三维动画技术

第1章 绪论1

1.1 三维动画的发展3

1.1.1 三维动画的起步与发展3

1.1.2 计算机动画中国之路8

1.1.3 动画未来10

1.1.4 三维动画的优势和劣势10

1.2 主要应用领域11

1.2.1 影视与广告制作11

1.2.2 游戏开发与角色设计12

1.2.3 建筑规划与房地产领域13

1.2.4 虚拟现实和3Dweb13

1.2.5 工业设计与产品展示14

1.2.6 模拟、教育和娱乐14

1.3 主流设计软件介绍16

1.3.1 小型三维动画设计软件16

1.3.2 大型三维动画设计软件17

1.3.3 三维动画软件的发展情况18

1.3.4 动画软件的选择与学习18

1.4 硬件环境与配置19

1.5 三维动画的制作流程21

思考与实践25

第2章 理解和认识三维世界26

2.1 三维世界与空间坐标27

2.1.1 什么是数字空间?27

2.1.2 视图窗口28

2.1.3 计算机图像生成方式28

2.1.4 在三维空间中移动29

2.2 对象的操控30

2.2.1 虚拟工具30

2.2.2 空间移动31

2.2.3 世界／对象坐标系31

2.2.4 旋转功能31

2.2.5 缩放操作和相对尺寸32

2.3 对象复制与阵列33

2.3.1 对象的复制方法33

2.3.2 复制模式33

2.3.3 阵列复制34

2.3.4 镜像复制35

2.3.5 快照复制35

2.3.6 间隔复制35

2.4 组与集合36

2.4.1 组36

2.4.2 集合36

2.4.3 群组37

思考与实践37

第3章 三维建模基础

3.1 建模基础概念39

3.1.1 空间、对象和结构39

3.1 1.2 点、线、边、面40

3.1.3 法线和平滑组40

3.1 模型种类41

3.1.5 模型的文件格式42

3.1.6 三维建模的原则42

3.2 二维曲线的绘制与编辑43

3.2.1 样条线的点、段、线43

3.2.2 NURBS曲线44

3.3 挤压、旋转与放样46

3.3.1 旋转造型46

3.3.2 挤压造型46

3.3.3 三维放样46

3.4 基本几何体与组合造型49

3.4.1 基本几何体的结构与参数49

3.4.2 基本几何体的创建步骤50

3.4.3 组合造型50

思考与实践51

第4章 高级建模技术52

4.1 多边形模型构建53

4.1.1 几何理论及多边形54

4.1.2 多边形网格的构建55

4.1.3 文件格式59

4.1.4 优缺点59

4.2 NURBS模型构建60

4.2.1 NURBS主要应用60

4.2.2 NURBS模型构建方法60

4.3 面片模型构建63

4.3.1 面片建模的基本概念63

4.3.2 构建方法65

4.4 数字雕塑66

4.4.1 数字雕塑的软件工具66

4.4.2 数字雕塑原理介绍66

4.4.3 雕塑的基本过程68

4.4.4 数字雕塑的输出69

思考与实践69

第5章 材质与纹理贴图70

5.1 材质概述71

5.1.1 什么是材质?71

5.1.2 理解Shade73

5.1.3 材质的设计过程74

5.2 程序贴图和纹理位图75

5.2.1 程序贴图75

5.2.2 纹理位图75

5.3 贴图坐标76

5.3.1 球形投影76

5.3.2 圆柱投影76

5.3.3 平面投影77

5.3.4 立方体投影77

5.3.5 UV投影或UVW投影77

5.4 贴图通道78

5.4.1 纹理贴图通道78

5.4.2 贴图通道范例78

5.5 无缝纹理82

5.5.1 纹理贴图制作方法82

5.5.2 扩展贴图83

思考与实践84

第6章 三维摄像机

6.1 动画中的摄像机86

6.1.1 使用摄像机的必要性86

6.1.2 摄像机的主要参数87

6.1.3 镜头的作用89

6.2 操纵摄像机91

6.2.1 镜头推拉技巧91

6.2.2 摇镜头技巧92

6.2.3 移镜头技巧93

6.2.4 跟镜头技巧93

6.2.5 旋转镜头技巧94

6.2.6 晃动镜头技巧94

6.3 摄像机的匹配与跟踪94

6.3.1 实际拍摄图像的评估95

6.3.2 获得的信息95

6.3.3 定义摄像机的参数96

6.3.4 设定匹配关系96

6.3.5 运动匹配的测试96

6.3.6 传送场景97

6.3.7 动画制作流程中的运动匹配97

思考与实践97

第7章 动画灯光系统

7.1 灯光的基本原理99

7.1.1 光源的种类99

7.1.2 有关光线的理论101

7.1.3 光线的投影：104

7.1.4 三维动画灯光与真实影视灯光的比较105

7.2 灯光的主要功能107

7.2.1 灯光的功能107

7.2.2 实现光的功能107

7.3 布光的基本流程109

7.3.1 三维动画用光的一般原则109

7.3.2 三维动画中灯光设计的步骤110

思考与实践111

第8章 图像渲染

8.1 渲染算法与渲染器113

8.1.1 渲染的基本概念113

8.1.2 渲染的基本过程113

8.1.3 主要的渲染算法114

8.1.4 智能光118

8.1.5 主流渲染器介绍119

8.2 渲染与输出124

8.2.1 渲染设置124

8.2.2 图像精度126

8.2.3 输出方式126

8.2.4 输出尺寸127

8.2.5 压缩方式128

8.2.6 NLDV128

8.2.7 渲染时间129

8.3 后渲染效果129

8.3.1 景深效果129

8.3.2 运动模糊效果130

8.3.3 镜头光晕效果131

8.3.4 大气效果131

8.4 网络分布式渲染132

8.4.1 网络渲染132

8.4.2 网络分区渲染134

8.4.3 渲染农场135

思考与实践137

第9章 动画设计

9.1 动画基础139

9.1.1 动画元素139

9.1.2 动画过程140

9.1.3 动画轨迹142

9.2 层次与运动学143

9.2.1 层次143

9.2.2 运动层次146

9.3 真实可信的运动147

9.3.1 狐度

9.3.2 重量148

第10章 合成与特效150

10.1 视频合成151

10.2 特效制作152

10.2.1 特效的类型15

10.2.2 视频合成153

10.2.3 特效元素153

思考与实践156

主要参考文献157

《三维动画技术》不依赖于某个具体软件平台，全景式介绍必须掌握的三维动画技术术语，结合图示介绍目前主流的动画设计与制作技术，清晰明了地讲解三维动画的制作过程，涉及最新的计算机动画技术。