All about 3D

1、3D MAX的發(fā)展過(guò)程3D圖像要算是圖像家族的特殊成員，但是隨著其應(yīng)用的日益廣泛，我們也需要對(duì)它有所了解。 三維動(dòng)畫軟件創(chuàng)建了一個(gè)模擬的三維空間，設(shè)置有各種工具，用這些工具可以在這個(gè)軟件平臺(tái)3D圖像要算是圖像家族的特殊成員，但是隨著其應(yīng)用的日益廣泛，我們也需要對(duì)它有所了解。 三維動(dòng)畫軟件創(chuàng)建了一個(gè)模擬的三維空間，設(shè)置有各種工具，用這些工具可以在這個(gè)軟件平臺(tái)上制作各種立體模型。然后設(shè)置好相應(yīng)的材質(zhì)并把材質(zhì)賦予模型。無(wú)論材質(zhì)的變化還是物體位置的變化或造型的變化都能被錄制為動(dòng)畫。 3D軟件的發(fā)展 三維軟件是利用電腦制作幾何模型的軟件。最先只能在專業(yè)圖形工作站上使用，隨著PC機(jī)的飛速發(fā)展和普及，三維動(dòng)

2、畫軟件也紛紛被移植到PC機(jī)上。在DOS時(shí)代，美國(guó)Autodesk公司的3DS三維動(dòng)畫軟件幾乎壟斷了PC機(jī)三維動(dòng)畫的市場(chǎng)。1994年Mi crosoft用13億美元收購(gòu)Softimage公司，1995年推出基于NT平臺(tái)的SOFTIMAGE3D30版本，激蕩了三維動(dòng)畫領(lǐng)域。迫于壓力，為了維護(hù)3DS在三維動(dòng)畫領(lǐng)域的霸主地位，1996年（一說(shuō)1997年8月4日），Kinetix公司推出3DS的WindowsNT版本3DSMAX10。這個(gè)版本在操作界面、組織結(jié)構(gòu)和功能上都有質(zhì)的飛躍，獲得了巨大的成功。1998年，Maya、Alias、Houdini相繼在NT平臺(tái)上出現(xiàn)。同年，Autodesk公司奮起迎擊

3、，推出偏重于建筑設(shè)計(jì)的3DSMAXVIZ版本，該版本實(shí)際是在3DSMAX的基礎(chǔ)上進(jìn)行一些增減，增加一些與建筑有關(guān)的模塊，刪去一些動(dòng)畫功能。隨著三維軟件應(yīng)用的迅速普及，小型三維軟件也如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)。3D軟件的分類 3D動(dòng)畫軟件可以按軟件功能的復(fù)雜程度分為小型、中型、大型三類。 1、小型軟件 整體功能較弱，或偏重某些功能，學(xué)習(xí)相對(duì)容易。小型軟件很多，常見的、有特殊功能的軟件如下： Poser：快速制作各種人體模型。通過(guò)拖動(dòng)鼠標(biāo)可以迅速改變?nèi)梭w的姿勢(shì)，還可以生成簡(jiǎn)單的動(dòng)畫。 Rhino：三維造型軟件，長(zhǎng)于NURBS曲面造型，能以三維輪廓線建立模型。 Cool3D：專用于立體文字制作的軟件，可提

4、供很多背景圖和動(dòng)態(tài)，很容易上手。 LightScape：渲染專用軟件，只能對(duì)輸入的模型進(jìn)行渲染，能進(jìn)行材質(zhì)燈光的設(shè)定，采用光能傳遞算法，是最好的渲染器。多用于室內(nèi)外效果圖的渲染。目前為32版本。 Bryce3D：長(zhǎng)于自然景觀如山、水、天空的建造，效果很好。 2、中型軟件 3DSMAX：功能強(qiáng)大、開放性好，集建立模型、材質(zhì)設(shè)置、攝影燈光、場(chǎng)景設(shè)計(jì)、動(dòng)畫制作、影片剪輯于一體。 LightWave3D：功能強(qiáng)大、質(zhì)感細(xì)膩、界面簡(jiǎn)捷明快、易學(xué)易用、渲染質(zhì)感非常優(yōu)秀。目前版本為56c。 3、大型軟件 SOFTIMAGE 3D：功能極其強(qiáng)大、長(zhǎng)于卡通造型和角色動(dòng)畫、渲染效果極好，是電影制作不可缺少的工具，

5、國(guó)內(nèi)許多電視廣告公司都使用它制作電視片頭和廣告。 MAYA：功能比SOFTIMAGE 3D更強(qiáng)大，但更難掌握。 HOUDINI：將平面圖像處理、三維動(dòng)畫和視頻合成有機(jī)結(jié)合起來(lái)。 三維動(dòng)畫軟件呈現(xiàn)一片百花齊放、百家爭(zhēng)鳴的繁榮景象，很多都是功能強(qiáng)大的精品。這使我們?cè)诹宅槤M目的三維軟件面前有充分的選擇余地；但是在紛紛登場(chǎng)的三維軟件面前又有些暈頭轉(zhuǎn)向。其實(shí)只要先學(xué)好一個(gè)軟件就可以了，有了這個(gè)基礎(chǔ)，再學(xué)其他三維動(dòng)畫軟件就容易多了。選擇3DSMAX。理由有三： 第一、有很多一流的三維動(dòng)畫軟件對(duì)硬件的要求很高，如Sumatra，顯示器分辨率必須達(dá)到12801024；Maya則要求內(nèi)存至少有256MB。3DS

6、MAX對(duì)硬件的要求相對(duì)較低，多數(shù)三維動(dòng)畫迷都有能力配置；第二、由于3DS的緣故，現(xiàn)在3DSMAX的使用者也最多，教材和其他學(xué)習(xí)資料多如牛毛，有利于自學(xué)；第三、3DSMAX除渲染質(zhì)感較差外，功能強(qiáng)大、插件眾多，可以制作廣播級(jí)的動(dòng)畫效果，對(duì)一般的廣告、電視欄目、游戲的制作已完全可以勝任。 3D軟件的應(yīng)用 1、機(jī)械制造：利用三維動(dòng)畫研究機(jī)械零配件的造型，模擬它們運(yùn)行時(shí)的工作情況。 2、建筑裝潢設(shè)計(jì)：以三維的形式展現(xiàn)建筑物和室內(nèi)外裝潢的效果。不僅快捷方便，還能完整預(yù)覽建筑物的各個(gè)角度的效果，且透視十分精確。 3、商業(yè)產(chǎn)品造型和包裝設(shè)計(jì)：比如瓶子、盒子、玩具等的設(shè)計(jì)，可以對(duì)包裝品的外觀形態(tài)、色彩圖案等進(jìn)

7、行設(shè)計(jì)。 4、影視和商業(yè)廣告：很多電視欄目的片頭是用3DSMAX制作的，更多的產(chǎn)品廣告、房地產(chǎn)廣告等都可以用3DSMAX來(lái)制作。 5、電腦游戲和娛樂(lè)：優(yōu)美的動(dòng)畫畫面和游戲程序同樣重要。 其他：生物化學(xué)中用于生物分子之間的結(jié)構(gòu)組成的研究，軍事科技中可用于飛行員的模擬飛行、導(dǎo)彈飛行的動(dòng)態(tài)研究，在醫(yī)學(xué)中可以形象地演示人體內(nèi)部組織等等，在此無(wú)法一一列舉。 3D動(dòng)畫3D動(dòng)畫 也叫三維動(dòng)畫。三維動(dòng)畫是近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一新興技術(shù)。三維動(dòng)畫軟件在計(jì)算機(jī)中首先建立一個(gè)虛擬的世界，設(shè)計(jì)師在這個(gè)虛擬的三維世界中按照要表現(xiàn)的對(duì)象的形狀尺寸建立模型以及場(chǎng)景，再根據(jù)要求設(shè)定模型的運(yùn)動(dòng)軌跡、虛擬攝影

8、機(jī)的運(yùn)動(dòng)和其它動(dòng)畫參數(shù)，最后按要求為模型賦上特定的材質(zhì)，并打上燈光。當(dāng)這一切完成后就可以讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)算，生成最后的畫面。 三維動(dòng)畫技術(shù)模擬真實(shí)物體的方式使其成為一個(gè)有用的工具。由于其精確性、真實(shí)性和無(wú)限的可操作性，目前被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、教育、軍事、娛樂(lè)等諸多領(lǐng)域。在影視廣告制作方面，這項(xiàng)新技術(shù)能夠給人耳目一新的感覺，因此受到了眾多客戶的歡迎。三維動(dòng)畫可以用于廣告和電影電視劇的特效制作（如爆炸、煙霧、下雨、光效等）、特技（撞車、變形、虛幻場(chǎng)景或角色等）、廣告產(chǎn)品展示、片頭飛字等等。 相對(duì)于實(shí)拍廣告，三維動(dòng)畫廣告有如下特點(diǎn)： 能夠完成實(shí)拍不能完成的鏡頭 制作不受天氣季節(jié)等因素影響 對(duì)制作人員的技

9、術(shù)要求較高 可修改性較強(qiáng)，質(zhì)量要求更易受到控制 實(shí)拍成本過(guò)高的鏡頭可通過(guò)三維動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)以降低成本 實(shí)拍有危險(xiǎn)性的鏡頭可通過(guò)三維動(dòng)畫完成 無(wú)法重現(xiàn)的鏡頭可通過(guò)三維動(dòng)畫來(lái)模擬完成 能夠?qū)λ憩F(xiàn)的產(chǎn)品起到美化作用 畫面表現(xiàn)力沒(méi)有攝影設(shè)備的物理限制，可以將三維動(dòng)畫虛擬世界中的攝影機(jī)看作是理想的電影攝影機(jī)，而制作人員相當(dāng)于導(dǎo)演、攝影師、燈光師、美工、布景，其最終畫面效果的好壞與否僅取決于制作人員的水平、經(jīng)驗(yàn)和藝術(shù)修養(yǎng)，以及三維動(dòng)畫軟件及硬件的技術(shù)局限。 制作周期相對(duì)較長(zhǎng) 三維動(dòng)畫廣告的制作成本，與制作的復(fù)雜程度和所要求的真實(shí)程度成正比，并呈指數(shù)增長(zhǎng)。 三維動(dòng)畫技術(shù)雖然入門門檻較低，但要精通并熟練運(yùn)用卻需多

10、年不懈的努力，同時(shí)還要隨著軟件的發(fā)展不斷學(xué)習(xí)新的技術(shù)。它在所有影視廣告制作形式中技術(shù)含量是最高的。由于三維動(dòng)畫技術(shù)技術(shù)的復(fù)雜性，最優(yōu)秀的3D設(shè)計(jì)師也不大可能精通三維動(dòng)畫的所有方面。 三維動(dòng)畫制作是一件藝術(shù)和技術(shù)緊密結(jié)合的工作。在制作過(guò)程中，一方面要在技術(shù)上充分實(shí)現(xiàn)廣告創(chuàng)意的要求，另一方面，還要在畫面色調(diào)、構(gòu)圖、明暗、鏡頭設(shè)計(jì)組接、節(jié)奏把握等方面進(jìn)行藝術(shù)的再創(chuàng)造。與平面設(shè)計(jì)相比，三維動(dòng)畫多了時(shí)間和空間的概念，它需要借鑒平面設(shè)計(jì)的一些法則，但更多是要按影視藝術(shù)的規(guī)律來(lái)進(jìn)行創(chuàng)作。 關(guān)于三維動(dòng)畫電視廣告的實(shí)例可參看正東的博客 3D三維圖形 3D是three-dimensional的縮寫，就是三維圖形。

11、在計(jì)算機(jī)里顯示3d圖形，就是說(shuō)在平面里顯示三維圖形。不像現(xiàn)實(shí)世界里，真實(shí)的三維空間，有真實(shí)的距離空間。計(jì)算機(jī)里只是看起來(lái)很像真實(shí)世界，因此在計(jì)算機(jī)顯示的3d圖形，就是讓人眼看上就像真的一樣。人眼有一個(gè)特性就是近大遠(yuǎn)小，就會(huì)形成立體感。計(jì)算機(jī)屏幕是平面二維的，我們之所以能欣賞到真如實(shí)物般的三維圖像，是因?yàn)轱@示在計(jì)算機(jī)屏幕上時(shí)色彩灰度的不同而使人眼產(chǎn)生視覺上的錯(cuò)覺，而將二維的計(jì)算機(jī)屏幕感知為三維圖像?；谏蕦W(xué)的有關(guān)知識(shí)，三維物體邊緣的凸出部分一般顯高亮度色，而凹下去的部分由于受光線的遮擋而顯暗色。這一認(rèn)識(shí)被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)頁(yè)或其他應(yīng)用中對(duì)按鈕、3d線條的繪制。比如要繪制的3d文字，即在原始位置顯示高

12、亮度顏色，而在左下或右上等位置用低亮度顏色勾勒出其輪廓，這樣在視覺上便會(huì)產(chǎn)生3d文字的效果。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可用完全一樣的字體在不同的位置分別繪制兩個(gè)不同顏色的2d文字，只要使兩個(gè)文字的坐標(biāo)合適，就完全可以在視覺上產(chǎn)生出不同效果的3d文字。 常見的3D軟件 AutoCAD AutoCAD（Auto Computer Aided Design）是美國(guó)Autodesk公司首次于1982年生產(chǎn)的自動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，用于二維繪圖、詳細(xì)繪制、設(shè)計(jì)文檔和基本三維設(shè)計(jì)?，F(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。.dwg文件格式成為二維繪圖的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)格式。 簡(jiǎn)介 AutoCAD是由美國(guó)Autodesk歐特克公司于二

13、十世紀(jì)八十年代初為微機(jī)上應(yīng)用CAD技術(shù)而開發(fā)的繪圖程序軟件包，經(jīng)過(guò)不斷的完美，現(xiàn)已經(jīng)成為國(guó)際上廣為流行的繪圖工具。 AutoCAD具有良好的用戶界面，通過(guò)交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作。它的多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境，讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員也能很快地學(xué)會(huì)使用。在不斷實(shí)踐的過(guò)程中更好地掌握它的各種應(yīng)用和開發(fā)技巧，從而不斷提高工作效率。歷史悠久成本低 彩色立體三維在市場(chǎng)上推出時(shí)間最長(zhǎng)，原理也最為簡(jiǎn)單，而成本最低的技術(shù)就要數(shù)彩色立體三維技術(shù)。這種技術(shù)的原理比較簡(jiǎn)單，通過(guò)物理學(xué)原理，使用不同顏色的濾光片進(jìn)行畫面濾光，使得一個(gè)圖片能產(chǎn)生出兩幅圖像，最常見的濾光片顏色通常是紅/藍(lán)，紅/綠，或者紅/青。眼鏡也在更新

14、換代 成本低廉的眼鏡優(yōu)缺點(diǎn)：由于僅僅是從物理學(xué)角度進(jìn)行畫面濾光，畫面的邊緣部分可以明顯看出色彩分離現(xiàn)象，畫質(zhì)的效果很差，目前主要應(yīng)用于比較低廉的3D顯示玩具中。當(dāng)然，與其它技術(shù)相比，彩色立體三維技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也很明顯，眼鏡成本低廉，使用簡(jiǎn)單的濾光片即可，并且擁有幾十年的成熟技術(shù)，內(nèi)容制作簡(jiǎn)單。高成本難維護(hù) 偏振三維與彩色立體三維技術(shù)相比，偏振三維技術(shù)在立體影像的畫質(zhì)方面提升非常明顯。通過(guò)兩臺(tái)投影機(jī)以及兩塊偏光鏡片加上立體眼鏡的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)3D效果。偏振三維技術(shù)顯示的核心就是需要一臺(tái)電腦的顯卡具有雙輸出接口，將3D信號(hào)同時(shí)輸出到兩臺(tái)性能參數(shù)完全相同的投影機(jī)中，通過(guò)加裝在投影機(jī)鏡頭前方的偏振鏡片進(jìn)行水平

15、和垂直方向上的濾光，實(shí)現(xiàn)圖像分離。再通過(guò)偏光眼鏡從左右眼分別觀看水平和垂直方向上的影像，從而在人眼中形成影像疊加，實(shí)現(xiàn)3D效果。 優(yōu)缺點(diǎn)：偏振三維技術(shù)圖像的畫質(zhì)取決于3D片源以及投影機(jī)的分辨率，原始分辨率越高，畫質(zhì)自然就越好。同時(shí)偏光眼鏡的成本也相對(duì)低廉，最低幾十元就能購(gòu)買到。當(dāng)然這類技術(shù)也有弊端，需要兩臺(tái)投影機(jī)，成本增加，另外需要對(duì)兩臺(tái)投影機(jī)的位置進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)校，并且不能隨意移動(dòng)，因此后期維護(hù)比較麻煩。目前的主流技術(shù) 立體三維立體三維技術(shù)應(yīng)該是目前我們最常見的一種3D投影技術(shù)了。因?yàn)閹缀跄壳八械?D影院都是采用的這種設(shè)備，大家在影院中看到的阿凡達(dá)豚鼠特工隊(duì)等電影幾乎都是這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。 立體

16、三維技術(shù)原理與前面我們介紹的兩類3D技術(shù)有所不同，立體三維技術(shù)主要是采用了幀序列的形式來(lái)產(chǎn)生立體圖像的。立體三維技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要三個(gè)要素，首先投影畫面的刷新率需要達(dá)到每秒120幀，其次需要一個(gè)紅外信號(hào)發(fā)射器，另外就是需要一個(gè)可以接收紅外信號(hào)的3D立體眼鏡。當(dāng)3D信號(hào)通過(guò)電腦(或者其他設(shè)備)輸入到投影機(jī)中，圖像以幀序列的格式實(shí)現(xiàn)左右?guī)惶娈a(chǎn)生，通過(guò)紅外發(fā)射器將這些幀信號(hào)傳輸出去，負(fù)責(zé)接收的3D眼鏡在實(shí)現(xiàn)信號(hào)同步的同時(shí)與左右?guī)瑘D像進(jìn)行同步交替開關(guān)。從而觀看到立體影像。優(yōu)缺點(diǎn)：立體三維技術(shù)的投影機(jī)通常分辨率在XGA以上，圖像質(zhì)量好，并且不需要太多的附加設(shè)備。但是，由于此規(guī)格的片源較少，并且使用紅外傳輸信號(hào)容易受到視角的限制，因此影院里為了讓不同位置的觀眾看到穩(wěn)定的3D影像，會(huì)需要增加很多的紅外發(fā)射器來(lái)實(shí)現(xiàn)。3D未來(lái)的主流 DLP LinkDLP Link技術(shù)是美國(guó)德州儀器在09年上半年發(fā)布的最新3D投影技術(shù)。它主要是在立體三維技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善實(shí)現(xiàn)的。 德州儀器最新發(fā)布的DLP Link技術(shù)DLP Link技術(shù)的原理與立體三維技術(shù)大致相同，唯一的區(qū)別是3D信號(hào)的傳輸不是由紅外裝置，而是通過(guò)DLP投影機(jī)中的DMD芯片的閉合來(lái)控制3D信號(hào)的傳輸。優(yōu)缺點(diǎn)：由于DMD芯片的變換頻率是以微秒為單位，因此人眼戴上立體眼鏡觀看過(guò)程中幾乎是感覺不到信