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第1章 传统动画与计算机动画1

1．1 动画的基本原理1

1．1．1 动画的由来1

1．1．2 动画的定义3

1．1．3 动画的原理3

1．2 传统动画4

1．2．1 动画片的生产过程4

1．2．3 关键帧与中间画5

1．2．2 格、幅5

1．3 计算机动画6

1．3．1 二维动画6

1．3．2 三维动画8

1．3．3 逐帧动画与实时动画9

1．4 计算机动画的应用10

1．4．1 电影业10

1．4．2 电视片头和电视广告12

1．4．3 科学计算和工业设计12

1．4．4 模拟、教育和娱乐13

1．4．5 虚拟现实和3D Web14

1．5 小结15

1．6 思考题15

第2章 计算机动画系统16

2．1 计算机动画系统的组成16

2．2 计算机图形显示器17

2．2．1 CRT图形显示器17

2．2．2 光栅扫描显示器19

2．2．3 图形卡22

2．3 动画输入与输出设备24

2．3．1 输入设备24

2．3．2 硬拷贝设备25

2．4 计算机动画系统的软件26

2．4．1 计算机动画系统的软件26

2．4．2 三维动画软件的选择27

2．5 小结28

2．6 思考题28

3．1．1 图形与图像29

第3章 计算机动画的图形基础29

3．1 图形及其动态显示29

3．1．2 点阵图与矢量图30

3．1．3 动态图形显示30

3．2 颜色模型31

3．2．1 光与彩色31

3．2．2 三基色原理31

3．2．3 各种颜色模型32

3．2．4 颜色管理技术34

3．3．1 坐标系35

3．3 图形变换35

3．3．2 图形变换过程37

3．3．3 正投影图与透视图39

3．4 曲线和曲面41

3．4．1 基本概念41

3．4．2 Bezier曲线和曲面43

3．4．3 B样条曲线和曲面45

3．4．4 非均匀有理B样条曲线和曲面46

3．5 小结47

3．6 思考题48

第4章 二维动画技术49

4．1 二维动画制作系统49

4．1．1 计算机在动画中的作用49

4．1．2 二维动画制作系统的功能49

4．2 关键帧技术50

4．2．1 关键帧50

4．2．2 画面的输入50

4．2．3 中间画的生成52

4．3 画面处理与效果57

4．3．1 画面的上色57

4．3．2 绘画系统59

4．3．3 各种效果的生成60

4．4 几个实际使用的二维动画系统62

4．4．1 QUICK CEL二维动画系统62

4．4．2 AXA 2D动画制作系统62

4．4．3 Autodesk Animator Pro动画软件64

4．5 小结68

4．6 思考题69

第5章 三维造型技术70

5．1 物体的数字模型70

5．1．1 各种形态的物体70

5．1．2 物体的显示形式70

5．1．3 动画软件中使用的造型71

5．2 造型基本知识73

5．2．1 几种定义物体的方法73

5．2．2 有效实体和正则集合运算74

5．2．3 描述物体的信息与欧拉公式75

5．2．4 描述物体的CSG树75

5．3 基本造型方法76

5．3．1 从二维图形构造三维物体76

5．3．2 三维体素的变换与变形78

5．3．3 变形调整器79

5．4．1 二次曲面造型82

5．4．2 样条曲面造型82

5．4 基于曲面的造型技术82

5．4．3 曲面的局部变形84

5．5 分形造型方法84

5．5．1 基本概念84

5．5．2 分形造型85

5．6 其他造型方法87

5．6．1 使用三维输入设备87

5．6．2 三维重构技术87

5．6．4 粒子系统88

5．6．3 自由形状变形88

5．7 小结90

5．8 思考题90

第6章 三维动画着色的原理和方法92

6．1 消隐算法92

6．1．1 表面及其法线92

6．1．2 可见面和隐藏面92

6．1．3 常见的消隐算法93

6．2 材料及其属性95

6．2．1 反射与折射95

6．2．2 材料的表面属性96

6．3．1 光源99

6．3 照明和浓淡处理99

6．3．2 普通浓淡处理模型100

6．3．3 多边形浓淡处理方法102

6．4 纹理和纹理帖图103

6．4．1 纹理和纹理贴图的基本概念103

6．4．2 各种纹理贴图105

6．4．3 贴图坐标106

6．5 阴影的生成108

6．6 画面着色的方法109

6．6．1 光线投射算法109

6．6．2 光线跟踪算法110

6．6．3 辐射度方法111

6．7 小结112

6．8 思考题113

7．1 三维关键帧动画114

7．1．1 形状插值与参数插值114

第7章 三维动画中的运动控制114

7．1．2 运动参数曲线116

7．2 运动学系统与动力学系统118

7．2．1 运动学系统118

7．2．2 动力学系统119

7．2．3 过程动画120

7．3 变形动画、角色动画和脚本动画121

7．3．1 变形动画121

7．3．3 脚本动画123

7．4 相机及其运动125

7．4．1 相机基本参数125

7．4．2 相机的运动126

7．5 动作的交互控制127

7．5．1 用户界面127

7．5．2 动作的交互控制128

7．6 小结128

7．7 思考题129

8．1．1 生成动画画面的几个参数130

8．1 动画面面的最后生成130

第8章 动画画面的生成和记录130

8．1．2 特殊效果132

7．3．2 角色动画133

8．2 图像和动画文件134

8．2．1 文件压缩134

8．2．2 文件格式135

8．3 动画系列的记录136

8．3．1 胶片记录的方法136

8．3．2 视频磁带记录的方法136

8．4 小结138

8．5 思考题139

第9章 Maya软件的使用140

9．1 Maya软件概述140

9．1．1 简介140

9．1．2 界面及操作窗口141

9．2 造型147

9．2．1 NURBS曲面造型147

9．2．2 多边形造型150

9．3．1 常规动画151

9．3 动画151

9．3．2 特征动画159

9．3．3 变形动画165

9．3．4 约束和运动捕捉166

9．4 动力学系统167

9．4．1 粒子系统167

9．4．2 外力场169

9．4．3 柔性体与弹性体169

9．4．4 刚体与约束170

9．4．5 动态关系编辑窗171

9．5 着色172

9．5．1 基本着色172

9．5．2 批着色与部分着色176

9．5．3 着色方法176

9．5．4 纹理、材质和工具177

9．5．5 分布式着色177

9．6．1 Maya Artisan178

9．6 其他模块178

9．6．2 Composer 5.0179

9．6．3 Zapit!179

9．6．4 MayaLive180

9．7 小结180

第10章 PowerAnimator软件的使用181

10．1 基本界面与操作方法182

10．1．1 软件的界面182

10．1．2 操作方法183

10．2 造型功能185

10．2．1 基本概念185

10．2．2 基本构件及变换186

10．2．3 曲线与曲面工具192

10．2．4 曲面的修改与修剪196

10．3 材质与纹理198

10．3．1 光照模型198

10．3．2 材质与纹理的应用202

10．3．3 光源205

10．4 动画设置209

10．4．1 基本概念209

10．4．2 关键帧动画与路径动画210

第11章 Softimage软件的使用215

11．1 造型模块216

11．1．1 几何体元素216

11．1．2 气泡系统217

11．1．3 模型树217

11．1．4 变形工具218

11．2 运动模块219

11．2．1 关键帧法219

11．2．2 通道法219

11．2．3 动力学法220

11．3 演员系统220

11．3．1 基本工具220

11．3．2 操作方法221

11．4．1 材质与贴图224

11．4．2 赋予物体材质224

11．4 材质模块224

11．4．3 给物体贴图226

11．4．4 着色227

11．5工具箱模块228

第12章 Wavefront软件的使用229

12．1 造型模块230

12．1．1 基本概念230

12．1．2 Model模块的使用231

12．2．1 基本概念233

12．2 材质模块233

12．2．2 Property模块的使用234

12．3 运动模块237

12．3．1 基本概念237

12．3．2 Preview模块的使用237

12．4 图像后期制作模块240

第13章 3D Studio软件的使用242

13．1 系统简介242

13．1．1 系统模块242

13．1．2 系统配置与安装243

13．1．3 操作界面244

13．2 基本概念246

13．2．1 二维和三维造型246

13．2．2 运动设置248

13．2．3 着色249

13．2．4 3DS中使用的文件格式249

13．3 动画制作实例250

13．3．1 动画制作基本步骤250

13．3．2 制作一个旋转的星球251

13．3．3 三维汉字造型253

13．4 Keyscript语言的使用253

第14章 3DS MAX软件的使用255

14．1 简单介绍255

14．1．1 3DS MAX的特点255

14．1．2 运行环境255

14．1．3 软件安装256

14．1．4 界面256

14．2．1 物体的选择和变换258

14．2 基本操作258

14．2．2 调整器堆栈与编辑网格物体261

14．2．3 光源和雾262

14．3 造型264

14．3．1 二维形体264

14．3．2 三维造型266

14．3．3 三维放样中的变形267

14．4 材质与贴图270

14．4．1 材质270

14．4．2 贴图274

14．5 动画制作279

14．5．1 轨迹窗279

14．5．2 正/逆向运动281

第15章 计算机动画的创意和设计286

15．1 片头的设计和创意286

15．1．1 设计和创意286

15．1．3 电视台台标的设计287

15．1．4 片头的设计287

15．1．2 片头设计的长度287

15．1．5 电视广告的设计290

15．1．6 隔场画的设计291

15．2 颜色的象征与效果291

15．2．1 颜色的象征291

15．2．2 颜色的情感效果292

15．3 构成293

15．3．1 形态构成293

15．3．2 色彩构成296

15．4 运动、色调和感觉297

15．4．1 运动297

15．4．2 色调298

15．4．3 感觉299

附录A 相关词汇301

附录B 设计稿实例317

B-1 栏目片头“荧屏采风”的设计稿317

B-2 电视广告“华力牌电蚊香”的设计稿320

参考文献324