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《三维动画制作中的灯光设计》
《三维场景中设置灯光的基本技巧》
及几篇英文文献。如果需要就留邮箱。
动画产业以计算机数码技术为支撑，涵盖了影视动画创作、多媒体网络游戏、卡通漫画出版、电影特技、主题公园及相关衍生产品的文化产业领域。随着计算机网络技术的发展，动画产业逐渐成为全球经济中具有举足轻重影响力的文化产业，成为21世纪最有希望的朝阳产业之一。
随着动画产业的发展，动画市场需求越来越大，高职院校纷纷开设动画专业，重视动画专业教学。但是由于高职院校的授课教师大多缺乏在企业生产一线的制作经验，而动画课程的实际操作性非常强，理论脱离实践的教学必然导致学生的能力存在缺陷，并由此形成一个怪圈：动画制作公司需要大量的动画制作人员，而动画专业的毕业生由于存在能力缺陷而不能被企业接受。在这种形势下，高职高专三维动画制作课程的教学改革势在必行。
准确定位课程
三维动画课程是一门与市场联系密切、实践性很强的专业软件课程，是多媒体设计专业、动漫设计专业、影视广告专业、游戏制作专业、环境艺术设计专业的核心软件课程，涵盖了模型创作、质感表现、场景设计、动画制作、特技效果、镜头运用等几大艺术门类，对于不同的专业方向，本课程的讲授内容、难点、重点都有所不同。
三维动画课程设置主要有四个方向：（1）影视动画制作专业方向；（2）游戏动画设计专业方向；（3）环境艺术设计专业方向；（4）多媒体设计专业方向。不同专业方向三维课程的内容要求差别很大，因此，该课程的设置要有针对性，不能一概而论。对于影视动画专业方向的教学，三维动画课程要求涉及建模、材质、动画和特效等方方面面的知识，但重点突出特效技法的运用、舞台类质感的表现、光和影的表达等等；对于游戏动画设计专业的教学，三维动画课程的重点是角色建模、角色材质表现、角色骨骼动画制作等内容；对于环境艺术设计专业的教学，三维动画课程的重点是建筑类模型的准确制作、真实材质灯光环境的表现、漫游动画设计等内容；对于多媒体设计专业的教学，除基本的模块教学外，还应考虑互动环节设计等内容。
编写适用教材
课程体系的实施必须有配套的教材作为保障。职业教育教材的建设应体现职业教育的特点：一是以培养综合职业能力为教材建设的基本方向；二是通过教材内容的综合提高课程教学效益；三是将理论教学与实训活动组成灵活的教学模块。但要真正体现职业教育教材的这些特点，教材建设必须充分体现“以能力为本位、以学生为主体、以实践为导向”的指导思想，教材内容要紧密地与实际职业活动的过程相统一。
三维动画作为一个新兴专业，尚未建立起一个成熟完善的教学系统，三维动画的教材虽然林林总总，俯拾即是，但真正公认经典的流通教材却寥寥无几，很难找到，特别是针对不同专业的教材更是如凤毛麟角。因此，教师在进行教学设计时，要彻底突破传统教材形式的束缚，大胆地进行从形式到实质的改革创新，根据工作过程体系构建教材内容和实例。这就要求教材编写必须进行市场调研和参阅大量资料，即要从过去大纲规定什么内容就组合什么内容到学生适宜学什么内容才组合什么内容；从教师会教什么内容写什么内容到行业制作需要什么内容安排讲解什么内容。笔者在选择该课程教学的教材时，通常会考虑该教材的结构最好按照三维创作的一般性流程，使用案例较多，同时还可以作为技能证书考试的教材，当然这样还远远不够，在教学中还要根据不同专业、学生的不同基础情况进行案例的添加和删减。
此外，三维动画课程与时代发展联系紧密，软件版本升级很快，一般是一年提升一个版本，版本升级会增加新的功能，为此需要教师密切关注版本升级的内容是否需要加入教学中，既不能盲目跟风增加一些不需要的内容，也不能无视新技术的出现，几年不升级教学软件，导致教学内容严重滞后于行业应用实际。
改革教学方法
三维动画课程最典型的教学方法就是教师对软件命令逐个讲解，在讲解过程中，既可应用目前十分流行的案例教学法，围绕多个案例讲解一个命令，也可使用流行的“边讲边练、讲练结合”的教学模式，避免传统的“满堂灌”、“填鸭式”教学，从而使教学生动有趣，使学生学有所获。但仅此仍然不足以为制作企业培养实用人才。笔者曾对广州市的三维制作企业进行过调研，不止一家制作公司总监表述：在高职院校学过三维动画课程的学生比没有学过的社会人员或在短训班培训过的学员更不好用，他们制作模型的方法怪异，给他指正还有抵触情绪，自以为是，觉得自己聪明，一旦需要修改，等于要重新制作，延误工时。究其原因，都是三维动画课程的命令讲解造成的。因此，走工学结合之路是讲好这门课的关键所在。
与企业结合，强调技能实践职业技术院校的特性之一是强调动手能力，强调技能培养。三维动画的专业特性更需要做好这方面的工作。仅有高职院校单纯的校内教育是不够的，特别是三维动画的实践能力很多体现在应用上，课堂内简单的练习与讲解对学生的学习理解与渗透性力度不够。与企业合作，带领学生去制作公司参观，了解三维动画软件在企业的应用，了解动画制作的流程，一方面可以增加学生学习的兴趣和动力；另一方面可让学生有感性认识。同时，可与企业积极配合，请企业的制作总监给学生讲解软件的应用流程和特点，进行典型案例分析，或者将企业的制作一线高手请进课堂，给学生现场讲解软件的制作应用过程。
采用项目教学法，将企业制作引进课堂项目教学法是在实施一体化教学的过程中借鉴和探索出的课堂教学方法，主张在教学中将实际生产中的一些相应技术项目引入课堂教学，通过对项目的讲解、分析、制作完成相应的理论知识教学和技能训练。项目教学法的思路是先用后懂，边用边学，旨在引导学生先感兴趣，后主动学习，先发现问题，后解决问题。在三维动画课程设计上，应主动与企业积极合作，将企业的制作实例引进课堂，让学生分组进行项目的设计制作，在掌握工程项目的过程中发现新问题，引导学生不仅从课本中查找基本原理和概念，还要从其他资料中查找解决问题的方法和制作技巧，使学生的所学在实践中得到验证，使解决实际问题的能力得到提升。为了给学生设计和引进一个好的工程项目，教师首先要对该项目涉及的知识点进行学习，通过了解项目，可以提高教师的理论水平、创造能力和综合教学能力。
实行分层目标教学法，使学生各展所长分层目标教学法是在承认学生之间差异的基础上达到因材施教的目的，使每位学生都能充分发挥自身潜力，并通过自身的努力达到最佳的学习效果的教学方法。高职院校艺术类专业的学生来自普高、职高和中职等不同类型的学校，入学类型的差异以及学生兴趣、爱好、动力、意志、性格等非智力因素的差异，使实施分层目标教学显得十分必要。在三维动画课程教学中，各个教学模块对学生有不同的要求。建模模块要求学生有较好的空间思维能力和较好的雕塑能力，对于角色建模，还要求对人体骨骼、肌肉有一定的了解和理解；材质模块要求学生有非常敏锐的观察能力和色彩、明暗、物体机理的理解表现能力；灯光模块要求学生对光影、虚实、强弱、色彩有很好的控制和表现能力；动画模块要求学生有很好的节奏、镜头运用、速度把控的能力，对于角色动画，还要求对不同的角色有不同的节奏、步调的理解；特技模块要求对重力、机械运动、风、场等物理模拟概念有一定的理解和了解等等。希望学生掌握相关软件方方面面的操作技术是不现实的，根据学生的特长并充分发挥学生所长进行教学是一种理性的选择。在教学的起始阶段，教师可先进行集体授课，通过讲解教材中的知识，为学生提供方法的示范或思路上的启迪。要重视基础层学生，关注提高层学生，鼓励发展层学生，同时要注意观察每个学生的情况，对于不同基础、兴趣、特长的学生提出不同的要求并进行指导。在教学的分组实践学习阶段，教实行考证与培训相结合，强化学生能力培养“双证教育”是指学生在取得学历证书的同时获得职业资格证书，双证书制度已成为未来教育的发展趋势。在完成大专层次学习任务的同时，获得《I级动画工程师》、《II级动画工程师》、《建筑可视化设计师》、《影视动画设计师》、《游戏动画设计师》职业资格证书，不仅可以极大地提高学生的动手能力，而且可以极大地提高学生的就业竞争能力，持证上岗，就业不愁。另外，社会上开办的很多针对动画专业的培训班，教学往往是针对社会需求的，其目的就是快速输送企业紧缺的某一类专业人才，内容上有新颖与实用的特性，也有专业学院教学所欠缺的东西。因此，高职三维动画专业的教学也可以借鉴这些短期培训班的教学内容，进一步调整与更新课堂教学，以求更好地适应社会需求。
建设“双师型”教师队伍
据不完全统计，80%以上的高职院校教师是从高校毕业后直接走上讲台的，大都缺乏实践经验。高职教育的培养目标是既具有大学理论水平，又具有较强动手能力的应用型复合人才。这就要求教师具备双重资格，既要具备一般高等学校教师的素质（讲师），又要具备生产第一线技术骨干的素质（工程师）。三维动画课程是一门实践性、操作性较强的课程，特别缺乏既有企业制作经验，又有教学经验的教师，建设一支具备“双师”素质的教师队伍显得特别重要。
做好现有专业教师的专业接轨工作相对比较年轻、缺乏企业一线制作经验的教师迫切需要重新学习，实现专业接轨。可通过进入企业挂职锻炼或参加企业实践，了解掌握企业的制作流程和制作方法，从中提取出制作案例，为教学所用。同时还要鼓励教师参加短期培训或脱产进修，以提高其实践能力。
引进一批具备“双师”素质的教师要加大从企业聘请专业技术人员充实专任教师队伍的力度，这是解决高职院校现有教师队伍素质结构不合理的有效途径。高职院校要不拘一格聚拢人才，对确有所长又适合教学的专业人才要积极引进，补充强化教学力量。
建立一支相对稳定的外聘教师队伍要积极聘请制作企业行家、制作高手兼任实践教学的辅导教师或客座教授，甚至担任外聘教师，形成一支专任教师与兼职教师相结合的教师队伍。外聘教师除了承担部分专业课教学任务及实践技能指导工作外，还可以兼任动画专业建设指导工作，经常对动画专业建设的各个方面提供信息，发表意见，进行咨询，甚至帮助安排实习基地，可谓一举多得。
实施工学结合
高职教育的实践教学往往停留在表面上，安排实践教学多数只是让学生到企业参观，或进行所谓的市场调研，或让学生自己找单位实习（有时实习单位根本不对口），难以达到实践教学的目的。
三维动画课程教学以软件课程为纽带，与企业进行“订单式”合作，有企业高手配合教师进行软件课程教学，可将企业的制作项目引进课堂，可使课堂教学延伸到企业制作一线实施产学结合，学生可在企业生产、建设、管理、服务第一线实现学习与就业“零距离”对接，同时也可为制作企业输送所需的应用型人才，实现校企双赢发展，从而根本扭转企业拒绝高职学生实习的局面。我院在这一方面做了很好的尝试，在与广州一家制作公司进行校企合作教学的过程中，2007级动漫专业的部分学生毕业设计就是参与该企业的项目制作，学生在制作实践中收获很大，部分优秀学生已经直接被该公司录用。
总之，只要坚持“理论够用，实践为重”的职教理念，密切结合企业、社会所需，勇于探索并大胆尝试，就能探索出适合三维动画课程发展的教学方法，培养出符合社会、企业需要的高职应用型人才师应尽量让基础不同的学生发挥各自所长进行学习，合理搭配学习小组是分层目标教学的基本思路和方法
智能三维虚拟试衣模特仿真系统设计* 摘要:针对服装物理仿真通常计算量庞大、在低端硬件平台或交互式环境进行高质量模拟的挑战,将人工生 命思想引入服装纹理生成,基于混合虚拟现实技术研究开发了智能三维虚拟试衣模特仿真系统。通过在三维空 间中构建与真实人体类似的三维虚拟模特作为消费者的试穿替身,同时设计实现了场景屏风功能,这样不但便 于根据着装场合自由切换服装纹理,而且可以让消费者通过这一虚拟平台更为直观、自由地观察着装效果为了 使三维试衣系统更为智能化,还建立了服装搭配合适度智能评价系统。 关键词:虚拟试衣模特;人工生命;混合虚拟现实技术 引言 近几年,虚拟服装是虚拟现实和计算机图形学领域的研究 热点之一,国外的服装电子商务发展较早,不少服装网站已能 提供产品的三维视图、购买历史记录、虚拟试衣间及配套设施 等多种服务。例如著名的试衣网站MyVirtuaMl odel就提供了 进行人体测量的网上试衣服务[1];德国弗劳恩霍夫学会的科 学家与其他科研小组共同开发出一套试衣系统[2]。 相对于国外试衣系统,国内相关研究也取得了一定的进 展。近期代表性的研究包括:文献[3]介绍了虚拟服装的发展 历史和现状,并着重了介绍当前各个研究机构的研究工作;文 献[4]通过分析服装虚拟仿真的基本步骤,给出了改进的质 点—弹簧模型和服装真实感模拟方程,并对动态系统进行了求 解;文献[5]对虚拟人动画中的三维服装仿真技术进行了研 究,包括虚拟人体建模、角色动画、布料物理模拟以及可变形体 碰撞检测与响应,总体目标是构建一个完整的三维服装仿真环 境,并且围绕系统实时性能完成高效算法的开发。纵观虚拟服装的研究现状,主要集中在四个方面: a)参数 化人体形态建模问题; b)三维服装动态展示提供角色动画持问题; c)布料物理建模的计算效率和真实感问题; d)实时交 互性问题。服装物理仿真通常计算量庞大,如何在低端硬件平 台或交互式环境(如普通PC或视频游戏)进行高质量模拟是 一个新的挑战[6]。本文将人工生命思想引入进服装纹理生 成,基于混合虚拟现实技术研究开发了智能三维虚拟试衣模特 仿真系统,通过在三维空间中构建与真实人体类似的三维虚拟 模特作为消费者的试穿替身,同时设计实现了场景屏风功能, 可让消费者通过这一虚拟平台更为直观、自由地观察着装 效果。 1 系统总体设计 1·1 系统框架结构 网络虚拟服装协同设计系统的总体框架结构如图1所示。 整个系统包括模型生成、场景设置、人工纹理、3D渲染四个部 分。其中,模型生成包括三维建模、模型参数选择、导入模型三 个部分;场景设置包括场景导入和光照选择两个部分。系统首 先进行三维人体的建模,并根据模型特征的不同保存多个副 本;然后根据用户的参数选择从中选择合适的模型导入系统 中;之后系统根据用户的选择设置好场景;最后, 3D渲染将人 体模型和试衣场景显示在屏幕上。 1.2 系统流程 根据系统框架,程序被分成三个模块来实现。模型导入模 块首先接收用户输入控制模块传来的选择参数,然后根据选择 参数分析并导入Maya生成相应的模型文件(. x文件),在系统 中创建相应的模型对象。场景生成模块首先接收用户输入控 制模块传来的参数,之后生成特定的场景图片。最后,系统将 模型导入模块生成的模型对象和场景生成模块生成的场景对 象一起显示出来。系统设计流程如图2所示。
基于3D MAX的建模方法
〔 作者：Admin 来源：博景源 点击数：1 更新时间：2007-3-17 〕
摘 要
计算机动画在教学领域的应用是这几年开始的，主要用于辅助教学和辅助训练，可提高学生的感性认识，使枯燥乏味的教学寓于生动、有趣的动画之中。尤其在自学与教学领域的应用，由于现在的一些课程太复杂，抽象，无法向同学演示，这对于学习者还是教育者都是个问题，网络教学，计算机动画用于辅助教学和辅助训练适时解决了这个问题，应用三维建模，将无法带到课堂的训练，演示用计算机实现。在课上老师可以形象教学，将难以理解的课程变的简单，课下同学可以将自己理解不好的地方反复听，反复理解便于复习，牢固掌握，提高学习效率。
本文详细的阐述三维在现在生活中的应用状况，发展前景和主要的实现手段。作者最终选择3D MAX作为实现方式，着重的讲述了3D MAX的优缺点和如何运用3D MAX制作自控元件的三维模型。
关键词：3D MAX；建模；自控元件
ABSTRACT
The application of computer moving pictures in education field has begun from recent years. The main use is to assistant teaching and training which can improve the students’ perceptual knowledge, making tedious teaching imply in the vivid and amusing moving pictures. The application in self-education and teaching is particularly important, for some current course are too intricate and abstract ,and can’t demonstrate to students, all that is a problem to either students or educators. The network-teaching ,computer moving pictures used for assistant teaching and training resolve this problem just in time. It uses three demons to set up the models, brings the training and demonstration which can’t be taken to the class, and makes it realize through the computer. In class, teachers can teach lively, making the puzzle course become simple. After class students can listen to where he hasn’t comprehended very well again and again, and doing that is good for revision, firm master, and can improve learning efficiency.
This paper has elaborated in detail the application of the three demons in modern life , the development prosper and main means to carry out. The author eventually choose 3D max as the carrying out means, emphasized the advantages and disadvantages of 3D max, and how to use 3D max to make three demon models of automatic component.
Key words: 3D max; model ; automatic component
目 录
第1章 绪论 1
第2章 三维动画的应用 4
2.1 方案论证 4
2.2 3D MAX软件介绍 6
2.3 小结 9
第3章 元件建模 10
3.1. 制作直流伺服电机的模型 10
3.1.1 支流力矩电动机 11
3.2. 制作交流伺服电动机的模型 22
3.3. 三相步进电动机模型的制作 29
3.4. 制作力矩式自整角机的模型 35
3.5. 制作旋转变压器的模型 36
3.6 小结 37
第4章 模型的后期处理 38
4.1 标准渲染 38
4.2 灯光 42
4.3 摄影机 44
4.4 小结 44
结论 45
参考文献 46
致谢 47
第一章 绪论
计算机在教学领域的应用是这几年开始的，计算机动画用于辅助教学和辅助训练，可提高学生的感性认识，使枯燥乏味的教学寓于生动、有趣的动画之中。三维计算机软件的制造的模型的表现能力越来越好，他可以帮助将复杂的课程，难以理解的问题变得简单，形象，易于理解，消化。
尤其是在自学与教学领域的应用，由于现在的一些课程，如自动元件，电机拖动原理，自动控制原理等课程十分的难懂抽象，无法向同学演示，这对于无论是学习者还是教育者都是个问题。网络教学，计算机动画用于辅助教学和辅助训练适时解决了这个问题，应用三维建模，将无法带到课堂的训练，演示用计算机实现。在课上老师可以形象教学，将难以理解的课程变的简单，课下同学可以将自己理解不好的地方反复听，反复理解便于复习，牢固掌握，提高学习效率。
计算机动画用于辅助教学真正的适合了课程发展改革的要求，让教的行为与学的行为可以发生在不同的空间，时间。为学生与老师都提供了便利。
学校的实践层面引入网络，真正的多媒体制作涉及教学方案设计，文学脚本撰写，平面设计（美工）创意，2D 、3D的动画制作，视盲频素材采集和编辑编程方面等等，对人力资源的技术文化水平很高要求，对制作平台要求硬件很高。我们可以充分利用已有的公网资源，充分运用已有的权威机构专业网方面、个人特色网络、老师的饿精力更多地集中在探究学习活动方案的设计上，更多地集中在学习者学习活动的辅导上。
本次毕业设计主要完成的是自动元件的网络教学系统，它包括教学部分，练习部分，考试部分，问答部分，留言部分等。为了更为形象的再现自动元器件的结构，工作情况，采用了三维软件建模。
三维计算机动画是采用计算机模拟现实中的三维空间物体。在计算机中构造三维的几何造型，并赋予表面材料、颜色、纹理等特性，然后，设计造型的运动、变形，灯光的种类、位置、强度及摄像机的位置，焦距，移动路径等，最终生成一系列可动态播放的运动图象，并可以将制作的动画输出到其他硬件录制设备，三维计算机动画不仅可以模拟真实的三维空间，而且还可以产生现实世界不存在的特殊效果。
市面在流行的三维设计软件很多，但是Autodesk公司的3D Studio 是继3D Studio 4.0之后的又一个可在微机上应用的具有突破性的造型、渲染和动画的套装软件，简称为MAX。它综合了低价格，易使用，功能更强大的特点，并带来了全新水平的生产率，工作能力和可配置性，因而倍受世界各地动画师的和艺术家的青睐，得到了迅速的推广和普及。我国很多字幕、动画机等公司推出的动画制作一统均为3D Studio MAX系统。
3D Studio MAX 提供的造型工具包括基本造型工具和高级造型工具。基本造型工具提供立方体，球体，半球体，圆柱体、圆管、圆环，椎体和多边形。高级造型工具可制作出山、水、波纹、波浪、颗粒及非规则形体，如：人体、植物等。三维形体可进行扭曲，弯曲，缩放，摇摆，角度变形，雕刻和锥孔等，3D Studio MAX提供丰富的材质和质感，并可对整个实体或部分实体进行颜色、明暗、色裹、反射，凹凸和透明度等进行编辑，可通过设定物体、相机、光源和路径来制作动画。物体可进行变位、旋转、缩放、伸压等变形，光源可为环境光、泛光灯、聚光灯，并可设置任意多个相机的位置，方向和角度，也可进行灵活调整，具有动画实时预演功能，以便及时观察物体效果。此外，3D Studio MAX还支持很多特殊效果，如：淡入淡出，模糊，光晕，星光闪烁，雾雨，声等，利用这些特技处理，可产生超乎现实生产的变幻莫测的神奇效果。
可以说3DS MAX是这次毕业设计中最理想的建模软件，它方便易学，建模效果优良，能够满足设计需要。所以本人将采用3D MAX软件制做自动元件的各种元件的模型。
本文主要介绍自动元件的建模部分。他不同于传统的建模方法，它首先在3D MAX 制图软件中绘制自动元件的模型，这样做既易于建模，而且模型生动，逼真。更为重要的是在虚拟现实中导人，操作方便。要想将整个设计过程说得清楚，有条理，就必须知道设计的目的，内容，实现手段。
本次设计的目的是为了响应国家教育系统改革的号召，建设网络教学系统，完善教学形式。开发自动元件远程教学系统，为了配合系统研制，更形象的再现自动控制元件结构，工作原理和工作状况。运用三维软件建模，制作动画场景演示。
本文主要分为四部分：
第一章，绪论。简单的称述毕业设计的目的，内容，要求，方法。通过设计的过程对大学四年所学的专业知识有一个整体的把握，更为深入理解所学的内容。与此同时掌握一种时下流行的技术，软件。作到学以至用，与时代同步。
第二章，要介绍3D在现实生活中的应用，发展状况，作为建模实现手段3D MAX 当然有着与众不同的优点，功能和操作手段。要想熟练的使用3D MAX就必须了解它的特点，独到之处。所以在本章详尽的讲述了三维的发展应用，以及3D MAX的功能，优缺点。
第三章，详细的介绍三维图形的建立，以实例来说明自动元件是如何建立模型的，并且配有图形以及操作时的技巧，注意事项。
第四章，应用3D MAX建完模型后，要有一些后期处理才能得到理想的模型，所以在这章陈述了3D MAX的后期制作。至此本次设计完成。
