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今天这篇文章就为大家介绍一下三维动画各个阶段的制作步骤。生产过程是将一个想法变成成品的一系列过程。就3D制作流程而言，通常分为九个阶段:前期制作、模型、UV贴图、纹理与着色、绑定、动画、灯光、渲染与合成等。每个阶段的具体流程会因项目和工作室而异。

生产前

前期制作基本上是一个想法经过探索、角色设计和发现的阶段。在这个阶段，创意和概念会得到丰富，产品、风格、原型、故事、环境、审美都可以建立起来。

早期创造性生产

前期制作包括故事、剧本、故事板、动态分镜和角色设计。没有完整的前期制作，任何3D动画的制作过程(甚至其他项目的制作过程)都不可能成功。

分镜制作

简而言之，在创作一部动画之前，团队必须知道要创作什么。动画师的设想越详细，就越容易变成现实。有一个可靠的计划意味着每个参与者都确切地知道他们必须做什么，并且会准备去做，从而使制作阶段和后期制作阶段更加高效。

更重要的是，一个详细的愿景甚至可以让后期的即兴创作变得更加容易。有了完善而丰富的计划，就会有更多的创作素材可供即兴创作，也更容易知道如何融入项目。

型号

这些模型可以使用不同的3D软件创建，如Maya或3D Studio Max C4D。无论选择哪种工具，都有一些3D建模的通用元素，包括点、边、多边形和NURBS。

模型

下面列出了四种常见的3D建模方法。

多边形建模:多边形模型表示3D 空中用线段连接起来形成多边形网格的点。多边形文件是平面的，这意味着它们由一系列平面表示。因此，只能通过定义分辨率的曲面细分来近似曲线。多边形很方便，因为它们是轻量级的，可以快速渲染和可视化。

多边形建模

曲线建模:另一种依赖曲线生成表面几何图形的建模。曲线建模可以是参数化的(基于几何和函数关系)或自由形式的，NURBS(非均匀有理B样条)用于描述表面形状。曲线由数学方程驱动，受设计者使用加权控制点的影响。

曲线建模

数字雕塑:这是一种相对较新的3D建模类型。用户与数字模型互动，就像建模粘土一样。用户可以推、拉、捏或扭曲虚拟粘土来生成他们的模型。

程序化建模:通过参数化对象、效果、数学函数等。，建立一个非破坏性的工作流程来构建模型。这种方法的优点是来回修改方便，可以快速建立大量的相似模型，但对程序和数学知识要求较高。

UV贴图

UV贴图是一种将现有3D模型的顶点组件信息转换为2D贴图的艺术。2D贴图存在于一个名为UV纹理空的新坐标系中。

UV映射

字母U和V代表两维之间的两个轴空，因为模型中已经用X、Y、Z来表示三维物体的轴空，而W(XYZ除外)则用于计算四元数旋转，这是计算机图形学中的常用运算。

UV贴图的过程类似于切割牛奶盒的侧面，只是UV纹理贴图上的平面不需要与3D模型的相应曲面具有相同的比例和形状。

传播紫外线

有了这个优势，我们就可以给关键曲面分配更大面积的UV，这样就可以更容易地对需要刻画的模型细节进行纹理处理。相反，我们可以将相机平时看不到的较小但较大的曲面的UV贴图缩小，以减轻电脑后期渲染的压力。

纹理和着色器

纹理和着色器是3D制作过程中的重要阶段。在这个阶段，3D模型被赋予不同的材质，这个过程一般由着色器和纹理贴图来完成。

纹理介绍

着色器由一组可以在曲面上体现的属性组成，这些属性决定了灯光与曲面交互的方式。目前主流的PBR过程(基于物理的渲染)的着色器大致包括基本颜色、金属性、粗糙度、法线和其他属性。

纹理映射

为了表达物体表面的丰富细节，我们需要创建纹理贴图。一般来说，PBR进程的地图大致包括:

法线贴图:一般是切线空之间的法线，RGB颜色用来存储切线空之间的复杂细节。

基本颜色贴图:包括表面的原始和均匀照明的颜色信息。

粗糙度图:描述一个表面的粗糙度。

金属贴图:描述表面的金属度。

绑定

最简单的绑定形式是为3D模型创建骨架，以便移动模型。绑定不仅涉及到骨架的创建，还涉及到定义这个骨架/模型的控制器，这样我们就可以用这些控制器间接操纵模型，就像木偶师用绳子移动木偶一样。

角色绑定

绑定过程中使用的一些关键术语包括:

关节:类似于人体的关节，关节是特定模型的支点或连接点。比如肩膀，手肘，膝盖。

权重绘制:权重是在模型上任意给定顶点上绘制关节影响的过程，对于操纵过程中模型的精确变形非常重要。

蒙皮:蒙皮是将实际模型绑定到骨骼关节的过程。没有蒙皮，移动骨架就不能影响实际模型的移动。

FK(正运动):如果把躯干的骨骼组看作躯干单个骨骼的父体，而胸部是躯干骨骼组的父体，子体是手臂、腿、头的骨骼链。在该层次中，每个关节下的子关节继承父关节的空之间的属性更改。向前移动是在影响的方向上操纵骨架，即从父部件到子部件。

IK(反向运动):反向运动是一种反转影响骨骼的操纵的方法。例如，如果我们将一只脚约束在地面上，骨盆关节的操作不会影响脚的位置。

动画

3D制作过程中的动画是利用现有的3D资产，通过运动使人物形象生动的过程。除了角色主题，3D动画还包括3D场景中的其他对象，如摄像机、灯光，甚至特效。

动画是获取三维物体并使其移动的过程。有几种不同风格的动画，包括关键帧动画，动画师逐帧操作对象，类似于旧的手绘漫画。

动画创作过程

其他动画方法包括将对象放置在样条线上并将其设置为遵循弯曲路径，或者导入运动捕捉数据并将其应用到角色设备。另一种制作动画的方法是使用3D应用程序的内置物理引擎。

3D软件中的动画通常涉及沿时间轴设置关键帧，并操纵软件在这些关键帧之间进行平滑过渡。3D软件中的动画和传统的CG动画没什么区别。主要区别在于，3D软件将计算中间帧，而无需动画师手动绘制。动画的节奏是通过曲线操作来调整的。

灯

3D制作过程的下一个阶段是给3D场景添加灯光。灯光的使用可以决定一个场景如何引导观众，以及如何设定场景或环境的情感基调。

灯光

3D软件包中常见的灯光包括:

点/泛光灯:从房间空中的一点发出的光，通常用于模拟灯泡或蜡烛。

平行光:光线的方向在三维空间中是平行的空，通常用于模仿太阳光或远处的光源。

聚光灯:在设定的边界内，从特定方向上的一个点发射锥形光。

区域光:类似于点光源，它从一个光源向各个方向发射，但这个光源不是一个点，而是一个面。

渲染灯光的合成效果。

环境光:向场景添加参考照明。它既不会向所有方向投射来自任何特定光源的光，也不会投射阴影。它通常用于柔化戏剧性的阴影或柔和地照亮场景中不受主光影响的区域。

渲染

渲染是将场景中的所有信息(对象、材质、灯光、相机)组合在一起以生成一个或一系列最终渲染图像的过程。这通常是生产过程中计算密集型的部分。根据场景的复杂性、所需的质量水平和预期的平台，生成渲染图像可能需要几秒到几个小时的时间。

用C4D软件渲染

加油

通常有两种类型的渲染:

实时渲染:主要用于交互式媒体，比如游戏。需要每秒在屏幕上显示多个渲染图像(每秒至少需要24个图像/帧，防止卡死)，并实时显示。这对互动媒体很重要，因为观众对场景的操纵是不可预测的。

预渲染:通常在渲染时间不是限制因素时使用。正因为如此，它可以满足极其复杂的视觉和计算要求的场景。这在电影、广告和其他基于图像的媒体中最为常见。

渲染前后效果

在3D制作过程中，渲染意味着导出视频序列，但是每个元素(环境、人物、道具等。)分别渲染，然后在后期制作中重新合成。

合成

合成是3D制作的最后阶段，这是调整渲染图像或将其与其他图像或层相结合以创建更复杂和更有凝聚力的合成的过程。

在后期合成中

用AE软件合成。

合成中的一些关键概念包括:

遮罩:用于隔离图像的特定部分，以便它们可以在其他作品的基础上分层。

旋转取景:这是以动画遮罩的形式创建遮罩的过程。当一个物体在屏幕上移动时，遮罩会跟踪它，然后我们可以根据需要添加或删除这个物体。

抠像:就是在一定的颜色范围内创建一个蒙版，通常使用绿色或蓝色的屏幕。

在后期合成中

混合模式:允许一个层的像素与它下面的层相互作用，并以数学方式组合它们。

跟踪:通过跟踪，可以跟踪场景中给定点或物体的位置、比例和旋转。

合成器负责通过组合特定镜头或图像的所有元素来创建最终图像。这需要对过程的深入理解和广泛的3D技能。

通常情况下，排字工人会把整部作品放在一起。合成软件还提供丰富的效果，使合成器能够添加粒子，灯光效果和文本。有些合成软件还可以获取3D场景的原始积木，通过Alembic等格式导入3D文件。这些格式可用于为现有材质创建新元素和遮罩。

一个合成师可以采用任何最好的3D建模软件的最佳元素，例如来自玛雅的角色、来自胡迪尼的模拟和来自4D电影院的移动图形场景，并将它们组合成一个镜头。

合成药片

无论是为电影，广告，动画系列还是其他许多目的创作3D动画，都会涉及许多步骤，并与许多动画师合作，创作出优秀的项目。

任何生产都需要一个合适的系统来确保过程尽可能高效。专业3D动画等高度复杂的工作通常需要动画师和创意团队在紧张的时间表下完成，因此有效的制作流程对于按时准备最终产品并达到预期的质量水平至关重要。