【正文】 我們通過對角色動畫知識的理論闡述，概括出涉及到角色動畫的各方面知識，最后選出較為典型的若干實例給予制作，作為理論的具體實現(xiàn)，制作的 角色動畫 大致分為三類 ：Biped[兩足角色 ]動畫、手臂手指動畫、人物動畫。 了解角色動畫； 知道骨骼、 IK、 Biped、蒙皮、 Physique； 角 色行為動作的構(gòu)思； 制作基本的模型； 為模型 添加構(gòu)思 的行為； 第 頁 3 查看制作完成的效果，并且輸出渲染。 3D max 集眾多軟件之長，提供了非常豐富的造型建模方法以及更好的材質(zhì)渲染功能。 3D max 9 的應(yīng)用領(lǐng)域 作為性能卓越的三維動畫軟件 ， 3D max 廣泛應(yīng)用于影視制作、產(chǎn)品設(shè)計、建筑設(shè)計、多媒體制作、游戲開發(fā)、輔助教學(xué)、工程展示等諸多領(lǐng)域。 3D max 在運行時都會消耗較多的系統(tǒng)資源，該版本支持 32 位和 64 位操作系統(tǒng)架構(gòu) （一）軟件要求： 基于 32 位系統(tǒng)架構(gòu)安裝 3D max9 時，要求操作系統(tǒng)為 Windows XP Professional、Windows XP Home Edition 或 Windows 2020； 基于 64 位系統(tǒng)架構(gòu)安裝 3D max 9 時，要求操作系統(tǒng)為 Windows XP Professional x64?；?32 位 系統(tǒng)架構(gòu)，要求 CPU 至少是 Intel 的 Pentinum 4 處理器或 AMD 的 Athlon XP 處理器：基于 64位系統(tǒng) 的 系統(tǒng)架構(gòu)，要求 CPU 是基于 64 位架構(gòu)的 Intel 或 AMD 處理器?；?32 位系統(tǒng)架構(gòu)使用 3D max 9 時，要求內(nèi)存至少為 512MB，基于 64 位系統(tǒng)架構(gòu)使用 3D max 9 時，要求內(nèi)存至少為 1GB。 ④顯示卡：要求顯示卡至少具有 32MB 顯存，并且支持 1024x768 分辨率、 16 位真彩色 、 OpenGL 和 Direct 3D 硬件加速。與其他軟件的不同之處在于它不用寫程序，使用流程線以及一些工具圖標(biāo)就能制作出精美的作品。此外，作為一種多媒體平臺，它能將 Photoshop 和 Director 等軟件制作的成果集成起來，使它們發(fā)揮更大的作用。由于它的用途廣泛、操作簡單、程序流程直觀明了、交互能力 強(qiáng)、素材豐富、不需要大量的編程，是不具備編程能力的用戶也能夠創(chuàng)作出高水平的作品。 Authorware 的可視化編程同別的軟件相比最大特色在于，它的程序流程是可視的。 Authorware 提供多樣化的文字處理能力。 Authorware 提供了庫和模板功能，可以重復(fù)運用到多重素材，大大減少了系統(tǒng)資源的占用，同時提高了開 發(fā)的效率。 Authorware 同樣具有動態(tài)鏈接功能。 Authorware 提供網(wǎng)絡(luò)支持。 14 個圖標(biāo)：顯示圖標(biāo)、移動圖標(biāo)、擦除圖標(biāo)、等待圖標(biāo)、導(dǎo)航圖標(biāo)、框架圖標(biāo)、判斷圖標(biāo)、交互圖標(biāo)、計算圖標(biāo)、群組圖標(biāo)、數(shù)字化電影圖標(biāo)、聲音圖標(biāo)、知識對象圖標(biāo)、 開始結(jié)束圖標(biāo)。為了便于運動控制和實時繪制 , 三維角色動畫中普遍采用二層的骨架皮膚模型來制作角色動畫。其中骨架按照角色的特點組成一個層次結(jié)構(gòu)。 通過改變相鄰骨架間的夾角或位移 , 組成角色的骨架就可以做出不同的動作 , 實現(xiàn)不同的動畫效果。這里的皮膚不是固定不變的剛性網(wǎng)格 ,而是可以在骨架影響下變化的一個可變形網(wǎng)格。通過計算影響該頂點的不同骨骼對它影響的加權(quán)和就可以得到該頂點在世界坐標(biāo)系中的正確位置 , 從而使得作為皮膚的網(wǎng)格隨著底層骨架同步運動 , 這樣就實現(xiàn)了在骨架驅(qū)動下的單一皮膚網(wǎng)格變形動 畫 , 或者簡單地說骨架蒙皮動畫。 角色動畫簡介 “角色”來源于舞臺表演，在舞臺上進(jìn)行表演的主題成為角色。電影，動畫劇通過角色的表演來傳達(dá)思想。 所謂角色動畫，顧名思義就是設(shè)計角色編輯動畫，這個角色可以是任何的人，動物和物體 ，或是更細(xì)微的東西。隨著科技的發(fā)展，人們 對一個 動畫角色的價值判斷不單純停留在其外在的造型層面，還包括對角色性格內(nèi)涵的認(rèn)同。擁有獨特性格魅力的動畫角色不僅具有深遠(yuǎn)的藝術(shù)價值，而且蘊涵著巨大的市場與利潤，它拓寬了動畫持續(xù)盈利的后續(xù)空間，由動畫角色形象衍生出來的產(chǎn)品蘊藏著比傳統(tǒng)商品更大的文化價值和商業(yè)價值。因為角色動作的質(zhì)量高低直接關(guān)系著作品的成敗。在構(gòu)成作品的一個個連貫的動作當(dāng)中 ,無論是動作的整個過程還是動作的前因后果，都是整個動作的一部分，都需要我們進(jìn)行整體設(shè)計和反復(fù)推敲。由于模擬化的動作，表情，情感等通常需要復(fù)雜的建模和動畫技術(shù)，角色動畫從三維動畫技 第 頁 6 術(shù)發(fā)展之初知道目前，始終是創(chuàng)作過程中的重點和難點。它不再單一的是兒童們酷愛的動畫片，更是超越為風(fēng)靡全世界的動畫電影。好的形象才能夠充分地展示角色的性格魅力，演繹出曲折動人的故事情節(jié)。 動畫角色的形象設(shè)計是動畫片創(chuàng)作的重要內(nèi)容，因此，形象設(shè)計一定要準(zhǔn)確定位，深入挖掘角色的個性，進(jìn)行全方位的設(shè)計。包括立體的木偶形象、平面的繪畫形象和剪紙形象以及電腦生成的二維或三維的形象等。 動畫形象的創(chuàng)作過程是導(dǎo)演根據(jù)文學(xué)劇本描述的角色外貌和性格特點，進(jìn)行素材搜集，提煉概括以及形象創(chuàng)造的過程。它是一個將朦朧的意識明朗化、將意念物化的設(shè)計過程。因此，形象設(shè)計不能只注重形象的外形與輪廓，還應(yīng)該考慮形象的身份與性格。這些 動畫角色具有或者微妙或者明顯的形態(tài)與情態(tài)差異。運用造型藝術(shù)手段描繪出形象的草圖或輪廓圖，進(jìn)行反復(fù)的修改和加工，最后設(shè)計出動畫角色的形象。 制作角色動畫基礎(chǔ) 大自然千變?nèi)f化，如何在 3ds Max 中模擬人、動物等眾生物的運動，這就是角色動畫所要解決的問題。 層級與運動的關(guān)系 層級與運動，主要是基于關(guān)鍵點動畫的內(nèi)容。對于角色動畫，對象的層次關(guān)系是十分復(fù)雜的。動物在運動過程 中，身體的各個部位、各個關(guān)節(jié)并不是相互獨立的，不同身體部位之間通過某個關(guān)節(jié)鏈接在一起來共同完成一次動作，它們之間需要協(xié)調(diào)，這是不難想象的。在層級關(guān)系中父對象控制所有子對象，一個父對象可能有多個子對象，但是一個子對象卻只能有一個子對象。 如何創(chuàng)建層級關(guān)系 在 3ds Max 9 中如果要創(chuàng)建簡單的 層級關(guān)系，可以利用主工具欄的鏈接工具 : 選擇并鏈接按鈕， 斷開當(dāng)前選擇和鏈接按鈕。并且前一個物體是后一個物體的子對象。 正向運動原理及應(yīng)用 正向運動又稱 FK(Forward Kinematics)，它是一種比較簡單的運動關(guān)系，其原理是：在層次關(guān)系中，父對象 的變化操作會影響到子對象，子對象對父對象具有繼承關(guān)系，而父對象不受子對象變化操作的影響。在 3d max 中反向運動大量運用到角色動畫的制作中，原因是它可以通過調(diào)節(jié)幾個關(guān)鍵的姿勢來確定角色在不同關(guān)鍵幀處的姿勢，而系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)定的結(jié)算方法，在這些關(guān)鍵幀之間自動進(jìn)行差值計算。 骨骼與 IK 解算器 為骨骼添加 IK 解算器來設(shè)置角色動畫使其更加完美。對于人物角色動畫，通常將 IK 肢體解算器用于軀干和手臂，將樣條線 IK 解算器用于腿部來設(shè)置彎曲、抬腿等動作。 骨骼蒙皮 在角色動畫中，蒙皮是將類似“皮膚”的面片包裹到骨骼上，通過骨骼的變形來改變蒙皮對象。應(yīng)用蒙皮修改器并分配骨骼后。對骨骼蒙皮并生成動畫是創(chuàng)建角色動畫的重要途徑之一。使用它可以為兩足角色（也稱兩足角色）創(chuàng)建骨骼層，然后通過各種方法使其具有動畫效果，該軟件提供獨一無二的足跡動畫，能更具角色的重心、平衡和其他因素自動創(chuàng)建行走動畫。 CS 骨骼和與連接屬性相對應(yīng)的蒙皮工具，是動畫具有與角色結(jié)構(gòu)分離開來的獨特能力。這是動畫制作者能夠快速而輕松地建造骨骼然后使之有動畫效果，從而創(chuàng)建運動序列的一種環(huán)境。使用 Character Studio 可以生成這些角色的群組，利用代理系統(tǒng)和過程形為制作其動畫效果。 Biped[兩足角色 ]系統(tǒng) Biped[兩足角色 ]模型是具有兩條腿的體型：人類、動物或是幻想類的角色。兩足角色骨骼具有即時動畫的特征。為與人類軀體的關(guān)節(jié)相匹配，兩足角色骨骼的關(guān)節(jié)運動受到一些限制，比如膝關(guān)節(jié)只能沿單軸旋轉(zhuǎn)，且旋轉(zhuǎn)角度有一定范圍限制。 Biped 是 3ds max 的一個系統(tǒng)插件，它擁有內(nèi)置的 IK 系統(tǒng)，能夠自動適應(yīng)人體或兩足動物骨架的結(jié)構(gòu)，并且能對這些骨架細(xì)節(jié)進(jìn)行擴(kuò)展。兩足動畫有兩種主要創(chuàng)建方式：足跡方法和自由形式方法。當(dāng)以附加蒙皮制作骨骼動畫時， Physique[體格 ]修改器使角色模型蒙皮變形，以 與骨骼移動相匹配。 . 3 Crowd[群集 ]動畫 Character Studio 中的 Crowd[群集 ]動畫系統(tǒng)的目的是模擬真實的人類群組、動物群組或其他的群組行為。而通過 Character Studio 的 Crowd[群集 ]動畫，則可以通過制 作Delegate[代理 ]（作為代表的輔助對象），事先對不同的人或動物的行為進(jìn)行總體的指定，系統(tǒng)按照指定的行為自動生成動畫，這項功能對于大型的場景動畫設(shè)置非常有幫助。它用作有群組對象創(chuàng)建的運動代理。 四 典型 角色動畫制作與實現(xiàn) 介于以上對角色動畫全方位的知識概述，在這里我們選出角色動畫中最為典型的三類角色動畫給予制作并作為實例演示和前面理論部分的一個具體實現(xiàn)。 Biped 的實質(zhì)是兩足角色，它是軟件系統(tǒng)默認(rèn)的人物兩足角色骨骼，利用它可以制作出一些兩足角色基本的運動，如走、跑、跳等，當(dāng)然這些運動也是系統(tǒng)默認(rèn)的效果，但是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)等做出相應(yīng)的或是我們真正需要的一些運動效果。與此同時，利用 Biped 制作的動畫也不僅僅限于兩足動畫，我們可以在其基礎(chǔ)上發(fā)展為多足的或是其他更為豐富的動畫。如在后邊的實例中的人物動畫，它也應(yīng)用到了 Biped。 手臂手指動畫是一個獨立性較強(qiáng)的角色動畫。這一實例是為了讓大家明白基本的建模方法及脫離系統(tǒng)原本的骨骼，我們依舊可以創(chuàng)建一個全部是我們自己的創(chuàng)建的動畫。創(chuàng)建模型、創(chuàng)建骨骼、建立關(guān)鍵幀等一系列的東西，從而制作出我們需要的動畫。所以制作這樣的手臂手指動畫不管是從制作上還是立意上都是必不可少的。當(dāng)然，這也是人物或是兩足模型動畫創(chuàng)建的一個實例，通過這個實例讓大家明白人物動畫的制作過程。 骨骼動畫設(shè)計 Biped 是 Character Studio 的一部分，也是 3D max 的系統(tǒng)插件，它擁有內(nèi)置的 IK 系統(tǒng)，能夠自動適應(yīng)人體或兩足動物骨骼的結(jié)構(gòu)，并且能對這些骨架細(xì)節(jié)進(jìn)行擴(kuò)展。 Biped 的實質(zhì)是兩足角色，它是軟件系統(tǒng)默認(rèn)的人物兩足角色骨骼，利 用它可以制作出一些兩足角色基本的運動，如走、跑、跳等，當(dāng)然這些運動也是系統(tǒng)默認(rèn)的效果，但是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)的設(shè)置 做出相應(yīng)的或是我們真正需要的一些運動效果。 動畫分析 Biped 動畫展示中的第一個實例，就是我們將 Biped 系統(tǒng)默認(rèn)的一種原始的動畫效果原樣的表達(dá)出來，沒有經(jīng)過任何潤飾和修改。但是不要忘記，創(chuàng)作的 前提是我們得到了這張紙和這支筆，這樣我們才能有創(chuàng)作的資本。并通過改變其足跡路徑，創(chuàng)建關(guān)鍵幀等多個方面詮釋Biped 在動畫創(chuàng)作中的重要性。當(dāng)然論及它們分別應(yīng)用到的具體知識，我們還需從下邊的操作步驟中獲悉。 利用足跡法創(chuàng)建兩足動畫： 個文件，執(zhí)行【創(chuàng)建】、【系統(tǒng)】、【標(biāo)準(zhǔn)】命令，打開標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)的創(chuàng)建 命令面板。在【足跡創(chuàng)建】卷展欄單擊【創(chuàng)建多個足跡】按鈕 ，將打開【創(chuàng)建多個足 跡：行走】對話框，將【足跡數(shù)】設(shè)置為 10，如 圖 412，單擊【確定】按鈕，視圖中將顯示兩足角色的足跡，但它們不能控制兩足角色運動。如 圖 414 圖 414 播放足跡 4． 渲染輸出，如 圖 415 制作完成 第 頁 13 圖 415 渲染過程輸出 Biped_綜合動畫主要步驟 由于該實例是前一實例基礎(chǔ)上 的延伸或是擴(kuò)充，所以在這就不再詳細(xì)介紹，主要給大家介紹一下本實例由于到的一些參數(shù)設(shè)置，如 圖 416，在實例 1 中我們用的就是所選的走按鈕，可是本實例，這三個運動模式我們都用到了，但是我們做了一些設(shè)置，使它不再遵循系統(tǒng)默認(rèn)的那些運動規(guī)律，如 圖 417 在足跡操作下彎曲是設(shè)置其足跡路徑的彎曲度的命令，如果為正值，在透視圖中它向里邊彎曲，如果為負(fù)值，則向外彎曲，“縮放”是設(shè)置選中的足跡與后一個足跡的縮放距離，值越大越遠(yuǎn)。如在跑步模式下除了有 圖 417 參數(shù)外還有“跑步足跡”“懸空”等，而在跳的模式下也有“兩腳著地”和“懸空”等。 第 頁 14