第1章绪论
1.1项目设计的背景和意义
1.1.1项目设计背景
目前，中国的动画市场正处于快速发展时期，同时也是二维动画到三维动画的转型期，政府对各地的动画产业出台了非常优越的扶持政策。三维动画在制作成本上低于传统的二维动画，因此我国各地成立了很多大大小小的三维动画公司。但是很多中小型动画公司没有能力购买造价高昂的三维动画制作设备，导致细致的场景模型不能渲染输出，能输出的场景在模型上又显得简陋，很难达到电影级渲染品质，这在一定程度上制约了我国三维动画的发展。
本课题中的项目是受河北省丰润县文化宣传部委托，为纪念管桦先生并推动当地的生态旅游项目，以管桦先生的作品“小英雄雨来，，为题材制作一部视觉质量优秀的三维动画短片。本项目由博文动漫公司承接，本人负责其中的外场景设计与制作。
1.1.2项目设计的意义
随着动画产业的蓬勃发展，三维动画以它独特的优势越来越受到动画制作公司的关注。三维动画与二维动画相比，三维立体效果比二维动画更加直观、更加生动;三维动画场景的建立与三维动画角色的制作，比二维动画节省了巨大的转面绘制时间和人力资源。然而三维动画尤其是电影级三维动画的制作需要顶级的计算机配置，一般小型动画公司很难承受高昂的设备投入，因此面对三维动画制作简便、节约人力的诱惑只能望尘莫及。一些动画公司在设备投入不全的状态下制作的三维动画片从场景到角色都显得比较粗糙，很难与国际的电影级三维动画相媲美。因此怎样在中等电脑配置的环境下，利用常用的3DS MAX, MAYA, VRAY等软件制作出高精度的三维动画产品，成了目前国内中小型动画公司急需解决的问题。
本论文依托河北省丰润县文化宣传部投资的三维动画短片《小英雄雨来》的场景设计和制作，探索了利用中等配置电脑和常用三维动画软件制作电影级三维动画片的制作方法。希望能为我国中小型动画公司制作三维动画片提供技术参考。
1.1.3项目制作软件介绍
1.3DS MAX
3D Studio Max，常简称为ads Max或MAX，是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。其前身是基于DOS操作系统的3D Studi。系列软件，最新版本是20120 3DS MAX主要用来制作三维场景模型和三维动画。
2.VRAY
V Ray是由chaosgroup和asgvis公司出品，中国由曼恒公司负责推广的一款高质量渲染软件。V Ray是目前业界最受欢迎的渲染引擎。基于 V-Ray内核开发的有VRay for ads max, Maya, Sketchup, Rhino等诸多版本，为不同领域的优秀3D建模软件提供了高质量的图片和动画渲染。除此之外，VRay也可以提供单独的渲染程序，方便使用者渲染各种图片。
3.HDR SHOP
HDR Shop是一个交互式的图像处理和操作系统，被设计用来创建、查看和处理高动态范围图像。HDR是一种亮度范围非常广的图象，它比其它格式的图像有着更大亮度的数据贮存，而且它记录亮度的方式与传统的图片不同，不是用非线性的方式将亮度信息压缩到8bit或16bit的颜色空间内，而是用直接对应的方式记录亮度信息，它可以说记录了图片环境中的照明信息，因此我们可以使用这种图象来“照亮”场景。
3.2.4 3dsmax中碎石子........ 31
3.2.5 HDR高动态图片模拟........ 31
3.2.6 虚拟物体制作流动........ 31-32
第4章 电影级三维动画短片“小英雄雨来”........ 32-59
4.1 “小英雄雨来”外场景模型........ 32-43
4.2 “小英雄雨来”外场景材质........ 43-50
4.2.1 photoshop、painter绘制........ 43-46
4.2.2 3ds max中贴图坐标........ 46-47
4.2.3 3ds max中材质........ 47-50
4.3 “小英雄雨来”外场景灯光........ 50-53
4.3.1 基本照明灯光........ 50-51
4.3.2 气氛灯设置........ 51-52
4.3.3 灯光动画设定 ........52-53
4.4 “小英雄雨来”外场景渲染........53-58
4.4.1 渲染输出设置........ 54
4.4.2 分层渲染设置........ 54
4.4.3 HDR高动态贴图........ 54-55
4.4.4 摄像机巡游动画........ 55-56
4.4.5 特效应用........ 56-58
4.5 后期合成........ 58-59
4.5.1 场景巡游动画........ 58
4.5.2 影片音效导入........ 58-59
第5章 总结与展望........ 59-60
5.1 本文总结........ 59
5.2 研究展望........ 59-60
总结
本文以电影级三维动画场景的设计与研究为主要方向。首先，通过过内外三维动画的研究及发展对比确定了本文的研究方向。其次通过三维动画场景的设计方法、流程、和设计原则来解析三维动画场景的设计制作过程。最后通过综合应用ads max软件、vray软件、hdrshop软件、Premiere软件和aftereffects软件完成了“小英雄雨来”外场景的设计与制作。对应用低要求硬件完成高精度的电影级三维动画的制作技术进行了探索。
本项目在设计和制作过程中的创新点主要体现在通过合理布线在不影响模型精度的前提下精简模型的面片数量;利用HDR高动态贴图解决分层渲染时环境影响缺失的问题，以此来提高中、低配置计算机渲染的时间;利用限定粒子系统和动力学系在局部应用的方式，降低计算机在动力学解算过程中的无谓工作量，以此来提高计算机的渲染速度;通过各软件联合操作的方式，使各软件中的单一特效形成互补，以满足电影级三维动画中大场景、大特效的制作需要。
参考文献
[1]《韩笑.影视动画场景设计》[M].海洋出版社，2006.
[2]《吴冠英.动画造型设计》[M].清华大学出版社，2002.
[3]李铁，张海力.动画场景设计[M].北方交通大学出版社，2006.
[4]刘小林，钱博弘.动画概论[M].武汉:武汉理工大学出版社，2004
[5]柳品俊.高动态范围光照贴图在虚拟现实中的应用动画概论[J].武汉:艺术与设计，2007, 02: 101-103
[6]Hamish Millar. High dynamic r ange(HDR) technology. Proceedings of AMC SIGGRAPH 2006，November, 2006: 698-706.
[7]周宪.20世纪西方美学[M]。南京:江苏南宁出版社，1999.
[8]米高峰.浅谈动画短片的剧本创编[J].兰州大学学报，2005.
[9]鲍虎军.计算机动画的算法基础[M].吉林出版社，1998.
[10] Calos Baena.我在Pixar的日子[M].数码设计，2004