第10章 3D動畫制作

1、數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程編著：付琳 張雯 王京晶北京印刷學(xué)院 設(shè)計藝術(shù)學(xué)院 多媒體工作室第10章 3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程第10章 3D3D動畫制作動畫制作 由于動畫中的幀數(shù)很多，因此手工定義每一幀的位置和形狀是很困難的。3dsmax極大地簡化了這個工作。可以在時間線上的幾個關(guān)鍵點定義對象的位置，這樣3dsmax將自動計算中間幀的位置，從而得到一個流暢的動畫。在3dsmax中，需要手工定位的幀稱之為關(guān)鍵幀。 需要注意的是，在動畫中位置并不是唯一可以動畫的特征。在3dsmax中可以改變的任何參數(shù)，包括位置、旋轉(zhuǎn)、比例、參數(shù)變化和材質(zhì)特征等都是可以

2、設(shè)置動畫的。因此，3dsmax中的關(guān)鍵幀只是在時間的某個特定位置指定了一個特定數(shù)值的標(biāo)記。 o 10.1關(guān)鍵幀的設(shè)置關(guān)鍵幀的設(shè)置 “關(guān)鍵幀”是動畫中的專業(yè)術(shù)語，一幀就是一張畫面，每一個關(guān)鍵畫面則叫做每一個關(guān)鍵幀。而在時間軸上可以顯示整個動畫的時間長度、時間范圍以及進行創(chuàng)建和編輯關(guān)鍵幀的操作。 關(guān)鍵幀由時間和數(shù)值兩項內(nèi)容組成。編輯關(guān)鍵幀常常涉及改變時間和數(shù)值。3dsmax提供了幾種訪問和編輯關(guān)鍵幀的方法。第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程 使用3dsmax工作的時候總是需要定義時間。常用的設(shè)置當(dāng)前時間的方法是拖曳時間滑動塊。當(dāng)時間滑動塊放在關(guān)鍵幀之上的時候，對象就被一個白色方

3、框環(huán)繞。如果當(dāng)前時間與關(guān)鍵幀一致，就可以打開動畫按鈕來改變動畫數(shù)值。 軌跡欄位于時間滑動塊的下面。當(dāng)一個動畫對象被選擇后，關(guān)鍵幀按矩形的方式顯示在軌跡欄中。軌跡欄可以方便地訪問和改變關(guān)鍵幀的數(shù)值。10.1.1設(shè)置關(guān)鍵幀動畫設(shè)置關(guān)鍵幀動畫 要在3dsmax中創(chuàng)建關(guān)鍵幀，就必須在打開動畫按鈕的情況下在非第0幀改變某些對象。一旦進行了某些改變，原始數(shù)值被記錄在第0幀，新的數(shù)值或者關(guān)鍵幀數(shù)值被記錄在當(dāng)前幀。這時第0幀和當(dāng)前幀都是關(guān)鍵幀。這些改變可以是變換的改變，也可以是參數(shù)的改變。例如，如果創(chuàng)建了一個球，然后打開動畫按鈕，到非第0幀改變球的半徑參數(shù)，這樣，3dsmax將創(chuàng)建一個關(guān)鍵幀。只要自動設(shè)置關(guān)鍵

4、幀按鈕處于打開狀態(tài)，就一直處于記錄模式，3dsmax將記錄你在非第0幀所做的任何改變。 創(chuàng)建關(guān)鍵幀之后就可以拖曳時間滑動塊來觀察動畫。 通常在創(chuàng)建了關(guān)鍵幀后就要觀察動畫?？梢酝ㄟ^拖曳時間滑動塊來觀察動畫。但是除此之外，還可以使用時間控制區(qū)域的回放按鈕播放動畫。下面介紹時間控制區(qū)域的按鈕。第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程 播放動畫： 用來在激活的視圖播放動畫。 停止播放動畫：該按鈕用來停止播放動畫。單擊該按鈕后，動畫被停在當(dāng)前幀。 播放選擇對象的動畫：它是的彈出按鈕。它只在激活的視圖中播放選擇對象的動畫。 如果沒有選擇的對象，就不播放動畫。

5、 到開始：單擊該按鈕后，將時間滑動塊移動到當(dāng)前動畫范圍的開始幀。如果正在播 放動畫，那么單擊該按鈕后動畫就停止播放。 到結(jié)束：單擊該按鈕后，將時間滑動塊移動到動畫范圍的末端。 下一幀：單擊該按鈕后，將時間滑動塊向后移動一幀。當(dāng) 按鈕被打開后，單擊該按 鈕后，將把時間滑動塊移動到選擇對象的下一個關(guān)鍵幀。 前一幀：單擊該按鈕后，將時間滑動塊向前移動一幀。當(dāng) 按鈕被打開后，單擊該按 鈕后，將把時間滑動塊移動到選擇對象的上一個關(guān)鍵幀。也可以在 區(qū)域設(shè) 置當(dāng)前幀。 時間配置：對話框提供了幀速率、時間顯示、播放和動畫的設(shè)置。您可以使用此對 話框來更改動畫的長度或者拉伸或重縮放。還可用于設(shè)置活動時間段和 動

6、畫的開始幀和結(jié)束幀。設(shè)置窗口如圖10.1所示。第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程圖10.1時間配置窗口第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程 幀速率：有四個選項按鈕，分別標(biāo)記為NTSC、電影、PAL和自定義，可用于在每秒幀 數(shù)(FPS)字段中設(shè)置幀速率。前三個按鈕可以強制所做的選擇使用標(biāo)準(zhǔn)FPS。 使用“自定義”按鈕可通過調(diào)整微調(diào)器來指定自己的FPS。FPS（每秒幀數(shù)）采 用每秒幀數(shù)來設(shè)置動畫的幀速率。視頻使用30fps的幀速率，電影使用24fps的 幀速率，而web和媒體動畫則使用更低的幀

7、速率。時間顯示：指定時間滑塊及整個程序中顯示時間的方法。有幀數(shù)、分鐘數(shù)、秒數(shù)和刻度 數(shù)可供選擇。指定時間滑塊及整個程序中顯示時間的方法（以幀數(shù)、SMPTE、 幀數(shù)和刻度數(shù)或以分鐘數(shù)、秒數(shù)和刻度數(shù)）。例如，如果時間滑塊位于35幀， 并且“幀速率”設(shè)置為30fps，則時間滑塊將針對不同的“時間顯示”設(shè)置顯示以 下數(shù)值：幀：35；SMPTE：0:1:5；幀：刻度線：35:0；mm:SS：刻度線： 0:1:800 實時：可使視圖播放跳過幀，以與當(dāng)前“幀速率”設(shè)置保持一致?？梢赃x擇五個播放速度： 1x是正常速度，1/2x是半速等等。速度設(shè)置只影響在視圖中的播放。這些速度設(shè) 置還可以用于運動捕捉工具。禁用

8、“實時”后，視圖播放將盡可能快的運行并且顯 示所有幀。 僅活動視圖：可使播放只在活動視圖中進行。禁用該選項之后，所有視圖都將顯示動畫。第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程 循環(huán)：控制動畫只播放一次，還是反復(fù)播放。啟用后，播放將反復(fù)進行，您可以通過單 擊動畫控制按鈕或時間滑快渠道來停止播放。禁用后，動畫將只播放一次然后停止。 單擊“播放”將倒回第一幀，然后重新播放。 方向：將動畫設(shè)置為向前播放、反轉(zhuǎn)播放或往復(fù)播放（向前然后反轉(zhuǎn)重復(fù)進行）。該選 項只影響在交互式渲染器中的播放。其并不適用于渲染到任何圖像輸出文件的情 況。只有在禁用“實時”后才可以

9、使用這些選項。 開始時間/結(jié)束時間：設(shè)置在時間滑塊中顯示的活動時間段。選擇第0幀之前或之后的任 意時間段。例如，可以將活動時間段設(shè)置為從第-50幀到第250幀。 長度：顯示活動時間段的幀數(shù)。如果您將此選項設(shè)置為大于活動時間段總幀數(shù)的數(shù)值， 則將相應(yīng)增加“結(jié)束時間”字段。 幀數(shù)：將渲染的幀數(shù)。 當(dāng)前時間：指定時間滑塊的當(dāng)前幀，調(diào)整此選項時，將相應(yīng)移動時間滑塊，視圖將進行 更新。第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程 重縮放時間：拉伸或收縮活動時間段的動畫，以適合指定的新時間段。重新定位所有軌 跡中全部關(guān)鍵點的位置。因此，將在較大或較小的幀數(shù)上播放

10、動畫，以使 其更快或更慢。 關(guān)鍵點步幅：該組中的控件可用來配置啟用關(guān)鍵點模式時所使用的方法。 使用軌跡欄：使關(guān)鍵點模式能夠遵循軌跡欄中的所有關(guān)鍵點。其中包括除變換動畫之外 的任何參數(shù)動畫。 僅選定對象：在使用“關(guān)鍵點步幅”模式時只考慮選定對象的變換。如果禁用此選項，則 將考慮場景中所有（未隱藏）對象的變換。默認設(shè)置為啟用。 使用當(dāng)前變換：禁用“位置”、“旋轉(zhuǎn)”和“縮放”，并在“關(guān)鍵點模式”中使用當(dāng)前變換。 位置、旋轉(zhuǎn)、縮放：指定“關(guān)鍵點模式”所使用的變換。 關(guān)鍵幀模式：當(dāng)按下該按鈕后，單擊 和 時間滑動塊就在關(guān)鍵幀之間移動。第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三

11、維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程10.1.2曲線編輯器曲線編輯器 曲線編輯器是制作動畫的主要工作區(qū)域。基本上在3dsmax中的任何動畫都可以通過曲線編輯器進行編輯。曲線編輯器可以改變被設(shè)置了動畫參數(shù)的控制器，從而改變3dsmax在兩個關(guān)鍵幀之間的插值方法。還可以利用曲線編輯器改變對象關(guān)鍵幀范圍之外的運動特征，來產(chǎn)生重復(fù)運動。 曲線編輯器的用戶界面有4個主要部分，它們是曲線編輯器的層級列表、編輯窗口、菜單欄和工具欄，如圖所示。 曲線編輯器的層級提供了一個包含場景中所有對象、材質(zhì)和其它可以動畫參數(shù)的層級列表。單擊列表中的加號（+），將訪問層級的下一個層次。層級中的每個對象都在編輯窗口中有相應(yīng)的軌跡。曲線編輯器顯

12、示場景中所有對象以及它們的參數(shù)列表、相應(yīng)的動畫關(guān)鍵幀。曲線編輯器不但允許單獨地改變關(guān)鍵幀的數(shù)值和它們的時間，還可以同時編輯多個關(guān)鍵幀。第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程 過濾器： 使用該選項可確定在控制器窗口中顯示的內(nèi)容。單擊該按鈕將打開過濾器對話框，如圖所示。在該對話框中可設(shè)置要在曲線編輯器中顯示的內(nèi)容。過濾器對話框第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程 移動關(guān)鍵點：該按鈕用于在函數(shù)曲線圖上水平和垂直的自由移動關(guān)鍵點。 水平移動關(guān)鍵點：僅在函數(shù)曲線圖上的水平方向移動關(guān)鍵點。 垂直移動關(guān)鍵點

13、：僅在函數(shù)曲線圖上的垂直方向移動關(guān)鍵點。 滑動關(guān)鍵點：在“曲線編輯器”中使用“滑動關(guān)鍵點”來移動一組關(guān)鍵點并根據(jù)移動 來滑動相鄰的關(guān)鍵點。 縮放關(guān)鍵點：在兩個關(guān)鍵幀之間壓縮或擴大時間量。 縮放值：根據(jù)一定的比例增加或減小關(guān)鍵點的值，而不是在時間上移動關(guān)鍵點。 添加關(guān)鍵點：在函數(shù)曲線圖或“攝影表”中的曲線上創(chuàng)建關(guān)鍵點。啟用“添加關(guān)鍵點” 之后，單擊任何動畫軌跡即可隨時在該位置上添加一個關(guān)鍵點。 繪制曲線：使用該工具可繪制新的曲線或通過在“曲線編輯器關(guān)鍵點”窗口中的功能 曲線上直接繪制草圖來修改現(xiàn)有的曲線。繪制的速度可以確定添加到曲線 的關(guān)鍵點的數(shù)量。 減少關(guān)鍵點：該工具可減少軌跡中關(guān)鍵點的數(shù)量。

14、單擊該按鈕后會打開“減少關(guān)鍵點” 對話框，如圖10.14所示。在該對話框內(nèi)“閾值”數(shù)值框的參數(shù)設(shè)置一 個閾值，被選擇的功能曲線上小于該閾值的所有關(guān)鍵幀將被刪除。圖10.14減少關(guān)鍵點對話框第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程 鎖定當(dāng)前選擇：該按鈕可鎖定當(dāng)前選中的關(guān)鍵點。一旦創(chuàng)建了一個選擇，激活該按鈕 就可以避免不小心選擇其他對象。 捕捉幀：將關(guān)鍵點移動限制到幀中。激活該按鈕后，對關(guān)鍵點進行移動時總是捕捉到 幀中。禁用該按鈕后，可以移動一個關(guān)鍵點到兩個幀之間并成為一個子幀關(guān) 鍵點。 參數(shù)曲線超出范圍類型：使用此選項來重復(fù)關(guān)鍵點范圍之外的關(guān)鍵點移

15、動。選項包括 循環(huán)、往復(fù)、周期、相對重復(fù)、恒定和線性。 顯示可設(shè)置關(guān)鍵點圖標(biāo)：激活該按鈕后，在層次樹中所有能夠設(shè)置動畫的層前會出現(xiàn) 一個鑰匙狀的小圖標(biāo). 顯示所有切線：在曲線上隱藏或顯示所有切線控制柄。當(dāng)選中很多關(guān)鍵點時，通過該 按鈕來快速隱藏控制柄。 顯示切線：在曲線上隱藏或顯示切線控制柄。使用該按鈕來隱藏單獨曲線上的控制柄。第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程 鎖定切線：鎖定選中的多個切線控制柄，然后可以一次操作多個控制柄。 平移：激活該按鈕后，通過單擊并拖動關(guān)鍵點窗口，以將其向左移、向右移、向上移 或向下移。單擊鼠標(biāo)右鍵或選擇另一個選項

16、以取消平移狀態(tài)。 水平方向最大化顯示：水平調(diào)整放大軌跡視圖關(guān)鍵點窗口以便所有活動時間段同時可 見。 水平最大化顯示關(guān)鍵點：水平縮放軌跡視圖關(guān)鍵點窗口以顯示所有動畫關(guān)鍵點的全部 范圍。 最大化顯示值：調(diào)整軌跡視圖關(guān)鍵點窗口的垂直大小以顯示曲線的完全高度。 最大化顯示值范圍：該項同樣會調(diào)整窗口的垂直大小，但它只能將窗口調(diào)整到顯示當(dāng) 前視圖中關(guān)鍵幀的高度。 縮放：激活該按鈕可以放大或縮小顯示軌跡編輯窗口的內(nèi)容。 縮放時間：水平縮放關(guān)鍵點窗口的內(nèi)容。 縮放值：在曲線編輯器中，垂直縮放關(guān)鍵點窗口的內(nèi)容。向上拖動可進行放大，向下 拖動可進行縮小。 縮放區(qū)域：用于拖動關(guān)鍵點窗口中的一個區(qū)域以縮放該區(qū)域使其充

17、滿窗口。 第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程10.1.3軌跡線編輯軌跡線編輯 軌跡線是一條對象位置隨著時間變化的曲線，如圖10.16所示。曲線上的白色標(biāo)記代表幀，曲線上的方框代表關(guān)鍵幀。軌跡線對分析位置動畫和調(diào)整關(guān)鍵幀的數(shù)值非常有用。通過使用運動面板上的選項，可以在次對象層次訪問關(guān)鍵幀。可以沿著軌跡線移動關(guān)鍵幀，也可以在軌跡線上增加或者刪除關(guān)鍵幀。選取菜單欄中的顯示/顯示軌跡線就可以顯示出關(guān)鍵幀的時間，如圖10.17所示。需要說明的是，軌跡線只表示位移動畫，其它動畫類型沒有軌跡線。圖10.16軌跡線圖10.17線軌跡第10章 3D3D動畫制

18、作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程10.1.4控制器動畫控制器動畫 在3dsMax中很多的動畫設(shè)置都可以通過控制器完成。控制器可以約束動畫對象的運動狀態(tài)，比如可以使物體沿特定的路徑運動和使物體始終注視另一個物體等特殊效果。動畫控制器主要控制物體的“位置”、“旋轉(zhuǎn)”和“縮放”各控制項的數(shù)據(jù)。“位置”控制項的默認控制器是“位置XYZ”控制器；“旋轉(zhuǎn)”控制項的默認控制器是EulerXYZ控制器；“縮放”控制項的默認控制器是“Bezier縮放”控制器。 用戶可通過是進入“運動”主命令面板，從該命令面板中為對象添加控制器。3dsMax中提供的動畫控制器很多，我們重點介紹四種

19、常用的控制器分別是“路徑約束”、“注視約束”、“鏈接約束”和“方向約束”，這些控制器都很有代表性。第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程10.1.5其他動畫其他動畫 其實在3dmax中除了位置、旋轉(zhuǎn)和縮放這些對象屬性之外，還可以對對象的修改器、材質(zhì)等等設(shè)置動畫。 對材質(zhì)使用設(shè)置關(guān)鍵幀動畫：如果選擇“關(guān)鍵點過濾器”中的材質(zhì)，可以使用“設(shè)置關(guān)鍵點”為材質(zhì)創(chuàng)建關(guān)鍵幀需要使用可設(shè)置關(guān)鍵幀圖標(biāo)來限制已設(shè)置關(guān)鍵幀的軌跡。如果簡單地啟用“材質(zhì)”并設(shè)置關(guān)鍵幀動畫，會在每一個“材質(zhì)”軌跡上都放置關(guān)鍵點。 對修改器和對象參數(shù)使用設(shè)置關(guān)鍵幀動畫：想要在對象參數(shù)上設(shè)置

20、關(guān)鍵幀并且選定了“對象參數(shù)關(guān)鍵點過濾器”時，每一個參數(shù)都會有關(guān)鍵幀，除非已使用“可設(shè)置關(guān)鍵點”圖標(biāo)把“軌跡視圖”的“控制器”窗口中的參數(shù)軌跡禁用。給修改器gizmo設(shè)置關(guān)鍵幀時，同樣確保在“過濾器”對話框中“修改器”和“對象參數(shù)”都處于啟用狀態(tài)。 對子對象動畫使用設(shè)置關(guān)鍵幀動畫：根據(jù)子對象動畫使用設(shè)置關(guān)鍵幀時，必須在創(chuàng)建關(guān)鍵幀前首先指定控制器。子對象沒有為創(chuàng)建而指定的默認控制器?？刂破魍ㄟ^在子對象級上設(shè)置動畫來指定。第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程p10.2創(chuàng)建骨骼系統(tǒng)創(chuàng)建骨骼系統(tǒng) 骨骼系統(tǒng)是骨骼對象的一個有關(guān)節(jié)的層次鏈接，可用于設(shè)置其他

21、對象或?qū)哟蔚膭赢嫛Ｔ谠O(shè)置具有連續(xù)皮膚網(wǎng)格的角色模型的動畫方面，骨骼尤為有用。 下面我們就來創(chuàng)建一個最簡單的骨骼系統(tǒng)，在“創(chuàng)建”面板中，單擊系統(tǒng)，然后單擊“骨骼”。在視窗中單擊鼠標(biāo)左鍵，創(chuàng)建一個關(guān)節(jié)，作為骨骼層次的基礎(chǔ)拖動鼠標(biāo)以定義第二個骨骼的長度。繼續(xù)單擊鼠標(biāo)左鍵拖出第二個骨骼的長度，然后拖動以創(chuàng)建第三個骨骼，如圖所示。第10章 3D3D動畫制作動畫制作第10章 3D動畫制作動畫制作數(shù)字三維動畫設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)教程p 10.3運動學(xué)運動學(xué) 動力學(xué)（reactor）是一個3dsmax插件，它使動畫師和美術(shù)師能夠輕松地控制并模擬復(fù)雜物理場景。動力學(xué)（reactor）支持完全整合的剛體和軟體動力學(xué)、布料模擬以及流體模擬。它可以模擬樞連物體的約束和關(guān)節(jié)。它還可以模擬諸如風(fēng)和馬達之類的物理行為。您可以使用所有這些功能來創(chuàng)建豐富的動態(tài)環(huán)境。 一旦在3dsmax中創(chuàng)建了對象，就可以用動力學(xué)（reactor）向其指定物理屬性。這些屬性可以包括諸如質(zhì)量、摩擦力和彈力之類的特性。對象可以是固定的、自由的、連在彈簧上，或者使用多種約束連在一