三维技术的发展与应用

三维技术的发展与应用
三维技术的发展与应用

三维技术的发展与应用

唐强数码艺术学院影视动画90952Y班

摘要:本文开篇以何为三维?三维技术又包含有哪些?这两问作为出发点,简述了三维的定义,并以三维技术中的三维动画为例简述三维动画在三维技术中的发展与应用。其中介绍了三维动画的定义、三维动画技术的应用与发展、三维动画设计与制作流程。并在最后探讨了中国三维动画的现状与未来,得出了中国三维动画产业发展潜力巨大,但技术的发展成熟仍然有很长的一段路要走。

关键字:三维技术;发展;应用

引言:何为三维?三维技术又包含有哪些?所谓三维,按大众理论来讲,只是人为规定的互相交错(垂直是一个很有特性的理解)的三个方向,用这个三维坐标,看起来可以把整个世界任意一点的位置确定下来。【1】原来,三维是为了确定位置。现在,三维技术主要多运用于动漫产业,我国三维动画主要有《探索地球村》(据说是中国第一部三维动画),《精灵世纪》(中国首部原创高清晰全三维卡通巨片),《魔比斯环》等。下面我就以三维动画为例,简述三维动画在三维技术中的发展与应用。

1、三维动画的发展

1.1、什么是三维动画

三维动画又称3D动画,是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界,设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景,再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数,最后按要求为模型赋上特定的材质,并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算,生成最后的画面。【2】

就在几年以前,我们还只能从中央视台和有限的境外频道看到少量的电脑动画镜头,因为当时的制作成本高,难度大。早先的计算机动画系统的价格要花成百上千万资金,而后在桌面工作站上制作动画成本大大降低。使得动画被越来越多的应用于电视、广告和电影中,到了今天,电脑的功能愈来愈强大,以至我们不仅可以看到电视栏目包装、广告、电影中充满电脑动画技术,更有不少电脑爱好者在自己的个人电脑上玩起了电脑动画制作。在各类动画当中。最有魅力并运用最广的当属三维动画。二维动画可以看成三维动画的—个分支,它的制作难度及对电脑性能的要求都远远低于三维动画。过去制作三维动画需要程序员的维护和操作。如今,计算机价格在不断降低,性能则在不断的增强,三维动画软件,则是功能愈来愈强大,操作起来也是愈来愈容易,这使得三维动画有更广泛的运用,毕竟我们的世界是立体的,所以只有三维动画才让我们感到更真实。因此,三维动画(3D动画)其实是相对于二维动画(2D动画师)而言的。因其采用了立体空间的概念。所以更显真实,而且对空间操作的随意性也比较强,也更容易吸引人。三维动画就是通过计算机用特殊的三维软件建造物体模型,把模型放在这个三维空间的舞台上,从不同的角度用灯光照射,然后赋予每个部分

动感和强烈的质感得到的效果。

1.2、三维动画技术的应用与发展

三维动画技术模拟真实物体的方式使其成为一个有用的工具。由于其精确性、真实性和无限的可操作性,目前被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域。在影视广告制作方面,这项新技术能够给人耳目一新的感觉,因此受到了众多客户的欢迎。三维动画可以用于广告和电影电视剧的特效制作(如爆炸、烟雾、下雨、光效等)、特技(撞车、变形、虚幻场景或角色等)、广告产品展示、片头飞字等等。当《侏罗纪公园》、《第五元素》、《泰坦尼克号》些影片中逼真的恐龙、亦真亦幻的未来城市和巨大的“泰坦尼克号”让人沉浸在现代电影所营造的“真实”世界里时,你可知道创造了这些令人难以置信的视觉效果的幕后英雄是众多的三维动画制作软件和视频技术制作软件。好莱坞的电脑技术师们正是借助这些非凡的软件,把他们的想像发挥到极限,也带给了我们无比的视觉享受。

三维动画发展到目前为止可以分为3个阶段。

1995年至2000年是第一阶段,此阶段是三维动画的起步以及初步发展时期(1995年皮克斯的《玩具总动员》标志着动画进入三维时代)。在这一阶段,皮克斯/迪斯尼是三维动画影片市场上的主要玩家。

2001年至2003年为第二阶段,此阶段是三维动画的迅猛发展时期。在这一阶段,三维动画从“一个人的游戏”变成了皮克斯和梦工厂的“两个人的撕咬”:你(梦工场)有怪物史瑞克,我(皮克斯)就开一家怪物公司;你(皮克斯)搞海底总动员,我(梦工场)就发动鲨鱼黑帮。

从04年开始,三维动画影片步入其发展的第三阶段——全盛时期。在这一阶段,三维动画演变成了“多个人的游戏”:华纳兄弟电影公司推出圣诞气氛浓厚的《极地快车》;曾经成功推出《冰河世纪》的福克斯再次携手在三维动画领域与皮克斯、梦工场的PDI齐名的工作室,为人们带来《冰河世纪2》……至于梦工场,则制作了《怪物史瑞克3》,并且将《怪物史瑞克4》的制作也纳入了日程之中。

三维动画在电视片头和广告中的应用更是如鱼得水。在电视中,使用计算机动画技术最多的是电视广告。计算机动画能制做出精美神奇的视觉效果,给电视广告增添了一种奇妙无比、超越现实的夸浪漫色彩。既让人感到计算机造型和其表现能力的极为惊人之处,叉使人自然地接受了商品的推销意图。当然重要的还在于创意,但是只要人们的头脑想得出来的。计算机就能做出来。随着Internet迅猛发展,我们生活中数字信息的数量正在急剧增加,质量也将大改善。三维动画被当作一种最佳的信息的包装方式。无疑,三维技术能使人耳目—新。给人最好的视觉感受是所有信息传播者共同的追求,因而三维动画必将更多的出现在相关媒体特别是Internet上,三维制作软件也将朝着功能更强,使用更容易,更具交互性等方向发展。【5】

2、三维动画设计与制作流程

根据实际制作流程,一个完整的影视类三维动画的制作总体上可分为前期制作、动画片段制作与后期合成三个部分。

(1)、前期制作

是指在使用计算机制作前,对动画片进行的规划与设计,主要包括:文学剧本创作、分镜头剧本创作、造型设计、场景设计。

文学剧本,是动画片的基础,要求将文字表述视觉化即剧本所描述的容可以用画面来表现,不具备视觉特点的描述(如抽象的心理描述等)是禁止的。动画片的文学剧本形式多样,如神话、科幻、民间故事等,要求容健康、积极向上、思路清晰、逻辑合理。

分镜头剧本,是把文字进一步视觉化的重要一步,是导演根据文学剧本进行的再创作,

体现导演的创作设想和艺术风格,分镜头剧本的结构:图画+文字,表达的容包括镜头的类别和运动、构图和光影、运动方式和时间、音乐与音效等。其中每个图画代表一个镜头,文字用于说明如镜头长度、人物台词及动作等容。

造型设计,包括人物造型、动物造型、器物造型等设计,设计容包括角色的外型设计与动作设计,造型设计的要求比较严格,包括标准造型、转面图、结构图、比例图、道具服装分解图等,通过角色的典型动作设计(如几幅带有情绪的角色动作体现角色的性格和典型动作),并且附以文字说明来实现。超越建筑多媒体提示造型可适当夸、要突出角色特征,运动合乎规律。

场景设计,是整个动画片中景物和环境的来源,比较严谨的场景设计包括平面图、结构分解图、色彩气氛图等,通常用一幅图来表达。

(2)、动画片段制作

根据前期设计,在计算机过相关制作软件制作出动画片段,制作流程为建模、材质、灯光、动画、摄影机控制、渲染等,这是三维动画的制作特色。

建模,是动画师根据前期的造型设计,通过三维建模软件在计算机中绘制出角色模型。这是三维动画中很繁重的一项工作,需要出场的角色和场景中出现的物体都要建模。建模的灵魂是创意,核心是构思,源泉是美术素养。通常使用的软件有3DSMax、AutoCAD、Maya等。建模常见方式有:多边形建模——把复杂的模型用一个个小三角面或四边形组接在一起表示(放大后不光滑);样条曲线建模——用几条样条曲线共同定义一个光滑的曲面,特性是平滑过渡性,不会产生陡边或皱纹。因此非常适合有机物体或角色的建模和动画。细分建模——结合多边形建模与样条曲线建模的优点面开发的建模方式。建模不在于精确性,而在于艺术性,如《侏罗纪公园》中的恐龙模型。

材质贴图,材质即材料的质地,就是把模型赋予生动的表面特性,具体体现在物体的颜色、透明度、反光度、反光强度、自发光及粗糙程度等特性上。贴图是指把二维图片通过软件的计算贴到三维模型上,形成表面细节和结构。对具体的图片要贴到特定的位置,三维软件使用了贴图坐标的概念。一般有平面、柱体和球体等贴图方式,分别对应于不同的需求。模型的材质与贴图要与现实生活中的对象属性相一致。

灯光,目的是最大限度地模拟自然界的光线类型和人工光线类型。三维软件中的灯光一般有泛光灯(如太阳、蜡烛等四面发射光线的光源)和方向灯(如探照灯、电筒等有照明方向的光源)。灯光起着照明场景、投射阴影及增添氛围的作用。通常采用三光源设置法:一个主灯,一个补灯和一个背灯。主灯是基本光源,其亮度最高,主灯决定光线的方向,角色的阴影主要由主灯产生,通常放在正面的3/4处即角色正面左边或右面45度处。补灯的作用是柔和主灯产生的阴影,特别是面部区域,常放置在靠近摄影机的位置。背灯的作用是加强主体角色及显现其轮廓,使主体角色从背景中突显出来,背景灯通常放置在背面的3/4处。

摄影机控制,依照摄影原理在三维动画软件中使用摄影机工具,实现分镜头剧本设计的镜头效果。画面的稳定、流畅是使用摄影机的第一要素。摄影机功能只有情节需要才使用,不是任何时候都使用。摄像机的位置变化也能使画面产生动态效果。

动画,根据分镜头剧本与动作设计,运用已设计的造型在三维动画制作软件中制作出一个个动画片段。动作与画面的变化通过关键帧来实现,设定动画的主要画面为关键帧,关键帧之间的过渡由计算机来完成。三维软件大都将动画信息以动画曲线来表示。动画曲线的横轴是时间(帧),竖轴是动画值,可以从动画曲线上看出动画设置的快慢急缓、上下跳跃。如3DSMax的动画曲线编辑器。三维动画的动是一门技术,其中人物说话的口型变化、喜怒哀乐的表情、走路动作等,都要符合自然规律,制作要尽可能细腻、逼真,因此动画师要专门研究各种事物的运动规律。如果需要,可参考声音的变化来制作动画,如根据讲话的声音制作讲话的口型变化,使动作与声音协调。对于人的动作变化,系统提供了骨骼工具,通过蒙

皮技术,将模型与骨骼绑定,易产生合乎人的运动规律的动作。

渲染,是指根据场景的设置、赋予物体的材质和贴图、灯光等,由程序绘出一幅完整的画面或一段动画。三维动画必须渲染才能输出,造型的最终目的是得到静态或动画效果图,而这些都需要渲染才能完成。渲染是由渲染器完成,渲染器有线扫描方式(Line-scan如

3dsMAX建的)、光线跟踪方式(Ray-tracing)以及辐射度渲染方式(Radiosity和Lightscape 渲染软件)等,其渲染质量依次递增,但所需时间也相应增加。较好的渲染器有Softimage 公司的MetalRay和皮克斯公司的RenderMan(Maya软件也支持RenderMan渲染输出)。通常输出为AVI类的视频文件。

(3)、后期合成

影视类三维动画的后期合成,主要是将之前所做的动画片段、声音等素材,按照分镜头剧本的设计,通过非线性编辑软件的编辑,最终生成动画影视文件。[6]

3、中国三维动画的现状与未来

就目前来说.中国的三维动画正处于—个新兴时期。随着改革开放的深入,越来越多的新思想和新技术进人中国,各大高校的艺术类专业也竞相开设了三维动画设计与制作的专业课程。无疑是为中国的三维动画产业注入了—剂强心剂,而对于中国三维动画的发展来说,我们不仅要做出好的产品,更要—个理论的指导,来指引我们的前进方向。

有人说中国不缺少优秀的三维动画师,缺少的捏优秀的团体。这句话部分性的说出了中国目前三维动画与世界上,尤其是与美国的差距。我们都知道,迪斯尼的《怪物史瑞克》、《极地特快》、《战鸽快飞》、《汽车总动员》等等,可以说是代表了目前三维动域的技术发展水平。我们需要有—个优秀的组织。来研讨中国的动画业及三维动画的历史进程。并提出和引导其具有本民族特色的动画发展方向。2010年时我国上演的—部大制作的三维动画《魔比斯环》,对外号称15亿制怍费用,几百人的制作团体。但目前的收益和效应却不甚理想。造成这样的结果,这里固然有许多因索在里面。可最重要也是最关建的—个因素,却被忽略了,那就是文化,没有民族的文化也就喊能是—个缺少灵魂的.好看却不耐看的空虚的目绣体。

结语:综上所述,三维动画发展作为电脑动画技术的—个重要的趋势。理应成为我国动画事业努力方向。但我还应该认识到当前技术条件与人才的不足,根据最新的研究报告,现今这两年,游戏、动画行业人才缺口高达60万,“人才饥渴症”困惑着游戏、动画业。现在以月薪8000元的优厚条件却难找到合适的游戏、动画专才。因此要想发展起来不仅要依赖与各高等院校的人才培养,更需要国影视制作体制的扶持,总而言之,中国的三维动画辉煌还有待时日,中国三维动画市场的潜力也是被普遍看好的。中国的三维动画师、三维动画制作团队和培养三维动画人才的高校任重而道远。

三维动画的制作流程与运用

1.构思

任何一个CG作品都要有鲜明突出的主题,这样才能吸引人,所以在制作之前的构思就显得很重要,否则只靠出色的渲染效果是远远不够的,构思主要是确定作品所要表达的重点,对每一个作品我们都将由专业的策划人员构思制作角本,给客户以创想的构思思路。

2.绘制草图

绘制草图就是将构思先简单的表现出来,当然也不是一定要这样,如果只是制作一些简单的容,那么只在头脑中形成大致的轮廓就可以了,如果要完成一些较大的、需要多领域合作的项目,那么我们将绘制出草图以互相沟通。

3.建模

在准备工作完成后,我们就可以开始建模,将客户提供的楼盘资料以三维模型展现出来,建模不仅需要耐心,还要有一些技巧,原则是应该在表现出必要细节的前提下尽量地整体大气的反映项目的确立点和优势点。

4.材质灯光

材质和灯光应该是紧密相连的,我们将细致调节,使其画面更具有真实性。

5.动画调节

动画的调节相对来说要难一些,特别是角色动画的调节,更需要丰富的经验,角色动画的调节过程是相当枯燥和繁重的,如果想要得到惟妙惟肖的角色动画效果,可借助于动作捕捉系统。

6.特效

在做完了上面的部分后,就要为作品添加特技效果了,用来烘托气氛,艺术效果,唯美画面,跨越时空表现动态领域等实拍无法达到的主体效果。

7.渲染

最后的步骤是渲染,主要在渲染质量和渲染时间两者间平衡好

8.后期

动画从三维软件里面渲染出来后,我们需要在后期软件里面调色以及增加特效,使画面更有冲击力。

9.剪辑配音

这是动画中最后的一道工序,将镜头按原来设想好的顺序加上音乐配以节奏,输出成动画成品文件。

1.动画剧本创作

1.1题材的选取

任何影片生产的第一步都是创作剧本,但动画片的剧本与真人表演的故事片剧本有很大不同。一般影片中的对话,对演员的表演是很重要的,而在动画影片中则应尽可能避免复杂的对话。在这里最重的是用画面表现视觉动作,最好的动画是通过滑稽的动作取得的,其中没

有对话,而是由视觉创作激发人们的想象。

在选材方面,我们运用了之前在课堂上给我们的剧本。以此来展开了多方面的扩展。在角色方面因为我们没有主要角色,主要是描述故事的。情节很丰富,我们运用了flash绘出角色,用maya进行镜头处理以及故事拼接。这个题材是反应青奥会的。我们把主题设定为“约会有木有”。剧本里,主要是以青奥会为主线,引出来现在现实社会上的许多问题联系了起来,给我们更多想象的空间。这个主题迎合了现在社会很多的热点话题以及现在网络的流行语言,我们选择的这个主题的故事性强,无需主题人物。

这个故事给单身的朋友们带来乐趣,让今年的11月11日不再孤单。有故事的陪伴。

1.2人物形象的创造

动画角色的形象设计是动画片创作的重要容,因此,形象设计一定要准确定位,深入挖掘角色的个性,进行全方位的设计。动画角色的形象是运用美术的造型技法和手段创造出来的。包括平面的绘画形象和剪纸形象以及电脑生成的二维或三维的形象等。我们大多数是运用了简笔画的形式,没有过多复杂的东西,主要突出的是故事情节。所以在形象上面,我们注重生动,不注重繁复。以简单的形象,直入主题。

2.角色制作与二维领域

动画是非常奇妙的艺术形式,是多

种艺术形式的综合体,动画角色的设计

过程实际就是影视作品中演员朔造角

色的二度创作过程。动画设计师不仅要

具有过硬的视觉表现的技艺和实战经

验,更是需要涉猎解剖学、戏剧、服装

设计、表演、心理学等各个学科的通才。

角色动画制作涉及:平面动画人物设定,三维动画贴片。

2.1制作步骤

本动画制作片头的角色动画都是运用maya制作的其制作大致以下步骤完成:

1. 根据创意剧本进行分镜头,绘制出画面分镜头运动,为三维制作做铺垫;

2. 在maya中建立故事的场景、角色、

道具的简单模型;

3. maya简单模型根据剧本和分镜故事

板制作出maya故事板;

4. 角色模型、maya场景、maya道具模

型在三维软件中进行模型的精确制作;

5. 根据剧本设计对maya模型进行色

彩、纹理、质感等的设定工作;

6. 根据分镜故事板的镜头和时间给角色或其它需要活动的对象制作出每个镜头的表演动画;

7. 对动画场景进行灯光的设定来渲染气氛;

8. 后期将配音、背景音乐、音效、字幕和动画一一匹配合成,最终成完整部角色动画片制作。

本动画制作动画的角色动画都是运用falsh制作和maya镜头运用的其制作大致以下步骤完成:

1.根据创意剧本进行分镜头、在flash中绘出想要的重点镜头人物、场景(多以单线为主要的形式)

2.在maya中建立故事的场景、角色简单贴片模型。

3. 根据剧本的需要,把场景,空间做好详细的分层。

4. 角色模型、maya场景、maya道具模型在三维软件中进行模型的精确制作。

5. 根据剧本设计对maya模型进行色彩、纹理、质感等的设定工作;

6. 根据分镜故事板的镜头和时间给角色或其它需要活动的对象制作出每个镜头的表演动画;

7. 对动画场景进行灯光的设定来渲染气氛;

8. 后期将配音、背景音乐、音效、字幕和动画一一匹配合成,最终成完整部角色动画片制作。

2.2二维、三维动画应用领域

2.2.1二维动画

现在的电脑制作的二维动画是对手工传统动画的一个改进。通过输入和编辑关键帧;计

算和生成中间帧;定义和显示运动路径;交互式给画面上色;产生一些特技效果;实现画面与声音的同步;控制运动系列的记录等等。

二维动画的特点:传统的二维动画是由水彩颜料画到赛璐璐片上,再由摄影机逐拍摄记录而连贯起来的画面,计算机时代的来临,让二维动画得以升华,可将事先手工制作的原动画逐帧输入计算机,由计算机帮助完成绘线上色的工作,并且由计算机控制完成纪录工作。

2.2.2三维动画

三维动画,从简单的几何体模型如一般产品展示、艺术品展示,到复杂的人物模型;三维动画从静态、单个的模型展示,到动态、复杂的场景如房产酒店三维动画、三维漫游、三维虚拟城市,角色动画。所有这一切,动画都能依靠强大的技术实力为您实现。三维动画作为电脑美术的一个分支,是建立在动画艺术和电脑软硬件技术发展基础上而形成的一种相对的独立新型的艺术形式。早期主要应用于军事领域。直到70年代后期,随着PC机的出现,计算机图形学才逐步拓展到诸如平面设计、服装设计、建筑装潢等领域。80年代,随着电脑软硬件的进一步发展,计算机图形处理技术的应用得到了空前的发展,电脑美术作为一个独立学科真正开走上了迅猛发展之路。

随着计算机三维影像技术的不断发展,三维图形技术越来越被人们所看重。三维动画因为它比平面图更直观,更能给观赏者以身临其境的感觉,尤其适用于那些尚未实现或准备实施的项目,使观者提前领略实施后的精彩结果。

三维动画,从简单的几何体模型如一般产品展示、艺术品展示,到复杂的人物模型;三维动画从静态、单个的模型展示,到动态、复杂的场景如房产酒店三维动画、三维漫游、三维虚拟城市,角色动画。所有这一切,动画都能依靠强大的技术实力为您实现。

3.三维软件与技术

3.1三维动画软件Maya介绍

Maya是美国

Autodesk公司

出品的世界顶

级的三维动画

软件,应用对象

是专业的影视

广告,角色动

画,电影特技等。Maya功能完善,工作灵活,易学易用,制作效率极高,渲染真实感极强,是电影级别的高端制作软件。其售价高昂,声名显赫,是制作者梦寐以求的制作工具,掌握了Maya,会极大的提高制作效率和品质,调节出仿真的角色动画,渲染出电影一般的真实效果,向世界顶级动画师迈进。

Maya集成了Alias/Wavefront最先进的动画及数字效果技术。她不仅包括一般三维和视觉效果制作的功能,而且还与最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合。Maya可在Windows NI与 SGI IRIX操作系统上运行。在目前市场上用来进行数字和三维制作的工具中,Maya是首选解决方案。

Maya包括以下模块:

Maya Complete所包含的模块

Modeling

业界技术领域的NURBS

和 POLYGON工具。

Artisan

高度直觉化、用于数字

雕塑的画笔,可以对NURBS

和 POLYGON进行操作。

Animation

Trax非线性动画编辑

器,逆向动力学(IK),强大

的角色皮肤连接功能,高级的变形工具。

Paint Effects

独一无二的技术,让您非常容易产生最复杂、细致、真实的场景。

Dynamics

完整的粒子系统加上快速的刚体、柔体动力学。

Rendering

具有胶片质量效果的交互式渲染,提供一流视觉效果。

Mel

个性化以及脚本化Maya的开放式界面。

Maya Unlimited所包含模块

Cloth

最快、最精确地模拟多种衣服和其他布料。

Advance Modeling

附加的NURBS和细分建模工具加工建造精确、真实的模型。

Match Moving

用Maya制作的三维元素准确地匹配原始拍摄素材。

Fur

可用画笔超乎想象地完成短发及皮毛的写实造型及渲染。

Maya Composer LE

运行在SGI IRIX工作站上的版本,是Maya Composer的离线合成系统。

Autodesk旗下的著名三维建模和动画软件Maya和3ds Max近日同时升级到了最新的2012版。

Autodesk称,Maya 2008可以大大提高电影、电视、游戏等领域开发、设计、创作的工作流效率,同时改善了多边形建模,通过新的运算法则提高了性能,多线程支持可以充分利用多核心处理器的优势,新的HLSL着色工具和硬件着色API则可以大大增强新一代主机游戏的外观,另外在角色建立和动画方面也更具弹性。

Autodesk MotionBuilder 7.5扩展包2也将推出。作为Autodesk 3ds Max和 Autodesk Maya的完美伴随产品,Autodesk? MotionBuilder?软件是用于高容量3D角色动画和3D剧情制作的世界领先的生产力套装软件之一。MotionBuilder的重点是专业级角色动画制作和剪辑,为化解复杂的动画挑战提供了“创造性的”解决方案。

最后,该版本包含众多的Biped改进,包括对角色动作进行分层并将其导出到游戏引擎的新方法以及在Biped骨架方面为动画师提供更高灵活性的工具。

Autodesk的美国官网上有了Maya2009的新功能介绍,这是纪念Maya诞生十周年的产品。使用Autodesk Maya 2009软件可以创建出令人叹为观止的3D作品。新版本包括了许多在建模、动画、渲染和特效方面的改进,这些改进使得工作效率和工作流程得到最大的提升和优化。

案例

3.2 Maya的优势与功能

(1)优势:

MAY A的优势是在动画的后期上面,

如特效的制作,后期的跟踪,还有就是

在烟雾,粒子特效上面有很强大的优

势。

总之现在ADMAX和MAY A是一个

公司的了所以在两款软件的设计上来

说也有偏重了,3DMAX比较偏重与游戏,而MAY A偏重与影视,但是由于国影视包装发展的时候大多数的人都是使用3DMAX所以现在有很大部分做的比较好的还是在使用

3DMAX,而后来的都是流行使用

MAYA,因为MAYA的特效太强大

了,置的就有很多。

(2)功能:

Modeling:业界技术领域的

NURBS 、POLYGON 和

SUBDIVISON工具。

Artisan:高度直觉化、用于数字雕塑的画笔,可以对NURBS 和POLYGON 进行操作。

Animation:Trax 非线性动画编辑器,逆向动力学(IK),强大的角色皮肤连接功能,高级的变形工具。

Paint Effects:独一无二的技术,让您非常容易产生最复杂、细致、真实的场景。

Dynamics:完整的粒子系统加上快速的刚体、柔体动力学。

Rendering:具有胶片质量效果的交互式渲染,提供一流视觉效果。

Script:

1、Mel:Maya建个性化程序语言,基于C++和Javascript。

2、Pyhton:从Maya 8开始引入并支持。Python是一种跨平台简

单易用而又功能强大的编程语言。

3、Pymel:Maya 2010中,将MEL跟PYTHON结合,推出的全新脚本语言。

Maya Unlimited所包含模块

Cloth:最快、最精确地模拟多种衣服和其他布料。

Advance Modeling:附加的NURBS 和细分建模工具加工建造精确、真实的模型。

Match Moving:用Maya 制作的三维元素准确地匹配原始拍摄素材。

Fur:可用画笔超乎想象地完成短发及皮毛的写实造型及渲染。

Maya Composer LE:运行在SGI IRIX 工作站上的版本,是Maya Composer 的离线合成系统。

(完整版)三维机械设计软件对比

三维机械设计软件对比 一、如果你是机械设计,那么强烈推荐学习SolidWorks 这个软件的最新版本是SolidWorks 2010,但笔者推荐使用SolidWorks 2008 因为这个版本比较稳定。SolidWorks 有以下几大优点: 1、软件的亲和力比较好; 2、容易上手,特别适合初学者; 3、其它主流三维软件有的功能它都有。 这个软件的缺点是对电脑的要求比较高。 二、如果你是模具设计推荐你使用pro/E 这个软件使用的人比较多,功能很强大,尤其在曲面生成方面性能优异。缺点是软件的亲和力比较差,初学者比较困难。 三、如果你是经常和数控机床打交道的,那么推荐你学习UG 这个软件在和数控编程的结合方面有非常优异的其特色。 ?目前国内外的三维设计软件主要有来自美国PTC公司的高端Pro/E, 美国UGS公司的高端UG 和中端Solidedge,法国Dassault公司的高端CATIA和中端Solidworks,以及Autodesk 公司的Inventor。同时,这两年国内院校开发的北航海尔CAXA在低端市场也占有一定份额。 根据调研结果,下面将这几个软件从公司背景到产品功能做个系统的比较,便于最终决策。 公司、软件背景 PTC:美国公司,有三维设计软件Pro/E和产品数据管理软件Windchill,以一体化的产品 解决方案而著称业界。从三维设计、分析、仿真/优化、数控加工、布线系统到产品数据管理 等各方面都有相应模块,产品覆盖企业设计/管理全流程。它的销售方式是根据企业不同阶段、 不同层次的需求,购买相应的模块,逐步扩充形成完整的产品研发系统,保证了企业在 CAD/CAE/CAM/PLM方面有统一的数据平台。 PTC公司成立于1989年,是目前三大设计软件公司最年轻的,拥有最先进的技术,公司名称为参数技术公司,在美国Nasdaq上市,其Pro/E软件以参数化、全相关、实体特征设 计文明,在通用机械设计行业占据领先地位。典型用户:卡特匹勒、John-Deer、小松、现 代重工、北起、徐工、宣工、柳工、厦工等。 销售模式:直销/渠道,在中国有6家办事处,215名员工,800免费售后服务热线中心(中国热线中心22个技术支持)。 UGS:美国公司,有高端三维设计软件UG和产品数据管理软件TeamCenter,近年来先后

近代以来世界的科学发展历程.doc

近代以来世界的科学发展历程 考点提示 近代科学技术 (1)经典力学、相对论、量子论 (2)进化论 (3)蒸汽机的发明和电气技术的应用 知识清单 知识梳理 一、物理学的重大进展 (一)近代自然科学产生的背景 经济基础——资本主义经济发展,生产经验的积累。 思想准备——文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了思想。 个人因素——科学家具有科学精神。 (二)经典力学 1、伽利略——意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、物理学家。 (1)主张:为了解自然界,必须进行系统地观察和实验。 (2)通过实验证实,外力并不是维持运动状态的原因,只是改变运动状态的原因。 (3)通过实验,发现了自由落体定律等物理学定律,大大改变了古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念。 (4)开创了以实验事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科学,为牛顿经典力学的创立和发展奠定了基础,被誉为近代科学之父。 2、牛顿——17世纪英格兰伟大的物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家。 (1)牛顿在其经典著作《自然哲学的数学原理》一书中,提出了物体运动三大定律和万有引力定律。把地球上的物体运动和天体运动概括到同一理论之中,形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系,即经典力学体系。 (2)牛顿经典力学体系对解释和预见物理现象,具有决定性意义。海王星的发现是证明牛顿力学和万有引力定律有效性的最成功的范例。 (3)数学方面,牛顿是微积分的发明者之一。另外牛顿还发现了太阳光的光谱,发明了反射式望远镜等。 (三)相对论的创立: 1、背景:19世纪,随着物理学研究的进展,经典力学无法解释研究中遇到的新问题。20 世纪初,德国物理学家爱因斯坦提出相对论。 2、内容:包括狭义相对论和广义相对论。 狭义相对论——物体运动时,质量随着物体运动速度增大而增加,同时空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化,即会发生尺缩效应和钟慢效应。

三维激光扫描技术及其应用探讨

【摘要】本文首先对三维激光扫描技术的理论、系统组成、工作原理进行分析,对三维激光扫描技术的特点进行总结,对三维激光扫描流程进行探讨,并对三维激光扫描技术的应用进行研究。 【关键词】三维激光扫描;应用;测量 引言 三维激光扫描技术是对激光测距技等原理进行利用并以此获得数据的一种新型技术,广泛应用于变形监测、工程测量、地形测量、断面和体积测量等领域,具有一些优势,包括无需合作目标、精度较高、密度较高、效率较高以及全数字特征等。三维激光扫描技术能够真实描述扫描对象的整体结构,以及形态特性,能够迅速准确的生成三维数据模型,防止基于点数据的分析方法导致的片面性。把三维激光扫描技术和控制策略相互结合在一起,能够得到扫描目标的坐标。本文对有关三维激光扫描技术及其应用进行分析和探讨,不足之处,敬请指正。 1 三维激光扫描技术 三维激光扫描技术选用的是非接触式高速激光测量的方法,对相关物体几何数据及影音资料进行获取,最后利用后处理软件对数据进行处理和分析,转换成具有坐标系的三维空间坐标及模型,并能够用多种数据格式输出,满足空间数据库的数据源,以及三维激光扫描技术的不同应用需求。 1.1 系统组成 (1)三维激光扫描仪;(2)数码相机;(3)后处理软件;(4)电源以及附属设备。 1.2 工作原理 三维激光扫描技术利用设备内部的激光脉冲发射器,向相关目标物体发射一束激光脉冲,通过反光镜旋转,发射出的激光脉冲扫描目标,信号接收器接收反射回来的激光脉冲,对相关数据进行记录,包括每个激光脉冲从发射到被测物表面,然后返回设备所经过的时间,以此获取目标到扫描中心的距离,除此之外扫描控制模块对每一个激光脉冲的水平扫描角α和竖向扫描角β进行控制,最后经过后处理软件自动解算,得出目标的相对三维坐标,也就是云点,经过转换后,在绝对坐标系中表现为三维空间位置坐标或者模型。 1.3 三维激光扫描技术的特点 三维激光扫描技术的特点,可以总结为高精度、高速度、高分辨率、非接触式以及优良的兼容性等优势,甚至称之为测绘领域继gps技术之后的一次具有影响力的技术革命。利用和传统测量技术进行对比,包括全站仪、近景摄影测量以及航空摄影测量等,具体而言具有以下特点: (1)非接触式 三维激光扫描技术是一种非接触式的高速激光测量手段,无需布置反射棱镜,直接扫描目标体即可,通过对目标体表面云点的三维坐标数据进行采集。假如被测目标处于环境恶劣、人员甚至无法到达现场的情况,常规测量技术无法胜任此项任务,那么三维激光扫描技术的优势就被凸显出来。 (2)数字化程度较高、可扩展性 三维激光扫描技术所获取的数据均为数字信号数据,具有较高的数字程度,处理起来较为简便,可以便利的用于数据的分析、输出以及显示,后处理软件人机友好的用户界面,可以和其它软件及时进行数据共享,能够和外接数码相机、gps等设备相互配合使用,从而拓宽了各自的应用范围,因此三维激光扫描技术具有较好的可扩展性。 (3)高分辨率 三维激光扫描技术的分辨率较高,能够方便快捷的采集高质量、高密度的数据,这是高

三维技术的发展历程

三维技术的发展历程 何为三维?三维技术有包含有哪些?所谓三位,按大众理论来说,只是人为规定的互相交错的三个方向,用这个三维坐标,看起来可以吧整个世界任意一点的位置确定下来。原来的三维是为了确定位置,现在,三维技术主要运用于动漫产业,下面我就以三维动画为例,简述三维动画在三维技术中的发展历程。 三维动画又称3D动画,是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界,设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景,再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数,最后按要求为模型赋上特定的材质,并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算,生成最后的画面。 三维动画技术模拟真实物体的方式使其成为一个有用的工具。由于其精确性、真实性和无限的可操作性,目前被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域。在影视广告制作方面,这项新技术能够给人耳目一新的感觉,因此受到了众多客户的欢迎。三维动画可以用于广告和电影电视剧的特效制作(如爆炸、烟雾、下雨、光效等)、特技(撞车、变形、虚幻场景或角色等)、广告产品展示、片头飞字等等。 三维动画涉及影视特效创意、前期拍摄、影视3D动画、特效后期合成、影视剧特效动画等。 其发展到目前为止可以分为3个阶段。 第一阶段

1995-2000年是第一阶段,这一阶段是最初的三维动画(房地产动画、建筑动画、数字沙盘)和初步发展时期。在这一阶段,皮克斯/迪斯尼动画电影是一个关于市场D的主要参与。. 1995年玩具总动员(Toy Story) 1998年虫虫危机(A Bug's Life) 1999年玩具总动员2(Toy Story 2 ) 2001年怪兽电力公司(Monsters, Inc.) 第二阶段 2001年至2003年为第二阶段,这一阶段是三维动画(房地产动画、建筑动画、数字沙盘)的快速发展时期.在这个阶段,三维动画(房地产动画、建筑动画、数字沙盘)从"一个人的游戏"已成为皮克斯和梦工厂动画的"两个人咬":你(梦工场)的史瑞克,我(皮克斯)来打开一个怪物公司;你(皮克斯)搞海底总动员,我(梦工厂)发起鲨鱼故事.此阶段发展迅猛,结合国外电脑硬件飞速发展,逐渐开始批量创作三维影视动画片。此刻中国三维动画也开始逐步兴起,有环球数码投入巨资和开展在中国本土培养优秀的影视制作人员,开始创作自己的第一部三维动画电影《魔比斯环》。 2003年海底总动员(Finding Nemo)★可爱小鱼尼莫的海底大冒险2004年超人总动员(The Incredibles)★炫目的超人家族 第三阶段 从2004年开始,三维到其发展的鼎盛时期第三阶段---动画.在这个阶段,三维动画(房地产动画、建筑动画、数字沙盘)将成为"超过一人的游戏":华纳兄弟公司推出了强大的圣诞气氛,"极地快车";已成功推出了福克斯

分析三维动画艺术的审美

分析三维动画艺术的审美 摘要:阐述了三维动画艺术特征,并对其简短发展历程进行回顾,进而分析了建立在现代计算机技术之上的三维动画艺术的审美特征,提出了三维动画艺术 具有技术美、运动美、造型美、意境美和精神美的主要美学特点。 关键词:三维动画艺术;技术美;运动美;意境美 1 三维动画艺术的概述 三维动画又称3D动画,是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生 的一项新兴影视艺术。全电脑三维动画主要是指完全由计算机生成的三维动画,它通过三维动画软件首先建立一个虚拟的三维世界,设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现对象的形状、尺寸、位置建立模型,并对物体赋予颜色、肌理和材质,设置光源,然后根据要求设定模型的运动轨迹,最后通过模拟的摄像机镜头全方位的运动、漫游,输出生成最后的动态画面。简单来说,就是利用计算机进行 动画的设计、创作与制作,产生真实的立体场景与动画。 三维动画艺术是一种影视艺术,包括视觉上的美感、听觉上的享受等。虽然传统的影视艺术也满足这样的审美要求,但是动画审美所承载的内容远比传统艺术要多的多,它涉及到角色、场景、构图、景别、摄影机角度、灯光、色彩、音响等多方面的模拟设计制作。全电脑三维动画是相当于二维动画来说的,与二维的动画相比,它多了一个第三维的深度空间,并且它通过对现实拍摄的模拟,透 视效果强,360度全方位空间,不受场景限制。 2 三维动画艺术的发展史 三维动画艺术以计算机为创作的工具和平台,它的产生和发展都是伴随着计算机三维动画技术的发展而发展的。真正的全电脑三维动画艺术的历史很短,可以追溯到80年代,它的发展与制作世界上第一部全三维动画长片《玩具总动员》的皮克斯(Pixar)动画工作室息息相关,在这里笔者就以皮克斯动画工作室的成 长为主线,对全电脑三维动画艺术的发展作一回顾。 技术酝酿期(1984-1994)。1984年到1994年可作为全三维动画艺术的 技术酝酿期,在这十年间,计算机图形技术的开发和应用为全三维动画艺术的产 生做了充足的技术积累和铺垫,期间皮克斯动画工作室一直是这一领域的探路者。从1984年其前身——特效公司“工业光魔”创作第一部3D短片《Andre and Wally B.》开始,皮克斯动画工作室就一直致力于数字电影的制作与技术的开发。1986年他在自动产生阴影、多重光源和动态模糊效果等方面取得了重大突破,制

浅析三维工厂设计软件Autocad Plant 3D在工厂项目中的应用

浅析三维工厂设计软件Autocad Plant 3D 在工厂项目中的应用 (兖矿国宏化工有限责任公司,山东 邹城 273512) 李仕超 摘要:介绍了三维工厂设计软件在国内外的发展情况,重点对Autocad Plant 3D软件的特点和优势进行了介绍,同时阐述了未来工厂设计的发展趋势。 关键词:三维工厂设计;Autocad Plant 3D;工厂;应用 1 前言 目前,随着科学技术的进步和人类思想认识的逐步提升,新兴的设计手段已越来越广泛的应用于石油、化工、机械和电子等各行各业,其中的三维软件更是如雨后春笋搬纷纷发展,它们以自身的直观、高效、精准和简捷的优势得到了业主和设计院的推崇。 传统的项目设计大多使用二维AutodCAD完成工厂设计,无法直观、精准的反映出工厂布局和设备、厂房和管道布置情况,工作效率低下,设计周期冗长繁琐,而且非常容易出错,修改起来比较麻烦,已经越来越不能适应社会的快速发展,三维工厂系统设计软件的出现使得这些难题迎刃而解。目前在国内设计院和石化工厂使用较多的三维工厂设计软件有PDS、PDMS、Autoplant 3D和Autocad Plant 3D等,在中小型工厂项目设计中,尤以Autocad Plant 3D(以下简称P3D)发展最为迅猛,得到了设计院和业主的青睐。 2 三维软件特点简介 Autocad Plant 3D是由欧特克公司开发的新兴工厂三维系统设计软件,采用MS SQL lite 大型关系数据库,软件包含了P&ID、plant 3d、cad等部分,自带了完整的以欧洲标准、美洲标准和中国国标开发的三维元件库,涵盖了从钢结构、土建、支架、设备、管道,到各种尺寸和压力等级的法兰、垫片、螺栓、螺母、三通、弯头、阀门、过滤器等管件,同时还可以根据项目需要自行添加各式各样的规格表,软件具有的特点有如下几个方面: 2.1 精准显示工厂布置情况,与Auto CAD无缝衔接 P3D是欧特克公司基于自家AutoCAD平台开发的三维工厂软件,能与CAD实现无缝衔接,文件本身就以DWD格式进行存储,操作命令和CAD全兼容,可随时切换到CAD工作空间进行操作。与其他三维软件一样,能精准的100%、1:1比例完美呈现工厂建成后的全貌,即能宏观的显示工厂总体布局,又能微观的展示小到一个阀门、一个管托,能在工厂建成前预先知道工厂情况,及时纠正在设计中的不合理情况,比如阀门位置、设备布置中的不方便工艺操作和检修情况。图1~图3为笔者使用P3D完成的已建项目精馏工段的三维工厂模型。

中国科技发展历程

中国科技发展历程 古代中国——科学技术成就辉煌 中华民族的科技活动有着悠久的历史,曾经为人类发展作出过巨大的贡献,并且在16世纪中期以前一直处于世界科技舞台的中心。早在距今3300多年以前的甲骨文中就有有关日食的记载。距今2500年以前的战国时期问世的《考工记》准确地记载了六种不同成份的铜锡合金及其不同用途。公元1世纪初期的西汉时期,中国人发明了造纸术,公元105年左右中国科学家蔡伦又改进和提高了造纸技术,从而使造纸技术在中国迅速推广开来。公元3世纪左右,中国人发明了瓷器,这一技术在11世纪传到波斯,由那里经阿拉伯于1470年左右传到意大利以及整个欧洲。到唐朝,中国科学家发明了火药,并在公元9世纪首次将其用于战争之中。在11世纪中期的宋朝,中国科学家发明的指南针和活字印刷技术得到了广泛的应用。15世纪中期,中国医学家时珍所著的《本草纲目》成为中国古代医学发展的集大成者。到此时为止,中国古代科学的发展达到了顶峰时期,四大发明已经先后登上了历史舞台。著名英国科学家约瑟博士认为,中国“在3世纪到13世纪之间保持一个西方所望尘莫及的科学知识水平”,现代西方世界所应用的许多发明都来自中国,中国是一个发明的国度。 由于从明代14世纪60年代末始以来,中国对外长期实行“闭关锁国”政策,影响了近代科学技术在中国的传播和发展,并使之处于相对停滞状态。 与此同时,欧洲成为现代科学的发源地,生产力突飞猛进,科学技

术获得迅速进展。中国逐渐拉大了与世界先进国家的距离。 近现代中国——科技发展历经曲折 在近代历史上,积贫积弱的中国不仅在科技发展上乏善可,而且自1840年鸦片战争以后还逐步沦为半殖民地半封建的国家。一个有着光辉灿烂历史的文明古国就这样退出了世界科技舞台。 19世纪中叶,一批向西方寻求救国真理的中国先行者,倡导科学救国、教育救国,主学习西方的先进科学技术。 于是中国开始有了出国求学者。1847年,来自香山南屏镇的容闳来到美国,3年后,他考入耶鲁大学。1854年,他又以优异的成绩从这所大学毕业,成为历史上毕业于美国大学的第一位中国人。1872年至1875年,清朝政府先后派出四批共120名青少年到美国留学。1905年,中国废除了科举制度,清政府举行了第一次归国留学生考试。这些归国人员为引进西方的先进科学技术发挥了一定的作用。 1911年10月10日,在武昌爆发了辛亥革命。在革命先行者领导下,终于推翻了延续两千多年的封建专制帝制,中国走向。 是近代中国主科学救国的先驱。但是,20世纪前叶的中国,动荡不安,科学技术事业发展的物质条件极差,所以发展依然很缓慢。 第一次世界大战结束后,为反对“巴黎和会”上帝国主义列强强加给中国的不平等条约,1919年5月4日,中国爆发了伟大的爱国救亡运动,即“五四运动”。“五四运动”提倡与科学,为中国近代科学的诞生扫清了道路。当时的留美学生元任、任鸿隽、铨、胡适等在美国发起组织了中国科

三维立体显示技术发展现状与前景分析

三维立体显示技术现状分析与应用前景

目录 引言: (3) 1、三维立体技术概述 (3) 1.1、概念 (3) 1.2、特点 (3) 2、三维立体显示技术研究 (4) 2.1、眼镜式3D (4) 2.1.1、色差式 (4) 2.1.2、互补色 (4) 2.1.3、偏振光 (4) 2.1.4、时分式 (5) 2.2、裸眼式3D (5) 2.2.1、光屏障式 (5) 2.2.2、柱状透镜 (5) 2.2.3、指向光源 (6) 3、三维立体技术应用 (6) 3.1、应用范围 (6) 3.2、目前已存在的 (6) 4、三维立体技术发展存在的问题 (7) 4.1、技术壁垒 (7) 4.2、消费者体验 (7) 5、三维立体技术发展前景 (8) 【参考文献】 (8)

【摘要】本文主要介绍了3D立体技术在商业应用上的发展现状,以及其发展前景。首先介绍了3D立体技术的概念和相关特征,然后简要说明其分类和技术应用,主要介绍了在显示方面的技术,分析了其存在的技术壁垒、发展存在的问题和适用盲区,最后介绍了它的发展前景。 【关键词】3D立体技术显示技术眼睛式裸眼式现状分析发展前景 引言: 随着计算机技术和和网络技术的飞速发展,3D立体的应用研究也越来越受到广泛关注。它已然不止在高科技的商业上层出现,2008年北奥会开幕式的立体卷轴的设计,2010年欧洲出现了第一张3D报纸,同年在国际消费电子展上出现了3D电视,而电影《阿凡达》将全球影视视角提高到三维立体的角度,国内随后也有《龙门飞甲》的3D特效给观众带来了前所未有的体验。日本京都府精华町的东洋纺阪京研究所开发3D电子模特,也将3D技术应用到虚拟服装领域。目前,国内也出现了很多3D特效的商业广告,在昆明就有公交站台广告,一些整形医院也推出了一系列基于三维立体技术的平面广告,满足了消费者对整体或局部立体感的需求。这些都是三维立体技术在生活中的应用。 1、三维立体技术概述 1.1、概念 (1)、三维立体图:是一类能够让人从中感觉到立体效果的平面图像。观察这类图像通常需要采用特殊的方法或借助器材。 (2)、三维立体技术:利用先进的数码合成技术制作神奇三维立体,选择清晰的照片或底片将其扫描到电脑里,直接在电脑里利用专业的三维立体制图软件进行配图和数字处理,用高精度彩喷机打印出来,再用冷裱机装裱即可。 (3)、三维立体显示技术:将三维影像通过一定的手段显示出来,并被观众体验到的技术。 1.2、特点 (1)、视觉上层次分明色彩鲜艳,具有很强的视觉冲击力。 (2)、立体图给人以真实、栩栩如生,人物呼之欲出,有身临其境的感觉,有很高的艺术欣赏价值。 (3)、利用三维立体图像包装企业,使企业形象更加鲜明,突出企业实力和档次,增加影响力

国内外三维动画电影的现状及发展分析

国内外三维动画电影的现状及发展分析 摘要三维动画已成为全球性大型产业,它所带来的经济效应与影响力日趋增强,三维动画在我国的发展受到极大的关注。但是,它在我国的发展遇到了很多困难,缺乏专业人才,人才培养不够系统,剧本没有创新,缺少本土品牌等。三维动画制作的人员一定要有坚定信念,努力学习;从事三维动画的培训机构为动画产业提供优质的人才;三维动画制作企业也要以创造本土品牌为己任;政府要为本土动画产业提供更多的有利条件。关键词三维动画产业;创新;本土品牌1904年,随着第一部动画影片在法国问世,动画这一新兴艺术形式逐渐登上历史舞台,并逐步发展成为集艺术与商业为一体的全球性大型产业。如今,在美国、日本等国家,动画已作为一种现代产业,由影视片出品,延伸到书刊画册、DVD音像制品等,进而发展到以角色为依托的文具、玩具、服装、工艺等周边产品,甚至扩大到相关游乐园等,越来越广泛地渗透到人们的生活中,并过渡到商业化阶段。动画已经成为使用率最高、最大众、最普及和最通俗的艺术形式。随着科技的发展,现今的动画可以通过计算机生成,从制作方式到观念,都产生了革命性的变化。计算机动画不仅摆脱了繁重的手工制作,并以其简便、高效、更具表现力的特点得到越来越广泛的应用。其中,三维动画更是动画业的骄傲。它主要依靠电脑图像技术,在虚拟的三维空间中,建造模型,设置色彩与材质,模拟真实灯光,并使这些物体在三维空间中动起来,通过虚拟摄像机设定拍摄整个运动过程,渲染和生成视觉真实的三维画面。与二维动画相比大大减少了重复劳动。画面效果不仅真实、生动,更能展现现实所无法模拟的魔幻场面,深受观众的喜爱,所带来的经济效益也是非常巨大的,像赫赫有名的PIXAR(皮克斯)、迪斯尼、梦工厂等大型影视动画公司所制作的三维动画影片不断创下票房之最,所创经济效益和文化影响力是空前的。因此,三维动画产业在中国的发展备受关注。近几年,打开电视机,常会看到一些本土三维动画片在播放,这在十年前是根本没有的现象,甚至在五年前也是极少有的。在三维动画电影方面,也仅有前年深圳环球数码公司推出的《魔比斯环》上映,是我国第一部三维动画影片。从这些情况来看,三维动画在我国实属新兴产业,本着对此行业的浓厚兴趣和密切关注,在此浅谈中国三维动画产业的现状。一、国际三维动画产业迅猛发展,并进入全盛期三维数字技术不是诞生在中国,有必要提到三维动画产业的国际环境。1995年,由美国迪士尼公司与皮克斯公司合作的三维动画故事片《TOY STORY》(玩具总动员)在全球上映,影片获得巨大成功,该片导演获当年奥斯卡特殊成就奖。此片是第一部在全球上映的三维动画电影,故事情节固然具有极强的吸引力,但是逸真的虚拟画面更让观众瞠目。从此,三维技术在影视产业中强势登陆,进入全世界观众的眼球。而后的十年里,皮克斯、迪斯尼、梦工厂、福克斯、华纳兄弟等大型影视公司,在激烈的竞争中创造了一个又一个三维动画影片的票房奇迹。其中不得不提的有《昆虫总动员》、《怪物史莱克》系列、《怪物公司》、《海底总动员》、《鲨鱼黑帮》、《冰河世纪》系列、《极地特快》、《超人特工队》、《料理鼠王》等等,一步步将三维动画产业推向高峰,时至今日,国际三维动画产业已步入全盛时期。二、中国三维技术在地产业中萌芽在国际三维动画发展初期,中国的三维动画产业还是空白,改革开放虽已多年,但由于三维动画产业在全世界也很年轻,制作技术含量极高,大部分依赖电脑制作,而当时中国的IT业也处于起步阶段,电脑人口很少,所以国外三维技术的传入还需时间。一些很富有探索精神的年轻人,在当时基本没有相关培训机构的情况下,收集仅有的外文书面资料进行自学。只能做一些简单的形体动画演示,大部分作品也只是静态,还没有动起来。他们算得上是中国三维动画的拓荒者。20世纪90年代末,中国地产业红火起来,地产商对建筑效果图的需求量加大,于是,三维技术首先在地产业得以应用,三维技术人员在地产业中生存壮大起来。学术院校随即增设相关专业,环境艺术专业成为报考热门。由于人才缺口很大,校外培训机构也如雨后春笋般林立,但至此,三维技术仍仅限于地产业内。三、中国三维动画发展伊始问题重重在从业人数增加与国外动画产业的影响下,一些从业人员逐渐转向动画领域。中国有世界加

三维设计软件比较

市场中三维设计软件简介 一、主要三维设计软件介绍 1.1PDMS (AVEVA ) PDMS市场开发较早,是三维设计主流软件之一,是数据库平台驱动的智能三维工厂设计系统,三维建模方面功能强大,可以完成网络协同、复杂件绘制等多项复杂功能。PDMS 是英国AVEVA公司(原CADCentre公司)的旗舰产品,自从1977年第一个PDMS商业版本发布以来,PDMS就成为大型、复杂工厂设计项目的首选设计软件系统。目前,PDMS最 新版本是PDMS 12.1。与鹰图同类产品SMARTPLANT 3D 相比,PDMS在电力市场的占有率较高,其优点是加载速度更快,项目追溯性较好(可以回到上一步),硬件要求相对较低; 其缺点是对企业来说,后续发展的延续性略有欠缺,在完善拓展其他功能时需要购买其他商业软件,对此AVEVA公司提供的解决方案是提供多个商业软件的接口。此款软件规则设计 比较复杂,适合做施工周期较长的项目。 1.2SMARTPLANT 3D (In tergraph) SmartPla nt 3D(简称SP3D)是In tergraph公司最新一代、面向数据、规则驱动的智能三维工厂设计系统。其三维建模方面同样拥有强大的功能,此外基于Foudation数据平台,可以实现多个软件的数据传递和多个用户的数据共享。目前拥有多款走俏商业软件的双向接口 (XSteel、STAAD Pro等),对企业后续发展的延续性有一定的优势,目前在国内石化公司应用广泛,在国内的华东电力设计院应用。操作界面采用Windows界面,比较容易学习和 接受。由于规则设计比较复杂,适合做施工周期较长的项目。 1.3CADworX (Intergraph) CADworX是中低端市场的主流3D工厂设计软件之一,几乎占了全球中低端市场的大半,在北美占有市场的分量很大。2006年由美国COADE公司基于AutoCad平台研发,2010 年被In tergraph收购其整套工厂解决方案,是目前中低端市场最走俏的一套解决方案,在国内的电力设计研究院也有较广泛的应用,与主流应力分析软件CaesaiD是同一家公司的产 品,可以实现无缝对接。现在采用了最新的智能布管技术,布管效率大幅提升。此款软件对 于熟悉AutoCad的设计者来说,较容易上手,优点是灵活稳定,缺点是不能实现网络协同功能,不易完成复杂件的构造,其平台不适用于大型项目中的大数据。

三维软件的应用现状与发展前景

三维软件CAD/CAM是在三维软件CAD和三维软件CAM分别发展的基础上发展起来的,它是计算机技术在三维软件生产中综合应用的一个新的飞跃。三维软件CAD/CAM是改造传统三维软件生产方式的关键技术,是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式,为用户提供一种有效的辅助工具,使工种技术人员能借助于计算机对产品、三维软件结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。三维软件CAD/CAE在技术的迅猛发展,软件,硬件水平的进一步完善,为三维软件工业提供了强有力的技术支持,为企业的产品设计,制造和生产水平的发展带来了质的飞跃,已经成为现代企业信息化,集成化、网络化的最优选择。 一、三维软件CAD/CAM发展概况 三维软件CAD/CAM的发展状况符合通用CAD/CAM 软件的发展进程。目前通用CAD/CAM 软件的发展现状如下:CAD技术经历了二维平面图形设计,交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。近年来又出现了许多先进技术,如变量化技术、虚拟产品建模技术等。随着互联网的普及,智能化(intelligent)、协同化(collaborative )、集成化(integrated)成为技术新的发展特点,使CAD技术得以更广泛的应用,发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD。 二、三维软件CAD/CAM的特点 一个稳定的、可以满足实际生产设计需要的三维软件CAD/CAM系统应该具备下列特点: (l)三维软件CAD/CAM系统必须具备描述物体几何形状的能力。三维软件设计中因为三维软件的工作部分(如拉深模、锻模和注射模的型腔)是根据产品零件的形状设计的。所以无论设计什么类型的三维软件,开始阶段必须提供产品零件的几何形状。否则,就无法输人关于产品零件的几何信息,设计程序便无法运行。另外,为了编制NC加工程序,计算刀具轨迹,也需要建立三维软件零件的几何模型。因此,几何造型是三维软件CAD/CAM中的一个重要问题。 (2)标准化是实现三维软件CAD的必要条件。三维软件设计一般不具有唯一性。为了便于实现三维软件CAD,减少数据的存储量,在建立三维软件CAD系统时首先要解决的问题便是标准化问题,包括设计准则的标准化、三维软件零件和三维软件结构的标准化。有了标准化的三维软件结构,在设计三维软件时可以选用典型的三维软件组合,调用标准三维软件零件,需要设计的只是少数工作零件。 (3)设计准则的处理是三维软件CAD中的一个重要问题。人工设计三维软件所依据的设计准则大部分是以数表和线图形式给出的。 三、三维软件CAD/CAM的优势 计算机与设计人员交互作用,有利于发挥人机各自的特长,使三维软件设计和制造工艺更加合理化。系统采用的优化设计方法有助于某些工艺参数和三维软件结构的优化。 (1) CAD/CAM可以节省时间,提高生产率。设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。CAD 与CAM的一体化可显著缩短从设计到制造的周期。 (2) CAD/CAM可以较大幅度地降低成本。计算机的高速运算和自动绘图大大节省了劳动力。优化设计带来了原材料的节省,例如,冲压件的毛坯优化排样可使材料利用率提高5?7锊捎肅AM可加工传统方法难以加工的复杂三维软件型面,可减少三维软件的加工和调试工时,使制造成本降低。CAD/CAM的经济效益有些可以估算、有些则难以估算。由于采用CAD/CAM术,生产准备时间缩短,产品更新换代加快,大大增强了产品的市场竞争能力。(3) CAE/CAM技术将技术人员从繁冗的计算、绘图和NC编程工作中解放出来,使其可以从事更多的创造性劳动。 (4) 随着塑性成形过程计算机模拟技术的提高,三维软件CAD/CAM/CAE一体化技术可以大大增加三维软件的可靠性,减少直至不需要试模修模过程,提高三维软件设计、制造的一次成功率。 四、三维软件行业采用三维软件CAD/CAM技术的原因 传统的三维软件设计与制造方法不能适应工业产品迅速更新换代和提高质量的要求。因此国内外企业纷纷采用三维软件CAD/CAM技术。三维软件行业采用三维软件CAD/CAM技术的主要理由是:

浅谈三维动画特效在电影中的应用

浅谈三维动画特效在电影中的应用 随着现代科技信息的迅速发展,人们对生活质量要求的提高,电影成为了人们生活中必不可少的一项解压的功能。三维动画技术百年的发展也是现代媒体艺术形式重要的篇章,它为艺术家提供了一种新的创作思路。尤其是它被电影艺术吸收之后,几乎成为所有的电影后期特效制作一个非常重要的部分,在此基础上,本文从三维动画特效在电影艺术表现形式的发展中,三维动画特效技术的出现带来的巨大影响。 标签:三维动画特效技术;电影;应用;影响 电影中的艺术表现力,让人们在自己狭小的世界里,去感受整个世界乃至宇宙的广阔。尤其是随着三维动画特效技术的不断发展,在电影中的应用也提到了前所未有的地位。与此同时,动画电影业随着电影的发展步入了我们的视线。而且动画电影的表现手法的丰富程度使得电影艺术大放光彩,电影艺术的表现形式更加多元化,同时也给观众带来非同凡响的观看体验。这都得益于三维动画特效技术的发展,但是与此同时,三维动画特效技术对电影表演艺术形式也具有杀伤力。 一、三维动画特效技术的发展 三维动画是动画的新生儿,而特效是为三维动画的出彩作铺垫的。在三维动画影片创作中,运用三维软件作为平台支柱,将三维的理念和思维呈现在人们的面前,从而打破了二维手绘和单调静态的动画手法,让人们真正的体验出了立体环绕的感觉。随着三维技术的不断成熟发展,人们的要求也相应的提高,对单纯三维动画的要求已经达不到观众视觉冲击力的需求,相应的特效应运而生。 如今,三维动画已经越来越广泛的进入到了社会各个领域,不仅成为了人们精神和物质生活中不可缺少的部分,还与市场关系越来越密切。借助了三维动画技术的影视广告作品,以其灵活的拓展性也自然而然的成为了人们所关注焦点。 动画特效技术大致上可以被分为两种类型,即二维动画与三维动画。三维动画又称3D动画,是通过三维动画软件在计算机中虚拟建立以立体长、宽、高的空间来展示动画的。三维动画在制作的过程中其制作流程与传统动画基本如出一辙,只是在其中加入了三维动画效果的制作,把传统动画中需要手绘的角色形象与场景,通过三维动画软件制作成立体效果,模拟出需要的角色形象与场景。并在三维动画软件中赋予其动作、灯光、材质、渲染等参数设置,最后生成精美的动画画面。目前技术应用也以三维动画最为流行。三维动画是通过人物形象的设计、3D建模、赋予材质、绑定骨骼动画、渲染输出等工序来完成的。虽然这些工序看起来要比二维动画制作的工序复杂很多。三维动画软件中分工非常细致明确,即便没有很强的美术功底,也可以通过软件的命令来胜任这项工作,在人员上得到解放。

各类三维设计软件介绍

. 三维设计软件现在有好多的,不过目前用的最多的是SolidWorks软件。SolidWorks的设计思路十分清晰,设计理念容易理解,模型采用参数化驱动,用数值参数和几何约束来控制三维几何体建模过程,生成三维零件和装配体模型;再根据工程实际需要做出不同的二维视图和各种标注,完成零件工程图和装配工程图。从几何体模型直至工程图的全部设计环节,实现全方位的实时编辑修改,能够应对频繁的设计变更。 PRO/E, 还有MAYA,caxa,sketch up(参数很少,小巧)Auto CAD (三维功能太弱,算不上三维设计软件,平面才是它的天下),SolidWorks,草图大 师,3ds(三维渲染很强) 目前常用三维软件很多,不同行业有不同的软件,各种三维软件各有所长可根据工作需要选择。比较流行的三维软件如:Rhino(Rhinoceros犀牛)、Maya、3ds Max、Softimage/XSI、Lightwave 3D、Cinema 4D、PRO-E等 Maya 是一个包含了许多各种内容的巨大的软件程序。对于一个没有任何使用三维软件程序经验的新用户来说,可能会因为它的内容广泛、复杂而受到打击。对于有一些三维制作经验的用户来说,则可以毫无问题地搞定一切。Maya的工作流程非常得直截了当,与其它的三维程序也没有太大的区别。只需要熟悉一至两个星期,你就会适应Maya的工作环境,因而可以更深一步的探究Maya的各种高级功能,比如节点结构和Mel脚本等。 Softimage/XSI 是一款巨型软件。它的目标是那些企业用户,也就是说,它更适合那些团队合作式的制作环境,而不是那些个人艺术家。籍此原因,我个人认为,这个软件并不特别适合初学者。XSI将电脑的三维动画虚拟能力推向了极至。是最佳的动画工具,除了新的非线性动画功能之外,比之前更容易设定Keyframe的传统动画。是制作电影,广告,3D,建筑表现等方面的强力工具。 Lightwave 对于一个三维领域的新手来说,Lightwave非常容易掌握。因为它所提供的功能更容易使人认为它主要是一个建模软件。对于一个从其它软件转来的初学者,在工具的组织形式上和命名机制上会有一些问题。在Lightwave中,建模工作就像雕刻一样,只需要几天的适应时间,初学者就会对这些工具感到非常地舒服。Lightwave有些特别,它将建模(Modeling:负责建模和贴图)和布局(Layout:动画和特效)分成两大模块来组织,也正是因为这点,丢掉了许多用户。 广泛应用在电影、电视、游戏、网页、广告、印刷、动画等各领域。它的操作简便,易学易用,在生物建模和角色动画方面功能异常强大;基于光线跟踪、光能传递等技术的渲染模块,令它的渲染品质几尽完美。它以其优异性能倍受影视特效制作公司和游戏开发商的青睐。火爆一时的好莱坞大片《TITANIC》中细致逼真的船体模型、《RED PLANET》中的电影特效以及《恐龙危机2》、《生化危机-代号维洛尼卡》等许多经典游戏均由LightWave 3D开发制作完成。 Rhinoceros(Rhino) 是一套专为工业产品及场景设计师所发展的概念设计与模型建构工具,它是第一套将AGLib NURBS 模型建构技术之强大且完整的能力引进Windows 操作系统的软件,不管您要建构的是汽机车、消费性产品的外型设计或是船壳、机械外装或齿轮、甚至是生物或怪物的外形,Rhino 稳固的技术所提供给使用者的是容易学习与使用、极具弹性及高精确度的模型建构工具。从设计稿、手绘到实际产品,或是只是一个简单的构思,Rhino所提供的曲面工具可以精确地制作所有用来作为彩现、动画、工程图、分析评估以及生产用的模型。Rhino 可以在Windows 的环境下创造、编排或是转译NURBS曲线、表面与实体。在复杂度与尺寸上并没有限制。此外,Rhino并可支持多边网格的制作。 Vue 5 Infinite e-on software公司出品。作为一款为专业艺术家设计的自然景观创作软件,Vue 5 Infinite 提供了强大的性能,整合了所有Vue 4 Pro 的技术,并新增了超过110 项的新功能,尤其是EcoSystem 技术更为创造精细的3D环境提供了无限的可能。Vue 5 Infinite 是几个版本中最有效率,也是在建模、动画、渲染等3D自然环境设计中最高级的解决方案.目前国际界内很多大型电影公司,游戏公司或与景观设计相关的行业都用此软件进行3D自然景观开发. Bryce Bryce是由DAZ推出的一款超强3D自然场景和动画创作软件,它包合了大量自然纹理和物质材质,通过设计与制作能产生极其独特的自然景观。这个革命性的软件在强大和易用中间取得了最优化的平衡,是一个理想的将三维技术融合进您的创作程序的方法,流畅的网络渲染、新的光源效果和树木造型库为您开拓创意的新天堂。全新的网络渲染- 在网络中渲染一系列动画图像或是单张图片,大大节省时间和金钱。 对于机械行业哪种三维设计软件被最多公司应用。是SolidWorks,UG,PRO-E还是什么。 NXUG在工业产品中应用广泛,包括汽车、模具、机箱机柜、等等,钣金模块强大,设产品计、开模、数控一条进行 PROE在家用产品行业应用广泛,包括冰箱、洗衣机、电视机等等,软件产品视觉效果很好,产品设计者情有独钟 cait在流体领域应用较多,如飞机、潜艇等,曲面模块强大 SolidWorks贵在综合, AUTOCAD主要用于二维出图。 SolidWorks Pro/E UG同为三维设计软件学哪个最好? Solidworks简单易学,Windows操作界面,很容易上手,但感觉用的时候占内存较多,对电脑配置要求高,它的工程图功能相当强大。 Pro/e相对内存占用稍少,运行较快,功能齐全,便没有前者好学,它也在不断改进操作界面,现在比之前应该好操作一点儿,不过用熟了的话,是感觉不到区别的,主要是对新学者来说。 UG;Solidworks与之是一个内核,没学过,不过看到界面也很友好,应该不难。 最后,其实这些工业设计软件,个人觉得,只要学会一个,其它的可无师自通,有很强的相似性。 SolidWorks易学易用,性价比高,在中国及国外,越来越多的人在学习。好学不代表功能不好。 proe功能比较不错,但汉化不彻底,学起来很费劲。 ug模具方面不错,学起来也超级费劲。价格昂贵, 3D机械模具设计:CATIA,UG,CERO(Proe),Solidedge,Solidworks,inventor 3D工业设计:3ds Max, Maya,Softimage,Solidthinking ;.

三维技术的发展与应用上课讲义

三维技术的发展与应 用

三维技术的发展与应用 唐强数码艺术学院影视动画90952Y班 摘要:本文开篇以何为三维?三维技术又包含有哪些?这两问作为出发点,简述了三维的定义,并以三维技术中的三维动画为例简述三维动画在三维技术中的发展与应用。其中介绍了三维动画的定义、三维动画技术的应用与发展、三维动画设计与制作流程。并在最后探讨了中国三维动画的现状与未来,得出了中国三维动画产业发展潜力巨大,但技术的发展成熟仍然有很长的一段路要走。 关键字:三维技术;发展;应用 引言:何为三维?三维技术又包含有哪些?所谓三维,按大众理论来讲,只是人为规定的互相交错(垂直是一个很有特性的理解)的三个方向,用这个三维坐标,看起来可以把整个世界任意一点的位置确定下来。【1】原来,三维是为了确定位置。现在,三维技术主要多运用于动漫产业,我国三维动画主要有《探索地球村》(据说是中国第一部三维动画),《精灵世纪》(中国首部原创高清晰全三维卡通巨片),《魔比斯环》等。下面我就以三维动画为例,简述三维动画在三维技术中的发展与应用。 1、三维动画的发展 1.1、什么是三维动画

三维动画又称3D动画,是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界,设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景,再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数,最后按要求为模型赋上特定的材质,并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算,生成最后的画面。【2】 就在几年以前,我们还只能从中央视台和有限的境外频道看到少量的电脑动画镜头,因为当时的制作成本高,难度大。早先的计算机动画系统的价格要花成百上千万资金,而后在桌面工作站上制作动画成本大大降低。使得动画被越来越多的应用于电视、广告和电影中,到了今天,电脑的功能愈来愈强大,以至我们不仅可以看到电视栏目包装、广告、电影中充满电脑动画技术,更有不少电脑爱好者在自己的个人电脑上玩起了电脑动画制作。在各类动画当中。最有魅力并运用最广的当属三维动画。二维动画可以看成三维动画的—个分支,它的制作难度及对电脑性能的要求都远远低于三维动画。过去制作三维动画需要程序员的维护和操作。如今,计算机价格在不断降低,性能则在不断的增强,三维动画软件,则是功能愈来愈强大,操作起来也是愈来愈容易,这使得三维动画有更广泛的运用,毕竟我们的世界是立体的,所以只有三维动画才让我们感到更真实。因此,三维动画(3D动画)其实是相对于二维动画(2D动画师)而言的。因其采用了立体空间的概念。所以更显真实,而且对空间操作的随意性也比较强,也更容易吸引人。三维动画就是通过计算机用特殊的三维软件建造物体模型,把模型放在这个三维空间的舞台上,从不同的角度用灯光照射,然后赋予每个部分动感和强烈的质感得到的效果。

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