4.3.1 三维动画创作软件概述 1．三维动画制作流程及创作软件
（1）三维动画制作流程。
三维动画是“空间动画”，其动画主体的三维空间造型是用计算机模拟并经过计算和处理得到 的空间造型和运动的动画形式。三维动画并不是真正的三维视觉效果，三维动画后期的制作往往采 用三维动画软件实现，其制作流程如图 4-48 所示。
图 4-48 三维动画制作流程
（2）三维动画软件。
三维动画软件有很多种类，如 Pro/ENGINEER、U/G、Rhino 等是与生产设计紧密结合的专业 三维设计软件。Maya、3DS MAX、Softimage、Lightwave、Shade 等则是针对于影视、娱乐领域的 三维动画软件；流行的三维动画创作软件有 3D Studio、3D Studio Max、Poser（用于创作人物）、
Cool 3D（文字三维动画创作软件）等。不管三维动画软件之间有什么区别，同类软件的操作原理 是相通的。与其他三维动画软件相比，3DS Max 的功能是出类拔萃的，在全世界有着最广泛的用 户群体，因此我们主要介绍该软件。
由计算机生成一个 真实的三维物体
对物体进行表面材 质 编辑和贴图光照、着色
采用关键帧法、运动路径 法、物体变形法等算法使 物体动起来
对 运 动物 体生 成图 像制作成视频文件 造型建模和编辑
真实感设计
动画设计
后斯制作
2．三维动画的关键技术
为了更好地理解 3D Studio Max 的应用技术，这里归纳三维动画的关键技术如下：
（1）物体的三维造型，即建模技术。
三维造型主要有多边形造型、曲面造型两类，分别采用不同的算法。多边形造型通常采用直接 确定顶点坐标方法、三维物体变换方法、为多边形增加厚度方法、对两个三维造型进行布尔运算方 法以及编制三维造型程序等方法生成；而曲面造型多采用点控制法（由输入点构成曲线，再组成面，
最后构成物体）、线控制法（曲线构成曲面，通过改变曲线形状，使曲面形态改变）、旋转和平移曲 面的方法、对基本曲面变换的方法以及编制三维造型程序等方法生成。
（2）表面材质编辑和贴图技术。
通常利用材质编辑器，可以实现多重贴图及运用光和颜色使物体更真实。
（3）三维动画制作技术。
通常采用独特的理论和算法，如 3D Studio Max 动画制作。
（4）光线运用。
（5）图像输出。
3．三维动画的应用
提到三维动画的应用，许多人立刻会联想到好莱坞电影和丰富多彩的游戏，在各种媒体的 宣传下，人们都知道，《泰坦尼克》的大船是三维虚拟出来的，《侏罗纪公园》那栩栩如生的恐 龙也是计算机设计的杰作，连《最终幻想》里面漂亮的女主角竟然也是三维系统中 0 与 1 的排 列（如图 4-49 所示）。的确，三维动画技术在影视娱乐领域得到了空前的发展与应用。但是不 仅仅如此，三维动画不但在电影和游戏制作中大显身手，而且早已经在医疗、交通、工程、工 业制造等诸多领域得到应用。其中包括我们日常生活中使用的工业产品，如剃须刀、耐克运动 鞋等，大都是经过设计人员在计算机中绘制出三维模型之后，再投入生产的。至于公路上的各 种飞驰的汽车，几乎没有一个不是在工业三维软件中设计出来的。车中的 GPS 卫星定位系统也 是通过三维模拟的城市路况显示给司机。三维设计软件的出现，大大提高了工业生产的效率，
拓展了人们的视觉空间。
图 4-49 《最终幻想》中足以乱真的虚拟主角雅琪
计算机动画创作软件是设计动画的得力工具。计算机动画的目标是使二维、三维图像帧序列连 续变化，运动控制自动化、智能化，融合可视化技术，实现虚拟现实境界。另外，编程动画设计已 在科学可视化计算方面得到了较好的应用。
4.3.2 3D Studio Max 简介 1．3D Studio Max 的特点
3D Studio Max（以下简称 3DS Max）是由美国 Autodesk 公司推出的基于个人电脑的三维动画 设计和制作软件，也是现今最为流行、使用最广泛的三维动画软件，可运行于 Windows NT/2000/XP 平台。随着计算机技术的进步与发展，新版 3DS Max 也开始广泛应用。为了确保硬件图形加速卡 能够充分发挥其性能，3DS Max 支持 OpenGL 和 Direct 3D。同时 3DS Max 具有面向对象的技术结 构；自动跟踪记录编辑的每一步；提供大量模块化功能；编辑动画采用时间轴视图显示等特点。3DS Max 可以扩展，使许多使用者自行开发使用的插件模块，并能够进行无缝连接。下面我们以 3DS Max 7 为例为大家介绍。
2．3D Studio Max 7 的安装与卸载
3DS Max 7 的安装步骤和大多数应用软件包的安装相类似，其安装过程非常简单。一般来说，
用户可以采用典型安装方式（Typical）。采用这种安装方式，3DS Max 7 大约要占用 650M 左右的 硬盘空间。
注意：由于三维动画制作涉及的数据量很大，要求运行时留有较大的存储空间，而且对系统 硬件要求也较高，处理器要 PIII 500MHz 以上，内存要 512M，显示器要 1024×768 的分辨率。
3．3DS Max 7 的操作界面
3DS Max 7 的操作界面如图 4-50 所示，界面中包括标题栏、菜单栏、组合工具栏、视图窗口 区、控制命令面板、动画控制面板、状态提示栏。下面仅对其主要功能区作简单介绍。重点讲解视 图窗口区、视图控制区和动画控制面板。
图 4-50 3DS Max 7 的操作界面
（1）菜单栏。
提供了以下 15 类命令：文件、编辑、工具、组、视图、创建、修改器、角色、reactor、动画、
图表编辑器、渲染、自定义、MAXScript、帮助。其中，视图为用户提供对场景中对象进行图形化 的编辑；MAXScript 提供脚本命令，使用户通过编辑脚本命令实现难以实现的操作。
（2）工具条。
采用全新的标签式组合工具条，它不但保留了原先的基本工具命令，还将大部分物体生成指令 以直观图标的形式集中在了一起，便于用户的调用，极大地提升了工作效率。主工具条（Main Tools）
命令有：
（右视图）。用户效果视图有两个：Perspective（透视视图）、User Views（用户视图）。视觉效果视 图也有两个：Camera（相机视图）、Spot（聚光灯视图）。系统默认视图是 Top（俯视图）、Bottom
（底视图）、Front（主视图）三视图模式，和 Perspective（透视视图）组成视图工作区。若要更换 其中任意一个或全部视图，可用两种方法：一是菜单选择，二是快捷键。用于控制视图区的图标在
确定目前处在哪一帧。 入.3ds、.prj、.shp、.dwg、.dxf 等格式文件。
3DS Max 的输出文件格式有.3ds、.prj、.dxf 等。
4.3.3 3DS Max 7 的应用操作
对模型的建构原理和思路，应了解如下内容（随书光盘中在“案例库\3dsmax 案例\构建物体模 型”文件夹下提供了以下内容的详细说明，并提供了一些补充内容作为参考）：
1）模型建立的应用方法和编辑的步骤。
标准模型是建立各种模型，包括特殊模型的基础，其建立方法是单击 Objects 工具条上的相应 按钮或打开 Create 命令面板并单击相关按钮，然后设置有关参数。
2）修改器（Modifier）由标准模型获得特殊模型的方法和编辑步骤。
应用修改器时，选取待编辑的模型，打开“修改器”命令面板并单击按钮，在弹出对话框中填
方法不同。应该说，二维文字、几何体建模规则相对简单，但自 然界物体形状千变万化，规则几何体毕竟是少数，大多需要用复 合法进行组合模型制作，即将多个三维造型组合后拼成一个像样 的复杂物体，例如在材质贴图中用的茶壶一例（如图 4-51 所示），
其建模就是组合三维造型。
不妨看一下操作步骤：
1）分别制作壶身、壶盖、壶嘴和壶把的截面形状。
2）规定各自的路径。壶身、壶盖为旋转路径，壶嘴和壶把为曲线路径。
3）将壶身和壶盖截面旋转 360°，形成两个物体的三维造型；将壶嘴、壶把截面沿路径延展，
形成两者的三维造型。
3DS Max 的用户在设计建模模块时，应遵循由一般到特殊的原则，也就是说用户可以由标准 模型经过修改得到各种特殊模型。基于这样的一种生成关系，在 3DS Max 中内建了数种应用概率 较高的标准模型，用户可以通过鼠标拖曳或输入描述参数，由系统在场景中自动生成该 3D 模型。
读者可以结合网课中的众多实例进行建模方法的总结。此外，3DS Max 还可以通过灯光控制面板 建立灯光模型；通过相机面板建立相机模型；用辅助对象建模面板建立复杂对象渲染效果；用空间 变形控制面板方便地建立空间变形动画模型；用模型控制面板建立特殊形体模型，如人体骨骼、阳 光等。总之，3DS Max 的建模功能非常强大，做起来十分简便，有兴趣的话不妨自己试一试！
2．材质与贴图
物体的材质就是指物体模型经过计算机渲染后所呈现出的最终外表效果，比如 Box 模型被赋 予木头纹理和大理石纹理后就分别成了一块木板和一块大理石。贴图则是应用在材质概念下的，材 质的某种特性可以使用相关的贴图来体现 ，比如金属光泽就是应用了反射贴图 （Reflection mapping）、凹凸不平的材质就是应用了凹凸贴图（Bump mapping）等。材质的编辑与贴图的变换 是 3DS Max 的最神奇之处，可以使物体达到以假乱真的效果。完成各种材质和贴图工作的利器便 是材质编辑器（Material Editor）。
（1）材质编辑器。
材质编辑器的界面：单击主工具条上的材质编辑器按钮 或“工具”菜单中的 Material Editor 命令，便弹出“材质编辑器”对话框，如图 4-52 所示，其中按钮的详细介绍如表 4-2 所示。
图 4-52 “材质编辑器”对话框
图 4-51 茶壶组合三维建模
表 4-2 材质编辑器中的功能按钮说明
按钮图标 按钮名称 功能说明
Get Material—获取材质
单击该功能按钮，弹出材质/贴图浏览器（Material/Map Browser）对话框，用户可以通过它载入已有的材质直接
Assign Material to selection—将
Assign Material to selection—将