數(shù)字媒體技術畢業(yè)設計論文-論文

1、- 畢業(yè)設計說明書題 目："塔山旅游3D工程虛擬展示 -穿山園旅游養(yǎng)生休閑區(qū)II" 學院：計算機科學與工程學院專 業(yè)： 數(shù)字媒體技術學生：學 號：指導教師： 職 稱： 講師 題目類型：¨理論研究¨實驗研究¨工程設計¨工程技術研究þ軟件開發(fā)2021年 5月 30日. z-摘 要隨著計算機技術的迅猛開展，計算機已經(jīng)成為人們工作、生活中不可或缺的角色，計算機技術的普遍應用，提高了人們的工作效率以及生活質量，其中計算機圖形技術在實現(xiàn)3D虛擬漫游以及虛擬交互上起到了巨大的推進作用。本論文完成了塔山旅游3D工程虛擬展示穿山園旅游休閑養(yǎng)生

2、區(qū)的三維漫游動畫設計，以及基于Unity游戲引擎的三維虛擬交互設計。論文共分為三個局部，論文首先介紹了虛擬展示的運用領域和開展前景，并對塔山旅游3D虛擬展示工程進展概述，對于動畫漫游以及虛擬交互的功能以及可行性進展簡單分析和規(guī)劃。其次，簡單介紹了本課題的工程根底，其中闡述了工程中運用到的幾個核心技術，比方建模技術、貼圖技術、燈光渲染技術、以及視頻剪輯和視頻特效技術等，簡單介紹了這幾項技術運用到的軟件，如Autodesk Maya，Autodesk 3ds Ma*，Adobe Photoshop，Adobe Premier，Adobe AfterEffect等。最后，詳細闡述了本課題的制作步驟，

3、從前期了解塔山旅游3D工程收集工程資料，實地勘察環(huán)境制定設計規(guī)劃圖，模型建模，材質貼圖，燈光特效等，到分鏡頭腳本制作，運用Lumion三維可視化軟件進展渲染，通過后期制作片頭和標題動畫模板，進展后期動畫鏡頭剪輯，將模型處理成簡模，導入再進展視頻剪輯和視頻特效處理，實現(xiàn)了塔山旅游穿山園休閑養(yǎng)生區(qū)的三維漫游動畫以及基于游戲引擎實現(xiàn)了虛擬場景的交互展示兩個版本的虛擬展示。在三維漫游動畫中，人們可以透過整個穿山園休閑養(yǎng)生區(qū)的規(guī)劃，分區(qū)域進展漫游。在虛擬交互設計版本中，通過手動控制，實現(xiàn)了虛擬場景漫游功能，用戶可以利用鼠標鍵盤控制漫游視角，同時實現(xiàn)了小地圖顯示位置實時追蹤等功能，交互展示顯示系統(tǒng)運行模型

4、逼真，運行穩(wěn)定，流暢，地圖導航清晰，運行效果良好。本論文通過對塔山旅游3D工程虛擬展示穿山園旅游休閑養(yǎng)生區(qū)的漫游動畫以及交互設計的制作過程的詳細闡述，進一步介紹了如今計算機圖形技術在虛擬展示領域的運用，從而了解了和掌握三維動畫以及虛擬交互設計的制作的根本知識。關鍵詞：塔山旅游；三維漫游動畫；三維虛擬交互；Maya；Unity；Lumion. z-Abstract With the rapid development of puter technology, puter has bee the people's work,life and an indispensable role in

5、 general, the application of puter technology, improve the efficiency of work and quality of life, including puter graphics technology in theimplementation of 3D virtual roaming and virtual interaction plays a tremendous role in.This paper pletes the design of 3D animation of Guilin Tashan tourism p

6、roject 3D virtual display - Mountain Park Tourism Leisure health district, and based on the 3D virtual interactive design of Unity3D game engine. The thesis is divided into three parts, firstly, introduces the application fields and development prospects of virtual display, and an overview of the Gu

7、ilin Tashan travel 3D virtual e*hibition project, analysis and planning for animation roaming and virtual interactive function and feasibility.Secondly, introduces the foundation of this topic, the key technology used in this project,such as modeling, mapping technology, lighting rendering technolog

8、y, and video clips and video special effects technology, introduces the software to use these techniques, such as Autodesk Maya, Autodesk 3ds Ma*, Adobe Photoshop, Adobe Premier, Adobe AfterEffect etc.Finally, detailed steps of this project, Guilin Tashan travel 3D project project data is collectedf

9、rom the early, field survey and environmental design layout, modeling, te*turing, lighting andspecial effects, to the shooting script making, rendering the use of Lumion 3D visualizationsoftware, Through the post titles and titles animation template, late animation clips, will simply die modelproces

10、sing, import and video clips and video effects processing, the realization of three-dimensional animation of Guilin tourism mountain park recreation area. And based on the gameengine can realize interactive virtual scene display, virtual display two versions. In the three-dimensional animation, peop

11、le can through the whole mountain park recreation area planning,zoning of roaming. Park animation scene model atmosphere, e*quisite, true to life likeness of character animation, video clips, smooth, strong sense of sound rhythm. The entire parkthrough the small map navigation, marked with the name

12、of the area, and the regional location,animation roaming navigation clear thinking, good to visitors a panoramic view of the park andthe various functional areas. Walking with the king, from the perspective of alternate smooth and natural, and the caption navigation and small map navigation, so that

13、 visitors can enjoy with the lens forward, park scenery and not lost, visual effect is good. In the virtual interactive designversion, through manual control, realized the virtual scene roaming function, users can control the roaming view using the mouse and keyboard, while achieving a small map dis

14、play functional location tracking in real time, interactive display display . z-system operating model realistic, steady operation, smooth, map navigation clear, good operation effect.This paper elaborates on the Guilin tourism project 3D virtual display - Tashan Mountain ParkTourism Leisure health

15、district, animation and production process of interaction design, further introduces now puter graphic technology in virtual display applications, so as to understandand master the basic knowledge of making three-dimensional animation and virtual interaction design.Keywords: Guilin Tashan travel; 3D

16、 animation; 3D interaction; Maya; Unity; Lumion目 錄1 三維虛擬展示概述71.1 三維動畫漫游概述71.2虛擬現(xiàn)實交互設計概論71.3三維動畫技術應用的領域71.4虛擬現(xiàn)實交互技術應用的領域81.5選題的背景以及意義82 穿山園旅游養(yǎng)生休閑區(qū)虛擬展示工程分析92.1需求分析92.2功能分析92.3性能分析102.4可行性分析102.4.1技術可行性分析102.4.2 經(jīng)濟可行性分析113 穿山園旅游養(yǎng)生休閑區(qū)虛擬展示工程根底113.1制作中使用的軟件113.1.1 Autodesk Maya 2021113.1.2 Adobe After Eff

17、ects CS6113.1.3 Adobe Photoshop CS5123.1.4 Lumion123.1.5 Adobe Premier CS6133.2主要制作技術143.2.1 建模技術143.2.2 材質與貼圖技術143.2.3 動畫設置技術153.2.4 場景制作技術163.2.5 渲染技術163.2.6 圖片處理技術173.2.7 視頻編輯技術183.2.8 虛擬交互技術184 穿山園旅游休閑養(yǎng)生區(qū)三維漫游動畫制作過程194.1前期準備工作194.2建筑建模214.2.1 建筑大致框架的制作214.3模型貼圖與材質284.3.1 Maya中的貼圖與材質284.3.2 Lumion

18、中的貼圖與材質294.3.3 Lumion中的地形材質314.3.4 燈光與光效334.3.5 Lumion動畫渲染以及制作344.3.6 動畫后期剪輯合成374.3.7 Unity虛擬現(xiàn)實交互設計的實現(xiàn)415 穿山園休閑養(yǎng)生區(qū)3D虛擬展示制作總結43辭44. z-引言世界上第一部由全電腦制作的動畫長片，以1.92億美元的高票房，刷新了當時動畫電影的記錄，即"玩具總發(fā)動"，由皮克斯公司制作，該片也標志著動畫電影真正進入了三維時代。CG為puter Graphics 計算及圖形的英文縮寫，是以計算機為主要工具進展視覺設計，行業(yè)習慣將利用計算機技術進展視覺設計和生產(chǎn)的領域統(tǒng)稱為

19、CG行業(yè)。直至90年代中期，中國的CG行業(yè)才開場進入快速開展的時期。由于經(jīng)濟水平和社會開放程度的迅速提高，成為了CG行業(yè)迅速開展的保障和動力。電腦已經(jīng)漸漸普及，進入了千家萬戶，讓普通老百姓與CG有了更加密切的接觸。國外許多優(yōu)秀的電腦游戲開場進入中國市場，以及更多的三維技術在好萊塢電影大片中的運用，使CG行業(yè)在中國開展注入了新鮮的活力，中國人對CG行業(yè)有了更深刻的了解。隨著算機軟硬件技術的不斷完善更新及功能的日漸強大，三維計算機在商業(yè)中的運用逐漸擴大，不僅在游戲，影視作品中，還有廣告，房地產(chǎn)業(yè)中的運用，使中國CG產(chǎn)業(yè)也逐步熱火起來。國的CG產(chǎn)業(yè)開展到今天，已經(jīng)具有相當龐大的市場，CG人才的緊缺嚴

20、重的阻礙了中國三維動畫產(chǎn)業(yè)的開展，但中國的CG教育起步相比照擬晚，人才缺乏的同時培養(yǎng)人才的進度較慢，又阻礙了產(chǎn)業(yè)開展。因此專業(yè)的技術培訓顯得尤為重要，各種技術培訓機構在國如雨后春筍開展起來，再加上國外大型公司的入駐，使得一些培訓機構能夠以大型集團行業(yè)的強大背景作為依托，教學與實訓相結合，培養(yǎng)出了一定的高能力高素質的人才。如今CG產(chǎn)業(yè)在國仍然有著巨大的市場需求，開展前景十分廣闊，尤其是在虛擬展示，以及三維交互產(chǎn)品上，隨著計算機圖形技術與虛擬交互技術的更完美的結合，它一定能給了人們更加新奇的三維技術體驗。1 三維虛擬展示概述1.1 三維動畫漫游概述三維動畫即3D動畫，是隨著計算及圖形技術以及數(shù)字媒

21、體技術，計算機硬件技術等近年來飛速的開展，而產(chǎn)生的一項新興產(chǎn)業(yè)。三維動畫漫游是指以模擬真實物體制作實景，并在虛擬的模型場景中進展漫游拍攝，從而制作出三維場景漫游的動畫。虛擬模型場景的制作，即使用三維動畫軟件在計算機中模擬真實物體設計模型，設計者要根據(jù)自己的場景設計規(guī)劃，按照物體比例大小制作符合實際比例的模型，將虛擬模型組合建立一個符合實際情況的虛擬場景。然后與拍攝實景一樣，按照分鏡頭腳本設計虛擬攝像機的拍攝手法和拍攝路徑。按照鏡頭腳本的需要，在攝像機經(jīng)過的地方做上需要的效果，比方給模型添加材質，以及燈光效果，或者動力場等模仿實際的場景，設定好之后由計算機進展計算，從而到達真實場景的運動效果。最

22、后通過渲染虛擬攝像機拍攝到的畫面，后期編輯成為三維動畫。1.2虛擬現(xiàn)實交互設計概論"從游戲到工具，數(shù)字技術正改變我們和其他事物之間的交互方式。數(shù)字產(chǎn)品的設計師不再認為他們只是設計一個漂亮的外觀或者商業(yè)化的物體，而是設計與之相關的交互。" -IDEO創(chuàng)始人之一，交互設計之父比爾·莫格里奇Bill Moggridge) 。虛擬現(xiàn)實技術在20世紀80年代被提出，但由于硬件軟件的開展限制，直到20世紀末才伴隨計算機開展而興起的綜合性信息技術，虛擬現(xiàn)實交互設計融合了計算機圖形學、多媒體技術、數(shù)字圖像處理、顯示技術以及網(wǎng)絡并行等多個信息技術分支，它是通過計算機圖形計算而生成的

23、高技術的模擬系統(tǒng)，極推進了計算機圖形，三維動畫技術的開展。虛擬現(xiàn)實交互設計生成的視覺環(huán)境與音效都是立體的，音效是立體的，人機交互是便捷的，充滿趣味性的，從前計算機與人之間枯燥生硬的只能通過鼠標和鍵盤進展交互的現(xiàn)狀已經(jīng)被大大的改變了，虛擬現(xiàn)實交互技術通過模擬現(xiàn)實場景，利用多種信息技術，使人在視覺、聽覺、觸覺上都有了更新奇的體驗。它是目前備受人們關注及研究，開發(fā)與應用的熱電領域，也是目前開展最快的一項多學科綜合技術之一。1.3三維動畫技術應用的領域計算機圖形從進入中國市場來經(jīng)過了幾十年的開展，逐步開展成為擁有著龐大商機的熱門領域，而計算機計算機圖形圖像技術經(jīng)過及時年的開展，逐步開展為蘊藏巨大商機的

24、熱門領域，而三維技術則是這一領域中的重要技術，并逐漸成為虛擬現(xiàn)實、游戲、影視特技、影視廣告設計、三維動畫等技術中的重要組成局部。三維動畫的應用領域還在不斷的擴展，從簡單的幾何體模型如一般產(chǎn)品展示、藝術品展示，到復雜的人物模型；從靜態(tài)、單個的模型展示，到動態(tài)、復雜的場景如房產(chǎn)酒店三維動畫、三維漫游、三維虛擬城市，還有角色動畫的制作，所有這一切，三維動畫都能依靠強大的技術實力來實現(xiàn)。1.4虛擬現(xiàn)實交互技術應用的領域虛擬現(xiàn)實交互技術現(xiàn)如今的應用領域十分廣泛，早期主要集中在軍事領域、數(shù)據(jù)可視化、CAD工程設計、醫(yī)學臨床、多媒體遠程教育、以及如今開展迅速的藝術創(chuàng)作和娛樂游戲方面。早在20世紀80年代，美

25、國陸軍就已經(jīng)把虛擬現(xiàn)實交互技術結合到了軍事作戰(zhàn)演習的訓練中去。它將分散在不同地點的坦克、車輛仿真器通過計算機網(wǎng)絡聯(lián)合在一起，形成一個虛擬的戰(zhàn)場環(huán)境以進展各種復雜任務的訓練和作戰(zhàn)演習等，從而快速的分析出各種作戰(zhàn)方案，比實地演練節(jié)省了很多時間和資源，此后軍事領域虛擬現(xiàn)實技術，成為了技術前沿代表。而在醫(yī)療方面，虛擬現(xiàn)實交互技術也有很大作為，借助虛擬現(xiàn)實技術建立的虛擬的人體患者，醫(yī)生可以通過一系列交互設計進入模擬的治療事件，使醫(yī)生更容易了解人體部各器官的構造，還可以通過虛擬跟蹤攝像，感覺手套等等，進展模擬手術，以應變真實場景中所發(fā)生的意外，提前為其提供解決方案，極減少了手術風險?，F(xiàn)如今隨著計算機的普及

26、，虛擬現(xiàn)實技術更加平民化，已經(jīng)被應用到人們生活中的各個領域，最常見的就是虛擬交互游戲，美國日本等許多優(yōu)秀的游戲集團公司，推出了各種建立在虛擬現(xiàn)實交互技術上的娛樂游戲，如任天堂游戲機，以及同期的*bo*以及Play station3等，通過超越了鼠標鍵盤的操作體驗，運用光線感知等技術操作，給虛擬游戲帶來了全新的游戲體驗。 1.5選題的背景以及意義塔山島位于漓江風景核心區(qū)，由漓江和小東江兩江環(huán)抱而成，北臨訾洲公園，南至島，總面積1478畝。駐有穿山村委所轄的5個自然村，現(xiàn)有村民1079戶，建筑物約22萬平米，其"臟、亂、差的現(xiàn)狀與周邊的景區(qū)和城市建立極不協(xié)調，道路、供電排水設施不全，生活

27、生影響了的旅游形象，因此，急需對其加以改造提升。通過對塔山島進展旅游及市政根底設施建立，引入旅游購物、觀光休閑、文化娛樂、高檔賓館、景觀綠化等現(xiàn)代旅游業(yè)態(tài)，建立桂北民居風格特色街、風味小吃街，把塔山片區(qū)建立成為旅游新區(qū)。而本課題"塔山旅游3D工程虛擬展示穿山園旅游養(yǎng)生休閑區(qū)"是通過三維建模來模擬建立塔山島穿山園區(qū)改造農(nóng)民新村，旅游景區(qū)以后的秀美風光。隨著三維動畫技術的近年來的迅猛開展，通過三維建模技術可以較為真實的模擬真實場景，或是設計建立虛擬的現(xiàn)實場景，并通過一系列的計算機圖形技術，模擬真實天氣，山水等效果，到達通過計算機展示還未建立完成的現(xiàn)實場景的預期效果。在這個工程中

28、還想通過虛擬現(xiàn)實技術，設計虛擬交互平臺，能夠使游客通過計算機虛擬現(xiàn)實技術，真正走入到旅游新區(qū)的場景當中。"塔山旅游3D工程虛擬展示穿山園旅游養(yǎng)生休閑區(qū)"作品的完成及展示，具有重大的意義，能將即將建立成為旅游新區(qū)的風光展示給人們，給予了人們不僅是視覺上的享受，還有更多對于新區(qū)改造的期待，并且能更有利的推動塔山旅游新區(qū)的宣傳工作。2 穿山園旅游養(yǎng)生休閑區(qū)虛擬展示工程分析為了塔山旅游3D虛擬展示工程最后的成品能夠在力所能及的圍向著所期望的結果開展，因此在進展3D漫游動畫，以及虛擬現(xiàn)實交互設計制作之前，要對該作品進展細致的分析，其中包括需求分析以及可行性分析。通過分析才能進一步的了

29、解在有限的技術能力圍之所能滿足的各方面的需求，從而到達理想的結果。2.1需求分析所謂"需求分析，是指對要解決的問題進展詳細的分析，弄清楚問題的要求。需求分析就是分析軟件用戶的需什么.如果投入大量的人力，物力,財力,時間,開發(fā)出的產(chǎn)品卻沒能實現(xiàn)它的價值,那所有的投入都是徒勞。需求分析之所以重要,是因為他具有決策性,方向性,策略性的作用,它在產(chǎn)品開發(fā)的過程中具有舉足輕重的地位。需求分析是一項重要的工作，也是最困難的工作。塔山旅游3D虛擬展示工程要到達的效果，即向人們展示即將改造的塔山旅游新區(qū)的新面貌，通過3D動畫漫游，展示它的區(qū)域作用，以及社區(qū)功能，并用視頻特效表現(xiàn)的優(yōu)美山水等等，還能通

30、過虛擬交互設計，讓人們走入虛擬場景當中，更進一步的體會新區(qū)改造給旅游新區(qū)帶來的無限活力。2.2功能分析功能分析是價值工程的核心容，是對價值工程研究對象系統(tǒng)地分析其功能，科學的評價其重要性，通過功能與本錢匹配關系定量計算對象價值大小，確定改良對象的過程。首先工程將通過視頻展示塔山旅游穿山園休閑養(yǎng)生區(qū)的鳥瞰規(guī)劃，接著介紹各區(qū)域規(guī)劃，小區(qū)規(guī)劃，廣場規(guī)劃，商業(yè)區(qū)規(guī)劃，社區(qū)規(guī)劃等，在每個區(qū)域規(guī)劃轉換之前，會有小地圖以及標題提示區(qū)塊的名稱以及作用，使觀看者可以更直觀清晰的了解到塔山旅游穿山園休閑養(yǎng)生區(qū)的概況。第二，通過基于游戲引擎設計的虛擬交互平臺，能夠讓人們如同走入場景中去，自行控制場景視角以及位置，真

31、正的到達全方位展示新區(qū)的目的，同時還有更多表達人性化細節(jié)的小功能，如實時地圖追蹤等，以上介紹的功能，能讓人們在短時間，近距離接觸塔山旅游穿山園休閑養(yǎng)生區(qū)，展示旅游新區(qū)的魅力，最終實現(xiàn)其宣傳，以及導覽的作用。2.3性能分析"塔山旅游3D工程虛擬展示穿山園旅游養(yǎng)生休閑區(qū)"三維動畫漫游短片作為一個導覽式的作品，應結合真實的場景規(guī)劃，盡可能真實的展示各細節(jié)情況。所以在場景中各模型會通過紋理貼圖及配適宜當?shù)臒艄?，制作出更逼真的畫面效果。鏡頭動畫遵循常規(guī)思路，從小區(qū)的入口進去規(guī)劃區(qū)，在進入到小區(qū)花園區(qū)，后來延伸至休閑養(yǎng)生區(qū)的其他幾個規(guī)劃區(qū)，公園、廣場、商業(yè)區(qū)、社區(qū)功能區(qū)等等。2.4可行

32、性分析在對作品進展了需求分析之后，要對其進展可行性分析。分析作品的市場需求，對其可實施力進展正確的評估。下面從技術可行性和經(jīng)濟可行性兩個方面對制作塔山旅游穿山園休閑養(yǎng)生區(qū)的虛擬展示來進展分析。2.4.1技術可行性分析對于塔山旅游穿山園休閑養(yǎng)生區(qū)三維動畫漫游的制作來說，通過三維建模工具，將前期做好的規(guī)劃，建立成為虛擬的模型，然后通過貼圖，燈光材質等技術，賦予模型真實感，最后進展漫游渲染，剪輯完成作品。三維建模工具使用了Maya2021，燈光以及貼圖材質需要使用到的圖片資料，通過Photoshop CS5處理，場景渲染使用了即時三維可視化工具Lumion，后期特效制作使用AfterEffect C

33、S6以及視頻編輯軟件Premier CS6進展制作。其中Maya2021以及PS、AE、PR涵蓋在本人大學四年的教學大綱，對于軟件的操作已經(jīng)比擬熟悉，而Lumion是在各類建筑漫游論壇中了解到的三維可視化工具，它擁有自己的模型庫以及封裝的圖形渲染算法，是實時渲染更加快捷，這是通過各類書籍以及網(wǎng)上的教學視頻進展學習的；第二局部是虛擬交互局部，使用的軟件是Unity游戲引擎，這是一個強大的交互游戲制作引擎，也涵蓋在本人的教學大綱，其中一些功能的實現(xiàn)對于腳本的理解有一定的要求。綜上所述，對于數(shù)字媒體專業(yè)四年的學習，本人的技術根底根本可以滿足此工程開展的可行性。2.4.2 經(jīng)濟可行性分析相對于三維漫游

34、展示制作，漫游實拍場景顯然花費的人力物力以及時間本錢都要高很多。三維動畫場景虛擬建立的本錢顯然比實際工程場景建立的本錢是較低的，并且從制作周期來看，時間也相比照擬短，能在實際場景建立之前就可以產(chǎn)出，甚至可以作為實際建立的導覽。在制作過程中應用到的各種軟件，目前在國的網(wǎng)絡環(huán)境中都可以從網(wǎng)上進展下載，而網(wǎng)上的各類根底的教程根本也是免費的，因此塔山旅游穿山園休閑養(yǎng)生區(qū)三維虛擬展示工程在經(jīng)濟上是可行的。3 穿山園旅游養(yǎng)生休閑區(qū)虛擬展示工程根底3.1制作中使用的軟件3.1.1 Autodesk Maya 2021Maya是1998年才推出的三維制作軟件，同時也是美國Autodesk公司官方出品的三維動畫

35、軟件。作為三維動畫軟件的后起之秀，憑借其強大的功能，深受業(yè)界人士的歡送。Maya集成了Alias/Wavefront公司最先進的動畫及數(shù)字效果技術。Maya除了包括一般的三維和視覺效果制作功能之外，還與最先進的建模、毛發(fā)渲染、運動匹配技術、數(shù)字化布料模擬等技術相結合。Maya影視廣告設計、三維動畫制作、電影特技、多媒體制作、游戲可視化等領域都有相當出色的表現(xiàn)。Maya以其完善的功能、極高的制作效率、極強的渲染真實感，加上擁有處理復雜模型、場景和動畫數(shù)據(jù)的能力，在三維動畫界造成了巨大影響，成為了目前進展數(shù)字和三維制作的首選工具。像已經(jīng)被大家所熟知的"玩具總發(fā)動"、"

36、變形金剛"等影片中的電腦特技局部制作都是由Maya來制作完成的。 Maya2021版本，即2021年推出的新版本，這一版本的意義重大在于全面改版了Maya的界面，由2021經(jīng)典的灰白色界面，改成了深灰色界面，是視覺方面更加舒服，同時也是更多新功能的集合體，尤其是動畫和動力學特效上的改良最引人注目的。Maya作為現(xiàn)在最為流行的頂級三維動畫制作軟件之一，國外絕大多數(shù)的視覺設計領域都在使用Maya，即使在國該軟件也得到了越來越多的應用?，F(xiàn)在Maya已成為在很多的大的城市以及經(jīng)濟興旺地區(qū)制作三維動畫主流的主流軟件。3.1.2 Adobe After Effects CS6After Effe

37、cts ，用于高端視頻特效系統(tǒng)的專業(yè)特效合成軟件。它借鑒了許多優(yōu)秀軟件的的成功之處，將視頻特效合成上升到了新的高度：Photoshop中層的引入 ，使AE可以對多層的合成圖像進展控制，制作出天衣無縫的合成效果； 關鍵幀、路徑的引入，使我們對控制高級的二維動畫游刃有余；高效的視頻處理系統(tǒng)，確保了高質量視頻的輸出；令人眼花繚亂的特技系統(tǒng)使AE能實現(xiàn)使用者的一切創(chuàng)意；AE同樣保存有Adobe優(yōu)秀的軟件相互兼容性。After Effects CS6下文中將統(tǒng)稱AE cs6，AE cs6版本是于2021年4月份由Adobe公司推出的，在繼承了前面版本的功能外，最近參加了3D模塊，實現(xiàn)真3D景深的制作，并

38、且利用計算機圖形技術把視頻在硬盤做了暫存，可以實時快速修改圖層，實現(xiàn)了后期效果實時預覽的功能，極提高了AE使用者的工作效率。此外AE具備了Adobe公司所屬軟件的優(yōu)點，出色的兼容性?？梢院茌p松地導入Illustrator跟 Photoshop的分層矢量圖形文件；而Premiere的文件也能在AE軟件中差不多100%的保存。而且比Premiere好的是，AE的優(yōu)勢在于影視作品的后期制作合成。在這個信息化的時代，互聯(lián)網(wǎng)與各種多媒體設備也能給AE提供了更廣闊的開展前景。3.1.3 Adobe Photoshop CS5Adobe Photoshop，簡稱"PS，是由Adobe System

39、s開發(fā)和發(fā)行的圖像處理軟件。Photoshop主要處理以像素所構成的數(shù)字圖像。使用其眾多的編修與繪圖工具，可以有效地進展圖片編輯工作。ps有很多功能，在圖像、圖形、文字、視頻、出版等各方面都有涉及。歷來最受關注Photoshop CS5是Adobe公司的核心產(chǎn)品，Adobe也在2021年4月12日發(fā)布了其正式版。選擇Photoshop CS5的理由不僅僅是它會完美兼容Vista和Windows7 ，更重要的是幾十個沖動人心的全新特性，諸如集20多個窗口于一身的dock、改良的消失點特性、占用面積更小的工具欄、支持寬屏顯示器的新式版面、智能的濾鏡、靈活的黑白轉換、多照片自動生成全景、更易調節(jié)的選

40、擇工具、更好的32位HDR圖像支持，等等。另外，Photoshop從CS5首次開場分為兩個版本，分別是常規(guī)的標準版和支持3D功能的E*tended(擴展)版。Photoshop CS5標準版適合攝影師以及印刷設計人員使用，Photoshop CS5擴展版除了包含標準版的功能外還添加了用于創(chuàng)立和編輯 3D 和基于動畫的容的突破性工具。3.1.4 LumionAct-3D于2021年底發(fā)布了這款實時3D可視化軟件，他即將推出建筑可視化版本，在將來的建筑漫游領域將有更大作為。Lumion強大的實時3D渲染能力，可用來制作電影或者靜幀的3D作品，其涉及到的領域包括了建筑的規(guī)劃設計，以及現(xiàn)場演示，因為它

41、強大優(yōu)秀的渲染能力，能夠實時提供優(yōu)質的圖像效果，把快速高效地工作流程結合在了一起，人們能夠直接在Lumion創(chuàng)立自己的虛擬現(xiàn)實，通過自帶的模型動畫庫以及天氣系統(tǒng)更快的創(chuàng)立出需要模擬的場景，以及智能的動畫和攝像機設置，使渲染制作影片比以前更加快速，可以說是建筑可視化效果史上一個驚人的產(chǎn)品。Lumion的便捷性在于，功能強大但是界面簡潔易懂，新手幾乎一天就可以上手，導入模型場景，進展地形設定，里面有強大的材質模塊，通過簡單的參數(shù)表現(xiàn)材質效果，雖然與更高級的三維建模模型比照來說，效果稍有欠缺，但能在實時渲染的環(huán)境下到達這個效果已經(jīng)相當驚人。Lumion當中還有自己的模型庫，所有模型都帶有自己的材質信

42、息，局部模型帶有自己的動畫信息，在Lumion動畫模塊中，可以進展影片制作，制作過程中可以運用庫中自帶的視頻效果進展編輯，同時可以設置場景模型的動畫等，其功能運用多樣性相當可觀，最后在進展影片的渲染輸出，動畫制作相當簡單高效。3.1.5 Adobe Premier CS6Adobe Premier 是由Adobe公司推出的最早的真正意義上的非編軟件，真正做到了影片非線性編輯功能，以及極強的實時預覽效果。它有著較好的兼容性，可以與Adobe公司推出的其他軟件相互協(xié)作，共同完成視頻編輯工作。它集成了視頻制作的全套功能，由采集、剪輯、調色、美化音頻、字幕添加、輸出媒體視頻、到視頻DVD刻錄的一整套流

43、程，只要在Premier一個軟件中，就能全部完成高質量的作品。Adobe Premier CS6 與以前版本最大的差異在于界面的改良，界面重新規(guī)劃縮減了許多工作欄以及按鈕去繁從簡，推崇簡約設計，但仍然集成了CS5中經(jīng)典的水銀加速引擎，即僅限于Nvida顯卡配置的計算機使用的類似于GPU加速即渲染加速和運算加速原理的加速引擎，可以大大提高素材預覽速度，使影片在使用了各種效果之后能在計算機中更加迅速的實時渲染輸出。3.1.6 Unity3D眾所周知Unity在游戲開發(fā)有著強大的能力，由其開發(fā)的游戲多為網(wǎng)絡游戲以及角色扮演游戲，由國游戲團隊制作的PC平臺上較為知名的大型游戲是"新仙劍奇?zhèn)b傳

44、OL"以及游戲大國日本、美國開發(fā)的幾款游戲，其畫質一流畫面精巧程度不亞于現(xiàn)如今"穿越火線"、"戰(zhàn)地之王"等主流第一人稱射擊游戲。Unity是由Unity Technologies開發(fā)的一個讓用戶可以輕松地創(chuàng)立游戲，如三維視頻游戲，或者建筑可視化交互，實時三維動畫等互動容的并且兼容多個平臺如windows，ios，以及Andrew的綜合性游戲開發(fā)工具，是一個全面整合的專業(yè)游戲引擎。其中Unity3代表了一個質的飛躍，其置的光照貼圖、遮擋剔除、以及調試器和編輯器都經(jīng)過了革新，其功能已經(jīng)到達了不可思議的，用戶可以獲得卓越的性能體驗。3.2主要制作技術

45、3.2.1 建模技術建模技術是現(xiàn)今三維動畫制作的根底之一，常用的三維動畫軟件都有自己獨立的建模系統(tǒng)，如同Maya，3DMa*或者犀牛，作為本課題的主要建模工具Maya具備了比擬全面的建模方法，常用的包括Nurbs曲面建模，Polygon多邊形建模，以及細分建模和雕刻建模，其中多邊形建模在三維動畫的角色建模上表現(xiàn)十分突出。本課題主要以建筑建模為主，主要采用曲面建模和多邊形建模來完成。曲線建模這種建模方法是由多條樣條曲線到曲面的建模方法，通過調整面的邊界曲線來調整面的形狀，它所建立的曲面有極好的平滑過渡性，對于建筑的平滑延展的細節(jié)特殊造型有很好的表現(xiàn)力；多邊形建模是由根本的多邊形，經(jīng)過編輯點和邊的

46、位置來調整整個多邊形的形狀，對于復雜但又整齊的建筑構造有很好的表現(xiàn)能力。Maya模型制作要點：（1） 根據(jù)模型特點選擇適合的建模方式。比方需要建立復雜構造的角色模型或者生物模型，建議使用多邊形建模，多邊形建模的點，邊，面控制等容易到達發(fā)雜構造的效果；而進展帶有光滑曲面構造，延展性較好的模型建模時候，最好采用曲線建模，能夠使物體的外表看起來光滑整潔，在調整外部造型的時候不易產(chǎn)生凹陷或褶皺等，適用于工業(yè)產(chǎn)品外觀制作。（2） 模型制作要注重比例。當進展模型制作時，要注意整個場景中所有模型的比例，比方建立一輛車的模型，首先要注意車身自身的比例，這時可以設定車的*一個部件為標準比例，如車胎的比例為1，則

47、車身高度則為3或3.3，Maya建模中有一個缺陷，即矢量單位是相對的，而不是絕對的，所以在進展建模的時候，要設定一個物體為根本單位，這樣在建模的時候才能把握好物體的比例。（3） 模型布線要科學合理。這里指的是多邊形建模，在進展多邊形建模的時候，復雜的構造造型是通過逐漸增加多邊形上的循環(huán)邊來控制更多細節(jié)而到達復雜造型的目的的。而為什么要科學布線，因為在預設多邊形創(chuàng)立中，默認四邊形為標準面，在增加邊的時候最好采用增加循環(huán)邊，這樣才不易產(chǎn)生三角面。因為在Maya中，制作動畫對于多邊形面的控制，默認是通過四邊形的四個頂點來控制的，所以建模當中布線的科學合理能夠防止產(chǎn)生過多的三角面，保持點、線、面的干凈

48、整潔，在后期制作動畫的時候，才不會產(chǎn)生計算上的錯誤。（4） 合理規(guī)劃模型分組。因為整個場景當中的模型零部件很多，對于模型合理命名和分組也相當?shù)闹匾?，同一個物體的零部件打組，這樣在后期制作場景當中比擬方便，也不會使模型遺失零部件。3.2.2 材質與貼圖技術三維建模中的材質與貼圖技術是指物體的外表的一種特性，材質決定了這些面在著色時的不同特性，比方顏色即反射光線、光亮程度、自發(fā)光或者不透明度等等，而貼圖顧名思義是指利用一處理好的圖像，粘貼到三維物體的外表，使其看起來是物體本身的顏色和紋理。材質與貼圖技術開展到今天，已經(jīng)不僅僅限于顏色、光亮度的表現(xiàn)上面，更多的是細節(jié)紋理和凹凸紋理的表現(xiàn)?，F(xiàn)如今，貼圖

49、紋理技術與渲染技術結合，在通過計算機的圖形計算，在三維模型沒有細節(jié)的情況下，通過材質貼圖信息，為三維模型增加紋理信息，比方制作一個樹皮的材質紋理貼圖，在材質信息中導入樹皮凹凸信息的貼圖即bamp凹凸貼圖，通過渲染計算機計算渲染生成圖像后，就會看到原本光滑沒有細節(jié)的三維圖形上出現(xiàn)了凹凸細節(jié)，這種貼圖技術為使用者在表現(xiàn)模型細節(jié)方面帶來了很大便利，可以減少模型建模細節(jié)而通過貼圖來展示，大大減少了建模實時渲染的計算機運行負荷。最后材質貼圖中還有一項貼圖烘焙技術，因為每一貼圖在進展渲染時，都是獨立計算場景中的光線在貼圖上造成的顏色、漫反射、折射以及發(fā)光度、透明度信息等等，而貼圖烘焙能見模型與模型之間的光

50、影關系通過圖片信息的方式變現(xiàn)出來，形成一種新的烘焙貼圖，將這種貼圖貼在物體上，得到一個虛假的光影效果，不需要計算機進展光影計算，大大減少了計算機的渲染負荷，maya中的烘焙貼圖有acc、ao貼圖和轉換貼圖、高光貼圖、固有色貼圖等等。在本課題中運用的到了bamp凹凸貼圖的技術，在表現(xiàn)建筑屋頂?shù)臅r候，由于古風建筑房頂?shù)牧鹆咂毠?jié)較多，模型制作起來比擬消耗精力，于是在這個局部采用了凹凸貼圖技術，在利用maya的hypershade材質編輯器中的節(jié)點編輯為其添加顏色貼圖，以及凹凸貼圖的等貼圖信息，在模型渲染時，就會產(chǎn)生凹凸效果。3.2.3 動畫設置技術目前maya中的動畫制作有兩種方式1.即插入關鍵

51、幀，2.MEL語言腳本控制。關鍵幀動畫即給場景的物體設置關鍵幀，通過關鍵幀的矢量記錄，來制作比擬簡單的，物體移動的動畫，這一個動畫制作方式，比擬常用在三維漫游動畫的攝像機漫游設置上。用這個方法就可以控制攝像機的漫游路徑，根據(jù)分鏡頭腳本設置攝像機路徑，分鏡頭渲染，就可以到達現(xiàn)實中拍攝分鏡頭的目的，簡單而快速。當然，關鍵幀動畫也可以實現(xiàn)復雜的角色模型動畫中，但僅限于較短的，段落性的動畫，比方角色的微笑，行走兩步，或者舉手抬手的動作，這些都可以通過調整模型并且設置關鍵幀來完成。同時maya還有一個動畫編輯窗口，在這個窗口中會顯示所選中物體各個矢量的動畫信息，選中*個矢量就可以進展復制或者循環(huán)等編輯。

52、但是關鍵幀動畫只是簡單的記錄*個模型或者*個控制器的矢量位移信息，要制作完整的模型動畫，只使用設置關鍵幀動畫工作量是以幾何關系倍增的，根本不可能，所以必須要利用Maya中自帶的MEL腳本信息，由計算機進展計算來制作模型動畫。MEL腳本是80年代興起的一種制作三維動畫的腳本語言，它的是利用了部設定指令，通過腳本調用指令并賦予模型，而對模型進展腳本控制的，在maya的角色模型動畫中被廣泛運用。在本課題中有涉及到簡單的攝像機漫游動畫，和人物動作動畫。攝像機漫游動畫毫無疑問使用了關鍵幀動畫，簡單快速地設定了攝像機漫游路徑；而人物角色動畫比擬麻煩，建立好角色模型之后，要對其進展多邊形面的篩查，有三角面等

53、影響動畫控制的面要及時修改。然后按照人體骨骼模型進展骨骼裝配，再將骨骼蒙皮，即把模型綁定到骨骼上面，使得骨骼能夠控制模型，這樣在對骨骼進展動畫腳本編輯的時候才能控制模型。當設置完骨骼動畫腳本時候，還沒有完全完成。骨骼對于模型的控制，還有一個比擬重要的參數(shù)，叫做蒙皮權重，即骨骼對模型的控制系數(shù)，最后是落在控制當前面的四個點上。權重值分為0-1，當這個值為1的時候，這個點就和骨骼的動作完全一致。當制作骨骼蒙皮的時候，模型是自動為就近的骨骼分配控制點，因為手工創(chuàng)立模型和骨骼會有一些別差，在控制的時候會出現(xiàn)一些不符合實際的情況，特別是手臂、膝蓋、肩頸的需要彎曲運動的地方，所以還要進展骨骼蒙皮權重的調整

54、，這是一個精細的工作。3.2.4 場景制作技術場景制作技術，即除了具體事物的模型之外的壞境也是由模型組成的，由這些沒有單位的模型比方地形，河流，天空，雨滴等組成的，就是環(huán)境場景。也可以分為兩個局部，效果要素和物質要素，效果要素同時也可以歸類到特效技術當中，因為有很大一局部效果要素是在渲染的過程中才能夠表達出來，目前的硬件水平可能還無法到達實時渲染的效果。在本課題中是利用Lunion制作場景，這是一個3D實時可視化軟件，其場景制作的強大之處在于，它建立了自己的模型庫和一個天氣系統(tǒng)，即上述的物質要素和效果要素。Lumion的模型庫局部模型都已經(jīng)帶有自己的材質信息以及動畫信息，并且發(fā)型公司已經(jīng)對這些

55、信息進展了打包封裝，使其在進展實時可視化的渲染時不必進展運算，能夠快速的給用戶提供動畫以及渲染效果。這個軟件還有一個獨特的系統(tǒng)就是天氣系統(tǒng)，其中的光效，云層的分布，雨滴的運動，碰撞等等都已經(jīng)擁有自己獨特的運算系統(tǒng)，能夠實時的顯示這些效果要素，使三維動畫制作者極大的縮減了場景建立的時間和經(jīng)歷。3.2.5 渲染技術三維動畫制作到達動態(tài)的效果，這需要在三維動畫制作軟件通過渲染場景動畫來完成的。渲染是指根據(jù)物體材質的貼圖信息、三維場景的設置、燈光、粒子效果等，由程序通過信息計算繪出一幅完整的畫面或一段動畫。許多圖形軟件中除了自帶的渲染器外，還有RenderMan、Mental ray、V-ray等渲染

56、器可以通過渲染接口對軟件的三維場景進展渲染。渲染的過程是將場景中的三維造型以及賦予物體的材質貼圖和燈光陰影明暗程度等信息通過程序計算繪制完成動畫過程。MentalRay是業(yè)著名的渲染器之一，它對于光的折射和反射渲染尤為突出，由總部設在德國的mental images公司1989年正式發(fā)布。從發(fā)布一直到現(xiàn)在由于該渲染器功能不斷完善提高，得到了大量用戶的擁護和廣泛的技術支持，這樣使他一直處于三維動畫渲染器的領先地位。許多好萊塢大片場景中，都使用他來渲染，它對于光的表現(xiàn)能力已經(jīng)到了令人嘆為觀止的。使用MentalRay渲染器能實現(xiàn)一流的電影、游戲、建筑渲染效果。特別是對于逼真場景，帶有粒子特效以及光

57、效的顯然質量要求極高的電影特效領域MentalRay更是備受青睞。MentalRay渲染器可以很好的實現(xiàn)反射，折射，焦散，全局光照明等其他渲染器很難實現(xiàn)的效果。并且Mental ray在置換貼圖和運動模糊的運算速度上也遠遠快于Maya中默認渲染器。想要得到三維動畫的畫面必須要經(jīng)過動畫渲染這一不走。而且最后想得到動態(tài)或者靜態(tài)的動畫，都要經(jīng)過渲染這一步。渲染由渲染器實現(xiàn)，而渲染器有光線跟蹤方式(Raytracing)、線掃描方式(Linescan如3dsMA*建的)等，如果想要得到比擬好的渲染效果，則起渲染時間肯定也要相應增加?，F(xiàn)在市面上比擬好的渲染器有皮克斯公司的RenderMan(Maya軟件

58、也支持RenderMan渲染輸出)和Softimage公司的MetalRay。渲染輸出時可以以序列幀的方式儲存，也可以直接渲染視頻文件，而在Maya中的輸出渲染，個人比擬推薦渲染輸出序列幀，因為即使在渲染過程中發(fā)生錯誤，也不易導致視頻文件出錯，可以保存已經(jīng)渲染的序列，節(jié)省渲染的時間。而本課題中，大局部是使用Lumion軟件進展動畫渲染，因為是3D實時渲染可視化軟件，所以此款軟件對于顯卡的要求比擬高，但是也因為其高質量的實時可視化效果，為動畫制作帶來了很大便利。在Lumion中自帶了自己的動畫錄制系統(tǒng)，它相較于上述專業(yè)3D建模工具的動畫渲染不同之處，它采用自己的渲染器，對于材質真實感表現(xiàn)不如上述幾種渲染器，但是由于其設置動畫鏡頭以及豐富的視頻編輯預設特效，深受建筑漫游用戶的追崇，他的動畫系統(tǒng)只需要在第一幀位置確定鏡頭，以及最后一幀位置確定鏡頭，即形成了記錄關鍵幀的動作，同時實施可視鏡頭運動軌跡，是動畫渲染更加高效。3.2.6 圖片處理技術圖片處理技術，即利用專業(yè)的圖片處理工具，對圖片進展縮