基于3DS MAX場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張錦鴻 楊勝斌

摘 要： 三維虛擬場(chǎng)景正廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，包括科學(xué)模擬、城市規(guī)劃、影視娛樂(lè)、產(chǎn)品制造、游戲設(shè)計(jì)、廣告宣傳等。以肇慶工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院三維虛擬校園場(chǎng)景為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，運(yùn)用生動(dòng)有趣的建筑生長(zhǎng)動(dòng)畫技術(shù)來(lái)展示校園文化與環(huán)境氛圍，深入探討了基于3DS MAX來(lái)實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫的理論依據(jù)和設(shè)計(jì)方法。通過(guò)詳細(xì)介紹三維場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫的生長(zhǎng)方式，揭示三維虛擬校園場(chǎng)景中建筑生長(zhǎng)動(dòng)畫的具體制作過(guò)程，為推進(jìn)數(shù)字校園和數(shù)字城市的應(yīng)用提供了實(shí)例參考。

關(guān)鍵詞： 虛擬場(chǎng)景； 3DS MAX； 生長(zhǎng)動(dòng)畫； 三維校園； 數(shù)字城市

中圖分類號(hào)：TU205 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2013）02-22-03

Design and implementation of scene growth animation based on 3DS MAX

Zhang Jinhong， Yang Shengbin

（Zhaoqing Business and Vocational Technical College， Zhaoqing， Guangdong， 526020， China）

Abstract： 3D virtual scene is widely used in life， including science simulation， urban planning， the film and television entertainment， product manufacturing， game design， advertising， etc. Based on 3D virtual campus scene of Zhaoqing Vocational Technical College as the design basis， the lively and interesting buildings growth animation are used to show the campus culture and environment atmosphere. Realizing 3D scene growth animation based on 3DS MAX and design methods are explored. A detailed introduction of 3D scene growth animation is presented. A 3D virtual campus scene construction growth animation of the specific production process is revealed in order to promote the digital campus and provide reference for the further application of digital city.

Key words： virtual scene； 3DS MAX； growth of animation； three dimensional campus； digital city

0 引言

所謂場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫，就是運(yùn)用3D虛擬技術(shù)展現(xiàn)物體從無(wú)到有、從少到多、從離到合的一種動(dòng)態(tài)構(gòu)建過(guò)程，通過(guò)一定的藝術(shù)加工從不同視覺(jué)角度，生動(dòng)巧妙地賦予建筑場(chǎng)景具備“生命氣息”。在生長(zhǎng)動(dòng)畫中，場(chǎng)景里的鋼筋、水泥、樓板、門柱、玻璃、磚石、道路等無(wú)生命的材料瞬時(shí)變得生機(jī)勃勃，開(kāi)始展現(xiàn)它們活靈活現(xiàn)的一面[1]。場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫，為今后的空間模擬、場(chǎng)景動(dòng)畫、虛擬彷真、建筑模擬及特效制作等三維制作行業(yè)添加上重要的一員[2]。下面我們分三大部分來(lái)介紹場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫的表現(xiàn)方式，以及如何使用生長(zhǎng)插件來(lái)制作生長(zhǎng)動(dòng)畫。

1 場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫的生長(zhǎng)方式

在設(shè)計(jì)“三維虛擬校園漫游動(dòng)畫”項(xiàng)目中，經(jīng)過(guò)大量時(shí)間、人力、精力的制作后，我們總結(jié)出三維場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫中的生長(zhǎng)方式，大致可分以下幾種。

1.1 旱地拔蔥式

從很多廣告或者影視片里面，可以看到這種較新的方式。大致是：一棟新的建筑，奇跡般地如同升降機(jī)一樣，從地面開(kāi)始生長(zhǎng)，或者是從地下迅速地冒出來(lái)，好像是建筑物預(yù)先就是在地底下已經(jīng)建好了，然后搭乘電梯直接升上來(lái)。這種建筑生長(zhǎng)動(dòng)畫的魅力，除了便于演示，最直觀的感受就是善于營(yíng)造出讓人驚嘆的“奇跡感”，令人印象深刻，如圖1、圖2所示。

圖1 圖2

1.2 高空飄落式

就像天空下雨，然而此時(shí)下的不是雨水，而是建筑材料從天而降，也類似于空中的起重機(jī)吊裝，把一個(gè)建筑物分成幾個(gè)大版塊，它們從空中懸浮著飄過(guò)來(lái)。然后這幾個(gè)大版塊如同立體的“俄羅斯方塊”，從天空自動(dòng)地落下、拼合，組成一座或幾座完整的建筑[3]。當(dāng)前生長(zhǎng)動(dòng)畫又有一些更加神奇的演化，此時(shí)建筑材料被演繹成一群好奇的蜜蜂，朝著某個(gè)深深吸引它們的花壇成群地飛去，最后筑成一棟摩天大廈。如圖3、圖4為高空飄落式。

圖3 圖4

1.3 地基翻轉(zhuǎn)式

地基翻轉(zhuǎn)式基本有兩種形式，第一種：建筑物整體如同原地空翻跟頭的魚（簡(jiǎn)稱鯉魚打挺），它就這樣翻一下，大樓就出現(xiàn)在面前。第二種比較震撼一點(diǎn)，是把建筑物連同地基當(dāng)成整體，而地面則是一個(gè)沒(méi)有地基的深坑。建筑以地基為軸，在深坑里如同蹺蹺板翻轉(zhuǎn)一下。只不過(guò)，這個(gè)蹺蹺板翻轉(zhuǎn)了180度，出現(xiàn)一棟建筑物[4]。一般可以根據(jù)不同的翻轉(zhuǎn)軸得到不同的翻轉(zhuǎn)方向，也可以是原本一棟舊樓，經(jīng)過(guò)180度的翻轉(zhuǎn)，得到另外一棟新樓，這時(shí)的翻轉(zhuǎn)應(yīng)該快速一點(diǎn)，以達(dá)到偷天換日的視覺(jué)效果。如圖5、圖6為地基翻轉(zhuǎn)生長(zhǎng)方式。

圖5 圖6

1.4 層疊上升式

層疊上升式也是經(jīng)常被引用的，主要因?yàn)樗容^符合物體的生長(zhǎng)形式。建筑物按照一定的層次從地基開(kāi)始一節(jié)節(jié)往上拉升，就像地面賦予它無(wú)限的生命力使得它迅速茁壯成長(zhǎng)，同時(shí)建筑的玻璃、門窗或者磚墻也如同多米諾骨牌似地節(jié)節(jié)往上翻，能給人如同鮮花怒放的視覺(jué)沖擊。如圖7、圖8所示。

圖7 圖8

1.5 迷霧障眼式

迷霧障眼式是比較讓人抓狂且無(wú)厘頭的生長(zhǎng)方式。就類似于武俠片中的決斗時(shí)刻，劍拔弩張之際，其中一個(gè)角色說(shuō)：“嘗嘗我的煙霧彈！”瞬時(shí)，他就逃跑消失不見(jiàn)了。在建筑生長(zhǎng)動(dòng)畫中的體現(xiàn)大致如下：已經(jīng)有了好多種生長(zhǎng)方式，想再加一些新鮮點(diǎn)又引人注目的方式，然而又不想用太復(fù)雜的技術(shù)，此時(shí)可以讓鏡頭前出現(xiàn)眼花繚亂的光線或者煙霧繚繞的效果，它的眩光和迷霧效果消失后，一棟新的建筑，堂而皇之地出現(xiàn)在大家的眼前。這種方法在卡通動(dòng)畫片里面也運(yùn)用得非常多，如動(dòng)畫片里夸張地表現(xiàn)一個(gè)人被一堆人毒打，被打之前好好的，七手八腳的畫面過(guò)后，那人的樣貌就直接變成殘缺破損的模樣了[5]。

1.6 無(wú)中生有式

該方式最早可能是從一些汽車的廣告短片里演繹出來(lái)的。汽車的各個(gè)零件，散落在環(huán)境的各個(gè)局部，然后它們受到某種召喚，類似于變形金剛的各部分零件，通過(guò)拼接、組合還原成一個(gè)整體。比如在建筑動(dòng)畫里面，就好像是建筑的各個(gè)較小的局部散落于大環(huán)境的各個(gè)地方，還原、組合成一個(gè)新的建筑，在這個(gè)過(guò)程中，建筑物的各個(gè)零件可以通過(guò)各種不同的運(yùn)動(dòng)方式前來(lái)組合，配合上一定的節(jié)奏感就可以產(chǎn)生讓人驚嘆的眩目效果。如圖9、圖10所示。

圖9 圖10

以上的幾種方式，如果用于設(shè)計(jì)比較大的場(chǎng)景，因建筑物比較多，要讓整個(gè)動(dòng)畫更生動(dòng)，更壯觀地生長(zhǎng)，就需要把多種生長(zhǎng)形式相結(jié)合，這樣的生長(zhǎng)方式不僅能讓人大飽眼福，還能讓人感嘆這世界的變化之大，可謂是滄海桑田。

場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫，一開(kāi)始多用于房地產(chǎn)項(xiàng)目，由于其特殊的動(dòng)畫形式，逐漸受到各大設(shè)計(jì)領(lǐng)域的青睞，比如影視特效、產(chǎn)品廣告、建筑工程模擬、游戲動(dòng)畫等都開(kāi)始更多地應(yīng)用。在我們的三維校園漫游動(dòng)畫里運(yùn)用到多種生長(zhǎng)動(dòng)畫方式，給整個(gè)校園場(chǎng)景添加不少的視覺(jué)沖擊力[6]。建筑本是死物，它是由各種鋼鐵，水泥，玻璃等構(gòu)成的無(wú)機(jī)世界；建筑又是有生命的，它也有表情，它的形態(tài)和出場(chǎng)方式，能夠帶給我們激情、歡樂(lè)、幽默、驚嘆等多種情緒。

2 場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫插件的使用方法

以上我們分析了場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫的生長(zhǎng)方式，下面我們來(lái)介紹生長(zhǎng)動(dòng)畫插件的操作界面以及它的使用方法。

場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫要求設(shè)計(jì)不同的生長(zhǎng)方式，需要添加大量的關(guān)鍵幀[7]，每一小塊建筑物材料都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，因此人工的逐一添加關(guān)鍵幀是不可能完成的，需要一個(gè)能大大提高我們工作效率的插件，聚光制作的一個(gè)生長(zhǎng)插件是當(dāng)前非常熱門的場(chǎng)景生長(zhǎng)插件。我們通過(guò)3DSMAX中運(yùn)行腳本來(lái)安裝插件，最終該生長(zhǎng)插件的界面如圖11所示。

插件中主要通過(guò)幾種變換命令來(lái)實(shí)現(xiàn)模型的生長(zhǎng)，將這幾種變換命令合理地進(jìn)行組合即可產(chǎn)生多種生長(zhǎng)方式，以下介紹這幾種變換命令。

⑴ 可視化變換命令：可視化即是它的透明度，它是制作物體從無(wú)到有最普遍的形式，場(chǎng)景中的模型原本就已經(jīng)創(chuàng)建好，然后把它的透明度打上關(guān)鍵幀，讓它的透明度從零漸變到透明度百分之百，這樣物體就從完全透明過(guò)度到完全可視。

⑵ 移動(dòng)變換命令：物體從別的地方移動(dòng)過(guò)來(lái)?？梢允荴YZ任何的一個(gè)方向軸，讓人們感覺(jué)物體就像是從別的地方千里迢迢趕來(lái)。

⑶ 旋轉(zhuǎn)變換命令：物體旋轉(zhuǎn)能較大程度提高動(dòng)畫的觀賞性，所以適當(dāng)?shù)刈龀鲆恍┬D(zhuǎn)動(dòng)畫能給場(chǎng)景添加更多的亮點(diǎn)。

⑷ 縮放變換命令：縮放生長(zhǎng)是最符合物體生長(zhǎng)規(guī)律的，畢竟好多物體的生長(zhǎng)都是從小到大的生長(zhǎng)，這樣讓物體的生長(zhǎng)更具真實(shí)性。

以上四種變換命令只有相互結(jié)合、合理使用，才能產(chǎn)生形式各異的多種生長(zhǎng)方式，而如果要制作出炫目的場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫，還需要非常熟練地把握好關(guān)鍵幀里的時(shí)間間隔，這樣最終才能輸出連貫順暢的動(dòng)畫。

圖11 生長(zhǎng)插件界面

3 場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫制作演示

有了生長(zhǎng)動(dòng)畫插件，我們?cè)賮?lái)演示一下最終動(dòng)畫的制作，以旱地拔蔥為例：一整排的建筑物要依次拔地而起，在3DSMAX中，我們首先要確定每一棟建筑物它是一個(gè)可編輯多邊形，然后將這多個(gè)可編輯多邊形全部選中，點(diǎn)擊3DS MAX菜單下的創(chuàng)建組[8]，我們創(chuàng)建一個(gè)生長(zhǎng)組，同時(shí)在創(chuàng)建組時(shí)給它命名為：“學(xué)生宿舍”。這個(gè)組就是我們?cè)谏L(zhǎng)插件里要拾取的生長(zhǎng)動(dòng)畫組，按照預(yù)期想好的生長(zhǎng)順序，比如建筑物由遠(yuǎn)到近的生長(zhǎng)，將它的參數(shù)設(shè)置為如圖12所示的結(jié)果。

圖12 學(xué)生宿舍生長(zhǎng)參數(shù)設(shè)置

此時(shí)只要點(diǎn)擊操作面板中的“拾取”，將鼠標(biāo)選中已經(jīng)創(chuàng)建好的“學(xué)生宿舍”組，因?yàn)檫@里只做拔起這么一個(gè)動(dòng)畫，它只包含物體在Z軸上的位移運(yùn)動(dòng)，所以我們勾選“移動(dòng)”復(fù)選框，在軸的復(fù)選框中選Z軸，運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間與時(shí)間間隔都設(shè)置為10，即是10幀，而距離即是建筑物拔起的高度，這里會(huì)根據(jù)系統(tǒng)原先設(shè)計(jì)的單位大小而定。最終我們點(diǎn)擊面板中的“創(chuàng)建”，即可完成這次拔動(dòng)的生長(zhǎng)動(dòng)畫。如果拔起的高度、速度不是我們預(yù)期的結(jié)果，這時(shí)可以選中剛產(chǎn)生的所有關(guān)鍵幀，按鍵盤上的Delete鍵，再回到生長(zhǎng)插件面板，重新設(shè)置參數(shù)，再次點(diǎn)擊“創(chuàng)建”按鈕即可，一定要達(dá)到滿意的效果才進(jìn)行其他動(dòng)畫的設(shè)置。

制作整排學(xué)生宿舍按照由遠(yuǎn)到近的次序依次拔地而起，生長(zhǎng)前后的圖片對(duì)比如圖13、圖14所示。

圖13 圖14

4 結(jié)束語(yǔ)

三維場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫展現(xiàn)了各種主體建筑和景觀的生長(zhǎng)變化過(guò)程，將凝固的、不變的場(chǎng)景空間動(dòng)態(tài)化、生動(dòng)化、趣味化，使得空間表現(xiàn)出豐富的層次，如果再加上相應(yīng)節(jié)奏變化，就更能把建筑動(dòng)畫推向更高層次的藝術(shù)效果，這種特殊的表現(xiàn)形式能極大豐富人們的視覺(jué)感受，讓觀眾更能清晰地觀賞到場(chǎng)景中建筑及景觀的構(gòu)建原理和演變過(guò)程，將場(chǎng)景生長(zhǎng)動(dòng)畫應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，能突顯該行業(yè)的繁榮發(fā)展，正如校園生長(zhǎng)動(dòng)畫就能很好地展現(xiàn)校園的生機(jī)勃勃、飛速發(fā)展的現(xiàn)狀。

參考文獻(xiàn)：

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