基于3DSMAX的制作動畫課件畢論畢業(yè)論文

1、. . . . 本科畢業(yè)論文（設計）題 目 基于3DS MAX制作動畫課件院（系） 電子工程與電氣自動化學院 專 業(yè) 電子信息工程 學生 XXXXXX 學 號 XXXXXXXX 指導教師 XXXX 職稱 XXXX 論文字數(shù) 7000 25 / 31基于3DS MAX制作動畫課件摘 要隨著計算機技術和網絡技術的迅速發(fā)展，我們已經進入到了信息時代，人們的生活、學習、工作方式也隨之發(fā)生了翻天覆地的變化。在現(xiàn)代教學中，傳統(tǒng)的PPT課件已經漸漸地滿足不了日常的需求了，而動畫課件則以其圖文并茂、音畫結合、優(yōu)美協(xié)調的界面而逐漸嶄露頭角。通過動畫的演示，可以讓學生更容易地理解一些理論性較強、比較抽象的知識。本

2、篇論文，主要研究的是通信原理中關于頻分復用的工作原理、實現(xiàn)方式、實際應用等，以與如何使用AutoCAD建模、3DS MAX制作動畫將這一過程展現(xiàn)出來。本文將介紹頻分復用的詳細原理、應用前景，3DS MAX的建模、微調、關鍵幀的設置、時間的分配、以與后期的渲染，如材質、貼圖、攝像機等。還要用到VRay渲染器，對材質進行渲染。最后，加上后期片頭等特效，生成一個動畫課件。關鍵詞：動畫；課件；頻分復用；AutoCAD；3DS MAXThe MakingofAnimation Courseware basedon 3DSMAXAbstractAlong with the development of c

3、omputer and network technology, we have entered in an age of information, world-shaking changes have taken place in the styles of peoples' life, study and work. In the modern teaching, the traditional PPT courseware gradually couldn't meet the daily needs, so animation courseware is coming t

4、o the forefront with its illustrations and pictures, music and pictures as well as illustrated beautiful coordination. Through the animation demonstrateing, it can be easier for students to understand some knowledge which is more theoretical and abstract.Thisthesis, mainly research the working princ

5、iple, realization, and practical application of FDM(frequency division multiplexing) in Principles of Communicationsas well as showthis process by making AutoCADmodel and 3DS MAX animation. This thesiswill introduce principle and detailedapplication prospects of FDM, modeling, trimming, key frame se

6、tting, the allocation of time, and later rendering of 3DS MAX, such as texture , mapping, camera, etc. It will also use VRay renderer to render materials. Finally, been appendedsome special effects, it will come to be an animation courseware.Keywords:animation, courseware, FDM,AutoCAD, 3DS MAX目 錄摘 要

7、IAbstractII1. 前言12. 開發(fā)工具介紹12.1 AutoCAD2008簡介12.2 3DS MAX簡介22.3 VRay渲染器的特點23. 頻分復用介紹23.1 頻分復用的技術要點23.1.1 復用的概念23.1.2 頻分復用的原理和特點33.1.3 正交頻分復用43.2 頻分復用的應用43.2.1 主要應用43.2.2 廣播電視44. 制作FDM原理動畫54.1 創(chuàng)建CAD模型54.1.1 創(chuàng)建圖層54.1.2 繪制圖形64.2 創(chuàng)建動畫模型64.2.1 導入CAD模型64.2.2 創(chuàng)建各個模型74.3 材質104.3.1 制作材質104.3.2 賦予材質114.4 動畫124

8、.4.1 創(chuàng)建攝像機124.4.2 關鍵幀的創(chuàng)建135. 制作FDM應用動畫175.1 建模175.1.1 建立所有的模型175.2 材質195.2.1 創(chuàng)建普通材質195.2.2 創(chuàng)建VRay材質195.2.3 賦予材質215.3 動畫226. 總結23參考文獻24致 251. 前言傳統(tǒng)的教學模式是：通過已經發(fā)生或做過的事，對現(xiàn)在的知識進行學習，進而理解、掌握，也就是把過去的東西學會、弄懂。這種學習模式在一定程度上會帶來教育的滯后性。當社會需要某種人才時，可能會無法提供這種人才。而經過一段時間的培訓后，人才是培訓出來了，可能社會又不需要這種人才了。因此，傳統(tǒng)的教學模式就是能滿足當前的教學需求

9、了。多媒體教學就在這樣的大背景下應運而生了。運用多媒體制作的課件，無疑會讓學生們產生耳目一新的感覺。多媒體課件能夠讓學生對課程產生更濃厚的興趣，對所學的知識有更直觀的感受。而用3DS MAX制作的課件，更是將這種優(yōu)勢發(fā)揮地淋漓盡致。3DS MAX具有PPT、Flash等傳統(tǒng)多媒體課件所不具有的特性效果非常逼真。2. 開發(fā)工具介紹2.1 AutoCAD2008簡介AutoCAD是Autodesk公司的主要產品之一，在工程制圖、工業(yè)制圖、服裝加工、建筑設計、電子工業(yè)等領域有著非常廣泛的應用,是世界上應用最廣的CAD軟件，市場占有率位居世界第一。用CAD繪圖不僅能加快作圖的速度，還能提高繪圖的精度。

10、CAD的主要功能就是平面繪圖、編輯圖形和三維繪圖。但更側重于平面繪圖和編輯圖形，三維繪圖因其編輯和渲染能力有限，用得并不廣泛。CAD廣泛用于輔助建模。需要注意的是，文件另存格式的版本不能太高，太高的話，低版本的CAD就打不開了。習慣上保存為2008版本的。2.2 3DS MAX簡介3DS MAX是美國Autodesk公司開發(fā)的一個編輯處理三維圖像的軟件。經過近十幾年的發(fā)展，它已經成為了一個業(yè)廣泛使用的三維制作設計軟件。業(yè)習慣稱之為MAX。MAX已經廣泛應用于工業(yè)、展示、建筑環(huán)境、影視動畫特效、虛擬現(xiàn)實等領域。1相對于它所提供的功能，其價格并不算高，所以它的性價比是非常高；MAX與其他軟件容易配

11、合，尤其是CAD。在CAD繪制平面圖，再導入MAX進行建模，已經成為了業(yè)界普遍的模式；最后，MAX擁有龐大的用戶基數(shù)，并且在網上可以找到非常豐富的資源，為我們的自學和與別人交流提供了很大的方便。2.3 VRay渲染器的特點(1) 真實性：VRay的作品可以得到非常精美的照片級效果，陰影真實，材質表現(xiàn)很到位。這一點，對制作室表現(xiàn)圖來說，是有很高的實用價值的。(2) 全面性：VRay的適用面相當廣泛，幾乎可以涵蓋所有領域，諸如室采光、建筑渲染、建筑建模、工業(yè)設計、影視動畫制作等。(3) 靈活性與高效性：可以自由地調整參數(shù)，來達到自己想要的效果，修改起來非常方便。3. 頻分復用介紹3.1 頻分復用的

12、技術要點3.1.1 復用的概念復用就是若干個信號在同一時間使用同一個信道進行通信的過程。當一條信道的傳輸能力可以滿足多路信號的需求時，這條信道就可以被多路信號使用了。系統(tǒng)就是一個很好的例子。通常情況下，它的主干線都會有數(shù)千甚至上萬個信號在同一根光纖或同軸電纜中傳輸。復用的目的就是為了充分地利用信道的頻帶或時間資源，從而提高信道的利用率。信號的復用通常有兩種方法，即時分復用（time division multiplexing，TDM）和頻分復用（frequency division multiplexing，F(xiàn)DM）。時分復用在固定網中被廣泛采用，是長途的一種標準體制。原則上時分復用可以用來傳

13、送任意時間離散信號，但是骨干網，必須遵循國際標準。國際電報咨詢委員會（CCITT）為時分復用的信號格式、群路結構制定了詳細標準。2頻分復用主要用于模擬信號的多路傳輸，也可用于數(shù)字信號。3.1.2 頻分復用的原理和特點(1) 原理：頻分復用是一種按頻率來劃分信道的復用方式。在FDM中，信道的帶寬被分成多個相互不重疊的頻段（子通道），每路信號占據其中一個子通道，并且各路之間必須留有未被使用的頻帶（防護頻帶）進行分隔，以防止信號重疊。在接收端，采用適當?shù)膸V波器將多路信號分開，從而恢復出所需要的信號。圖3.1.2給出了頻分復用的原理框圖。圖3.1.2頻分復用系統(tǒng)組成原理框圖在發(fā)送端，首先使各路基帶

14、話音信號通過低通濾波器（LPF），以便限制信號的最高頻率。然后將各路的信號調制到不同的載波頻率上，使得各路信號搬移到各自的頻段圍，合成后送入信道傳輸。在接收端，采用一系列不同中心頻率的帶通濾波器分離出各路已調信號，它們被解調后即恢復出各路相應的基帶信號。為了防止相鄰信號之間產生相互干擾，應合理選擇載波頻率，以使各路已調信號頻譜之間留有一定的防護頻帶。3(2) 特點：1 相鄰載波之間的間隔為：，式中為已調帶寬，為防衛(wèi)(防護)帶寬。2 頻分復用的優(yōu)點比較明顯，就是它允許復用的路數(shù)很多，信道的復用率高，分路也很方便，技術比較成熟。3 頻分復用的缺點是設備太復雜，需要很多的元器件，還要求接收端必須提供

15、相干載波。濾波器的制作比較繁瑣，并且在復用、傳輸、調制、解調等過程中或多或少地會引入非線性失真，從而對各路信號產生相互干擾。43.1.3 正交頻分復用正交頻分復用（OFDM）能夠讓數(shù)據以相對高的速率在延遲比較嚴重的信道中傳輸。OFDM的宗旨是把一個高速的數(shù)據流分解成許多低速的子數(shù)據流，并讓它們以并行方式在多個子信道上傳輸。這樣，在每個子信道上，碼元持續(xù)時間比信道的最大延遲小，從而達到消除碼元干擾的目的。53.2 頻分復用的應用3.2.1 主要應用FDM 技術主要用于模擬信號，普遍應用在如載波系統(tǒng)，調幅廣播，調頻廣播，廣播電視，衛(wèi)星直播電視，閉路電視（CATV）廣播，模擬移動，通信衛(wèi)星中的頻分多

16、址（FDMA）等系統(tǒng)中。下面簡要介紹一下廣播電視的原理。3.2.2 廣播電視由電視塔發(fā)射的電視節(jié)目稱廣播電視，也稱地面廣播電視。OFDM最先在數(shù)字廣播電視系統(tǒng)中得到應用，數(shù)字音頻廣播（DAB）最先正式使用OFDM標準。OFDM可以有效提高抗干擾能力，滿足電視系統(tǒng)的傳輸要求。6電視技術是傳送圖像的技術，電視廣播系統(tǒng)實際上是單方向傳播圖像信息的通信系統(tǒng)。電視傳送圖像的過程從根本上講是光和電互相轉換的過程。作為一個圖像通信系統(tǒng)，電視傳送圖像的系統(tǒng)框圖如圖3.2.2所示。7圖3.2.2電視傳送圖像的系統(tǒng)框圖4. 制作FDM原理動畫4.1 創(chuàng)建CAD模型4.1.1 創(chuàng)建圖層為了區(qū)分不同層次的圖形，就需要

17、創(chuàng)建新的圖層。單擊圖層前的“圖層特性管理器”對話框，在對話框的左上角，單擊“新建圖層”即可創(chuàng)建一個新的圖層。盡量給每個物體都創(chuàng)建圖層，這樣在導入MAX后，可以將不同的物體分隔開來。如圖4.1.1所示。8圖4.1.1創(chuàng)建圖層4.1.2 繪制圖形本次平面圖的繪制首先將圖3.1.2的簡化，得到如圖4.1.2所示的圖形。圖4.1.2畫出框圖4.2 創(chuàng)建動畫模型4.2.1 導入CAD模型啟動MAX，執(zhí)行菜單欄中的“文件”/“導入”命令，將“畢設.dwg”文件導入到場景中。如圖4.2.1所示。圖4.2.1導入的CAD文件4.2.2 創(chuàng)建各個模型(1) 將各圖層分別選中，在修改面板中，將“在渲染中啟用”和“

18、在視口中啟用”前的復選框勾上。如圖4.2.2所示。圖4.2.2a啟用渲染(2) 創(chuàng)建信號模型。打開頂視圖，創(chuàng)建一個長方體，長、寬、高都為9，作為信號模型。對照三個視圖，將其調整到適當位置。按住shift鍵，移動即可復制，選擇。如圖4.2.2b所示。4.2.2b創(chuàng)建并復制信號模型(3) 創(chuàng)建帶通濾波器模型。在頂視圖創(chuàng)建一個長方體，長、寬、高分別為5、10、3，分段為4、6、4。在修改器面板加入“編輯多邊形”，選擇“頂點模式”，在左視圖，框選中間的頂點，調整頂點的分布。再選擇“多邊形模式”，選擇中間四個面，擠出，設置擠出高度為0.5。另外一側也是同樣的做法。如圖4.2.2c所示。圖4.2.2c調整

19、并擠出面(4) 創(chuàng)建一個管狀體1，半徑1為1，半徑2為0.5，高度為2。再創(chuàng)建一個管狀體2，半徑1為2，半徑2為0.9，高度為1。將管狀體2和管狀體1對齊，對齊方式為Y軸中心對齊。如圖4.2.2d所示。圖4.2.2d對齊(5) 選定管狀體1，在“基本標準體”的下拉列表中選擇“復合對象”，選擇“布爾”，“拾取操作對象B”，作布爾運算。如圖4.2.2e所示。圖4.2.2e布爾運算(6) 在頂視圖創(chuàng)建長方體，長、寬、高分別為2、4、0.1，復制一份，并將這兩份分別與圖4.2.2e的模型對齊，對齊方式分別為Y軸的最小對最小和最大對最大。選中兩塊長方體，設置角度捕捉為60度，進行旋轉復制。效果如圖4.2

20、.2f所示。4.2.2f旋轉復制(7) 將中間的管狀體分別與這6塊長方體做布爾運算，做出一個類似螺母的模型。效果如圖4.2.2g所示。圖4.2.2g螺母(8) 在前視圖，沿X軸將螺母鏡像一份。將兩個螺母調整到合適的位置，并將這三個模型再復制兩份，生成另外兩個帶通濾波器的模型。如圖4.2.2h所示。圖4.2.2h完成帶通濾波器(9) 總體結構的建模完成并增加MAX文本后，效果如圖4.2.2i所示。4.2.2i整體效果4.3 材質4.3.1 制作材質(1) 打開MAX的材質編輯器，選擇一個空白的材質球，打開貼圖卷展欄，在“漫反射顏色”右邊的貼圖類型上點擊添加位圖。如圖4.3.1a所示。圖4.3.1

21、a材質編輯器(2) 在彈出的“材質/貼圖瀏覽器”中選擇“位圖”，彈出“選擇位圖圖像文件”對話框，在“選擇位圖圖像文件”對話框中選擇對應的材質文件夾中的“信道.jpg”的圖片，點擊“打開”，即可為材質添加位圖。如圖4.3.1b所示。4.3.1b選擇位圖圖像(3) 同樣的道理，可以制作帶通濾波器、螺母的材質，這里就不一一贅述了。4.3.2 賦予材質(1) 在透視圖中將已經創(chuàng)建好的材質球直接拖拽到對應的模型上即可。注意，應該把“在視口中顯示貼圖”點擊選中，否則，在視圖中就看不到貼圖了。如圖4.3.2所示。8圖4.3.2a賦予材質(2) 所有對對象都被賦上材質后，渲染的效果。如圖4.3.2b所示。圖4

22、.3.2b渲染效果圖4.4 動畫4.4.1 創(chuàng)建攝像機(1) 進入創(chuàng)建面板，選擇攝像機欄，點擊“目標”按鈕，在頂視圖中創(chuàng)建攝像機。將視圖切換到攝像機視圖，查看效果并調整，如圖4.4.1a所示。9圖4.4.1調整攝像機位置(2) 打開攝像機的修改面板，調整攝像機參數(shù)，設置鏡頭參數(shù)和視野大小，勾選手動剪切，調節(jié)遠距剪切和近距剪切，進入攝像機視圖查看效果，參數(shù)設置，如圖4.4.1b所示。圖4.4.1b攝像機參數(shù)和景深參數(shù)4.4.2 關鍵幀的創(chuàng)建(1) 開啟自動關鍵點。將時間滑塊拖至第0幀，調整攝像機的視角，使模型為遠景。按下“設置關鍵點”按鈕。因為是遠景，透視圖中幾乎看不到模型。如圖4.4.2a所示

23、。圖4.4.2a第0幀(2) 依次將時間滑塊拖到第50、100、150、200、240幀，再調整攝像機視角，產生拉近的圖像。這樣就可以形成攝像機逐漸拉近模型的動畫。如圖4.4.2b所示。4.4.2b第240幀(3) 將時間滑塊拖到第290幀，調整攝像機，讓整個模型中正平直。從290幀開始，攝像機就靜止了。運動的是信號模型和波形模型。如圖4.4.2c所示。圖4.4.2c攝像機靜止前(4) 將除了信號模型和波形模型的所有模型都凍結了，這樣可以減輕電腦的負擔。將時間滑塊拖到289幀，將信號模型擺放在正確的位置。將坐標04這個層的“對象屬性”中的“可見性”設為0，而01-03這三個層的“可見性”設置為

24、1。按下“設置關鍵點”。如圖4.4.2d。圖4.4.2d設置可見性(5) 將時間滑塊拖到第409幀，即信號模型進入加法器之前。信號模型移到適當位置，01-03這三個層的“可見性”仍為1，04層的可見性仍然為0。如圖4.4.2.e所示。圖4.4.2e進入加法器(6) 將時間滑塊拖到444幀，這時，信號模型已經通過了加法器，三個信號模型要疊加在一塊。把三個都在Y軸上壓縮到原來的1/3，再把三個信號模型堆疊起來。01-03這三個層的“可見性”變?yōu)?，04層的可見性變?yōu)?。并把三個波形模型搬移到04層這個坐標上。如圖4.4.2f。圖4.4.2f第444幀(7) 將滑塊拖到559幀，在信號模型通過帶通濾

25、波器之后。信號模型還是按照信道的軌跡運動。但這時，三個信號的波形已經不在同一個坐標上了。所以01-03這三個層的“可見性”變?yōu)?，04層的可見性變?yōu)?。并把三個波形模型重新搬回到01-03層這三個坐標上。如圖4.4.2g。如圖4.4.2g第559幀(8) 將滑塊拖到600幀，這時，信號模型已經經過乘法器，波形模型又回到了最初的位置。至此，F(xiàn)DM原理部分的動畫已經完成。如圖4.4.2h所示。圖4.4.2h第600幀5. 制作FDM應用動畫5.1 建模5.1.1 建立所有的模型(1) 建立房間模型。分別在頂視圖、前視圖、左視圖建立長方體。建立類似房間效果的模型。效果如圖5.1.1所示。10圖5.1

26、.1a房間模型(2) 建立簡易攝像機模型。鏡頭外殼和把手要用可編輯多邊形調整外形。在左視圖調整鏡頭外殼的外形，在頂視圖調整把手的外形。用到的是可編輯多邊形中的頂點模型。效果如圖5.1.1b所示。圖5.1.1b攝像機模型(3) 利用長方體，可以建立簡易的電視機模型。紅色部分是電視機的logo。效果如圖5.1.1c所示。圖5.1.1c電視模型(4) 建立信號發(fā)射塔和信號的模型。塔身部分，加入可編輯多邊形，選擇多邊形模型，選擇頂面，做5次倒角，每次倒角的高度為5，輪廓量為-0.1。這樣就可以得到越來越尖的塔身模型了。效果如圖5.1.1d所示。圖5.1.1d發(fā)射塔模型(5) 至此，建模已經完成。整體效

27、果如圖5.1.1e所示。圖5.1.1e整體效果圖5.2 材質5.2.1 創(chuàng)建普通材質將地板設置成草坪的材質，側墻設置成為漸變色的材質，前方的墻設置為漸變色和紅磚的材質。攝像機身設置為普通的貼圖材質，鏡頭設置成為鏡頭貼圖。電視的邊框和logo也設置成為相應的材質。如圖5.2.1所示。圖5.2.1創(chuàng)建材質5.2.2 創(chuàng)建VRay材質(1) 電視的畫面材質要用到VRay材質編輯器。先選擇一個材質球，點擊“Standard”按鈕，在彈出的“材質/貼圖瀏覽器”中選擇“VRayLightMtl”。如圖5.2.2所示。圖5.2.2a VRay材質面板(2) 給VRay賦貼圖。將材質編輯器里的貼圖拖拽到VRa

28、y材質球的Opacity里，方法選擇“復制”。如圖5.2.2b所示。圖5.2.2b復制貼圖(3) 添加VRayMtlWrapper。點擊“VRayLightMtl”，在彈出的“材質/貼圖瀏覽器”中選擇“VRayMtlWrapper”，選擇“將舊材質保存為子材質”。如圖5.2.2c所示。圖5.2.2c添加VRayMtlWrapper(4) 解決材質暴光問題。使VRayMtlWrapper產生Generate（積壓）效果。將Generate的值設置為2，再點擊“標準_24（VRayLightMtl）”，回到VRayLightMtl面板，設置Color為0.5。如圖5.2.2d所示。11圖5.2.2

29、d解決暴光問題5.2.3 賦予材質將各個模型的材質分別拖拽，賦予它們。效果如圖5.2.3所示。圖5.2.3 材質賦予5.3 動畫實現(xiàn)兩個畫面的切換。這里的動畫與前面4.3動畫的容相似，在相應的關鍵幀設置對象的“可見性”即可，就不再贅述了。完成所有動畫的渲染后，用AE(Adobe After Effects)將視頻片段加入一些特效后，合成為一個完整的動畫課件。下面是一些視頻的效果截圖。如圖5.3。圖5.3 動畫效果6. 總結多媒體課件作為教師的好幫手，廣泛運用在平時的教學過程中，現(xiàn)在已經逐漸成熟。這同時也推動了多媒體課件的發(fā)展。尤其是3DS MAX這個強大的軟件的加入，使得多媒體課件更有前景。3DS MAX課件可以將一個物體表現(xiàn)得最接近真實效果，這是傳統(tǒng)的課件，諸如Flash課件、PPT