨架。我们在近似模型垂直等分的平面上建立中轴面，并且建立圆心在中轴面上的圆的一个特定的集合，将这些图的圆心连接起来形成一个图。然后使用自定义的离散的罚函数来最优化的骨架嵌入这个图。为了帮助优化，在给定的骨架中可以包括一些关节点的额外的信息。比如说对称的部位应该以相同的名称命名，又比如如果一个关节被命名为脚，那么就表示它应该事在模型中位置最低的一个关节。由于定义的罚函数是独立于具体的模型的，所以并没有减弱它的通用性。
2.简化骨架
前面的步骤建立了几何图G=(V,E)来表示骨架，我们需要将它嵌入到我们给定的骨架当中。给定骨架原先是以有s个节点的树的形式给出(在一般人形的骨架上会取s=18)，但是如果这s个节点没有经过简化，嵌入的优化过程是很难处理的。因此我们需要一个简单的骨架，所以在嵌入骨架之前，需要将骨架简化。所有的自由度为2的关节都将被除去(比如说膝关节）,关节两端的骨骼块被连在一起。简化后的骨架将会只有r个连接点。那么骨架嵌入以后缺少某些必要关节的骨架怎么让角色动起来呢？我们根据未简化骨架上关节在整条边上的比例，重新计算出该关节在简化骨架上的位置，然后插入到骨架中。在我们的系统中，简化的骨架中r＝7。简化后的结果就是我们可以将简化的骨架嵌入到系统中以最小化罚函数惩罚的对象。否则这样的工作是很难实现的。
3.离散的嵌入骨架和优化
一般不可能计算离散的嵌入方式时使罚函数最小，因为嵌入的数量是指数级的。但是可以用类似分支定界的方法在问题的解空间树T上搜索问题解。我们使用这样一种方法：首先根据部分嵌入的下界估计保存优先级队列。然后在每一步，取出在队列中最好的部分嵌入，将它展开，与下一个关节进行计算，然后将结果保存在队列中。所以，第一个被完整展开的嵌入就是最好的嵌入。为了加速算法并且尽可能少的占用内存，如果部分嵌入有一个很高的下界，那么它将被立即拒绝并不在嵌入到队列中。虽然这种算法在最坏的情况下依然是指数级的，但是在我们测试实际情况它都是很快的。
在骨架嵌入前将骨架进行了简化，省略了很多的关节，比如说膝关节，但简单骨架嵌入以后，要让角色真正的动起来，还是需要重新插入这些关节。在这里可以通过按比列分割骨架图中路径最短的边来得到。我们希望嵌入后的骨架能够很好的满足角色的形态比列，但是，有时候骨架并不能很好的适应我们的角色。同时，一些小的被忽略的骨骼块并没有被赋予正确的朝向。骨架优化的过程就是为了解决这些问题的提出的。
4.蒙皮
我们的角色和嵌入的骨架在将皮肤依附到骨架上之前是没有任何关联的。骨架并不能够驱动角色运动。因此我们需要指定骨架运动与角色表面网格变化之间的联系。虽然在这里我们可以用很多的网格编辑技术来进行网格变形，但是我们选择标准的LBS方法：假设表示网格顶点j的坐标，表示第i块骨骼的变形矩阵，表示第i块骨骼对第j个网格顶点的变形权值。LBS把j变形后的位置表示为。我们的目标就是找到每一块骨骼变化对所有顶点的影响权值。我们所期望权值有以下几个特性：首先它应该与网格的大小无关，其次权值的变化应该平滑，最后关节间两块骨骼的移动宽度必须与关节到表面网格的距离成一定的比例。即使有一个方案能够得到权值使得骨骼能够满足这些特性，但是它们很可能失败因为他们忽略了角色的的几何学特性。作为代替，我们用热平衡原理来寻找权值。假设我们把角色的体积认为是一个不占容积的热导体，然后我们强迫骨骼i的温度为1，而其他骨骼的温度为0。当热平衡以后，我们就可以把表面上每个顶点的温度值作为该骨骼对它影响的权值。
三、实验结果
盼盼动画系统设计时主要依照三个标准：①广泛性。适应于尽可能多的模型。对一些结构比较特殊，或者会产生歧义的模型能够尽可能的正确嵌入骨架。②质量。关键在于蒙皮的技术，让表面皮肤能根据骨架运动驱动正确的位和形变，以期与视频游戏中的模型相媲美。③性能。运行在大多数的家用计算机上。在盼盼动画系统里对采用的模型进行了一些简单的限制：模型必须是全封闭的，并且是以最自然的姿势站立，这样能大幅度的提高骨架嵌入的准确性。当然模型需要是一个有四肢能被嵌入人体骨架的。
图3为盼盼三维角色动画系统的一张截图画面。系统主要包括模型选取、BVH运动数据选取、运行、视图操作、工具条等功能。该系统的运行环境为英特尔酷睿双核CPU，主频为1.73Mhz，内存为1GB。因为盼盼动画系统是单线程的，所以双核的CPU几乎没有什么影响。测试发现，计算的主要消耗花费在分离过程中距离场的计算上。
4、展望
虽然盼盼动画系统在人体动画领域取得了一定的进展，但是它依然存在着不足，限制着它的应用范围。在技术方面，建立骨架图的时候可以用椭圆来建立初始骨架图。在应用方面，首先它的蒙皮质量在某些地方还可以改进，可以通过在骨架上自动蒙皮的技术来提高质量；其次，它的骨架中的关节与一般人体的关节有出入，不能由一般人体骨架运动的数据来驱动，这样就不能很好地利用网络上大量的表现复杂运动的运动数据。另外，盼盼动画系统依然不能够表现手部动画、脸部动画这些需要细节的动作。如果能在后期中加入这些方面的应用，一定能够得到更为广泛的应用，并且大大减少人体动画开发的整个周期。
注释
①LiuP,WuF,MaW,LiangR,OuhyoungM,“Automaticanimationskeletonusingrepulsiveforcefield”,Proc.ofPacificGraphics’2003,pp.309-413.
②TeichmannM,TellerS.“Assistedarticulationofclosedpolygonalmodels.”Proc.ofComputerAnimationandSimulation’98,pp.87-102.
③KatzS,TalA,“Hierarchicalmeshdecompositionusingfuzzyclusteringandcuts”,ACMTransactionsonGraphics,2003,22(3):954-961.
④WadeL.Automatedgenerationofcontrolskeletonsforuseinanimation.PhDthesis,TheOhioStateUniversity,2000.
⑤BaranI,Popovi?J,“Automaticriggingandanimationof3Dcharacters”,ACMTransactionsonGraphics,2007,26(3):72.
⑥KryP,JamesD,PaiD,“EigenSkin:Realtimelargedeformationcharacterskinninginhardware”,Proc.ofSymposiumonComputerAnimation(SCA)’2003,pp.153-160.
第3篇
可以说，正是得益于计算机技术，让艺术和现代动画技术有了结合的机会，是计算机技术凝聚的一种体现，充分的给予了动漫制作工作者以发挥想象力的孔家，制作人员可以通过自身对仿真学、图像学以及渲染材料等多方面的想法，将这些想法和思想结合起来加上一些特效最终达到一种意想不到的效果。此外，三维动画技术还十分的便捷和灵活，在整个动画领域，是十分肯定和认可的，相对于传统的二维动画而言，三维技术可以说是一次技术革新。从动画制作的角度来说，在制作三维动画时，需要充分地将二维动画制作的人力资源解放出来，只需要相关的技术人员对关键技术在计算机上进行操作进可以得以实现，进而有效地降低了动画制作的难度系数，为相关的动漫爱好者提供了实现梦想的舞台。伴随着近些年计算机软件不断革新和升级，动画制作的难度系数还会不断下降，不断地朝着有利于动漫产业发展的方向前进。此外，采取三维动画制作，能更加灵活多变的表现动画的真实效果，这一点是二维动画无法达到的。
二、三维技术的艺术表现力
光影表现力。通常来说，经过光影的变幻，加上对场景氛围的掌控，可以将场景和人物内心的情况有效的表现出来。在过去的二维动画中，手工绘画工作者依然会对光影花很多的心思，但是，很难得到较为理想的效果，更不要说实现场景和人物内心情感的融合。但是，在三维动画制作中，是完全可以共同虚拟灯光，进而达到想要的光影效果的，通过对明暗等光彩的调节，进而提升动画场景的艺术表现力。动感和空间的表现力。在过去的二维动画中，背景和角色在制作的过程中是完全分开进行的，最终将只做好的背景和角色进行叠加得到的，这样一来，就感觉整个背景和角色之间没有活力，非常的死板。同时，对于一些变化较大的动作来说，就很难顺利的完成，往往给制作者带来诸多的困难。但是，在三维技术当中，空间已经通过软件给予了虚拟构架，角色可以在这个空间内自由的进行运动和观看。还可以通过一些先进的技术，实现较为真实的模拟运动，在配合相关的摄像机的变化，达到一种非常立体的画面效果。质感和细节的表现力。在过去制作二维动画设计时，通常会将角色设定的十分的简单，因为如果角色制作复杂了，往往需要花费更多的制作时间和人力，同时，在角色动作变化的过程中，还需要和相关的角色联系起来。比如：在《千与千寻》中，每一个角色的采取了特效处理，使得最后的动画在总体上一种美感，在细节处理方面也十分的细致，从而提升了这部动画的质量，提升了该作品的影响力。
三、总结
