三维场景转化为一幅二维图像的过程
三维图形渲染管线就是将三维场景转化为一幅二维图像的过程。
图像中物体所处位置及外形由其几何数据和摄像机的位置共同决定，物体外表是受到其材质属性、光源、纹理及着色模型所影响。
管线过程由3个大的阶段组成：
Application（应用程序阶段）：运行在CPU上，能被开发者完全控制，该过程所做操作包括：
①准备场景数据
加载模型：Mesh、Material、Shader、Texture（硬盘--> 内存--> 显存）
摄像机（位置、朝向、视锥体）
光源（位置、类型等参数信息）
②裁剪和剔除：视锥裁剪、背面剔除、遮挡剔除(Occlusion Culling)
③计算模型视图矩阵
④设置渲染状态（RenderState）
渲染管线内部维护着一些状态值。在我们调用渲染API函数进行绘制之前我们需要设置这些状态值。
这些状态值指导GPU如何渲染我们传递到显存的模型和纹理数据。我们称这些状态值为“渲染状态(Render States) ”。
渲染状态包括Shader、Texture、Material、Light内部定义的各种状态等
最后，发起DrawCall调用
Geometry（几何阶段）：负责与每个渲染图元打交道，进行逐顶点、逐多边形的操作。
其重要任务是把顶点坐标变换到带有深度的屏幕空间中，再交给光栅器进行处理。
可进一步分割成：模型视图变换，顶点着色，[曲面细分]，[几何着色]，投影，裁剪及屏
《三维动画场景制作》课程设计大纲 一、课程简介 课程名称：三维动画场景制作 英文名称：Design of 3D Animation Background 课程代码：0320107 课程类别：集中实践环节 学分：2 总学时：32 先修课程：MayaⅠ、动画场景设计 课程概要： 三维动画场景制作是动画专业的集中实践课程。该实践教学重点从三维软件使用和动画场景设计两个课程来诠释，主要锻炼学生的场景概念设计意识，同时配合计算机辅助设计手法来实现三维虚拟场景环境，并为三维动画片的创作打下良好的基础。 二、目的与性质 通过理论学习和实践研究相结合的手法，培养学生对客观生活、对自然景象的敏锐观察力，提高审美水平，并对研究、分析和理解二维、三维动画场景设计产生积极作用，为创作出较高水平的动画作品打下良好的基础。 三、主要内容与要求 1、主要内容 动画场景3D创作，掌握动画场景设计的技法，能够独立创作场景设计概念效果图，结合所学到的3D软件理论知识创造出3维虚拟场景。重点创作场景CG效果图。 2、要求 在三维动画场景制作之前，要求同学回顾并掌握场景设计理论知识，了解动画片的基本组成，明确美术设计的任务和范畴，如何确立和设计动画片的主场景，动画片场景设计的不同类型与风格注意场景设计中的色彩处理，具体场景设计的诸多程序和相关知识。 四、方式、程序及时间安排 1、设计方式 学生的课程设计可以由学生根据设计的内容与要求，结合自己的兴趣自主选题，也可由指导教师负责拟定题目。鼓励学生通过参加科技立项、校内、外设计基地实习、相关企事业单位实习等方式完成课程设计。 2、设计程序及时间安排
（1）设计动员（设计内容、要求、分组）及准备工作2学时； （2）前一周（课上14学时）完成资料收集、场景制作分析、技术分析、场景艺术设计分析、色彩设计分析； （3）后一周（课上16学时）完成三维动画场景制作及课程设计报告。 五、考核与成绩评定 1、成绩评定 课程设计成绩 =课程设计作品×70% + 平时×30% 2、评分标准 （1）90—100分：能认真完成课程设计大纲所规定的任务。设计过程中积极主动、虚心好学、严格要求自己，服从指导教师安排，遵守各项规章制度。设计过程中能充分灵活地运用所学的知识、技能，具有一定的独立工作能力和好的接受新知识、新技能的能力，能很好地完成设计任务； （2）80—89分：能完成设计大纲所规定的任务。设计态度认真，服从指导教师安排，遵守纪律。设计报告总结比较完整，并能较好地运用所学知识。考核时能较好地回答有关问题； （3）70—79分：达到设计计划中规定的主要要求，设计期间表现尚好，能按时参加设计，设计报告有一定质量，考核时能回答主要问题； （4）60—69分：能达到设计计划中所规定的基本要求，设计期间表现一般。服从指导教师安排，遵守纪律。设计报告质量一般。考核时能回答问题，但不够完整准确； （5）60分以下：未达到设计计划中所规定的基本要求。设计期间表现较差。设计报告不认真或有原则错误。考核时不能正确回答主要问题。 六、其它 1、对教师的要求 指导教师应具备较高的业务水平和较丰富的指导课程设计经验、责任心强。能及时、正确地对学生出现的问题给予指导。 2、对学生的要求 （1）课程设计是教学过程的重要实践性教学环节，不允许免修；不及格者，按照学生学籍管理规定处理； （2）在课程设计期间，要求保证时间，全心投入、认真设计，确保课程设计按期完成； （3）在课程设计期间，要求态度端正，不允许复制或抄袭别人的设计，应独立完成自
1概述 随着计算机软硬件技术的快速发展，大规模复杂场景的实时绘制已经成为可能，这也加快了虚拟现实技术的发展，又对模型的复杂度和真实感提出了新的要求。虚拟场景是虚拟现实系统的重要组成部分，它的逼真度将直接影响整个虚拟现实系统的沉浸感。客观世界在空间上是三维的，而现有的图像采集装置所获取的图像是二维的。尽管图像中含有某些形式的三维空间信息，但要真正在计算机中使用这些信息进行进一步的应用处理，就必须采用三维重建技术从二维图像中合理地提取并表达这些 三维信息。 三维建模工具虽然日益改进，但构建稍显复杂的三维模型依旧是一件非常耗时费力的工作。而很多要构建的三维模型都存在于现实世界中，因此三维扫描技术和基于图像建模技术就成了人们心目中理想的建模方式；又由于前者一般只能获取景物的几何信息，而后者为生成具有照片级真实感的合成图像提供了一种自然的方式，因此它迅速成为目前计算机图形学领域中的研究热点。 2三维建模技术 三维重建技术能够从二维图像出发构造具有真实感的三维图形，为进一步的场景变化和组合运算奠定基础，从而促进图像和三维图形技术在航天、造船、司法、考古、 工业测量、 电子商务等领域的深入广泛的应用。3基于图像的三维重建技术 基于图像的建模最近几年兴起的一门新技术，它使用直接拍摄到的图像，采用尽量少的交互操作，重建场 景。 它克服了传统的基于几何的建模技术的许多不足，有无比的优越性。传统的三维建模工具虽然日益改进，但构建稍显复杂的三维模型依旧是一件非常耗时费力的工作。考虑到我们要构建的很多三维模型都能在现实世界中找到或加以塑造，因此三维扫描技术和基于图像建模技术就成了人们心目中理想的建模方式；又由于前者一般只能获取景物的几何信息，而后者为生成具有照片级真实感的合成图像提供了一种自然的方式，因此它迅速成为目前计算机图形学领域中的研究热点。 4 基于图像重建几何模型的方法 4.1 基于侧影轮廓线重建几何模型 物体在图像上的侧影轮廓线是理解物体几何形状的 一条重要线索１当以透视投影的方式从多个视角观察某一空间物体时，在每个视角的画面上都会得到一条该物体的侧影轮廓线，这条侧影轮廓线和对应的透视投影中心共同确定了三维空间中一个一般形状的锥体１显然，该物体必将位于这个锥体之内；而所有这些空间锥体的交则构成了一个包含该物体的空间包络１这个空间包络被称为物体的可见外壳，当观察视角足够多时，可见外壳就可以被认为是该物体的一个合理的逼近。鉴于此类算法一般需要大量的多视角图像，因此图像的定标工作就变得非常复杂。 4.2采用立体视觉方法重建几何模型 基于立体视觉重建三维几何是计算机视觉领域中的经典问题，被广泛应用于自动导航装置。近年来，立体视觉 图像三维重建技术 康皓，王明倩，王莹莹 （装甲兵技术学院电子工程系，吉林长春130117） 摘要:基于图像的三维重建属于计算机视觉中的一个重要的研究方向，从提出到现在已有十多年的历史。文章首先对三维重建技术做了详细阐述，并着重从计算机图形学的研究角度对基于图像建模技术进行了综述，介绍了 具有代表性的基于图像建模的方法及其最新研究进展,给出了这些方法的基本原理， 并对这些方法进行分析比较,最后对基于图像建模技术的未来研究给出了一些建议和应解决的问题。关键词:三维建模技术；图像建模技术；计算机图形学；虚拟现实中图分类号：TP271文献标识码：A 文章编号1006-8937（2009）11-0042-02 Three-dimensional image reconstruction technique KANG Hao,WANG Ming-qian,WANG Ying-ying （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｒｍｏｒｅｄＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ，Ｊｉｌｉｎ１３０１１７，Ｃｈｉｎａ） Abstract:Image-based Three-dimensional reconstruction is an important research direction in computer vision ,from now more than ten years'history.This article first describes three-dimensional reconstruction technique in detail and review image-based modeling techniques from the perspective of computer graphics research,introduce a representative of the method of image-based modeling and the latest research progress,give the basic principles of these methods,analysis and compare these methods,finally,give a number of recommendations and problems which should be solved on image-based modeling technology for future research. Keywords:three-dimensional modeling techniques;image modeling techniques;computer graphics;virtual reality 收稿日期：2009-03-19 作者简介：康皓（1978-），女，吉林长春人，硕士研究生，讲师，研 究方向：计算机辅助设计与编程。 TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE 2009年6月Jun.2009 企业技术开发 第28卷
三维图像处理系统组成及实现方案 三维图像信息处理一直是图像视频处理领域的热点和难点，目前国内外成熟的三维信息处理系统不多，已有的系统主要依赖高性能通用PC完成图像采集、预处理、重建、构型等囊括底层和高层的处理工作。三维图像处理数据量特别大、运算复杂，单纯依靠通用PC很难达到实时性要求，不能满足现行高速三维图像处理应用。 本系统中，采用FPGA实现底层的信号预处理算法，其处理数据量很大，处理速度高，但算法结构相对比较简单，可同时兼顾速度和灵活性。高层处理算法数据量较少、算法结构复杂，可采用运算速度快、寻址方式灵活、通信机制强大的DSP实现[1，4]。 1 三维图像处理系统组成 1.1 硬件系统构成 该系统由五个模块组成，如图1所示。 系统信息处理流程见图2所示。CCD摄像机采集的多路模拟视频信号经MAX440按需要选定后，送入模数视频转换器SAA7111A将摄像机输出的模拟全电视信号CVBS转换成数字视频信号；之后视频信号流入图像预处理器Spartan XC3S400,经过提取中心颜色线、提取激光标志线和物体轮廓线的预处理后，配送到两片TS201进行定标参数计算、坐标计算、三维重建、数据融合以及三维构型的核心运算；最后将DXF文件数据经由PCI接口传送到PC,完成三维图像变换和显示等最终处理；整个系统的逻辑连接和控制以及部分数据交换由另一片FPGA来完成[1]。 在体系结构设计上，FPGA处理器采用SIMD结构，在一个控制单元产生的控制信号下，数据通路中的三个算法并行运行。由于该系统要求处理速度较高，因而在数据通路中采用了流水线技术以提高速度。此外，本系统中为图像存储采用了许多大容量高速FIFO，以达到减少地址线，简化控制的目的。 1.2 处理器芯片 为满足系统大数据量快速处理的要求，三款核心芯片均为最新高性能产品，其硬件方面的
三维场景制作过程 1、影像数据准备 确定影像数据：如果我们所要做的工程范围内有以前拍摄的航片数据或高精度卫星影像数据，需要先把影像数据处理为正射影像，并拼接在一起，可一个条带拼接在一起，条带与条带之间无需拼接，最后直接将每个条带加入TB模块中。 2、DEM数据准备 1、大范围的DEM数据 为了使场景更加漂亮，需要增加比我们所要做的工程范围更大的DEM数据，可使用全国90米分辨率或全国30米分辨率的免费DEM数据进行融合，这类数据通过收集或直接从网上免费下载。 2、高精度的DEM 我们针对每个地区，比例尺可能有1：500、1：2000、1：5000不等，均可将此类地形图做成高精度DEM添加到场景中。地形图如果为SHP格式则直接在ArcMap中生成DEM即可，下面主要针对DWG格式的处理方式进行说明。对等高线均需要进行正确的高程赋值，而且等高线尽量不断线（包括注记、房屋、陡崖等经过的地方）： （1）DWG格式 ①.图幅拼接 DWG格式大部分均为单幅地形图，为了方便，可以将多幅地形图在AUTOCAD中拼接为一幅（拼接的幅数根据电脑性能确定），在拼接的时候即可检查是否有断线，如果有断线尽量把线连在一起，避免生成DEM时出错； ②.高程赋值 如果等高线没有赋值，首先要对等高线进行赋值，等高线必须有高程值； ③.检查错误 包括检查等高线赋值是否正确等
检查是否有0值等高线：在AUTOCAD中可以用快速选择命令（qselect）来选择是否有高程值为0的等高线，如果有，则要对其赋予正确的高程值； 检查等高线赋值是否正确：可以在AUTOCAD的三维视窗中浏览看等高线的赋值是否正确，或在ArcScene中检查生成的DEM是否正确，如果不正确，再返回等高线修改相应的位置，再生成DEM。 ④.DEM生成 制作DEM时使用ArcGIS的3D Analyst工具条，该工具条在ArcMap 或ArcScene中都有。 制作过程如下： A、选择如上图所示的Create TIN From Features菜单，则会弹出如下所示对话框：
摘要我们都不会否认对于动画作品来说角色造型设计的重要性。 当时间流逝，人们可能已经渐渐忘记了各个动画或影视的故事情节，但是那些形态各异，个性丰满的角色却难以被人们遗忘，就算是早已成年再无接触动画的人也可以随意的说出很多经典的动画角色的名字，他们就是我们每个人童年回忆中不可缺少的美好部分，而这就是动画角色设计的价值与魅力。 文章从动画角色设计的特点出发，探讨作品创作中角色设计流程与方法，系统的阐述了三维动画中角色的三类特点和设计的三种方法，并融合美术设计，造型设计，角色设计，场景设计元素通过实例来论述角色设计的方法的应用，为今后的三维动画角色设计提供参考。 关键词三维动画；角色设计；设计方法1前言随着电脑技术的发展，三维动画成为一种新兴的影视艺术，各种各样的动画如雨后春笋般涌现，但若想要做出一部令人耳目一新甚至是经历岁月冲刷依旧记忆犹新的作品，靠的不光光是故事情节，更重要的是角色造型。 三维动画能让没有生命的东西动起来，从而变得有生命有思想。 其开发设计美往往比传统影视艺术承载了更多的方面，包括角色设计，场景设计，构图，景别，摄像机角度，灯光，色彩，音响等等多方面的设计与制作。 2动画角色特点分析动画角色设计就是将剧本中的角色视觉化、具象化，与影视剧、舞台剧的角色设计所不同的是动画的角色设计更自由，因为我们不需要去考虑演员的气质，我们不需要去根据演员的气质、表演或者身体的特征来改变设计，因为所有的演员都受设计者
的控制。 动画制作的过程中，角色设计属于前期工作，包括人物、动物、道具等所有的与表演者有关的元素都是前期角色设计所要完成的。 而这些参与表演的角色是动画中的主角，他们决定着整部动画的风格，他直接影响一部动画作品的成败，成功的角色设计即使经历长久的岁月冲刷，会依然留在人们心中，历久弥新。 21动画角色的非现实性。 非现实性也就是虚拟性。 动画艺术与电影等传统艺术之间最大的区别就是非现实性。 电影往往是非常逼真的呈现真实，而动画却是虚拟的再现了真实。 动画中所出现的人物、动物、角色、道具、场景等等都是设计者从无到有创造出来的。 在动画的世界里，我们可以像女娲造人般创造出我们想要的任何角色，故事中的角色完全可以按照我们自己的意志把脑海中的以虚拟的形式真实的再现。 22动画角色的夸张性。 夸张是动画艺术最大的特点，因为动画是虚拟的再现真实，并不是对现实世界的直接的真实反映，夸张自然就成了动画角色设计时最常见的。 夸张可以强化艺术效果，突出角色的形象特征。 通常在角色设计的时候人物、动物、景物等都可以夸张。 而根据夸张程度的不同又分出了写实风格和夸张风格。
《三维动画场景》教学大纲 一、课程基本信息 课程编号： 课程名称：三维动画场景 英文名称： 授课对象：动画专业 课程安排：二年级第二学期 课程时数及学分：56学时，3.5学分 教学方式：讲授 考核方式：考试 课程简介：3ds Max是一套功能强大的，32位的面向对象的三维建模、动画和渲染程序。3ds Max 在全球拥有数十万正版用户，并同时拥有上百万的使用者。尤其在中国，数以万计的影视广告公司、游戏公司、建筑公司、展览展示公司、动画公司……大量使用3ds Max 软件制作3d模型、动画。3ds Max软件系统被广泛应用于电影图像、视频、高清晰度电视、广播电视、交互游戏和网页制作中。3ds Max在广泛的应用领域中成为动画设计师必不可少的工具。3ds Max教学课程主要介绍3ds Max软件应用知识，以及三维动画的制作流程。它具有很强的实践性与应用价值，是动画艺术及动画技术本科生的必修课。 二、课程教学目的和要求 1．使学生熟练掌握3ds Max软件基础知识，能够独立运用3ds Max软件进行三维动画片的材质、灯光、渲染。 2．掌握材质、灯光、渲染的工作流程，及VRAY渲染器。 3．能够灵活运用已掌握的基本软件知识进行各种场景的创作。 三、教学内容、要点与学时分配 第一章基本材质与贴图制作（一）：窗台场景（4学时） 1、三个概念：SHADER、贴图纹理、贴图坐标 2、材质编辑器 3、指定贴图的基本方法 第二章基本材质与贴图制作（二）：窗台场景（4学时） 1、材质类型和贴图类型
2、MIX贴图的使用 3、使用PS处理贴图 4、反射折射贴图 第三章基本材质与贴图制作（三）：窗台场景（4学时） 1、多维材质和材质ID指定 2、遮罩贴图和贴图绘制 3、噪波和凹凸贴图 第四章基本材质与贴图制作（四）：窗台场景（4学时）1、UNUVMAP的使用方法1 第五章基本材质与贴图制作（五）：窗台场景（4学时）1、UNUVMAP的使用方法2 第六章灯光设置方法（一）（4学时） 1、灯光基本参数 2、灯光类型 3、三点光源 4、室外灯光阵列1 第七章灯光设置方法（二）（4学时） 1、室外灯光阵列2：黄昏、夜晚灯光设定 第八章灯光设置方法（三）（4学时） 1、泛光灯参数 2、室内灯光阵列 第九章 VRay渲染器的基础使用（4学时） 1、VRay渲染器的调用、使用流程、工作原理 2、利用窗台场景对比灯光阵列和全局光 第十章 VRay室外灯光设置（4学时） 1、山坡场景的灯光设置 2、VRay shadow的参数设置 3、环境天光的设定方法 第十一章 VRay材质、摄影棚灯光设置（一）（4学时） 1、VRay灯光的参数设定 2、金属、磨砂金属、玻璃、陶瓷材质的设置方法 3、制作红酒杯 第十二章 VRay材质、摄影棚灯光设置（二）（4学时）1、HDR贴图的使用
三维曲线 plot3函数与plot函数用法十分相似，其调用格式为： plot3(x1,y1,z1,选项1,x2,y2,z2,选项2,…,xn,yn,zn,选项n) 其中每一组x,y,z组成一组曲线的坐标参数，选项的定义和plot函数相同。当x,y,z是同维向量时，则x,y,z 对应元素构成一条三维曲线。当x,y,z是同维矩阵时，则以x,y,z对应列元素绘制三维曲线，曲线条数等于矩阵列数。 例绘制三维曲线。 程序如下： t=0:pi/100:20*pi; x=sin(t); y=cos(t); z=t.*sin(t).*cos(t); plot3(x,y,z); title('Line in 3-D Space'); xlabel('X');ylabel('Y');zlabel('Z'); 三维曲面 1．产生三维数据 在MATLAB中，利用meshgrid函数产生平面区域内的网格坐标矩阵。其格式为： x=a:d1:b; y=c:d2:d; [X,Y]=meshgrid(x,y); 语句执行后，矩阵X的每一行都是向量x，行数等于向量y的元素的个数，矩阵Y的每一列都是向量y，列数等于向量x的元素的个数。 2．绘制三维曲面的函数 surf函数和mesh函数的调用格式为： mesh(x,y,z,c)：画网格曲面，将数据点在空间中描出,并连成网格。 surf(x,y,z,c)：画完整曲面，将数据点所表示曲面画出。 一般情况下，x,y,z是维数相同的矩阵。x,y是网格坐标矩阵，z是网格点上的高度矩阵，c 用于指定在不同高度下的颜色范围。 例绘制三维曲面图z=sin(x+sin(y))-x/10。 程序如下： [x,y]=meshgrid(0:0.25:4*pi); %在[0,4pi]×[0,4pi]区域生成网格坐标 z=sin(x+sin(y))-x/10; mesh(x,y,z); axis([0 4*pi 0 4*pi -2.5 1]); 此外，还有带等高线的三维网格曲面函数meshc和带底座的三维网格曲面函数meshz。其用法与mesh类似，不同的是meshc还在xy平面上绘制曲面在z轴方向的等高线，meshz还在xy平面上绘制曲面的底座。 例在xy平面内选择区域[-8,8]×[-8,8]，绘制4种三维曲面图。 程序如下： [x,y]=meshgrid(-8:0.5:8); z=sin(sqrt(x.^2+y.^2))./sqrt(x.^2+y.^2+eps); subplot(2,2,1); mesh(x,y,z); title('mesh(x,y,z)')
方法论在三维动画场景设计中的应用探究 三维动画场景设计方法是一系列有序的、可组织的、有目标的设计活动，它表现为一个由粗到精、由模糊到清晰、由具体到抽象的不断进化的过程。设计方法论即是遵照设计原则并以其为主线贯穿全部设计过程的研究方式。通过对方法论的探究，将设计师繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计。 三维动画场景设计的原则 三维动画是以基于三维软件平台而制作的虚拟三维空间，其动画形式也是模拟真实世界的动力学原理，拍摄方式根据现实的拍摄原理来进行三维模拟，所以三维动画的场景概念设计之后，需要使用三维软件进行制作，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予特定的材质，并模拟光影。当这一切完成后就可以让电脑自动运算，生成最后的画面。场景设计就是根据动画编剧的需要，设计除角色之外所需求的所有可视空间，动画中所有场景的构成要素的具体造型、色彩、光影的设定。它展现的是角色的生活环境，包括具体的活动场所、道具陈设、自然环境、社会环境和历史环境。作为三维动画前期设定的一部分，还需重视和其他项目设计（如角色设计、道具
设计、镜头设计、特效设计、后期制作）的配合。根据对三维动画及其场景设计的概念简述，笔者认为，三维动画场景设计必须遵行以下基本原则： 1.市场与文化艺术结合原则 设计的市场性是项目定位的问题，创作团队在动画项目文案之初已经深入研究过市场，但在场景设计的过程中，设计师却需要在文案或编辑规定的条件中挖掘更加符合市场，受市场欢迎的设计理念。不断的变换角度，更多的站在市场的角度来思考什么设计更加符合要求。在满足市场的条件下，设计师有责任对场景设计赋予艺术生命力，提升场景设计的文化内涵，建立更富文化艺术特色的设计语言。 2.定性与定量相结合 设计的定性主要在体现在作品的风格上，设计的定量主要指项目的投入条件。定量分析成为提高设计可靠性的有效手段。如三维场景设计项目投资和人力资源等定量情况影响甚至决定着场景设计的制作工艺程度：投资的大小决定设计项目的难易程度及制作规模，大的投资在设计的量及场面上有更高更复杂更细腻的要求；投资小的制作上需讲究精到，讲究制作流程上简易，尽可能在投资限制的情况下扬长避短，做出特点，突出亮点。 3.原创性与适用性相结合 原创性设计是没有标准和样板的开创性设计，是创造
《三维动画场景设计》试题三 （附参考答案） [1]、在渲染环节，渲染的相关工具及设置是一部分非常重要的内容，正确的设定能提高工作效率。例如在渲染时经常会因忘记激活需要渲染的相机视图而渲染出错误的画面，为避免这一问题的发生，最有效的做法是（）。 【答案】C 【分数】1分 【选项】 A、每次都记得激活正确的渲染视图 B、记得快速渲染的快捷键 C、在渲染场景对话框中，将窗口最下角的视口设置成需要渲染的相机，并单击右边的锁定按钮，这样就可以锁定一直要渲染的视图 D、在渲染场景对话框中，将窗口最下角的视口设置成需要渲染的相机 [2]、3ds Max除了有自身扫描线渲染器，还将其它一些高级的渲染器植入进来，以提高渲染效果。为了使用更高级的渲染器来实现下面图1所示的渲染效果，打开【mental ray】渲染器的方法是（）。 图1 图2 【答案】C 【分数】1分 【选项】 A、单击渲染场景对话框，在弹出的窗口中，单击Render Elements标签，选择指定渲染器，单击产品级
后面的按钮，在打开的选择渲染器窗口中单击mental ray 渲染器 B、单击渲染场景对话框，在弹出的窗口中，单击渲染器标签，选择指定渲染器，单击产品级后面的 按钮，在打开的选择渲染器窗口中单击mental ray 渲染器 C、单击渲染场景对话框，在弹出的窗口中，单击公用标签，选择指定渲染器，单击产品级后面的按钮，在打开的选择渲染器窗口中单击mental ray 渲染器 D、单击渲染场景对话框，在弹出的窗口中，单击高级照明标签，选择指定渲染器，单击产品级后面的 按钮，在打开的选择渲染器窗口中单击mental ray 渲染器 [3]、对物体运动的控制是3ds Max很有用的工具。如下图1所示，我们希望控制相机的运动，已经建立好相机、螺旋线和茶壶，如果希望相机沿着螺旋线运动，而且目标盯住茶壶进行动画，相关操作描述正确的是（）。 图 1 图2 【答案】D 【分数】1分 【选项】 A、在运动工具栏中为相机的位置增加一个【位置约束】工具，按下【添加路径】按钮单击茶壶，按下【拾取目标】按钮，单击螺旋线 B、在运动工具栏中为相机的位置增加一个【位置约束】工具，按下【拾取目标】按钮单击茶壶，按下【添加路径】按钮，单击螺旋线 C、在运动工具栏中为相机的位置增加一个【路径约束】工具，按下【添加路径】按钮单击茶壶，按下【拾
三維動畫與實拍場景的結合（3DS MAX、Boujou） 作者是 Administrator 週二, 17 十一月 2009 08:05 三維動畫與實拍場景的結合（3DS MAX、Boujou）在現代的CG製作中，三維動畫與實拍環境的結合不單只是用於電影、電視的製作，在其他方面的應用也很廣泛，如遊戲、建築、廣告片的製作等很多時候都需要採用三維動畫與實拍環境結合使用。譬如某產品廣告片中一件產品為了宣傳其抗用性，要使用從山頂翻滾到山坡下的鏡頭來表現，如果完全採用實景拍攝難以達到這種效果這就需要三維動畫與實拍環境來結合完成。 在影視動畫裡採用三維動畫與實拍環境的結合時首先要進行實景拍攝，拍攝效果的好壞很關鍵，因為它會直接影響以後加入三維動畫後的整個場景效果。拍攝結果的好壞與拍攝師的水準和經驗緊密相關。拍攝也是一門學問，有關攝影技巧的資料請大家參閱相關書籍和資料。 拍攝的影片必須通過視頻採集卡採集到電腦中。視頻採集卡的檔次也會影響到採集的圖像品質，最好是採集兩套畫面相同但圖像品質不同的圖像，高品質的圖像用於最後的合成，低品質的圖像用於製作攝影機的定位跟蹤，這樣將使操作更加流暢，同時也節省硬體資源。 我們通過攝影機進行實景拍攝，在製作三維動畫的過程中也是使用攝影機這個概念。那麼這樣才能使三維動畫與實景拍攝時的攝影機位置、焦距大小與攝影機一致呢？如果使用手工逐幀調整，工作量巨大而且未必能夠調整出另人滿意的結果，因此需要使用攝影機跟蹤軟體將三維場景中的攝影機位置、焦距大小與實
拍時的攝影機匹配。 啟動3DS MAX，點擊程式面板。點擊More（更多）按鈕，選擇Camera Tracker （攝影機跟蹤），這就是3DS MAX的攝影機跟蹤功能，如圖1所示。 圖1 3DS MAX的Camera Tracker（攝影機跟蹤）功能對實拍的場景有一定的限制，那就是要在實拍的場景加入標記點，而這些標記點不能在一個平面上，要有遠近高低之分，並且要度量好標記點之間的距離之後才能進行拍攝。這說明3DS MAX 的Camera Tracker（攝影機跟蹤）功能不能在二維圖像中自動計算出Z軸的深度，所以需要使用一些專業的攝影機跟蹤軟體，如2D3 Boujou、MatchMover等。
04507《动画场景设计》自考教学大纲 第一部分课程性质与设置目的 一、课程性质与特点 《动画场景设计》课程是动画专业的一门专业设计类课程。是高等教育自学考试动画专业（独立本科段）的专业基础课之一。是一门理论联系实际、应用性、操作性较强的课程。要求同学们首先要理解影视动画场景设计在影片中具有的造型意义以及基本理论，进而能够进一步训练对动画场景设计原则、方法、技巧及具体创作步骤进行训练。 二、课程目标与基本要求 通过本课程的学习，要求基本掌握动画场景设计的学习方法和思维方法，能够理论联系实际，真正具备完成设计、绘制动画作品中主要场景的设计与制作的基本知识和技能。动画场景设计课程的主要任务是学会从深入研究影片的体裁、内容及导演总体艺术风格的构想上，进行主要场景、道具陈设方面的设计与表现。 三、与本专业其他课程的关系 《动画场景设计》与动画专业的许多其他课程有着密切的关系，如《视听元素》、《动画概论》等课程为其奠定了理论知识；并与《动画设计稿》、《角色设计》、《原画设计》等架构了动画设计体系；另外又与《二维动画》、《三维动画》互相衔接配合，互为知识补充，密不可分，是本科阶段提高学生动画制作的综合能力的关键设计课程之一。 第二部分课程内容与考试目标 第一章影视动画场景设计概述 一、学习目的和要求 充分明确影视作品中场景的含义、内容、功能、特性以及设计的基本要求。这是进行有效学习与技巧性训练的关键性理论铺垫；通过本章的学习，使学生能够建立科学的系统的整体意识，这对将来的构思方法与专项训练非常关键。 二、课程内容 第一节影视动画场景设计概念及任务 （一）明确“场景”与“背景”的不同 （二）明确“场景”设计的内容以及特点 第二节场景在动画影片中的功能 （一）交待时空关系 重点：明确物质空间（叙事空间）与社会空间 （二）营造情绪氛围 重点：明确从故事出发，从角色出发表达各种复杂的情绪，即“用景说情” （三）刻画角色 重点：明确角色与场景的关系是不可分割的，用景表达不用语言描述的角色主客观心理空间。 （四）场景是动作的支点
动画场景设计的重要性 动漫游戏场景不仅仅是绘景,更不同于环境设计，那么，动画场景设计的重要性是什么？ 动画场景设计很容易让人联想到背景设计，陈设布置，这些其实并不正确。动画场景设计不仅是绘制背景，更不同于景观。它是一门为影视动画服务，为展现故事情节，完成戏剧冲突，刻画人物性格服务的时空造型艺术。它的创作是以剧本、人物和特定的时间线索为依据。 一、赏析优秀二维动画片中的场景设计 《疯狂约会美丽都》这个名字一听就知道故事里讲的是一座美丽的城市，影片的名称就给观众营造出幻想的场景。 苏沙婆婆带着狗寻找查宾时刚到美丽都的一幕，为了体现全城的特写，导演用不同速度移动镜头来体现所有的建筑，从不同的角度拍摄五座高楼，让观众看到美丽都的全景。 影片《魔女宅急便》中开头介绍魔女的家，以花草树木丛生为场景塑造影片的神秘感。 二、动画影片中场景色彩归纳 为了设计整部电影十分和谐，不同的剧情下要有不同的场景色彩。 在动画片中大多数镜头的场景是为衬托前景的角色服务的，场
景的色彩与角色的色彩相结合才能构成一个镜头画面色彩的整体。因此，应将场景的色彩始终视作画面色彩构成元素的一部分，而不能把它当作一幅风景画或独立的画面去表现，必须随时意识到角色的色彩的存在。对一部动画片总体色调的把握，是指从造型中每一角色的色彩设定至每一场景的色彩构成都要统一在整体的色调之中，例如；《疯狂约会美丽都》中童年那一幕是十分怀旧的，给人以温和、古典的感觉，所以片中用淡黄色，而且家里的每一个物品摆放的整整齐齐，体现了主人的性格。《疯狂约会美丽都》自行车比赛的一幕，为了体现画面的丰富感不单一，画面中不只是放入了自行车，还有拍摄汽车、摩托车、运货车等。另外，在山顶的时候，为了体现太阳照着，天气炎热，所以多用橙色来渲染。又例如由美国梦工厂制作的动画片《埃及王子》是以金黄色为主色调来表现这一发生在古埃及的故事，所有局部的色彩设定也都围绕或着刻意强化这――色调语言。当然，此片中的部分场景也有意使用了与主色调相对应的补色，如蓝色、紫色等，目的是使整部动画片的色彩产生节奏的变化，满足和丰富了视觉的需求，而不是机械地理解色调统一这一概念，应在统一中求变化，在变化中求统一。 三、陈设道具在动画影片中的作用 场景中的陈设，就是指场景中陈列摆设的物件。如：窗帘、壁挂。道具是指演员用的物件，例如著名喜剧演员卓别林的帽子和拐杖、指挥家手中的指挥棒、相声演员手中的折扇等。 陈设道具除了叙事需要，辅助表演外，还有许多特殊的作用，
三维动画场景的空间设计 导读：我根据大家的需要整理了一份关于《三维动画场景的空间设计》的内容，具体内容：在这个影视动画蓬勃发展的时代，影视动画是时代发展的产物，是集艺术、技术和文化创意于一身的艺术表现形式。那么，，你了解多少呢?以下是有我为大家整理的，希望能帮到你。三维动画场景空... 在这个影视动画蓬勃发展的时代，影视动画是时代发展的产物，是集艺术、技术和文化创意于一身的艺术表现形式。那么，，你了解多少呢?以下是有我为大家整理的，希望能帮到你。 三维动画场景空间设计的分类和构成 三维动画场景空间是立体开放的，是被创造和重新安排的蒙太奇空间。动画场景空间可以分为：真实的空间、想象的空间、实体的空间、虚拟的空间、内景空间和外景空间。在真实的世界中可以置身其中的场景结构被称之为真实空间，如房屋、居室等。想象空间是在场景结构中，虚假的、梦幻的，在现实世界中不存在的空间，如角色梦境中的场景、虚拟世界中的场景等。 三维影视动画场景空间的构成形式丰富，包含单体空间、多层次空间、横向排列空间、垂直组合空间、综合室组合空间。单体空间又称为单一空间，是一种相对简单的结构空间。在制作动画片中应该考虑到场景空间是具有时间的，在简单空间中制作者必须再进行加工设计。多层次空间是有长、宽、高和深度的空间，有利于摄像机的搭建和镜头的推、拉、摇、移，
使影片画面更加丰富。横向排列空间，是由若干个空间并排在一起，在线形上形成排列组合，通过摄影机的搭建，可以进行摇、移镜头的拍摄。利用多个多层空间的上下组合，制造纵向场景，摄像机可以拍摄出从上到下或从下到上的摇移镜头。把以上四类空间有序的放置于同一空间中便组成了综合式组合空间，它具有纵深性、横跨性、丰富性，使场景的调度在最大程度上得以实现。 三维动画场景空间设计的元素应用 动画场景的空间构成可以根据视觉效果来分为"强势场景空间"、"弱势场景空间"。在三维动画场景设计中，构图是其中各个环节制作时都必须要考虑的最为重要的元素，下面就不同的三维动画的构图方法进行简单分析。 分割式构图，在进行场景设计时，要确定一个视觉中心点，使画面达到视觉平衡。分割式构图又分为轴线构图、水平垂直分割构图、三角构图和对角线构图。轴线构图是在画面中心找到其中轴线，利用中轴线等分的构图方式，使画面形成对称美和均衡美。水平垂直分割构图即黄金分割构图，利用黄金分割的构图方法，可以使画面看起来更具艺术性、稳定性，从古至今，中外很多艺术作品都采用了黄金分割的构图方法。三角构图是以三个景物为画面的视觉中心，或者以三点成面的几何形来安排景物，它是一种具有稳定性、均衡性的构图方法。对角线构图，对角线是划分空间的一种常见方法，采用对角线构图可以更好地吸引观者目光，使之由四周到视觉中心聚拢。 创作中在构图的空间处理上，要注意抓住几何中心、巧用视觉趣味中心
三维动画毕业设计论文 摘要：本文从三维动画短片中的视觉效果出发，对动画短片中涉及的三维动画制作，后期特效制作方法进行了详细的阐述，并解析归纳了适用于短片动画的，相关三维动画及其后期处理的制作方法，总结出为达到该动画短片视觉效果可行的制作解决方案。结合该短片的特点，提出了为达到导演预期效果使用到的处理方法。 关键词：三维动画，后期合成，制作方法 3D Animation Short Subject THE NIGHT PARTY ABSTRACT：This text is from the 3D animation short subject THE NIGHT PARTY of the visual effect set out, expect the special effect creation's method to carry on to elaborate in detail towards involving in the animation short subject of 3D animation creation, behind, and analyzed to induce to be applicable to a short subject animation of, related and 3D animation and afterward expect the creation method for handle, tally up for attain that visual effect of the animation short subject viable creation https://www.doczj.com/doc/d03932400.html,bine the characteristics of that short subject, put forward for attain treatment that direct expectation effect's usage. KEY WORDS: 3D animation, expect to synthesize behind, create a method 1 《夜店惊魂》的视觉效果目标 1.1 影片视觉风格定位 这部三维动画短片《夜店惊魂》，作为毕业设计，我们给自己制定了较高的影片质量目标。为了能形成统一的，有性格的动画短片，我们在做一切动作之前先给影片做一个整体的风格定位。经过多种风格的实验选择，我们最终确定了这种诡异又天真，邪恶又可爱的整体定位。对美与丑的划分淡化，一切都是合理又和谐的，善与恶总是这样和谐的统一的，表面的善恶也只是一种形式。[1] 1.2 参考与借鉴动画大片 我们在确定影片风格的时候非常庆幸的也看到了西方也有一些类似
《三维动画场景设计》试题三（附参考答案） 【答案】C 【 分 数】1分 【 选 项】 A、单击渲染场景对话框，在弹岀的窗口中，单击Render Elements标签，选择指定渲染器，单击产品级
后面的 按钮，在打开的选择渲染器窗口中单击 mental ray 渲染器 B、单击渲染场景对话框，在弹岀的窗口中，单击渲染器标签，选择指定渲染器，单击产品级后面的 按钮，在打开的选择渲染器窗口中单击mental ray 渲染器 C、单击渲染场景对话框，在弹岀的窗口中，单击公用标签，选择指定渲染器，单击产品级后面的二J：按 钮，在打开的选择渲染器窗口中单击mental ray 渲染器 D、单击渲染场景对话框，在弹岀的窗口中，单击高级照明标签，选择指定渲染器，单击产品级后面的 按钮，在打开的选择渲染器窗口中单击mental ray 渲染器 ［3］、对物体运动的控制是3ds Max彳艮有用的工具。如下图1所示，我们希望控制相机的运动，已经建立好相 机、螺旋线和茶壶，如果希望相机沿着螺旋线运动，而且目标盯住茶壶进行动画，相关操作描述正确的是（）。 图 1 图2 ［答案】D 【分数】1分 【选项】 A、在运动工具栏中为相机的位置增加一个【位置约 束】 工具按下【添加路径】按钮单击茶壶，按下【拾取目标】按钮，单击螺旋线 B、在运动工具栏中为相机的位置增加一个 【位置约 束】 工具按下 【拾取目 标】 按钮单击茶壶，按下 ［ 添加路径】按钮，单击螺旋线 C、在运动工具栏中为相机的位置增加一个 【路径约 束】 工具按下 【添加路 径】 按钮单击茶壶，按下 ［ 拾取目标】按钮，单击螺旋线 D、在运动工具栏中为相机的位置增加一个【路径约束】工具，按下【拾取目标】按钮单击茶壶，按下【添 U2S1 件认+匹XT： |丄需利
从平面到立体——三维图像获取技术及其应用 视觉与图像系统事业部金刚 1.二维图像与三维图像 我们生活在一个三维的立体世界中，而目前广泛应用、为人们熟知的“图像”实际是真实的三维世界在二维平面上的映射，这其中包含了大量的信息损失。随着现代计算机技术的飞速发展，计算机图形图象处理、辅助设计、多媒体技术越来越广泛深入地应用于工业、国防、医学、影视业、广告等各个领域，对“三维图像”的需求越来越大，人们经常需要能迅速地获得物体表面的立体信息和色彩信息，将其转变成计算机能直接处理的数据。工业界要求能快速地测量物体表面的三维坐标；影视界需要将演员道具等的立体色彩模型输入计算机，才能进行三维动画特技处理；游戏娱乐业需要在虚拟场景中放置逼真的三维彩色模型；整形外科专家需要知道人体骨骼、肢体的尺寸，以便于手术；科研工作者需要快速获得大量的三维数据，用于三维彩色图象信息处理、三维物体识别的研究……这些需求，都需要我们将传统的二维图像技术拓展到三维图像获取与处理。 三维图像，又被称为立体图像、深度图像、三维数字化模型，它与传统的平面图像有很大的区别。传统的平面图像可以看作是二维空间中的亮度分布，它是由真实三维世界在二维图像平面上投影而得到的。而三维图像，则包含了真实对象表面三维坐标和灰度（色彩）的完整信息，从中可以得到物体表面每个采样点的三维空间坐标。 图1 平面图像 图2 三维图像 2.常用的三维图像获取技术 获取真实对象的三维图像关键在于获取物体表面采样点的立体坐标，尤其是深度数据，相对于传统的镜头＋相机装置，需要一些特殊的技术。实现这类功能的设备，有三维扫描仪（3D Scanner）、三维数字化仪（3D Digitizer）、深度传感器（Range Sensor）、自动抄数机、三维测量仪等多种名称。 三维图像获取技术多种多样，从应用目的来说，有单点三维坐标测量（测距）、面形测量（点云－3D 数字模型－CAD模型）、外表面完全测量（点云－3D 数字模型－CAD模型）、内部结构测
基于Simpleware的图像处理及三维建模解决方案
一、概述 近年来随着3D影像技术的发展，基于图像数据的逆向建模方式，在各行各业应用得越来越广泛，尤其在医疗与工业领域，计算机数字模型研究方式已逐渐取代了传统的实物实验研究。在此背景下，图像处理就成为了逆向建模的关键环节，图像处理技术很大程度上决定了建模的最终效果。 二、当前图像处理的技术需求 目前基于图像的三维建模技术只能简单地体现处实物的形状，并不能完整地展现出实物的内部结构。而要获得物体内部结构数据，只能通过传统的物理实验方法获得。 行业需求： 研究真实的拓扑和内部结构 模拟真实情况，不仅仅是简化、理想化版本 三、图像处理及三维建模全球高端解决方Simpleware 基于上述图像处理的技术问题，如今中仿Simpleware软件已可以完全解决，它致力于为CAD、CAE以及3D打印领域提供世界领先的三维图像处理、分析以及建模和服务，已在世界范围内被业界广泛采用。2011年5月中仿科技应邀参加西安电子科大举办的中德先进图象处理技术研讨会，会议期间中仿科技公司为参会代表展示了中仿Simpleware软件的图像处理功能的优势与特点，并解答了参会代表提出的技术问题，得到了与会人员一致的认可。 Simpleware软件帮助您全面处理3D图像数据（MRI，CT，显微CT，FIB-SEM……），并导出适用于CAD、CAE、以及3D印刷的模型。使用图像处理模块（ScanIP）对数据进行可视化，分析，量化和处理，并输出模型或网格。 图3.1各种扫描设备
（一）软件图像处理模块（ScanIP）简介 ScanIP可以处理各种格式的二维和三维图像，如BMP、GIF、JPEG、PCX、PNG、XPM 等诸多图像格式。为用户提供了宽泛的选择。 ScanIP为3D图像数据的图像可视化、测量和处理工具提供了宽泛的选择。处理后的图像可导出为STL或点云文件，应用于CAD分析、求解、和3D打印领域。 ScanIP为3D图像数据（MIR，CT，micro-CT，FIB-SEM…）的综合处理提供了软件环境。软件为用户提供了功能强大的数据可视化、分析、分割、以及量化工具。 ScanIP易于学习和使用，内置视频录制功能，并能基于处理后的数据导出可用于CAD或3D打印的曲面模型/网格。附加模块可用于通过扫描数据导出CAE网格、整合图像数据、建模、导出NURBS曲面、计算有效材料属性的功能。 主要特征： 1、立体渲染 自动可视化背景数据 CPU 和GPU 能力 丰富的可选择预置值 创建独创的高品质图像quality images