三维设计软件

　　三维设计是新一代数字化、虚拟化、智能化设计平台的基础。它是建立在平面和二维设计的基础上，让设计目标更立体化，更形象化的一种新兴设计方法。^[1]

　　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。

　　应用领域主要有：建筑领域、规划领域、园林领域、产品演示、模拟动画、片头动画、广告动画、影视动画、角色动画、虚拟现实等。

　　所有的三维视图，三维动画都是通过专业的三维设计软件制作的。不同的三维设计软件的主要侧重功能不一样，正确的了解每个软件的特性有助于帮助你更好的学习从事三维设计软件，四维梦工场专业三维设计团队总结各种软件特性做出分析如下：

3DS MAX的品牌图　　3ds max是当前世界上销售量最大的三维建模，动画及渲染解决方案。他将广泛应用于视觉效果，角色动画及下一代的游戏。至今3dsmax获得过65多个业界奖项，而3dsmax将继承以往的成功并加入应用于角色动画的新的IK体系，为下一代游戏设计的交互图形界面，业界应用最广的建模平台并集成了新的subdivision表面和多边形几何模型，集成了新的ActiveShade及Rend er Elements功能的渲染能力。同时3dsmax提供了与高级渲染器的连接比如mental ray和Renderman，来产生特殊的渲染能力如全景照亮，聚焦及分布式渲染。

　　创造丰富、复杂的可视化设计，为畅销游戏生成逼真的角色，把3D特效带到大屏幕。Autodesk? 3ds Max? 2008 3D建模、动画和渲染软件通过简化处理复杂场景的过程，可以帮助设计可视化专业人员、游戏开发人员以及视觉特效艺术家最大化他们的生产力。

Maya的品牌图　　Maya是美国Alias|Wavefront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。

　　3D经常被应用于美术设计、多媒体制作以及在三维动画的合成方面，Extreme3D设计的符合人性化的界面操作环境，使我们操作与使用浅显易懂极易上手。Extreme3D还具有一套完整的3D动画制作环境，从最初的三维模型的建立到动画的控制与调整再到最后的场景着色这一系列的操作步骤可以一气呵成。

　　应用方面通常是和我们的多媒体操作软件FreeHand、Director以及Authorware结合使用，最大的特点就是可以在Windows和Macintosh操作系统间跨平台使用。

　　由Metacreations公司开发的Poser软件，是一款人物模型与动画设计的三维软件，最初通常被应用到服装设计领域，作为服装设计师利用电脑参与设计的辅助工具。随着科技要求的不断提高，现在也被应用到其他的一些三维领域内。

　　和Poser一样，同为Metacreations公司旗下产品。Bryce操作软件拥有非常强大的三维场景制作功能，无论专业设计人员或者业余爱好者都可以轻松掌握与操作，Bryce允许我们将库文件中的自然环境如：天空、海洋、山脉以及建筑等等自然环境中有的东西直接导入三维模型组中制作生成动画，并且我们可以对其进行细微的编辑调整。

　　Softimage XSI 是动画制作的顶级软件，和同类比起来最大的优点是输出质量好，原因是它集成了metalray渲染器，后来发展到增加了非线功能的XSI，更是hollywood的利器。

　　Rhino是是美国Robert McNeel &Assoc.开发的PC上强大的专业3D造型软件，它可以广泛地应用于三维动画制作、工业制造、科学研究以及机械设计等领域。其设计团队是原ALIASDesign Studio设计程序师，其Beta测试版即推出以来，历经一年半的测试，是有历以来态度最严谨的网上测试。它能轻易整合3DS MAX与Softimage的模型功能部分，对要求精细、弹性与复杂的3DNURBS模型，有点石成金的效能。能输出obj、DXF、IGES、STL、3dm等不同格式，并适用于几乎所有3D软件，尤其对增加整个3D工作团队的模型生产力有明显效果，故使用3DMAX、AutoCAD、MAYA、Softimage、Houdini、Lightwave等3D设计人员不可不学习使用。

LightWave的品牌图　　由美国NewTek公司开发的LightWave3D是一款高性价比的三维动画制作软件,它的功能非常强大,是业界为数不多的几款重量级三维动画软件之一。LightWave3D从有趣的AMIGA开始,发展到今天的8.5版本,已经成为一款功能非常强大的三维动画软件,支持 WINDOWS 98 / NT / 2000/ Me，MAC OS9/Xp。被广泛应用在电影、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、《REDPLANET》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。

Xara3D的品牌展示图　　一个简单的3D程序，你甚至不需要学习，就可以创作出用于你的网页的高品质的3D文字标题，所有的图片全都具有光滑平整的专业品质，它也可以创建高品质的动画GIF和AVI。^[2]

三维设计软件　　三维动画制作是一件艺术和技术紧密结合的工作。在制作过程中，一方面要在技术上充分实现广告创意的要求，另一方面，还要在画面色调、构图、明暗、镜头设计组接、节奏把握等方面进行艺术的再创造。与平面设计相比，三维动画多了时间和空间的概念，它需要借鉴平面设计的一些法则，但更多是要按影视艺术的规律来进行创作。

　　MAEC是三维动画设计的学习过程总结出一套课程体系。 MAEC代表是制作过程中的四个重要应用方面，M代表Modeling（建模），A代表Animation（动画），E代表Effects（特效），C代Compositing（后期合成）。MAEC全科课程针对基础较差的学员，对MAEC中的B模块（basic）进行了一定的加强，学习过程中会涉及到MAEC的四个专业模块，在学习的过程中对学员的兴趣以及就业方向再来进行引导。

       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内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，要求内容健康、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，表达的内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、人物台词及动作等内容。

　　造型设计，包括人物造型、动物造型、器物造型等设计，设计内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。造型可适当夸张、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。

       根据前期设计，在计算机中通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内建的)、光线跟踪方式(Ray－tracing)以及辐射度渲染方式(Radiosity如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Pixal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。

       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。

　　三维动画的制作是以多媒体计算机为工具，综合文学、美工美学、动力学、电影艺术等多学科的产物。实际操作中要求多人合作，大胆创新、不断完善，紧密结合社会现实，反映人们的需求，倡导正义与和谐。