【正文】 20xx 年 5 月 12 日 至 20xx 年 5 月 23 日 畢業(yè)設(shè)計說明書提交、審查并進(jìn)一步修改 9 20xx 年 6 月 日 至 年 月 日 畢業(yè)答辯 10 年 月 日 至 年 月 日 11 年 月 日 至 年 月 日 12 年 月 日 至 年 月 日 注： 表中“完成情況”、“ 指導(dǎo)教師簽名”欄目要求用黑 （藍(lán)）筆填寫，其余各項內(nèi)容要求打印。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計開題報告 屆： 20xx 屆 系別： 計算機工程系 專業(yè)： 計算科學(xué) 與應(yīng)用（ 動漫設(shè)計方向 ） 畢業(yè)設(shè)計 題目 3d 動畫制作 —— 機器人設(shè)計以及變形動畫 學(xué)生 姓名 xxx 學(xué)號 10110021 指導(dǎo) 教師 汪日 偽 職稱 副 講師 一、研究背景、概況及意義 ： 隨著我國人民的生活質(zhì)量的提高，人們對文化娛樂產(chǎn)業(yè)的需求大大增加，影 視動畫就是其中的一個重要組成部分。雖然其中有許多優(yōu)秀作品，但在浩如煙海的國產(chǎn)影視動畫中優(yōu)秀作品也只不過算是鳳毛麟角。于是我國引進(jìn)了一大批優(yōu)秀的外國作品和技術(shù)，在滿足人民需求的同時，也是對我們從事以及即將投身 CG 行業(yè)的工作者的鞭策。 雖然我國的 CG 產(chǎn)業(yè)起步較晚，但發(fā)展勢頭強大，產(chǎn)業(yè)發(fā)展商機十分巨大。盡管我國 CG 產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但存在著很多問題，尤其是技術(shù)和創(chuàng)意的匱乏。 2 選題意義： （ 1）理論意義：通過本選題 3d 動畫整個過程進(jìn)行操作以及思考，對整個大學(xué)所學(xué)的動畫制作技巧和軟件技術(shù)進(jìn)行配合，實用于真正的實踐中，而非只能簡單地使用某個技能。 （ 2）現(xiàn)實意義：制作 3d 動畫不止是某項具體的工作。所以這個設(shè)計即有商業(yè)性又有一定的創(chuàng)意。 三、研究手段和步驟 本設(shè)計的基本思路是： （ 1）選擇要變形成為機器人的機器并使用照相機實地取材； （ 2）通過這個機器的形象設(shè)計機器人在紙上畫出圖紙； （ 3）用 maya 制作機器人模型； （ 4）在 maya 中設(shè)置機器人的骨骼關(guān)聯(lián)以及變形動作； （ 5）在 maya 中打光、使用 ps 和 painter 中畫貼圖、再在 maya 中貼圖做材質(zhì)； （ 6）用 Mental Ray 渲染； （ 7）使用 pr 和 AE 剪輯后期。選題具有較高的學(xué)術(shù)研究價值。 指導(dǎo)老師簽字： 年 月 日 注：本表一式二份，一份附在畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)，一份系內(nèi)保存。較之傳統(tǒng) 動畫， 3d 動畫 在 各方面有著很明顯的優(yōu)勢 。 本次 設(shè)計將著重表現(xiàn) 出設(shè)計概念 和 技術(shù)操作 相結(jié)合， 并在 完成短片的同 時總結(jié)概括出相關(guān)軟件在其中的作用 和使用 要求 。 3D 動畫制作需要許多軟件 和 技能的協(xié)作達(dá)成 ， 其中涉及到手繪 概念 設(shè)計、 maya3d 建模、 maya 燈光 設(shè)置、 maya 材質(zhì)制作 、 ps 貼圖繪制、 maya 動作 設(shè)置 、 maya Mental Ray渲染、 pr 后期剪輯 等 。 關(guān)鍵詞： 設(shè)計，動畫，概念，技術(shù)。 大約二十 年前， 3D 動畫開始起步 。由于 它在數(shù)值上計算 的精確、 在 模擬物體的真實和可 隨意 的操作 等 優(yōu)良特性， 以及 其不受地點、天氣、人員等因素的限制 而且 在成本上相對于實景拍攝也節(jié)省很多 ，以致其 模擬出的效果 大大替代 了傳統(tǒng)的特種 、 高難 度、高成本以及 危險拍攝 ，因此 3D 動畫 技術(shù) 已經(jīng) 被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、教育、軍事、 藝術(shù)創(chuàng)作 、娛樂等 諸多領(lǐng)域。 因為 影視動畫 最后 只是給觀眾呈現(xiàn)一個最終的效果，所以不需要 即時 地計算，所以在制作的時候要求也相對要高一些。 3D 動畫技術(shù)雖然入門門檻較低，但要 做得 好卻 并非易事 ， 在此基礎(chǔ) 上還要隨著 包括硬件 和軟件等技術(shù)的發(fā)展不斷學(xué)習(xí)新的技術(shù) 更新 新的想法。 3D 動畫制作是一件 藝術(shù)和技術(shù) 緊密結(jié)合的工作。與平面設(shè)計相比，三維動畫多了時間和空間的概念，它需要借鑒平面設(shè)計的一些法則，但更多是要按影視藝術(shù)的規(guī)律來進(jìn)行創(chuàng)作。 在掌握基本所有 需要軟件之后 ， 有了 最初 的想法 結(jié)合 之前所掌握的技術(shù)就醞釀 出 一個機器人 變形的動畫 的 雛形 。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 2 第二章 動畫 制作流程規(guī)劃 3D 動畫 制作流程 （ 1）首先處理 自己的靈感， 構(gòu)想 出機器人的 大致 模樣 和 機器人變形前的 機器 ，去搜集 和查閱資料 給出 初步構(gòu)想 ； （ 2）通過這個機器的形象設(shè)計機器人在紙上畫出概念圖紙； （ 3）將概念 圖 制作 成 3D 模型； （ 4）制作模型 的變形動作 ； （ 5）制作燈光、材質(zhì) 和貼圖 使得 模型更加有真實感 ； （ 6） 用電腦 的運算 渲染 輸出圖形 ； （ 7）整理之前 完成的素材進(jìn)行后期特效處理 。 首先 是 photoshop cs6， 這款軟件是目前功能最強 和 最全也是最常用的 位圖 軟件 。因為技術(shù) 發(fā)展很快，我們也需要經(jīng)常嘗試和適應(yīng)新的版本或者是新的軟件，不然必然 會 因為固步自封而被技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的甩下 落后 與時代。 Maya20xx 是 autodesk 公司 的 一款 3D 動畫 軟件， maya20xx 是 較為常用的版本，我選用 maya20xx 原因我們做 CG 的 應(yīng)該與時俱進(jìn)，新的版本 功能 比老版本強大， 如果 整個 流程 統(tǒng)一制作或者 就 我一個人完成的話就不涉及到兼容性的問題 ，所以 用新的版本更有優(yōu)勢。 就 maya 本身而言，它也是一款功能比較全 面的 3D 軟件 ，它本身 擁有制作 動畫所需要的所有功能 。 Premiere 是 一款常用 的 視屏編輯軟件， 它 是一款編輯 視屏 動畫畫面質(zhì)量 比較 好的軟件，有 很 好的兼容性，且可以與 其它動畫 軟件 相互協(xié)作。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 3 第三章 前期概念設(shè)計 前期構(gòu)思的 意義 制作一個動畫 最重要的 是制作 之前的構(gòu)思， 如果 構(gòu)思不夠完善 即使有 再好的 技術(shù)也 無法 做出 理想的效果，這就是現(xiàn)在國內(nèi) 動畫數(shù)量激增 但質(zhì)量一直 有待提高 的原因 。 于是 我花 在 構(gòu)思上的時間占了整個制作的時間的很大部分。 首先 要有一個 機器， 利用現(xiàn)實中存在的機器的形象，加以聯(lián)想設(shè)計并結(jié)合大家已經(jīng)接受的變形金剛的理念，制作出的動畫既能使人眼前一亮，又有一定的設(shè)計感 的 創(chuàng)意。而 這兩年 我國的鐵路剛剛 達(dá)成 十萬公里 的 修筑， 而 這剛好是 先賢 孫中山先生 在 一百年前 所說出 的豪言壯語，這是 幾代 中國 鐵路 人的夢想 ， 也是我們 全體 中國人的一個夢想。 于是 我決定做一個火車變形金剛， 為了 表現(xiàn)一種 有 年代的滄桑感，于是我決定使用老式 蒸汽火車頭作為機器人原型 ， 而如今的交通公具 外形 太過平滑， 沒有 什么特別的結(jié)構(gòu)，難以有什么聯(lián)想 。這 正好 可以 象征著我們 在 實現(xiàn) 我們 的 “中國夢”時那種 一往無前的精神。 前期概念表現(xiàn) 收集 素材 再好 的想法表現(xiàn)不出來就 很難進(jìn)行 下一步制作，頭腦中的構(gòu)思 就 需要呈現(xiàn)在紙上出一張概念圖才 可以建模 做動畫。而 網(wǎng)上 找的圖片又看的不真切， 于是 去親自接觸 蒸汽 火車頭 心里 有個數(shù)也好在表現(xiàn)的時候更加逼真。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 4 圖 火車素材 1 Train material 1 圖 火車素材 2 Train material 2 設(shè)計思路 看完 真實的蒸汽火車，我構(gòu)思 出 一個火車的概念圖，還有一個機器人 ，以及 一些細(xì)節(jié) ，并 附上 一個變形的示意圖 （如圖 ， 圖 所示 ）。車頭最前頭 部位變成盾牌， 車頭 前部變成背部，中間部分變成腰 ， 煙筒變成槍，車棚變成胸 ， 車棚側(cè)面變成肩 后面 的盔甲， 汽笛 本來是設(shè)計成腿兩遍的鎧甲后來改成肩 甲 ，保險 欄本來 是想做頭盔后來改成 護(hù)襠 ，車燈本來是想放在襠部因為覺得不合適改在放在遠(yuǎn)處不變，車兩邊的管子變成胳臂，底下輪子連著 火車 底部就變成腿了。而 我的 變形金剛 不是特別的復(fù)雜， 所以 做的是 真正 的變形 。 變形動作就 先把汽笛縮下去 ， 然后車棚向前移動 ， 在車棚移動到 前面 的 同時 把車頭部轉(zhuǎn)下去， 同時 張開車棚側(cè)面 ， 機器人伸出腿，冒出頭，張開手臂拿出武器。而且 設(shè)計有一個很大的注意點，為了把動畫表現(xiàn)的更有看點，在 這里 就是更 真實 ，我 要 把 模型 和變形的過程設(shè)計的合理一些 ，讓然 感覺在現(xiàn)實中這也是可以實現(xiàn)的。 因為 這是我一個人制作的，所以在設(shè)計和建模中不存在著溝通的問題， 如果 是團隊制作，應(yīng)該把 細(xì)節(jié) 標(biāo)注的更加清晰 不要 讓建模的人 去 亂加揣測設(shè)計的意思，而對于建模的人也應(yīng)該 擁有 一些補全設(shè)計缺陷的能里，這樣互相理解互相溝通 才是 一個團隊?wèi)?yīng)該有的而不是互相推卸責(zé)任 ， 不然效率 和 質(zhì)量還不如一個人 來 的好。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 6 第四章 中期模型動畫 制作 模型 制作 火車模型 制作 有了前面 拍攝的素材和畫的概念圖，我就開始模型的制作 。因為這個 變形金剛 的 變形過程是一個相對合理的變形過程，所以機器人的零件在火車上也要合適，機器人的部位可以在 建模 后期調(diào)整，但是如果開始的時候 火車做 的都不好那整個 變形 動畫 都 看起來都會很別扭，所以我們 從 火車開始做起。 所以 這里 選用多邊形建模是最佳的選擇 。 建模 和所有 美術(shù)形式 一樣先起個大 形（如圖 所示 ） ， 先確定所有部件的大體位置 ， 然后再細(xì)細(xì)制作 部 件細(xì)節(jié)和 細(xì)小 零件。 圖 模型 大形 Model shape 在 起 形的 初期只要大概的形狀，但是有些段數(shù)必須分好，但是總體的思路就是越少 越好 。在火車頭中部的那個結(jié)構(gòu) 也 是用圓柱體進(jìn)行擠出操作完成的，而后面的車棚是用長方體加段數(shù)然后改變頂面的線的位置，在后來可以用 “ 3”鍵讓 它平滑 。 首先 要在煙筒的地方開個口，在后面汽笛 處也 開一個口 （如圖 所示 ），當(dāng)然，這開口是不是隨便亂開的 ，因為 maya 本身的 計算問題 讓每個 面最好不要超過四個邊 ， 特別是 面 不在同一個平面 的 時候更要注意。 然后 進(jìn)行布爾運算，說 到 布爾運算，它有三種算法 —— 相加 、 相減、相交。 如果 在布爾運算的時候遇到有很小的面的時候還要 把 頂點距離閾值調(diào)小，以免把那些小的面都給弄沒了，但是maya20xx 里面它 的默認(rèn)閾值就是很小。 圖 布爾運算布線 Boolean wiring 做完這步一個 火車的大概形狀和穿插結(jié)構(gòu)就算是成型了。因為 有一些 部件 雖然 看起來是整的，但是在變形的時候是會分開的，所以在這一步就應(yīng)該把它們切割開 。因為 要保證兩邊的零件一樣，其實對稱的部分我只需要做一 邊 的就可以了 ， 所以哪種切割方法 都 可以 ， 我 選用了 “ 提取 ”的 方法 以 保證模型的完整 ， 這里因個人習(xí)慣而定。 現(xiàn)在 的模型都是片兒，要讓模型看起來像是個實體就要對片兒進(jìn)行 “擠出”操作 ，讓所有模型都是塊 狀 。 這一步 讓 模型更加平滑更加真實 。對于 一個 機械 來說看起來很軟是不可以的， 所以 在這里要對模型掐邊，讓模型該硬的地方硬起來 又同時 保證了模型的平滑。 但是 這樣 的操作會 使 模型的 面數(shù)呈幾何級增長 ，但 這 屬于 影視模型的范疇，不像是游戲模型和 3d 場景 漫游 的模型需要客戶端的機器即時渲染，如果客戶端機器稍差效果會很不理想