三维建筑动画的相关教案.docx
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三维建筑动画的相关教案
三维建筑动画的相关教案
第一课
◆动画的观点与情理，几种常见的动画播放速度（FrameRate）,思空见贯的动画产软件（maya,3dsmax,director,flash）的共性以及合用范围。
◆3dsmax动画：
枢纽帧动画，神采动画，脚色动画，能源学动画，粒子系统等
◆症结帧动画：
调整年华线上的岁月显示门径与局限
自动记实枢纽帧（Autokey）：
物体参数的篡改与变换操纵都能踊跃的纪录。
变换利用踊跃记实的环节帧的色彩是差异的：
move：
血色,rotate：
绿色,
scale：
蓝色
手动记录关键帧（Setkey）：
当篡改物体的参数大要状态时需要按setkey按纽,关头帧过滤，环节帧的非销毁性工夫斡旋
关键帧的编辑：
创设，移动，复制，删除。
☆实例1：
制作一个敲鼓的动画
示意：
主要应用了记实枢纽帧，挪动症结帧与复制环节帧
◆图解视图（TrackView）：
1：
曲线编纂器（CurveEditor）：
体味曲线编辑器的构造
要害点的编辑办法：
挪动，滑动，缩放，删除，增长，手绘，削减枢纽点。
休养曲线的形态：
匀速，加快，减速，步进。
增进无色轨迹
加强曲线与缓解曲线
越界曲线的劝化与类型以及在越界曲线上创立关键点
交互式更新和对齐到触
2：
照像表（DopeSheet）
摄影表的结构
照相表与曲线编辑器的判袂
照相表的编辑形式：
光阴，规模，环节点
在拍照表中年华的编辑形式：
添加，删除，插入，反转。
☆实例2：
产闪电成绩
提示：
配景运用夹杂贴图，记实mixamount参数变化的环节帧
纪录灯光强度参数更动的关键帧
在曲线编纂器中将某些点的曲线设置装备摆设为步进曲线
第二课
◆动画控制器的作用：
用于控制物体的变化和运动的工具，当我们创建一个物体后变换项目上已经有了默认的动画控制器，参数上是没有指定动画控制器的。
◆替换和指定控制器有三种方法：
1：
在曲线编辑器中指定或替换
2：
在动画面板中指定或替换，但只作用于变换项目上的控制器
3：
在Animation中进行追加
◆常用的动画控制器类型：
1：
Bezier控制器：
控制器是在程序中应用最广泛的控制器。
Bezier控制器在使用可调整样条曲线的关键点间插补。
它是大部分参数的默认控制器。
Bezier控制器是唯一一个支持下列操作的控制器：
拖动切线控制柄
为从一个关键点到下一个关键点的突变设置阶跃切线
恒定速度控制
2：
TCB控制器：
“TCB控制器”能产生曲线型动画，这与Beizer控制器
常类似。
但是，TCB控制器不能使用切线类型或可调整的切线控制柄。
它们可以使用字段调整动画的“张力”、“连续性”和“偏移”。
3：
WaveformFloat（“波形”控制器）：
是浮动的控制器，提供规则和周期波形。
最初创建的用来控制闪烁的灯光，可以在任何浮点值上使用。
主要参数有周期和频率两个。
4：
Spring（弹簧控制器）：
“弹簧”控制器可以对任意点或对象位置，添加次级动力效果。
最终结果是次级质量/弹簧动力学类似于“柔体”。
使用此约束可以给通常静态的动画添加逼真感。
5：
List（列表控制器）：
列表控制器将多个控制器合成为一个单独的效果。
这是一个复合控制器，带有用于管理顺序的计算内部控制器的工具。
控制器按从上到下的顺序计算。
另外，每个列表中的控制器都有权重设置确定它的相关影响。
6：
Noise（噪波控制器）：
噪波控制器会在一系列帧上产生随机的、基于分形的动画。
噪波控制器可设置参数；它们作用于一系列帧上但不使用关键点。
当在“运动”面板或“轨迹视图”中指定一个噪波控制器，它最初应用于当前时间段的所有帧。
可以通过在“轨迹视图”中拖动噪波范围栏来改变帧的范围。
☆实例1：
制作乒乓球的运动效果
提示：
将position项目上的控制器修改为列表控制器，然后追加一个噪波控制器，再在不同时间范围内修改两个控制器的权重值。
第三课
◆动画约束：
动画约束用于帮助动画过程自动化。
它们可用于通过与其他对象的绑定关系，控制对象的位置、旋转或缩放。
约束需要一个对象及至少一个目标对象。
目标对受约束的对象施加了特定的限制。
例如，如果要迅速设置飞机沿着预定跑道起飞的动画，应该使用路径约束来限制飞机向样条线路径的运动。
与其目标的约束绑定关系可以在一段时间内启用或禁用动画。
◆约束的常用法如下：
将对象的位置或旋转链接到一个或多个对象
在两个或多个对象之间保持对象的位置
沿着一个路径或在多条路径之间约束对象
沿着一个曲面约束对象
使对象指向另一个对象的轴点
控制角色眼睛的“注视”方向
保持对象与另一个对象的相对方向
◆MAX中七种约束类型（Animation/Constraints/………）：
1：
附着约束（AttachmentConstraint）：
将对象的位置附着到另一个对象的面上
2:
曲面约束（SurfaceConstraint）:
将沿着另一个对象的曲面限制对象的位置
3:
路径约束（PathConstraint）:
将沿着路径约束对象移动
4:
位置约束（PositionConstraint）：
可使受约束的对象跟随另一个对象的位置
5:
链接约束（LinkConstrain）：
将一个对象中的受约束对象链接到另一个对象
6:
注视约束（LookatConstraint）：
约束对象的方向，以使其始终注视另一个对象
7:
方向约束（OrientationConstraint）：
可使受约束的对象旋转跟随另一个对象的旋转
☆实例1：
制作飘落的树叶。
提示：
利用路径约束，将树叶约束在line上运动，然后在rotation项目上追加noise控制器。
☆实例2：
制作卡通熊再眨眼睛：
提示：
先使用链接将眼睛模型链接到虚拟体上，然后使用注视约束通过调整虚拟体的位置来是眼睛模型旋转。
第四课
▲参考物体合成（File/XrefObjects）：
在场景中以简单的模型代替复杂的模型，从而可以达到快速操作和刷新的作用，然而在渲染出图的时候以复杂的模型显示。
▲参考场景合成（File/XrefSence）：
当制作好一个场景后我们不需要再修改但是该场景可以通过参考场景的方式实现，与冻结（Freezen）不同，我们可以把参考的场景绑定（bind）到一个物体上，我们可以修改绑定物体以达到修改参考场景。
☆实例1：
制作一个甲克虫模型在一个冰箱内行走的的例子。
提示：
利用参考场景合成很方便，再利用绑定调节场景。
▲层次链接：
将一个物体（A）通过link工具链接到另一个物体（B）上，则物体A成为物体B的子物体，物体B成为物体A的父物体，父物体的变换会影响到子物体，但在Don’tAffectChildren的模式下面会改变父物体是不会影响其子物体的，但子物体的改变始终不会影响其父物体。
链接的方法：
1：
在场景中通过link工具。
2：
在图解视图（SchematicView）中使用connct工具。
断开链接的方法：
1：
使用主工具栏上的unlink工具。
2：
在图解视图（SchematicView）中使用unlinkselect工具.。
查看层次链接的方法：
1：
在selectbyname中沟选sub_tree复选框。
2：
在图解视图（SchematicView）中可以直接查看
▲运动学：
运动学分正向运动学和反向运动学两种；使用正向运动学（FK），可以操纵层次顶部来设置整个链的动画。
使用反向运动学（IK），可以操纵层次底部的对象来设置整个链的动画。
▲骨骼（bone）:
骨骼是一组带层级链接关系的物体，在渲染时不可见，创建骨的方法有两种：
一是在system面板中的bone按纽，二是在character菜单下面的bonetools选项下面有一个createbone按纽。
☆实例1：
制作一个人体骨骼模型。
提示：
骨骼有头部，颈步，躯干步，前臂，上臂，手掌，手指，胯部，大腿，小腿，脚掌，脚趾部骨骼，然后设置胯部为根部骨骼，其他的根据实际情况做一个正确的链接。
第五课
▲腿部骨骼IK链的设置：
1：
创建5段骨骼，分别为大腿，小腿，脚踝部，脚掌部和脚尖部。
2：
在大腿和脚踝部骨骼之间创建历史独立型求解（Animation/IKSlover/HIslover）。
3：
在脚踝部和脚掌部骨骼之间创建历史独立型求解（Animation/IKSlover/HIslover）。
3：
在脚掌部和脚尖部骨骼之间创建历史独立型求解（Animation/IKSlover/HIslover）。
可以通过IK链的移动来控制腿部骨骼的运动，但上IK链只能移动不能旋
因此如果要控制颠脚尖和脚后跟抬起等一类型动画的时候就需要借助辅助物
体来实现，把Ik链链接到辅助物体体上面。
▲我们要控制上面一步创建的辅助物体可以通过滑块操纵器（SliderManipulator）来实现和参数关联（wireparameters）的方式来实现，滑块操纵器（SliderManipulator）可以通过“创建”面板>“辅助对象”>“操纵器”>“对象类型”卷展栏>“滑块”按钮来创建，创建完成以后单击右键/wireparameters使
滑块操纵器（SliderManipulator）与辅助物体建立联系，进行正确的设置后就可以通过滑块操纵器（SliderManipulator）控制辅助物体的变换，其实使用参数关联实际上是修改物体的动画控制器。
▲我们也可以通过给虚拟体添加一个参数（Animation/ParametersEditor），通过虚拟体的参
控制辅助物体的旋转，具体做法如下，把辅助物体某一轴向上的旋转项目上的动画控制器改为驱动控制器（Reactor）,然后选择主控制器为虚拟体的自定义参数，这样虚拟体的自定义参数就能控制辅助物体的旋转从而达到旋转IK链的目的。
我们给虚拟体增加的参数有两种类型，数值型和滑竿型，一般的情况下我们都选择滑竿型，注意参数数值的范围，默认值。
☆实例：
通过参数关联和驱动控制器来实现握拳动作。
提示：
大拇指的弯曲方向不与其他四根手指不一样，所以我们在改变大拇指的控制器时是修改旋转项目上的控制器，其余的四根手指的旋转只固定于某一个轴向上；由于手指具有多个关节，所以我们要考虑到“连动”，也就是一个手指的上面一段的旋转会带动下面一段的旋转
▲使用样条线IK解算器设置动画。
“样条线IK解算器”使用样条线来确定骨骼或其他链接对象序列的曲率。
“动画”菜单>“IK解算器”>“样条线IK解算器”
“创建”面板>“系统”>“骨骼”>从“IK解算器”列表中选择“SplineIKSolver”。
第六课
▲动画修改命令（Modify/Animation/……..）：
1:
Skin:
此修改工具是一个骨骼变形工具，可利用它来制作骨骼的皮肤。
在不使用此修改工具的情况下，骨骼的关节处将会产生尖锐的折角，通过对骨骼应用该工具，则能产生光滑的表皮效果。
它允许用户利用一个对象（包括骨骼、样条或其他对象）来变形另一个对象，而被变形的对象也可以是网格、面片或NURBS对象。
该编辑修改器通常用于制作角色动画，一旦设置正确，就可以设置动画骨骼，而不用考虑对象的变形。
还可以使用三个新的变形器来基于骨骼的角度改变网格对象的形状。
当应用给指定的骨骼后，每个骨骼将都会有一个胶囊状的Envelope（封套），它定义了该骨骼的影响区域，且位于封套内的顶点将随骨骼一起移动.
2:
Morpher:
使用此修改工具，可以将网格对象、面片对象、曲面对象和曲线等各种形状进行多种不同的变形，并且可将每种变形加入到一通道中，以在此通道中进行动画设置。
提供了100个变形目标通道，可以将这100个变形目标通道中的几个甚至全部混合起来，形成更奇特的造型
3:
Flex用来模拟柔性体动力学。
使用此编辑修改器，可以给对象增加一个弹簧运动。
此修改工具可作用于网格对象、面片对象、曲面对象、平面对象和自由变形等等。
应用它后，当对象移动的时候，编辑修改器将使节点滞后。
通常与诸如Gravity、Wind和Pbomb等空间变形结合起来使用以产生真实的表面运动
4:
Melt:
用来模拟现实生活中的融化效果，可以把它应用到面片对象、NURBS对象或是由修改器堆栈中其下方修改器所上传的子对象选择集上。
在此修改器中，还可以选择各种融化选项，其中包括边下垂、融化时散布或把坚硬的塑料表面融化成果冻状
5:
LinkedXform:
使用此修改工具，可以将对象或对象的一部分（次对象选择集）与另一个对象链接起来，在运动过程中保持相对位置恒定。
如果变换目标对象的位置或方向，也将会带动被链接的对象（或部分），此修改工具常用于动画的制作。
6:
PatchDeform:
是一种类似于网格对象的造型对象。
使用此修改工具可控制对象沿着面片的表面产生变形
7:
PathDeform:
此修改工具用来控制对象沿路径曲线变形。
这是一个非常有用的动画工具，对象在指定的路径上不仅沿路径移动，同时还会发生形变，常用这个功能表现文字在空间滑行的动画效果.
8:
SurfDeform:
类似于patchdeform,不同的是该命令是将物体沿着nurbs表面进行变形。
☆实例1：
制作一个石象的喜怒哀乐的表情。
提示：
使用morpher命令即可，加入四个变形目标，所要注意的是设定不同表情所在的时间。
☆实例2：
制作闪耀发光的文字生成的效果。
第七课
▲综合实例：
制作一个厨师跳舞的动作，该例子已经做好了模型，骨骼，蒙皮，并且为骨骼创建了IK链，而且还将IK链链接到了虚拟体上面，我们所要做的就是移动这些虚拟体来制作舞蹈动作，并且制作二级动画，然后创建角色。
▲创建角色：
character/createcharacter,该命令用来创建角色集合，同时可利用修改面板上出.现的角色集合工具进行角色修改,通过insertanimaton保存角色的姿势和动作，以便将来进行角色动作的合并，角色动作文件的扩展名为anm。
▲合并动作：
file/mergeanimation,合并动画命令通过替代动画控制器从文件中把动画轨迹合并到当前场景中来。
可以把动画轨迹合并到一个选择的对象、组或层次，但是要替代的轨迹必须是相同层次的部分。
而且，目标对象和源对象的动画轨迹必须是相同类型，当动画轨迹不匹配时，将忽略合并。
▲销毁角色：
character/destroycharacter,该命令用来删除角色集合节点，销毁角色。
如果角色集合被锁定，则删除整个集合；如果角色集合未被锁定，则集合的成员及其动画设置都不受影响。
只有当选中一个角色集合节点时，该选项可用。
▲上锁/解锁角色：
character/lock/unlockcharacter,上锁命令用来为角色集合上锁，以防止为角色设置动画。
反之，解锁命令即为角色集合解锁，以便为其设置动画。
只有当选中一个角色集合节点时，此选项可用。
▲保存角色：
character/savecharacter,该命令用来在当前位置保存角色集合，其中包含角色集合节点，集合中的所有成员及其动画设置。
其主要用途是保存一个角色集合并把它插入到另一场景中去。
▲设置蒙皮姿势，character/setskinpose,用来为当前的骨骼结构形态设置皮肤形态。
皮肤修改器的封套和顶点权重将自动根据新的皮肤形态重计算
▲AssumeSkinPose：
用来为当前的骨骼结构形态设置皮肤形态。
皮肤修改器的封套和顶点权重将自动根据新的皮肤形态重计算。
▲SkinPoseMode：
用来修改皮肤形态。
当该按钮打开时，对骨骼结构的修改仅影响皮肤形态而不影响动画效果。
当其关闭时，骨骼结构返回到当前帧的形态。
第八课
CharacterStudio是max的一个插件，包括三个系统：
biped，physique和群集动画三个部分。
▲Biped
创建两足动物:
可以在移动光标的时候交互地定义两足动物的高度,在两足动物创建期间，可以更改任何用来定义两足动物基本结构的默认设置;如果打开了“最新的.fig文件”，所制作的两足动物就会使用最后加载的FIG（体形）文件中存储的参数。
手动创建足迹:
可以用足迹创建卷展栏中的“创建足迹（在当前帧）”在当前帧开始创建足迹。
从第一个足迹开始，任何后来添加的足迹都会在时间上进行扩展。
如果试图在同一时间上创建足迹，而且在同侧已经存在了足迹，就会出现警告，不能创建该足迹。
也可以用足迹创建卷展栏中的“创建足迹（附加）”将足迹附加到现有足迹的末尾。
然后两足动物就根据选定的步态和现有的足迹来计算应当创建第一个足迹的帧。
如果没有现有的足迹，此选项就不能使用。
自动创建足迹:
1.选中两足动物的任何部位。
2.在“运动”面板>“两足动物”卷展栏上，单击“足迹模式”。
在足迹模式下，可以创建、激活或编辑足迹。
3.在“足迹创建”卷展栏中，选择足迹要使用的步态：
行走、奔跑或跳跃。
选定的步态决定了自动放置脚步的计时模式。
4.在“足迹创建”卷展栏中，单击“创建多个足迹”。
创建多个足迹对话框就会显示。
此对话框决定了足迹序列的各方面选项，诸如每个足迹会放置在离前一个足迹多远的地方。
5.设置多个足迹参数，然后单击“确定”。
这样就在场景中放置了足迹图标。
要使两足动物顺着足迹移动，必须创建足迹的关键点。
6.在“足迹操作”卷展栏中单击“创建非活动足迹的关键点”。
这样就为足迹创建了关键点。
7.单击“播放动画”即可观看动画。
▲使用motionflow（运动流）调整和编辑动作。
▲使用workbench（工作台）调节动作。
☆实例1：
调节一个人物从行走到奔跑的动画。
提示：
先使用自动步迹工具生成两段动画，行走，奔跑；然后使用motionflow联合起来，然后再使用cs自带的工具调整动作。
第九课
▲physique:
使用Physique修改器可将蒙皮附加到骨骼结构上，比如两足动物。
蒙皮是一个3dsmax对象：
它可以是任何可变形的、基于顶点的对象，如网格、面片或图形。
当以附加蒙皮制作骨骼动画时，Physique使蒙皮变形，以与骨骼移动相匹配，它有以下几个地方需要注意。
1：
Envelope（封套）：
封套是“体格”用于控制蒙皮变形的主要工具。
封套定义了层次中单个链接的影响区域，并可以在相邻的链接间设置重叠。
落在封套重叠区域内的顶点有利于在关节交叉部分产生平滑的弯曲。
每个封套由一对内部和外部边界组成，每个边界有四个横截面。
2：
Weight（混合权重）：
通常，更正蒙皮在两足动物移动时的行为方式时，需要使用封套。
但是，通过手动指定顶点属性，可以覆盖封套。
例如，可以消除选定顶点中不合适链接产生的影响。
另外，还可以使用输入权重更改单个顶点链接之间的权重分布。
3：
Bulge（凸出）：
凸出可以更改蒙皮的截面，以模拟凸出的肌肉。
4：
Tendons（腱）：
腱将链接绑定到一起，扩展了腱所在的位置上一个链接移动到另一个链接的效果。
其效果与腱在身体中的作用效果相似。
☆:
实例：
制作一个跳跃的木偶。
提示：
首先创建biped骨架系统，然后利用自动步迹生成一段动画，然后再利用ratate工具旋转biped骨架，最后保存bip格式的动作文件，reset场景后重新常见biped骨架然后与木偶模型匹配，利用physique做好封套，然后调入先前保存的bip文件即可。
▲群集动画：
是模拟现实的群组行为。
通过制作代理（作为代表的辅助对象），群组模拟仿效现实的环境。
为代理提供总体行为指导原则，并由群组模拟计算它们的运动。
通过指定代理的行为设置这些行为的指导原则。
行为指定了活动的特殊类型，例如向场景中的对象移动、避开障碍、沿着路径或曲面运动等等。
可以合并多个行为，从而自动创建一个丰富而复杂的群组模拟。
然后，可将对象链接至代理，以完成动画。
群组模拟可被用来制作两足动物的动画效果，或者推动在链接到代理的对象上使用网格动画。
此外,可以使用认知控制器引导代理如何在变化的环境中如何执行各种行为。
▲CAT（多足动物骨架系统）是max骨骼的又一功能强大的骨骼插件，它提供了
骨骼模型（fig）和动作文件（cmp）,更为优秀的是我们这些骨骼文件和动作文件是完全开放的，我们可以上传自己做好的骨骼和动作，也可以从网络上获取免费的fig和cmp文件。
第十课
▲粒子系统：
粒子系统主要是在使用程序方法为大量的小型对象设置动画时使用粒子系统，例如，创建暴风雪、水流或爆炸。
3dsmax提供了两种不同类型的粒子系统：
事件驱动和非事件驱动。
▲ 3dsmax提供六个内置的、非事件驱动的粒子系统：
Spray（喷射粒子系统）
Snow（雪粒子系统）
SuperSpray（超级喷射粒子系统）
Blizzer（暴风雪粒子系统）
PAray（粒子阵列粒子系统）
PClude（粒子云粒子系统）
▲粒子系统的主要参数：
Speed（速度）：
设置粒子产生时的初始速度，亦即粒子在每一帧中所移动的距离。
Variation（变化）：
用来为每一个粒子的发射速度指定一个百分比变化量。
Tumble（翻滚）：
设置粒子旋转的随机值。
TumbleRate（翻滚速度）：
设置粒子旋转的速度，值越大旋转得越快
EmitStart（发射开始时间）：
设置粒子开始出现在场景中的那一时间帧。
EmitStop（发射结束时间）：
设置粒子停止发射的那一时间帧。
DisplayUntil（显示终点）：
设置到多少时间帧时，粒子将不再显示在视图中，这不会影响粒子的实际效果。
Life（寿命）：
设置每个粒子从产生到消亡所经历的时间。
Variation（变化）：
设置每个粒子寿命的变化值。
SubframeSampling（次帧采样）：
提供下面三个选项，用于避免粒子在普通帧计数条件下产生肿块，先进的次帧采样功能提供更高的分辨率。
Size（大小）：
确定粒子的尺寸大小。
Variation（变化）：
设置每个粒子的尺寸大小在其标准值附近的变化百分比。
可用来表现大小不一的粒子混合的现实效果。
GrowFor（增长耗时）：
设置粒子从极小的尺寸增长到正常尺寸所经历的时间间隔。
可用来表现气泡慢慢浮上水面的自然效果。
FadeFor（衰减耗时）：
设置粒子从正常尺寸萎缩到其1/10大小所经历的时间间隔。
可用来表现火花衰退成灰烬的自然效果。
New（新建）：
系统随机产生一个新的种子数。
Seed（种子数）：
使用数值框让用户来指定一个种子数。
Tension（张力）：
用来控制粒子的紧密程度。
其值越低，粒子越小，越容易融合；值越高，则粒子越大越坚硬，且不易融合。
Variation（变化）：
设置张力变化的百分比。
EvaluationCoarseness（粗糙值）：
粗糙值是控制每个粒子的细腻程度，系统默认
AutomaticCoarseness（自动粗糙）处理，以加快显示速度。
SpinTime（旋转时间）：
设置一个粒子旋转一周所需要的时间。
其值越高，粒子自旋越慢；当值为0时，粒子不发生自旋。
Variation（变化）：
设置旋转时间变化的百分比。
Phase（相位）：
设置粒子旋转时的初始角度。
此功能对碎片粒子不起作用，因为碎片粒子旋转的初始角度总是0°。
Variation（变化）：
设置相位变化的百分比。
Random（随机）：
随机地为每个粒子指定旋转轴向
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