導語：如何才能寫好一篇3d動畫，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1 XNA實現3d模型顯示的基本原理

通過XNA進行3D繪圖就像用手持攝像機錄制視頻。3D空間的坐標是一個三維的坐標系，該坐標系也叫做世界坐標系，以坐標(0, 0, 0)為中心原點。在三維空間里面，繪制一個場景需要兩個基本的組成部分：空間里面放置的物體和空間里面放置的攝像機（使它指向某一個特定的方向）。只有那些出現在攝像機里面的物體才會出現在場景中。因此，開發者首先需定義攝像機所在的位置、它的指向，以及其它各種屬性。XNA中的攝像機由兩個矩陣對象構成：視圖（view）矩陣和投影（projection）矩陣。視圖矩陣存放以下信息：攝像機所在的位置、所指的方向和角度。投影矩陣存放以下信息：視角和視覺范圍等等。通過設定正確的攝像機參數，就可以在畫面中顯示3D物體。

2 走馬燈3D動畫的設計與實現

2.1 搭建XNA開發環境

本文使用XNA Game Studio 4.0，它是Microsoft Visual Studio集成開發環境（IDE）的擴展，目的是輔助XNA游戲的開發。XNAGame Studio 4.0可以在Visual Studio 2010的多種版本上運行。XNA Game Studio 4.0的安裝非常簡單，只需根據安裝向導一步步執行即可，但在安裝之前，必須先安裝Visual Studio 2010標準版或更高版本（需要安裝C#語言支持組件）。

2.2 創建XNA項目及3D攝像機

啟動Visual Studio，然后選擇FileNew Project。當新建項目窗口出現后，在窗口左邊的菜單選擇Visual C#XNA Game Stu dio 4.0，接著選擇窗口右邊的Windows Game 4.0作為模版，并將項目命名為3D Lantern，為項目選擇存放目錄，然后點擊OK。完成項目創建后,Visual Studio將自動生成Program.cs和Game1.cs，其中Program.cs文件中，僅使用Main方法創建了一個類型為Game1的對象，并執行Game1的Run方法，而程序的真正核心在于Game1.cs文件中。 在Game1.cs中有幾個重要方法，其中Initialize方法被用來初始化變量和其它與Game1對象相關的對象，LoadContent方法在Initialize方法之后被調用，將會載入游戲所需要的一切圖形及其它內容，包括圖像、模型和音效等。當LoadContent方法調用完成后，Game1對象將進入游戲循環。從本質上來說，幾乎所有的游戲，都使用某種形式的游戲循環。在XNA中，游戲循環反復調用Update方法和Draw方法。一般情況下，Draw方法用于繪圖，而Update用于實現諸如物體移動、碰撞檢測、更新分數等業務邏輯。接下來是創建3D攝像機，在項目中創建新的游戲組件，右鍵點擊項目名，選擇Add New Item，在Add New Item窗口右邊的模版列表里面，選擇Game Component。把組件命名為Camera.cs，然后單擊Add按鈕。在Camera.cs類中，添加兩個類成員變量來表示攝像機的視圖矩陣和投影矩陣：public Matrix view {get; protected set;}public Matrix projection { get; protected set; }并在Camera的構造方法，增加代表攝像機初始位置、目標和向上方向的三個參數。Camera類構造方法具體的代碼如下：public Camera(Game game, Vector3 pos, Vector3 target, Vector3 up): base(game){view = Matrix.CreateLookAt(pos, target, up); //用于初始化視圖矩陣projection = Matrix.CreatePerspectiveFieldOfView(MathHelper.PiOver4,(float)Game.Window.ClientBounds.Width /(float)Game.Window.ClientBounds.Height,1, 1000);//用于初始化投影矩陣}Camera類的實例化可放在Game1類的Initialize方法中，具體如下：camera = new Camera(this, new Vector3(-400, 0, 0),new Vector3(0,0,0), Vector3.Up); // Camera類的實例化，表示在坐標(-400, 0, 0)處創建一個攝像機，并讓攝像機朝向原點。Components.Add(camera);

2.3 在項目中加載走馬燈模型

一個復雜的3D模型應該是在3D建模程序中制作的，這些3D模型可以保存為一個文件。 本例中使用了3ds Max[3]制作的走馬燈模型（如圖1），并將其導出為lantern.fbx文件。XNA提供了一個默認的Model素材管道可以從fbx文件加載模型。具體操作如下：首先將lantern.fbx文件導入到XNA Game Stu dio中，可通過右擊項目的Content文件夾選擇Add Existing Item實現。然后在Game1.LoadContent方法中將模型綁定到這個變量:model = Content.Load<Model>(@"models\lantern");

2.4 走馬燈3D模型繪制

完成走馬燈3D模型加載后，就在Draw方法中添加以下代碼繪制它了，以下是將走馬燈繪制到場景所需的關鍵代碼。Matrix[] transforms = new Matrix[model.Bones.Count];model.CopyAbsoluteBoneTransformsTo(transforms);foreach (ModelMesh mesh in model.Meshes){foreach (BasicEffect be in mesh.Effects){be.EnableDefaultLighting();be.Projection = camera.projection;be.View = camera.view;be.World = transforms[mesh.ParentBone.Index]*Matrix.Identity;}mesh.Draw();}在大多數情況下，一個模型可能由幾個成員構成，而這些成員無法再分成更小的成員。每個成員的幾何數據以ModelMesh對象的形式存儲，而ModelMesh對象是存放在Model的Meshes集合中。成員的位置數據以Bone對象的形式存儲，而Bone對象是存放在Model的Bones集合中。每個ModelMesh對象包含指向Bone對象的引用，而一個Bone對象包含指向父Bone的引用，它必須連接到這個父Bone。通過這種方式，可以將所有Bone對象連接到一起。

2.5 讓走馬燈動起來

到目前為止，我們已經可以在屏幕上繪制出走馬燈的3D模型，但這個模型還是靜止不動的。為了讓走馬燈動起來，需要對Game1.cs對一些修改。首先，在Game1的成員中增加并初始化一個rotation矩陣，同時還需增加一個GetWorld方法用來將走馬燈放置在世界坐標系中合適的位置：Matrix rotation = Matrix.Identity;public Matrix GetWorld(){rotation *= Matrix.CreateRotationY(MathHelper.Pi / 180);//rotation變量表示在每一幀中以圍繞Y軸多旋轉1度的速度更新return rotation;}然后將Draw方法中的be.World = transforms[mesh.ParentBone.Index]*Matrix.Identity;修改為be.World = transforms[mesh.ParentBone.Index]* GetWorld();這樣就可得到走馬燈的動畫效果（見圖2）。還需要說明的是，所有3D圖像旋轉、縮放和平移的本質都是進行矩陣乘法。Matrix.Identity所代表的矩陣稱之為單位矩陣，而GetWorld方法返回的結果也是一個矩陣。矩陣A*B與B*A的結果往往不相同，因此，上述代碼如改為be.World = GetWorld()*transforms[mesh.ParentBone.Index];則會出現走馬燈模型的各個成員部件（ModelMesh）各自旋轉的異常效果（圖3）。

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影片講述了公元1405年至1433年，明代航海家鄭和率領由近300艘船只和近3萬人組成的龐大船隊，從南京出發，七下西洋的傳奇歷史事件。片中既有驚心動魄的海難和海戰，也有海市蜃樓亦幻亦真的海上奇觀，還展現了形形的海洋生物、美輪美奐的海底世界。同時，再現了明代中國、明都南京的繁華盛景，展現了大國風范，華夏文明。

3D動畫電影《鄭和1405》即將在全國上映，經過兩年多的辛苦，總算交了一份答卷，影片的好壞自然由觀眾評說，但在漫長的創作過程中有很多感觸，尤其是第一次制作一部大型動畫電影，更值得自己總結。

從兩年前接手這部動畫電影開始，就知道這不是一般意義上的動畫片。鄭和在我國乃至世界都是一個標志性的人物，他是我國第一位走向世界的航海家，帶領著最大的船隊——人數最多、船體最大、時間跨度最長、行程最遠……從政治到經濟，文化與交流，這段被傳頌至今的輝煌歷史和巨人形象，在每一個歷史階段都曾得到巨大的反響。把這樣一個歷史題材重新搬上銀幕，對參與創作的人是幸運，也是壓力和挑戰。

大幕拉開，首先啟動的是大綱。我們組織了不同年齡、不同地位、不同行業的各方代表召開座談會，集思廣益。政府也給了指導性意見，“要做中國最好的”、“打造中國的《阿凡達》”。我們決心，把握機會，要做到自己的最好。

我們想打破過去的框框，刻意找了幾個年輕的作者，希望在故事框架、敘述風格上能有所突破，語言更時尚。

大綱像雪片般的飄來，少到幾百字多到上萬字，形式多樣，品種繁多。然而，距離我們的想象相差甚遠：鄭和已非鄭和，歷史不再有余味，那種厚重的輝煌變成了兒戲，人物的歷史使命成了搞笑元素。

慎重起見，我們又特邀了文學家、動漫專家和歷史學家、兒童文學作者共同把脈。專家意見也出現了分歧，有的說：動畫片就是給兒童看的，不要緊，好玩就行。有的說：這是一個嚴肅的題材，輝煌的歷史豈能兒戲。

其實，不是年輕作者沒寫好，而是我們對動畫片的認識有偏差。社會對動畫片的普遍共識就是：動畫片=兒童片。由于受眾群偏重于低齡兒童，所以在選材上，我國動畫作品的選題大多以寓言故事、神話傳說、歷史兒童故事等改編而成，缺乏想象力與創造力，較多老套，范圍狹窄。

不足就需要學習，為了達到國際高標準，團隊人員先后與美國、法國、日本、韓國等動畫界的同行進行了深度的交流，從創作與技術革新上反復溝通，他們先進的創作思想和技術運用，在觀念和思維上給了我們實質性的啟示。

首先打破慣性思維，動畫片不是兒童的專利，不糾結年齡的劃分，3D動畫對我們來講只是一種藝術形式，是一種制作手段。觀念統一以后，接下來就是主題，要說什么？怎么說？核心思想是什么？

鄭和日記中有這樣的描述：“其西域之西，迤北之北，固遠矣，而程途可計。若海外諸番，實為遐壤，皆捧琛執贄，重譯來朝。皇上嘉其忠誠，命和等統率官校、旗軍數萬人，乘巨舶百余艘，赍幣往賚之，所以宣德化而柔遠人也。”當時的中國，帶著錢和禮物與他國交往，宣傳道德文化，禮儀之邦以禮待人，結果是“若海外諸番，實為遐壤，皆捧琛執贄，重譯來朝”——禮尚往來，各國不斷的回訪。短短幾句，呈現出一片祥和的世界。“和”就是故事的核心，也是影片的主題。

接下來，就需要故事來烘托主題，而編織故事就需要矛盾。

鄭和在航海的過程中，最大的敵人就是海盜陳祖義。他們霸占海上要道，掠奪來往商船，濫殺無辜，無惡不作，是當時的海上毒瘤，把他設置為主要矛盾比較合適。次要矛盾來自內部和自然災害，鄭和七下西洋，經歷了二十八年時間跨度，創下了諸多航海傳說，各種矛盾必然存在，只是如何選擇典型故事，來表現人與人、人與自然、人與海洋生物的各種關系。

故事怎么說？如何構架？一部電影的長度不可能面面俱到的展示。娓娓道來，跳躍型敘事……嘗試了多種方式，都覺得不好，最后，一個小道具，解決了問題。

通過鄭和“記錄”航海日記這條線索，我們想到了筆、墨、紙、硯、洗等一些相關的文房用品。有人提到了筆洗，每當行筆記錄時，都會在筆洗中留下余墨，每一段經歷都可以沉積在筆洗中。猶如醍醐灌頂，大家的思路頓時被打開了。

慢慢地，筆洗又被豐富成青花瓷。青花瓷是中國特色，又是明代海外諸番追捧的寶物。動畫的特性能賦予青花瓷生命，夜晚，在特定的時間氣候條件下，筆洗能把鄭和當年的影像神奇地還原出來。

確定了這一道具，故事很快被構架起來，原本零散的橋段可以有效的連接，故事不再需要歷史的時間順序，而是用兩條平行敘事線，現代與過去，時而交叉，時而各自發展，形斷神不斷，展示了鄭和與大海的情結，明代與諸番的和睦，船隊與海盜的激烈戰爭等奇遇、奇景、奇事。

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關鍵詞：3D動畫；VR（虛擬現實）；絲路文化

1 絲路文化簡介

絲綢之路并不是現實意義上的一條道路或者路線，而是用于描述古代中國與世界各國和地域之間的貫通古今的陸上（廣闊的歐亞大陸）和海上（太平洋、印度洋、大西洋）的經濟以及文明交流的一片區域。除了經過陸上線路中國古代的絲綢、茶葉、陶瓷器等大量名貴物品和造紙術、火藥、經典著書等科學文化知識傳到非洲和歐洲等地，也經過海上區域傳播到美洲等世界各個地方。所以，學術界習慣于將這些陸上與海上的交通區域合并稱之為“絲綢之路”。陸上的稱“陸上絲綢之路”。海上的稱“海上絲綢之路”然后將沿這些絲路區域所流傳和衍生的文化以及周邊產物稱為“絲路文化”。“絲綢之路”這個名稱表達了世界各地的人民對古代東西方文化交流的認可以及對人類未來“地球村”的希望。赫爾曼在1910年所著的《中國和敘利亞之間的古代絲路》進一步確立了這一概念。這個概念告訴我們：古代中國與西方世界是以絲綢為媒介獲得接觸與溝通的。

2 3D虛擬動畫技術簡介

3D動畫技術，是新時代下信息化技術部分的隨著計算機軟硬件技術的蓬勃發展而興起的一種新型的傳媒技術手段。該技術主要通過3D動畫軟件來實現，3D動畫軟件的功能就是可以使用計算機等硬件設施來建造一個類似與真實或者完全虛擬的世界，在這個世界中，3D動畫設計師可以按照需求來建立場景以及模型，然后采用虛擬攝像機對于模型的運動軌跡進行記錄，最后按需求為模型設定規定的各種動畫參數以及模型的材質，并打上燈光。當所有的步驟完成以后就可以讓計算機上的軟硬件結合進行自動運算，生成最后的動畫畫面。在這種技術越來越成熟的今天，三維動畫的精確性、真實性、無限制的可操作性以及趣味性可以達到各種需要的效果，所以醫學、教育、軍事、娛樂等諸多領域都有采用這種傳媒技術。例如在影視廣告制作方面，3D動畫技術可以制作出爆炸、下雨以及虛擬場景等各種各樣的近乎真實場景的效果，這項新技術可以滿足導演很多大膽的想法，有時也可以節約成本，而且可以給予觀眾全新的視覺體驗，因此受到了眾多制作人和觀眾的歡迎。同樣，3D動畫在建筑領域也得到了很大程度的運用，從起初的電影電視中的3D場景到現實中房地產對于該技術的應用，恢復真實場景的技術已經越來越成熟，還原的場景也越來越真實。這種技術的發展和成熟可以給為通過3D動畫技術還原絲綢之路原貌的展現形式帶來便捷技術手段，也可以為宣揚絲路文化的媒介方式提供一種全新的方向。

3 VR技術簡介

VirtualReality的簡稱VR技術，中文是虛擬現實的意思，也稱之為人工環境或者靈境技術。隨著3D動畫技術的發展以及軟硬件的升級，廣泛應用于房地產、觀光了旅游、酒店餐飲、博物館展覽展示，地鐵、車站等各行各業的項目展示以及宣傳領域。用戶可以與虛擬環境進行人機交互就是VR技術最大的優勢，將傳統的被動式觀看變成更真切地體驗互動，“售樓寶”就是應用在房地產領域的一個電影的案例。我們的VR技術要結合3D動畫技術來完成整個展示形式。我們可以結合VR技術給予人們對于絲路文化更加直觀、有效的認識方式和切身體驗。

4 絲路文化與3D動畫技術

聯合國教科文組織在2014年將絲綢之路整體列入世界文化遺產名錄，從這一點中可以得出絲綢之路的重要文化意義及其影響。中國的絲路文化作為絲路文化整體中極其重要的一大部分，而且中國作為絲路文化交流與融合的參與者和發源地，我們每一個文化工作者都應該利用好這個文化標簽，對我們的文化遺產的研究、整理、和保護的同時，也應該做好文化“走出去”戰略，將絲路文化推向更大的平臺，讓更多的人更加深刻地理解絲路文化的內涵。

毋庸置疑，無論是經濟的發展還是文化的建設都離不開文化的交流與傳播。著名傳播學大師格雷厄姆.莫多克說過，“傳播系統在經濟生活中的重要性，在所謂的數碼資本主義代替了工業資本主義以后顯得尤為突出”。可見現在時代背景下傳媒技術的發展對于濟發展來說有多么重要的作用。例如報紙，廣播，電視電腦等大眾傳媒手段在文化傳播以及社會經濟發展方面起到了不可或缺的巨大作用力。隨著科技手段的不斷發展和進步，以互聯網為代表的新媒體技術在迅速傳播信息，社會輿論和促進經濟文化交流以及發展方面獨領。3D動畫技術也隨著新媒體傳播的興盛而蓬勃發展，越來越多的觀眾享受3D動畫視頻給他們帶來的視覺盛宴，3D動畫師也根據觀眾的需求制作出越來越好的動畫作品，技術手段也越來越成熟。

在這個新時代，新媒體技術的發展隨著科學技術的進步也欣欣向榮，而且迅速并且深刻的融入人們生活中的點點滴滴。清華大學的教授熊澄宇認為：新媒體是個相對的概念，在媒體發展的過程中，不斷有新媒體涌現出來，報紙相對于圖書來說是新媒體，廣播對于報紙來說是新媒體。新媒體又是個時間概念。在一個具體的時間段內，總有一種代表這個時代的新媒體。新媒體還是個發展的概念，當前期發展的基本趨勢是整合媒體，主要表現為數字化，互動化，寬頻化，移動化和人性化。從他的觀點可以看出，新媒體在當前時代下仍是一個有很大發展空間的概念，我們可以從各個點去豐富它，讓它更加成熟和豐滿。而3D動畫技術正是豐富新媒體的一種技術手段，可以通過這種先進的科學技術讓新媒體傳播手段更加迎合大眾口味。3D動畫技術給予觀眾的真實的體驗以及效果是其他技術手段所滿足不了的，我們應該大力發展3D動畫技術和VR技術來對我們的絲路文化進行視覺還原和展示，盡最大努力給予大眾最真實，最深刻，最有趣味性的視覺的感官上的體驗。

5 3D動畫以及VR技術與絲路文化傳播的優勢

隨著全世界各地電視電腦，手機移動終端以及互聯網等技術的普及，新媒體技術已經無處不在，無時不顯。我們的VR虛擬現實體驗館也隨著3D動畫技術的發展逐漸在一些大中型城市建立起來，并且受到了青少年群體甚至中老年人的青睞。

第一，3D動畫和VR技術相結合豐富了絲路文化傳播方式。3D動畫技術用文字，圖片，視頻等多種渠道和形式展示絲路文化，加之VR體驗館的虛擬還原絲綢之路場景，可以讓受眾群體接收到豐富的資源和全面的信息。它在傳播絲路文化的同時，也在創造這新的新媒體形式。以絲路文化成功申遺為例，相比較傳統的文字介紹，圖片展示以及錄像記錄手段，3D動畫技術和VR技術可以更加直觀，真實的讓大眾感受到絲路文化的魅力和內涵。而且3D動畫還在可以在微博，微信等W絡平臺中迅速傳播，我們可以借此來增強公眾對于絲路文化的再關注和再傳播以及提高絲路文化的影響力。

第二，3D動畫和VR技術使絲路文化傳播更具互動性。3D動畫這種新媒體的傳播媒介的發展，相比傳統的媒體傳播媒介的單向流動，3D動畫的雙向流動使得受眾擁有更多的主動權以及更高的互動體驗。例如，大眾可以根據自己對于絲路文化的認識和興趣點，通過3D動畫技術直接表達自己的想法和情感，創作和發表自己的作品，也可以讓大眾來對于我們的動畫作品來進行賞析和點評。

第三，3D動畫和VR技術使絲路文化傳播更具高效性。3D動畫的交互性和界面的趣味性，VR技術的真實性和科技感。不僅會給大眾帶來一場美麗的視覺盛宴，提高大眾對于絲路文化的認識和理解，也會以最快的速度給予大眾最直觀的信息，這樣大眾可以通過有趣而有效的動畫視頻和VR體驗來最便捷，有效的了解絲路文化。所以，我們要充分利用好3D動畫技術和VR技術，以此來提升絲路文化的影響力，達到最大效果的傳播力度。

當然，文化傳播中“速食化”“分眾化”“零碎化”等消費特征在新時代傳播媒介中也不斷凸顯。這就要求我們在突破傳統以及做好傳播文化手段的同時，也需要加強對于絲路文化內涵的認識和著重介紹，讓絲路文化作品以最好的狀態呈現給大眾。

6 3D動畫技術對于絲路文化傳播的載體和方法

6.1 3D動畫技術對于絲路文化的傳播需要現實的載體

從技術層面來講，3D動畫依托于數字技術，互聯網技術，移動通信技術等形式，VR技術依托于VR虛擬現實體驗館等形式。下面從互聯網，手機媒體以及VR虛擬現實體驗館來作些闡述。

第一，微博以及微信。2009年微博作為一種信息網絡平臺誕生，因為它迅速的信息傳播方式以及強大的信息來源受到大眾追捧。在微博里，大眾可以自由的在信息的者和接收者二者之間切換角色。利用微博來傳播絲路文化是一種高效率而且具有巨大影響力的方式。微信APP是2011年騰訊公司推出的一個為智能終端提供即時通訊服務的免費應用程序，跨操作系統平臺通過網絡快速發送免費（需消耗少量網絡流量）語音信息、視頻等，并且支持跨通信運營商。經過幾年的發展，中國 90% 以上的智能手機都安裝了微信APP，它的月活躍用戶達到 5億，用戶也覆蓋 200 多個國家。由此可見，微信客戶端的使用范圍是極其廣泛的，我們的3D動畫小視頻也是在微信上面廣泛流傳，通過這些互聯網平臺，我們可以將我們的絲路文化3D動畫作品快速的推向更廣闊的范圍。

第二，手機媒體。隨著科技和經濟的發展，手機的普及性以及信息傳播的快捷，使得手機具備了成為大眾傳媒的一種理想的工具。繼報紙、廣播、電視、網絡之后，手機成為“第五媒體”。它的便捷是其他媒體手段所達不到的，他的使用群體也是所有方式中最大的。手機電視的出現使手機有了瀏覽視頻的功能；這樣我們的3D動畫就可以在手機上播放以及傳播。手機媒體還擁有信息傳播的即時性、互動性，最重要的是高度快捷的移動性，使其受眾資源極其豐富，而且手機多媒體傳播的私密性和同步性的結合，以及信息和接收的高度融合等優勢。從傳播角度看，手機媒體擁有的這些獨特優勢足以使人際傳播與大眾傳播完美結合。所以我們的3D動畫通過這種載體來展現和傳播也是一種極好的方式。

第三，VR虛擬現實體驗館。虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，體驗館是它的一種現實載體。它利用計算機生成一種模擬的虛擬環境，是一種多源信息融合的交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真通過一些硬件設備使用戶沉浸到該環境中。

6.2 3D動畫技術對于絲路文化傳播的方法

首先我們要在實踐中運用好3D動畫技術在絲路文化的傳播和擴展。目前，我們的絲路文化已經借助各種新媒體的傳播形式在傳播環境上已經發生了巨大的變化，我們應該與時俱進，使用大眾接受的3D動畫作為一種新型的傳媒媒介和手段，通過新的包裝和整合，讓絲路文化以新的形式出現在新媒體中，這樣更能夠促進絲路文化的傳播以及發展。例如，我們可以在大眾使用的微信平臺公眾號來展示我們的絲路文化。具體來講，我們可以根據絲路文化的重要意義進行簡單的概括，然后可以根據大眾的反饋信息來進行詳細的講述，也可以根據大眾的建議加以完善各種絲路文化的保護及傳播途徑等。

我們要借助VR技術做好絲路文化的信息交流平臺。在之前的傳統大眾傳媒中，信息接收者很難參與到信息或者近距離感受信息的環節，就缺少了一個信息交流平臺。我們的3D動畫以及VR技術正好可以彌補這一部分空缺，我們通過動畫畫面自身的趣味性和VR現場的真實性，大大提高絲路文化傳播的多樣性，和互動性，極大地調動大眾參與到信息的了解和傳播中，這樣對于我們的絲路文化傳播具有強大的效率。

7 3D動畫對于絲路文化展示的重要意義

7.1 作為世界文化遺產，絲綢之路以及絲路文化越來越受到聯合國教科文組織及相關文物單位的充分關注與重視

絲路沿途多為世界文明發源地，也是世界文化、文物遺產集中地，地上地下之文化遺產豐富且珍貴。但是由于歷史因素以及自然因素，很多絲綢之路上的現實場景已經退化甚至消亡，很多歷史資料只能從史書或者遺跡著手考察，大眾也只能從一些圖片和書籍資料來了解絲路文化。運用3D動畫技術以及VR技術可以再現絲綢之路場景，既可以讓科研工作者將自己的研究成果展示出來，也可以讓大眾感受比較形象生動的絲綢之路，還可以將絲綢之路場景轉移到每一個需要的地方，這是一種對于文化遺址的保護方式，也是一種便捷有效的文化普及方式。

7.2 受當今和平與發展的世界時代潮流的推動，歐亞大陸“新絲綢之路”的暢通與否收到世界各國的關注

經濟全球化的今天，絲路沿途成為了世界資源爭奪的焦點地區。保證絲路暢通，無論對沿線國家和地區，還是對整個世界的經濟，都具有重要意義。所以我們要加大對與絲路文化的認知程度和開發程度，只有我們真正了解了絲路文化，才可以利用絲綢之路來為我們的經濟交流提供真實有效的便捷路線。三絲路沿途為多民族聚居區，對中國民族大融合發揮著重要的作用，受到中國各界關注和重視。 絲路文化的展示和傳播，從一定意義上講，可以說是中國民族融合在文物展覽領域的象征。古代絲路，不僅是商路，同時也是體現人類文明的一種文化系統。我們運用3D動畫技術來展示絲路文化也可以表現出我們對于絲路文化的重視以及對于民族融合建設的重視。四大眾傳媒，比如報紙，電視，廣播等在文化傳播，發展社會經濟方面起到了不可或缺的巨大作用。3D動畫作為一種新的傳媒媒介，我們應該利用好這種新型的科技手段，增強我們在文化傳播方面的實力。但是，隨著科技發展和進步，以互聯網為代表的新媒體在快速傳播信息，編織輿論導向，促進經濟發展方面獨領。五3d動畫技術在新媒體傳播手段中的地位越來越重要，因為它可以實現很多常規媒介實現不了的效果。

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關鍵詞虛擬技術；建筑；漫游；動畫；實踐

隨著計算機硬件技術和多媒體技術發展，建筑漫游動畫隨著虛擬現實技術發展也成為了建筑行業一個新領域。近幾年，建筑漫游動畫將3D虛擬技術應用到城市規劃、建筑設計等，其前所未有的人機交互性、真實建筑空間感、能模擬真實的漫游穿越等特性，都是傳統方式所無法比擬的。

13D虛擬技術

目前，3D虛擬技術已成為一種全景圖像展現更獨特的新興技術。它把計算機技術和圖形圖像結合起來，在表現上借助了圖形圖像技術、人工智能技術、互聯網技術、多媒體等多種綜合技術運用，模擬出真實或虛擬的視覺，實現了從二維圖形到三維空間的轉變，創造了一個實時反映事物變化與相互作用的三維世界。

2建筑漫游動畫

建筑漫游動畫運用三維設計軟件，以現實中的建筑為依據，在技術中采用動畫虛擬數碼技術結合電影的表現手法，根據建筑、園林、室內等設計圖紙，將要表現的各個部件提前演繹展示。建筑動畫鏡頭無限自由，可以全景方式給人展示整個建筑設計的三維空間效果。

3 3D虛擬技術運用在建筑漫游動畫的優勢

近幾年，3D虛擬技術引入到了建筑漫游動畫中表現出了它極大的優勢。首先3D虛擬技術代替了傳統的建筑圖紙設計、建筑沙盤模型和靜止三維建筑效果圖，能有效地改善傳統建筑設計展示形式的缺陷。其次，3D虛擬技術可以構建出外景與內景，向客戶展示整個建筑的結構布局。最后3D虛擬技術和多媒體技術綜合運用，在建筑漫游動畫設計中加入動畫、圖像、文字、聲音等，并模擬室內光照效果與自然天氣，可以實現多種環境效果實時切換。

4建筑漫游動畫的實踐

建筑漫游動畫工作流程可分為3個階段：前期、中期、后期。

1）建筑漫游動畫前期。建筑動畫的前期準備決定了整個工作的成敗。根據CAD圖紙等相關資料進行整體效果、主場景表現、鏡頭運動軌跡等方面進行總體規劃，制定出建筑的風格、漫游動畫的定位、分鏡、鏡頭運動設計、視覺美感效果、音樂效應和鏡頭畫面的切換結合等，提出每一項工作的解決方法。

2）建筑漫游動畫中期。（1）模型制作。做好前期準備工作后，就可以進行建筑模型制作了。根據前期工作規劃將建筑平面資料或城市規劃圖紙以三維模型展現出來。建模的原則要表現出必要細節，反映出整體項目的確定點和優勢點，顧及到外景（天空、遠景、樹木、人物、噴泉）與內景（建筑）相互襯托。（2）材質制作。建筑模型完成后，根據建筑模型設計風格制作貼圖材質。材質是建筑漫游動畫中不可缺少的技術之一。設置了模型材質后，使對象表面更加逼真，模擬了真實世界的自然物質，反映了建筑模型的特性，烘托了整個建筑真實感和表面的視覺沖擊力。（3）燈光的運用。燈光的特效性質，會對場景產生很強烈的影響，是烘托建筑效果的重要方式。在設置燈光中，主要運用Vray燈光來實現。Vray在3D虛擬世界中模擬陽光照明具有自己獨特的優勢，仿佛真實世界的太陽光一樣。在材質與燈光的關系中，不同屬性的光源照射到物體上會產生不同的變化，如燈光的顏色、燈光的強度、燈光的照射角度、燈光的距離等。在打燈光時，要考慮場景的材質與天氣變換、時間變換等因素對照明的影響，最終的效果是讓虛擬中景物貼近現實生活。（4）漫游動畫實現。將攝影機的動畫按照腳本的設計和表現方向調整好，根據整個建筑的走向來設置漫游動畫。建筑漫游動畫最常用的動畫分為兩種：一種是通常所說的建筑漫游，即整個場景都是靜止的，只是鏡頭在這個場景中運動，但這類的場景變化來說也是比較復雜的，需要加入人物，動物，植物，水面動車等角色動畫，能制作很真實的動畫效果；另一個就是角色動畫，如人物、汽車、火車、飛機等運動動畫，把場景中需要編輯成動畫，將相機動畫渲染制作成動畫預覽，接著剪輯、合成、制作成模擬動畫。通過攝影機的鏡頭來確定最終角色的運動路線、運動速度和故事情節的連接。

3）建筑動畫后期。3D建筑漫游動畫的鏡頭運動效果是按照分鏡效果來設定的，通過攝影機運動軌跡來實現的。將攝影機綁定到事先設計好的運動路徑上，設置關鍵幀，路徑動畫就設置成功了。再通過渲染每一個鏡頭動畫并轉化為視頻或圖像，將視頻或.TGA動畫序列導入視頻合成軟件中，加入過場特效、字幕、動畫配音等。再經過后期剪輯合成，一部完整的建筑漫游動畫將呈現出來。

5建筑漫游動畫核心技術實踐

建筑漫游動畫表現的核心是建筑主體，同時要把建筑、環境、人結合起來形成一個和諧共的空間。高品質、環保的生活環境也是必須要考慮。如建筑周邊綠化環境：花草樹木、天空、水面、綠山；還需要表現動態場景：人物、車輛、動物。以上場景建設在建筑漫游動畫表現尤為復雜，這也是建筑漫游動畫實現的核心技術。

5.1建筑建模技術

建筑動畫建模中，常采用多邊形建模的方法。多邊形建模是把要建的模型轉化為一個可編輯的多邊形對象，然后對子對像點線面進行編輯和修改。可編輯多邊形對象包含Vertex（節點）、Edge（邊界）、Border（邊界環）、Polygon（多邊形面）、Element（元素）5種子對象模式。多邊形建模在創建復雜表面時，細節部分可以任意加線，在結構穿插關系很復雜的模型中優勢明顯；而另一種是曲面建模方法，創建的物體表面由直線組成，在建筑方面用得也較多。

5.2用貼圖技術呈現樹木

模型是建筑的骨架，貼圖就是建筑的衣裝，貼圖可以為建筑模型造型添彩潤色。目前這種效果的實現將通過植物貼圖貼在平面物體進行3D技術處理，模擬樹木或其它植物。為了更好地體現出植物的真實性，在3D虛擬技術中須完成植物貼圖制作流程：

1）首先要有相應的植物貼圖，如有特殊需要的植物貼圖可通過PS軟件對真實植物照片處理得到。在制作中，每張植物貼圖都應該附有一張黑白通道貼圖。

2）在3D制作軟件中，打開Material Editor（材質編輯器），為其Diffuse（漫反射材質）通道貼入植物貼圖，在Opacity（透明度）通道貼入黑白貼圖，將物體Self ilhmination（自發光）改為100；在明暗器基本參數中，要勾選材質的雙面顯示，這樣在攝影機的狀態下才能顯示。

3）場景中的植物是有多樣性的，一般建筑動畫遠景鏡頭都會準備3種以上顏色的植物，不同的顏色能較好模擬遠景植物的效果。在3D制作時，使用Edit Mesh命令，再對polygon級別設置材質的id號，對多面材質（Multi/sub-Ob ject）選植物不同的面進行不同的材質編輯。在貼圖方面：以樹為主要，使用十字交叉平面完成樹木，然后把透明通道打開，讓越黑色部分顯得越透明，這樣渲染出來才有樹的立體效果；另外一種制作方法也可以使用SpeedTree插件制作植物。

5.3建筑漫游動畫中解決人物顯示

1）用貼圖完成人物。使用N圖完成人物通過創建單個平面物體后，將人物的彩色和黑白圖片分別貼入Diffuse（漫反射材質）通道和Opacity（透明度）通道。但是不要用十字交叉平面貼入角色貼圖，否則側面觀察會失真。用平面貼圖渲染速度快，貼圖為真實照片，人物真實，適合大面積推拉鏡頭使用。

2）用RPC插件完成人物顯示。RPC是建筑動畫不可缺少的制作利器，它可以輕松地為三維場景加入人物，動物或植物等有生命的配景，以及車輛、動態噴泉和各種生活中常用的設施，并能在燈光下產生真實投影和反射效果。

3）導入3Ds max或Maya軟件制作好人物模型。人物也可以在3Ds max或Maya軟件制作好人物模型再合并到建筑動畫場景。但需要在Customize（自用戶定義）菜單中選擇Configure User Paths（用戶路徑設置）命令，單擊Add按鈕，添加貼圖路徑，將其路徑指向配套貼圖所有的文件夾，否則可能會出現貼圖丟失。

5.4建筑動畫效實踐

篇5

《冰雪奇緣》：用雪片產生器制作2000種雪花圖案

《冰雪奇緣》是今年內地上映的好萊塢動畫片中口碑和票房都不錯的一部。在整部影片中，雪花是非常重要的部分，但少有人知的是，這部影片的特效總監戴爾?梅達此前幾乎從未見過下雪。籌備期間，他率領該片的動畫特效團隊離開美國加州開啟了“冰雪之旅”。特效團隊搜集到很多真實的雪景照片和視頻。角色總監穿上厚重的棉衣在雪地中模仿片中主演，通過雪上行走、深雪中掙扎移動、人物在風暴中移動等表演，感受肢體在雪中的運動規律，了解雪球的移動塌陷、衣服和雪的互動、大腳印的產生以及衣服滑過雪后留下什么樣的痕跡等影片中所遇到的各種細節。在專業研究者的幫助下，特效團隊利用技術手段掌握了如何對冰凍世界進行仿真，將角色和場景真實地創建出來。

當《冰雪奇緣》播放到主人公安娜陷進雪里、雪花散開、掉落到地面上的片斷時，戴爾?梅達說，為了真實地展現雪花的魅力，制作團隊與加利福尼亞大學和洛杉磯大學的研究者共同開發了一款新的軟件“馬特洪”（以阿爾卑斯山脈中著名的山峰命名）。制作者可通過軟件“告訴”電腦，在某個時間點，某個人物的某個關節如何與雪地接觸，根據物理學原理，自動演算出雪花最真實的運動軌跡。除了雪的分離和重新黏合以外，船體的分離也用到了這一軟件。為了完美呈現“雪球”撞上“雪人”一霎那好似“天女散花”的鏡頭，整個制作團隊將雪片晶體形成晶核下落的過程變化進行了多次試驗，利用“雪片產生器”制作出2000種雪花圖案，值得一提的是，影片中雪人和冰宮也是經過詳細計算精心設計建造的。

影片不僅要有好的故事，還要有好的音樂。鮑比和盧卡斯一共為影片創作了20首歌曲，其中有8首被采用。2013年2月《冰雪奇緣》制作完成，創作團隊發現故事與音樂混合后的效果不理想，于是將歌曲全部替換，從2月到6月，他們對影片進行了重大調整，讓人耳目一新。

制片彼得?戴爾?維克指出：“《冰雪奇緣》講述的是在白雪世界里的故事，涵蓋了城堡里的世界。我們要會運用燈光，雪和冰是白色的，是純凈的，但顏色卻能夠反映外界和人們的情緒，我們要充分利用這一點。比如冰宮中不可思議的燈光，當主人公情緒處于悲傷的時候，把蒙太奇式的顏色引入電影，讓冰的顏色變得暗淡，以此反映主人公的內心變化。每三個月，所有劇作家、動畫師都要重新進行研究、演繹，希望讓故得更加強悍。為了讓觀眾相信影片中的世界是真實存在的，技術團隊做了很多創新與努力。”在他看來，特效、故事角色設置和音樂創作是影片整體創作過程中十分重要的三個元素。

《里約大冒險2》：三維造型為鸚鵡加上500萬根羽毛

《里約大冒險1》講述的是鳥兒Blue來到里約、并找到愛情的故事；而正在熱映的動畫電影《里約大冒險2》更多關注的是家庭，關于Blue一家人的未來。影片不僅展現了主人公Blue的智慧與幽默，還描繪出里約熱內盧、亞馬遜雨林的美景，以及巴西著名的桑巴舞。

導演卡洛斯?沙爾丹哈表示，他喜歡在野地里看鳥，喜歡講關于鳥的故事，藍色鸚鵡的英文意思是自由，他希望通過Blue帶領觀眾進入一個未來之旅――“亞馬遜之旅”。

動畫是一個不斷變化的項目，每天都會產生新的想法，如何把這些元素合理地地放在一起，是一個有趣的、合作的、創新性的演化過程。在整個400人的創作團隊中，只有3位是巴西人，他們并沒有到過熱帶雨林。于是在創作前，卡洛斯?沙爾丹哈乘直升飛機來到亞馬遜的上空進行航拍，他稱這次航拍為“駕馭性的觀察”。他認為，很多作品都展現了亞馬遜雨林茂密的樹林，可對于Blue來說，樹林上方才是他生活的樂園。航拍中，他看到了冷水和熱水的融合，他希望將亞馬遜地區所有的資產捕獲到電影中，向觀眾展現一個巨大的王國。

該片最吸引觀眾眼球的無疑是藍色金剛鸚鵡Blue的造型。卡洛斯?沙爾丹哈表示，動畫電影如果以動物作為主人公，一定要將它當作人來創作，它們的雄心壯志是什么，他們的癖好是什么，了解了這些，才能與觀眾的情感相對接。

創作Blue時，動畫師在辦公室里養了很多鳥，以此來觀察鳥類的各種細微行動，它們如何與人溝通，動畫師需要認真觀察鳥類的羽毛和眼睛變化的細節，他們先后畫出上百種造型的人物設計稿，最終選出一個造型塑成雕像，并賦予它性格、氣質與生命。這一過程花費了6個月的時間。在Blue的設計中，鸚鵡羽毛是最大的挑戰，人物造型師在三維造型模上加上500萬根羽毛，之后再請來理發師，根據個性修剪它的羽毛造型。

每個角色都要有特有的性格和吸引力，而色彩、音樂、幽默一直都是《里約大冒險》系列的主題。《里約大冒險2》集結了巴西不同城市的100多位音樂家。

在音樂工作室中，藝術家們利用身體發出的聲音與不同的打擊樂進行調試，形成上百種音效。“音樂是世界共通的文化載體，中國觀眾一樣很喜歡巴西的打擊樂，而且音樂對動畫電影來說，遠比對故事片更重要。幾百種樂器一起調試，折射出‘里約’的目標――讓全世界觀眾在影院里跳起桑巴舞。”卡洛斯?沙爾丹哈說。

3D定格動畫每天只拍2秒，將拍10年

曾將《兔俠傳奇》賣到世界上百余個國家和地區的國內動畫界領軍人物孫立軍，至今依然享受著“躺著賺錢”的好日子。他表示，每當自己熟睡時，美國數千家沃爾瑪超市都在銷售《兔俠傳奇》的DVD，而中國出品方有分賬的權利。他想告訴業界的朋友們，中國的市場固然很大，但海外的市場更值得我們期待。他坦言，分賬的收入，從不會進入自己的腰包，從《小兵張嘎》到如今的《兔俠傳奇2》，自己沒有拿過任何酬勞，原因只有兩點：熱愛和無奈。

目前孫立軍和他的學生們正在完成一部3D定格動畫，該動畫已作了近十年，預計在2017年走向市場。這部動畫片每天最多只能拍兩秒鐘，這樣“苛刻”的時間條件，難怪會嚇跑兩位投資人。現在孫立軍只能盡力尋找第三家投資方，并以自己不要任何酬勞的方式，來增強投資方的信心。

論壇中，孫立軍提到了“動畫電影的現代和未來”。三維動畫的出現，一度導致二維動畫、手繪動畫越來越少，創作者更多地依賴于計算機，中國現階段動畫片的發展更應該尊重藝術，避免掉入技術的陷阱。從電影技術發展上看，第一個階段是黑白幕片（無聲電影）時代，第二階段是有聲彩色時代，而在第二階段中又出現一個“十字路口”――傳統膠片轉入數字化時代。對此，孫立軍預言，“將電影游戲化或是游戲電影化，交互式電影將成為未來的主流。立體聲逐漸走向全景聲，未來若干年當人們再走進電影院時，會有上百個喇叭在身邊環繞，影音更加震撼、真實。”

2013年中國電影票房已經成為世界第二，中國的3D數字銀幕世界第一。目前，大多數影院都以2K的投影技術呈現，而不少品牌電視機已走在影院的前面，他們以4K高清晰度的屏幕吸引眾多消費者。

對于中國動畫電影的未來，孫立軍提出，國內有望迅速發展交互式影院（與傳統影院區別不大，座位上有按紐，觀眾可參與劇情創作）、拼裝式影院（比如廣場、旅游公園，像一體廚房似的，幾天時間組裝起來不會占用土地）、充氣式電影院（可在不發達地區廟會放映，10分鐘充氣就可以形成影院）、水底電影。打破傳統電影的消費觀念，觀眾可以用低廉的票價進場，還可以選擇劇情的走向。據他介紹，在上海電影節和北京首鋼廠區，都曾舉辦過交互式電影院的體驗活動，票價為10元，銷售情況可用“門庭若市”形容。

其他聲音：

彼得?戴爾?維克（電影《冰雪奇緣》制片人）：我曾說過，動畫電影是需要企業家精神的。技術和藝術必須相互配合，二者缺一不可。因為故事會加速技術的發展，有了技術才能夠更好地表現故事。我建議中國動畫從業者靈活一點，不用一味忠于過去的創意，人每天都在進步中，以前的想法不一定都是對的。

羅伯?明可夫（電影《天才眼鏡狗》導演）：《天才眼鏡狗》的創作初衷是“尋找未來”，以一個超越任何其他動物的“天才”為視角，講述他自己的生活。影片能夠在中國獲得認可，我很高興。幾年前，在中國拍攝《功夫之王》的工作經歷更是讓我印象深刻，我非常期待看到中國電影的未來，而且是美好的未來。

彼得?羅伊德（阿德曼公司創意總監）：我很喜歡木偶動畫。做動畫的樂趣就在于兩天時間做出幾秒種的作品，我很享受這種“專注”。木偶動畫很有意思，用機械的方式讓他們行走，通過攝影機、燈光等展現他們的質感。每個木偶動畫人物都有250多張嘴的形狀，而一部木偶動畫全片，則將出現上萬種嘴的形狀。

篇6

關鍵詞：超級計算；動畫；渲染

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）34-7873-04

1 行業現狀淺析

國內三維動畫行業起步較晚，但發展迅速，當前國家出臺一系列扶持政策，拉動了國產動畫行業的發展。目前，三維動畫常用渲染軟件為mentray，國內現通用渲染方式為單機渲染、渲染農場兩種方式。

單機渲染適用于個人短片作品及小型工作室，對硬件配置要求高、渲染效率低。若以動畫電影項目1600鏡頭為例，每個鏡頭長度約80幀，渲染文件中場景分21層，單個角色平均分18層，按照平均每個鏡頭中含兩個角色計算，以中等渲染難度鏡頭為例，一個鏡頭分46層，每幀單層渲染平均耗時1min，則整個動畫電影項目耗時總計：

1（min）*46（層）*80（幀）*1600（鏡頭）=5888000min，合計約136個月（單臺電腦渲染時間）。

渲染農場為當前較為流行的渲染方式，該方式整合了單機渲染的優點，計算節點多且配置較高，渲染速度快，但造價高昂，對小型動畫企業造成了嚴重的資金負擔，且經常出現丟幀、漏幀等現象。

2 關于超級計算

超級計算機指能夠執行一般個人電腦無法處理的大資料量與高速運算的電腦，其基本組成組件與個人電腦的概念無太大差異，但規格與性能則強大許多，是一種超大型電子計算機。具有很強的計算和處理數據的能力，主要特點表現為高速度和大容量，配有多種外部和設備及豐富的、高功能的軟件系統。現有的超級計算機運算速度大都可以達到每秒一兆（萬億，非百萬）次以上。

超級計算機是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類計算機，多用于國家高科技領域和尖端技術研究，是一個國家科研實力的體現，它對國家安全，經濟和社會發展具有舉足輕重的意義。是國家科技發展水平和綜合國力的重要標志。

在美國好萊塢，一部《阿凡達》電影的特技制作需渲染一年多時間才能完成，而如今通過超算中心的高速計算刀片計算，同樣對電影《阿凡達》進行渲染處理，僅需兩三個月甚至更短的時間。

3 超級計算在動畫渲染中的應用

高度真實感渲染通過計算光線的傳播過程，將設計人員在計算機中制作的三維模型轉化為高度真實感的圖片，是動漫產品制作的核心環節之一，時間占制作周期的30%左右。

自上世紀90年代以來，高度真實場景渲染的相關研究緊密圍繞超算平臺大規模并行這個主題，從串行算法并行化、并行任務調度、并行數據管理等角度展開。相關工作可以分為支持大規模并行的渲染引擎和支持大規模并行的渲染平臺兩個層次。

渲染引擎的大規模并行研究主要關注于將傳統的串行渲染流程及渲染算法并行化，面向單幀或分塊并行渲染。目前，支持并行化渲染的硬件架構主要包括：Intel/AMD的x86多核架構，STI（Sony Toshiba IBM）的Cell BE架構，Larrabee多核架構以及GPU架構，大量的研究集中于改造傳統的渲染流程或渲染算法，以高效的利用平臺特性，達到最大并行程度。以光線跟蹤為例，其渲染流程包括了加速結構建立、光線生成、光線求交、交點著色、光子生成等環節，其中，光線生成、光線求交、交點著色等環節循環執行。因而需要研究每個環節的并行化方法，以及流程的自適應調度方法，數據的存儲傳輸技術等。新興的GPU并行渲染技術成為目前關注的熱點，其在加速結構建立、光線跟蹤等環節表現出優于同時期主流眾核CPU的性能，但由于GPU顯存容量的限制以及指令集處理能力的限制，在處理高度真實場景方面依然存在大量的技術障礙。基于16核以上的眾核（heavy core）結構的渲染也是目前關注的熱點問題，在眾核環境下，流程的并行化，渲染任務劃分粒度，負載平衡，內存共享等問題都可能成為影響最終加速比的瓶頸問題。而《阿凡達》等相關并行渲染研發給出了基于CPU和GPU混合的并行渲染解決方案。

支持大規模并行的渲染平臺是指由許多運行渲染軟件的計算機組成的，由渲染作業管理軟件劃分和調度渲染任務，提交給不同的計算機并行渲染的渲染環境。渲染作業調度管理技術的主要研究熱點包括渲染作業調度、渲染數據存儲與傳輸等。渲染作業調度可對渲染任務的排隊、分幀、分發和渲染進行自動調度和管理，其中渲染調度為其核心模塊。渲染作業由若干幀組成，各個幀之間渲染計算的關聯不緊密。因此，傳統的調度算法同樣適用于渲染管理系統，如先來先服務（FCFS）、短時間作業優先、預約調度（Reservation）和BackFilling算法等。然而，目前的渲染調度大多沒有考慮FCFS的缺點，即當作業的資源需求量較大而系統不能滿足時，它不會調度后面的作業。為提高系統吞吐量與資源利用率，渲染調度應該能提前預測渲染子任務的期望完成時間、支持預約回填（backfilling）算法。在由幾千個節點構成的超算平臺上，為了充分發揮每個渲染節點的作用、大幅度提高渲染速度，負載均衡將是任務分配和調度的主要目標，成為提高資源利用率的主要手段。面向渲染的分層調度策略目前研究較少，但它將是保證粗粒度負載均衡的有效手段。

4 運用超算超算渲染的配置分析

超級計算機使用linux系統或windows server系統；mentray渲染是動畫渲染中最常用、較先進的渲染方法，其常用的操作平臺為windows，而國內尚沒有專門針對超級計算機與maya軟件匹配的最優化配置技術方案方面的研發。

影響渲染速度的主要因素有：

1）硬件配置（內存、CPU、計算節點數量等）；

2）軟件設置（Mentray渲染中相關參數Resolution、Quality、Raytracing、Reflections、Refractions、Max trace Depth、Shadows、Final Gathering等）；

3）文件自身元素對渲染速度的影響，如場景大小、模型點面數、鏡頭景別、物體材質（3S、反射、折射等）

為充分測試不同文件在不同軟硬件條件下渲染速度的不同，本項目選取了幾組代表性的渲染文件針對不同的渲染配置進行測試，該文中以以下三個代表鏡頭為例，分別命名為Ceshi_A、Ceshi_B、Ceshi_C。

以下為三個鏡頭渲染難點分析：

Ceshi_A：1、室外大場景，有大量樹木以及灌木叢；2、建筑數量多達1000余個；3、鏡頭幀數較長200幀；4、大面積海水（海水為特效單獨渲染，不包含在測試數據內）；

Ceshi_B：1、兩個主要角色；2、角色距離鏡頭較近（3S材質及離鏡頭越近渲染速度越慢）；

Ceshi_C：1、角色距離鏡頭較近；2、車窗玻璃反射導致渲染速度較慢；3、鏡頭內物體數量較多（有大量的魚群以及珊瑚礁）；4、鏡頭幀數較長350幀。

以上三個鏡頭基本涵蓋了所有動畫文件中影響渲染速度的因素，且各有側重點，因此較具有代表性。

針對三組文件進行軟硬件不同方案的測試：

4.1硬件配置相同，不同軟件配置（渲染設置）下渲染速度分析：

測試文件基本設置：

幀速率：24幀/s；

畫面大小：Width：2560； Height：1080；

圖像格式：TIFF（tif）；

渲染時間單位：min；

渲染機器：HP Z820 Workstation；

從渲染時長數據來看，軟件參數設置越高，渲染質量越高，但渲染速率越慢；當渲染設置高到一定程度后，渲染圖像的質量區別很難用肉眼分辨出來，但渲染耗時卻會產生翻倍甚至數倍的變化，因此，通過反復測試，我們取得平衡渲染質量與渲染時長的軟件最優化配置：

Resolution（分辨率）：72

Quality（質量預設）：production（產品級別）

Filter（多圖像過濾）：Gauss

Filter Size（過濾器大小）：3

Raytracing（光線跟蹤）：

Raytracing（光線跟蹤）：√

Reflections（反射）：5

Refractions（折射）：5

Max trace Depth（最大跟蹤深度）：10

Shadows（陰影）：2

Reflections Blur Limit（反射模糊限制）：1

Refractions Blur Limit（折射模糊限制）：1

Final Gathering（最終聚集）：

Final Gathering：√

Accuracy（精確度）：100

Point Density（點密度）：1

Point Interpolation（點差值）：10

4.2軟件配置（渲染設置）相同，在不同硬件配置中運行的渲染速度分析：

通過硬件測試渲染，超算中心渲染速度比自主渲染機房渲染速度快約45倍。

4.3 渲染人員與硬件設備的優化分配方案

硬件設施共有計算節點700臺，接入節點10臺；本項目中，渲染使用接入節點4臺，計算節點280臺；配備人員要保證動畫渲染的正常運行并確保渲染質量，同時避免人員浪費。

經過測試，本項目中配備5名工作人員可確保渲染順利完成，其中渲染操作人員4人，硬件維護人員1人。并計算出同類項目中，工作人員與接入端口及計算刀片的比例安排約為1：50-1：60。

項目人員安排如下：

渲染操作人員：4人；

每人負責一臺接入節點的操作，通過接入節點帶動計算節點70臺；

工作內容：

1）負責操作接入節點，通過渲染排查插件對渲染文件進行檢查，確認各項設置正確無誤；

2）設置起始結束幀，規定渲染層進行渲染；

3）定期對輸出素材進行檢查，通過Pdpalyer及Premiere等軟件對素材進行初步檢查。

硬件維護人員：1人；

負責4臺接入節點及280臺計算節點的硬件設備維護，檢查設備運算狀況是否良好，保障設備設施正常運轉，確保渲染正常運行。

5 總結

目前，國內出臺多項政策，大力扶持國產動畫產業發展，大量動畫制作公司營運而生，但三維動畫生產制作周期長，回報時間長，造成大量動畫公司運營困難，很多優秀的原創動畫公司因為難以支付高昂的運營成本而舉步維艱，國產動畫產業發展緩慢。

三維動畫制作包含多個環節，各環節中以分層渲染耗時最長，對硬件設備要求也最高，但相應的人力投入卻最小。因此，解決動畫渲染無疑是攻克動畫項目周期長的良好切入點，可以在保證項目質量的同時大量壓縮項目周期，從而節省項目成本，盡快回籠前期投入資金。由此，對超級計算動畫渲染項目的研究與優化有著良好的市場前景。

目前，動畫渲染多運用單機渲染或渲染農場實現。單機渲染速度慢、效率低，大大延遲了項目進度，而渲染農場是一組通過網絡連接在一起的計算機集群，通過多臺機器協作運行，達到快速渲染3D動漫作品的目的。渲染農場的一個發展趨勢就是Renderbus自助式渲染，目前國內大部分動漫制作公司已經接受這種自助式渲染模式，渲染農場速度快，但價格高昂，尤其對鏡頭數量較多，鏡頭文件較大的項目來說，項目資金負擔嚴重。

超級計算機基于國家超算中心存在，承擔各種大規模科學計算和工程計算任務，同時以其強大的數據處理和存儲能力為社會提供云計算服務，將建成功能齊全、平臺豐富、高效節能、國際一流的高性能計算研究開發中心和云計算服務中心。其計算節點遠遠高于渲染農場，換言之，其渲染效率遠大于市場上現存的渲染方式，在動畫渲染中應用成功后，能產生巨大的直接及間接效益，并造成深遠的社會影響，大大縮短動畫制作周期，節約成本，從而拉動國內動畫產業的迅速發展。

參考文獻：

[1] 朱莉.中國動畫產業發展現狀與對策分析[J].企業家天地，2011（2）.

[2] 薛偉蓮，姜帆.基于云計算的動漫產業協作模型[J].遼寧師范大學學報：自然科學版，2012（2）.

篇7

    1、不規則物體建模的制作技巧

    物體建模在3D動畫電影制作中占據重要地位,物體建模不單是動畫電影制作的核心部分,更是全部貼圖和材質的載體,還是燈光渲染的對象,3D動畫電影的效果是基于物體建模存在的。因此,3D動畫的物體建模是十分復雜的過程,必將耗費大量時間和制作經歷,物體建模方法包括多邊形物體建模、細分曲面物體建模和NUBRS建模等。在3D動畫電影實際制作過程中,必須根據不同物體模型采用不同的建模方法,因此,設計人員掌握多種建模技巧是十分必要的。

    在3D動畫電影《和氣四瑞》中,主要包括四種模型,分別是大象、猴子、小鳥和兔子,同時組成動畫電影的還有不同場景。對這四種模型的結構進行深入分析之后,可以發現透明都屬于不規則物體,而且難以分解成多個規則的幾何形體,由此,對這種物體的建模可以采用細分曲面建模方法。首先,利用基本的幾何形體創建出簡單的模型形狀,再利用網格、網格平滑、多邊形、降噪等工具對物體模型的細節部分進行劃分。細分曲面物體建模技術能夠采用任意的多面體來控制網格,再根據自動生成的網格來平滑曲面。由此可見,細分曲面物體建模技術可以包括各種各樣的網格形狀,進而形成不同類型的物體脫皮結構,始終保持物體曲面的光滑性。而且,細分曲面物體建模技術的最大優勢就是對細節的劃分,即使增加物體的細節部分,也不會造成整體復雜化和結構化,同時能夠始終保持細節部分的光滑性。

    2、添加貼圖和材質的制作技巧

    材質是3D動畫電影中物體的外觀屬性,物體材質主要利用3D MAX材質編輯器制作而成。3D MAX材質編輯器中的材質分為標準材質和復合材質,例如混合材質、雙面材質、多維材質、變形器材質等。將貼各種類型的圖像加到材質上就稱作貼圖,貼圖可以詳細展現物體表面的紋理形象。在3D動畫電影制作過程中,為動物添加貼圖時經常采用的技術是凹凸貼圖技術,凹凸貼圖技術的制作原理是:將貼圖中較為黑暗的區域作為地處,較為明亮的區域作為高處,通過Photo Shop制作軟件可以很快實現設計人員所需的凹凸貼圖。在對3D動畫電影中花草樹木進行貼圖時,主要采用透明貼圖技術,其原理是利用貼圖的明亮度來準確控制花草樹木的透明度,同樣,透明貼圖也是基于Photo Shop制作軟件實現的。

    3、創建角色骨骼的制作技巧

    3D MAX制作軟件中的CAT屬于多足角色骨骼設計插件,可以實現雙足動物到多足動物的骨骼創建和搭建過程,同時可以任意添加骨骼控制器,節約了設計人員定義不同動物骨骼的時間。而且,CAT多足角色骨骼設計插件還能夠提供跑、走和跳等動態骨骼設計,可以幫助設計人員輕松實現動態化、個性化和細節化的角色設計。CAT與傳統CS骨骼設計相比來說,不但可以自由實現曲線動畫調節,還可以完成動物骨骼的拉伸動作。CAT多足角色骨骼設計插件自帶的肌肉彈性動畫,適合3D動畫電影制作中高寫實角色的創作。CAT骨骼系統的自動讀取BIP文件功能,能夠輕松實現捕捉相應文件,將完成調節的動畫存儲到BIP類型文件中,有助于將不同動態混合融合在一起,呈現出真實的、令人滿意的骨骼設計。因此,CAT多足角色骨骼設計插件實現的動畫效果更加逼真。

    4、角色骨骼蒙皮的制作

    “蒙皮”指的是將物體模型和骨骼綁定在一起,只有將物體模型與骨骼進行有效結合綁定之后,才能實現物體角色和骨骼的共同運動,產生動作過程中的變形。3D MAX制作軟件中的Skin和Physique是蒙皮制作插件,這兩種插件與蒙皮制作的原理基本相同,主要是利用調動權重值使物體骨骼可以驅動網格物體,但是,這種插件與Bonespro蒙皮插件相比來說其效果非常一般。Bonespro蒙皮插件屬于智能化外部插件,使用起來更加方便快捷,在節約大量設計制作時間時,還可以提高蒙皮制作的動畫效果。

    5、添加燈光和攝影機的制作

    首先,在3D動畫場景中準確設置攝影機的位置,根據動畫場景的真實效果和大小遠近來完成燈光添加。對于單幀畫面來說,應該選用“三光源照明”布光理論,“三光源照明”包括補光源、背光源和主光源。在動畫場景中添加燈光過程中,必須將主體光位置和光源強度確定好,之后才能進一步設置輔助光源的位置和強度。最后,添加燈光裝飾和背景,采用這種添加燈光的方法存在以下幾點優勢:一是更好地反映3D動畫場景的真實感;二是使觀眾有著身臨其境的體驗;三是有效減少了物體建模和貼圖的數量,還能使動畫場景生機勃勃;四是烘托動畫電影中的場景和氣氛。

篇8

關鍵詞 3D動畫 籃球跨步跳投 教學

班杜拉（Bandura，1986）的認知調節理論認為：“操作技能時，個體首先必須提取記憶表象，然后將其轉化為恰當的運動控制編碼以產生身體和肢體的運動。這樣，認知過程通過建立感知覺與動作之間的認知記憶表象，擔當感知運動信息和操作技能的中間調節作用”1]。我國運動心理學研究表明：“在體育教學、訓練和運動競賽中，運動員正是憑著自己的運動表象，進行運動練習或表演。如果運動表象不清晰或沒能建立起來，就不能正確的完成練習”[2]。由于拍攝時所用攝像機的拍攝速率較低，因此在一些關鍵的技術環節，由于運動員動作速度太快，學生暫停觀看籃球跨步跳投技術，影片會產生模糊的現象，不利于用戶對技術動作的學習。而在3dsmax籃球動畫中虛擬攝像機的拍攝頻率可以隨意調至很高、可以多角度教學，因此技術動作顯得異常的清晰，能夠使學生建立正確的運動表象。

一、研究對象和方法

（一）研究對象

河北聯合大學籃球班學生，實驗班42人，對照班40人。

（二）研究方法

1.實驗法

（1）試驗時間：2012年5月，學時均為4。

（2）實驗組和對照組的抽樣

對河北聯合大學學生進行隨機抽樣，任意抽出兩個班級，隨機分為實驗組和對照組。實驗前，對兩組學生的對籃球意識、興趣和技戰術水平調查問卷。數據表明：兩組的籃球意識、態度和技戰術水平沒顯著性差異（P>0.05）；對兩班學生進行了持球突破、助跑摸高和投籃測試，得出成績進行分析。數據表明兩班級身體素質無顯著性差異（P>0.05）；所以，研究對象的抽樣符合要求。

（3）試驗安排。

對照組采用傳統教學法，即講解—示范—練習—糾錯的教學方法對籃球跨步跳投進行教學。

實驗組在課前用3ds max 2012和Photoshop設計出籃球跨步跳投動畫教學動畫。上課時從多角度展示動畫，使學生建立清晰的運動表象，使之建立正確的動作定型。

實驗組采用動畫示范手段進行輔助教學。課程開始前，讓學生觀看3D籃球跨步跳投動畫，教師也按照講解—示范—學生—自主練習。

（4）考核

在對實驗組和對照組進行考核時，單獨考試，避免相互干擾。請四個教授四個方向對學生的籃球跨步跳投進行獨立打分，再取平均值。

2.數理統計法。

所需數據采用spssl3.0統計軟件包進行處理分析。

二、籃球跨步跳投動畫關鍵幀動畫的設置

所謂關鍵幀動畫，就是給需要動畫效果的屬性，準備一組與時間相關的值，這些值都是在動畫序列中比較關鍵的幀中提取出來的，而其他時間幀中的值，可以用這些關鍵值，采用特定的插值方法計算得到，從而達到比較流暢的動畫效果。動畫關鍵幀設置是研究技術動作的重要環節，籃球跨步跳投動畫分為5個關鍵幀，三威脅姿勢關鍵幀、左腳著地制動關鍵幀、右腿前擺關鍵幀、投籃關鍵幀和落地緩沖關鍵幀.

（一）三威脅姿勢關鍵幀的技術分析

所謂三威脅姿勢，是一個攻擊姿勢，做好這個姿勢就等于做好了傳球、投籃和運球突破三個動作的起手姿勢。比賽過程中，根據對手情況作出傳球、投籃和運球突破，傳球姿勢具有投籃和運球突破攻擊性；投籃姿勢具有傳球和運球突破攻擊性；運球突破姿勢具有投籃和傳球攻擊性。運球突破姿勢具有投籃和傳球攻擊性的三威脅姿勢動作比較靈活，而且球放在體側可以很好的保護好球，是比賽中最為常用的姿勢（如圖1）。

（二）右腳著支撐左腳著地制關鍵幀的技術分析

左右腳蹬地身體加速前移，同時身體轉身探肩，左臂前身護球，左腿屈膝前擺著地.左腳的著地方式是以腳后跟開始的，在左腳腳后跟著地后，此時右腳還未蹬離地面，隨著身體重心前移，左腳迅速由腳跟過渡到全腳掌，同時左下肢屈膝并降低身體重心儲存彈性勢能。

（三）右腿前擺關鍵幀的技術分析

從右腿屈腿前擺，雙臂從體側屈臂舉球.舉球動作在右腳還未著地時就已經開始.在右腿的擺動后期擺幅逐漸減慢，右腳著地制動后身體重心降低，此時身體以右腳為軸轉動，整個身體即將面對球籃。

（四）投籃關鍵幀

表示從雙腳蹬離地，髖關節開始伸展時刻到起跳階段，軀干的伸展要稍早于下肢的蹬伸，隨著膝關節的伸展，身體重心逐漸升高，雙腳前腳掌蹬地，身體騰空，此時身體籃正對球.

（五）落地緩沖關鍵幀

表示身體從最高點開始下落時刻到雙腳著地時刻.落地后，膝關節迅速屈膝緩沖，前腳掌內側拔地，準備做下一個攻擊動作。

三、實驗結果

（一）實驗組和對照組學生四項技術的評定結構分析

通過分別對實驗組和對照組學生的轉身、探肩、護球、加速和投籃技術水平進行對比分析。

結果表明：兩組學生成績存在顯著性差異。這表明在籃球跨步跳投動教學中運用動畫手段，對提高學生的轉身、探肩、護球、加速和投籃是有效的方式，能夠使學生建立清晰的運動表象，使之建立正確的動作定型。

（二）結論

籃球動畫教學課件設計和制作能夠創設學生為主體，教師為主導教學情境。籃球動畫教學能夠是學生建立正確的運動表象，學生根據自己的運動表象進行練習，使之建立正確的動作定型。

參考文獻：

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關鍵詞：日式動畫風格；非真實感渲染；賽璐珞著色法

一、概述

由于傳統的手工上色耗費大量的時間以及成本，數字化的無紙動畫上色也僅僅是將制作過程變成手工計算機上色，仍然需要耗費大量的人工時間以及成本。對于這種情況我們希望能夠出現一種技術可以減少這種勞動密集型的上色修型作業，提高效率，同時進一步改善并統一動畫圖形品質，減少項目的運作風險。

文介紹了一種卡通動畫渲染技術，使得上色過程自動化，如圖1左邊我們對角色進行數字化建模的過程，運用我們的算法使得三維角色擁有和二維角色近乎一樣的視覺特征。

圖1：從我們使用數字動畫軟件對二維角色進行數字模型化，我們運用抽象的渲染風格技術進行渲染，會讓人聯想到是卡通手繪的角色

在該技術研究中我們采用較為成熟的日式卡通風格，來作為衡量我們技術實用性，通過我們制定shader以及數字模型來生成日式卡通二維效果，同時我們還可以訪問以及修改shader的參數，例如顏色，高光特性，對比關系，等參數控制最終的渲染結果。同時我們改進相關的流程使得流程高效易用，并能很好的適用于實際的商業動畫項目中。

二、相關工作

1.建立角色模型。

我們通過建立三維幾何體描述需要生成圖形的造型形象。對我們來說具體使用哪一種建模方法并不重要，因為渲染算法本身是通用的，運用不同的算法我們可以計算真實感圖形以及非真實感圖形的計算。我們知道我們一般所制作的數字模型都是依據真實的光照標準來制作的。這種數學模型稱為光照模型，這種模型可以用描述物體表面光強度的物理公式推導出來。給予計算機生成的圖形最基本的真實性。但是三維數字卡通形象都是以非真實效果存在的，這就需要我們按照卡通渲染算法對光照模型的進行適當修改，已滿足最終渲染效果的需要。所謂卡通渲染的基本元素，就是“輪廓線和較統一的著色”。依據卡通圖形的基本特征我們將從著色以和勾線這兩方面來解決問題。

2.著色處理

給三維角色著色處理，需要我們考慮兩個方面。一個是物體本身的顏色紋理，二是環境光照情況。而且對于日式卡通渲染圖形來說，重點是在顏色光與影的變化，對紋理的要求比較少見。因此，對于我們卡通角色著色的討論主要集在光照顏色和陰影顏色上。通常情況，當光線照在物體上的時候，物體的顏色會依據光照強度的衰減出現平滑的明暗變化，這會讓物體看起來更為真實，而我們卡通渲染則需要離散這種光照，使得光與影能夠明顯的區分出來，且參數可以隨意控制光和影的色值，簡單的做法就是給光照強度限制范圍 也就是我們常說的非線性光照（如圖3 B），非線性光照是卡通渲染的重要特征。

圖3

非線性光照使圖像區別于真實感圖像所存在平滑過渡效果，這會讓我們很容易想到的一種解決方法是直接采用紋理貼圖，但是這種靜紋理貼圖局限性比較多，如不能夠根據光照變化而產生變化，在很多地方會限制效果的發揮，大部分時候需要光影動態計算方式，使得整體畫面視覺效果統一。

3.勾線

運用3D技術來為三維角色生成理想的輪廓線，是我們研究的重點，基本的要求是用黑色像素沿著物體的輪廓和邊緣進行填色 當視角點改變時，輪廓線也跟隨改變正確的渲染和計算。

下面是我提出的模擬手繪渲染邊線的解決辦法。

轉貼于

我們處理的思路是：采用取樣像素級法線信息，將顏色信息和法線信息分別輸出到兩個渲染目標紋理。再獲得了法線和顏色的渲染目標紋理后，利用這2個紋理做處理：判斷臨近的像素的法線的方向是否差別很多，如果很大，就是具有輪廓的地方，用黑色填充，否則作為顏色處理，對于顏色信息，就是正常渲染模型，法線信息就是計算三維物體在攝像機下空間坐標XYZ，并使用三元屬性RGB顏色值表示，由于法線信息是三元浮點信息，而圖形渲染格式則可擁有4個通道，所以多出來的一個通道可以記錄其他信息，如模型id號，根據id號不一致情況 這樣可以檢測是否處是外輪廓。

等然后在這個物體上進行輪廓描邊，渲染出較為理想的輪廓線。用這種方法渲染的最終效果是只有邊線的模型圖，獨立的渲染邊緣線好處就是可以獨立的處理這些邊緣線效果，我們可以按照自己預期的藝術效果，對渲染出的輪廓線進行手工二次修改或修正。

運用這種方法的優點在于：一是運用計算機批量生成動畫線稿的基礎上進行修改，這比用傳統手繪動畫的方法效率高得多，不需要太多的勾線人員，省時省力，節約成本和大量的制作時間；二是與全3D動畫相比，技術要求門檻比較低，即使在渲染中出現錯誤也可以快速修正過來。三是這種方法易于修改 可以更具需求制作如水墨線， 水彩 ，油畫等勾邊效果。

4.其他處理。

所研究的這種渲染方法還可以做進一步延伸：通過限制制作normal map貼圖來提升角色細節，使得模型面數大大降低，

通過用最少的點、線、面建模提高運行效率。渲染出明確、清晰的輪廓線和陰影線，以便于進行2D 手繪填色，或對邊緣輪廓線添加手繪貼圖材質，直接渲染出有手繪效果的線條。與手繪相比，由渲染貼圖生成的線條或用繪圖板在圖形軟件中繪制的線條缺少了個性化的特點。運用后期來處理來勾線提藝術家自由發揮的空間。

三、結論

我們已提出了二維風格渲染方法，這些都源運用不同的算法控制技術，使得模型能夠產生色彩邊界，強調形狀以及邊界，使得能夠表現各類非真實效果 。 我們通過這種方法模擬，使用程序化的三維渲染技術與傳統手工動畫角色視覺表現幾乎一致，與傳統手繪角色同樣具有表現力。我們的方法的主要優點是：該技術易于使用并可很好的整合在動畫制作流程當中，成本相對于傳統動畫方法低廉很多，即使剛成立的小型動畫工作室也可以利用這種方法快速的制作出高品質二維動畫出來。運用這種方法和技術，充分利用計算機的資源，減少勞動密集型的傳統動畫作業方式，提升效率降低動畫項目的風險和運營成本。雖然該技術仍然還有一定的局限性，需要制作人員針對不同鏡頭和不同情況做細致的參數調整，雖然這些參數需要被手動設定，但也意味著為制作人員提供了更多的控制。盡管有些限制，我們的方法和流程會產生人信服程二維卡通角色。

本課題系南昌大學科學技術學院科研立項項目。

參考文獻

[1] David S， Texturing and Modeling [j]，Morgan Hofmann; (2003年1月4日).

[2] Kelly Dempski ，Advanced Lighting and Materials with Shaders [j].

篇10

Shout3D技術是以JAVA技術的實現為依托，由ShoutInteractive公司開發的一種渲染引擎，并且在保留與VRML語言具有相似性的結構基礎上對場景中基本元素進行控制，即節點控制。節點可以對網絡虛擬世界中的所有事物進行描述并實現某些特殊功能，如集合體、材質、攝像機等，其特性通過許多域來進行定義。Shout3D中的基本元素屬于JAVA程序設計語言，其模擬場景在加載過程中，文件中的場景圖基本元素會按對應的節點類別被裝入內存，并且以實例為基準轉化為對象，同時節點的域值也會被裝入該節點類的屬性域中。節點類可以使用Shout3D方法在運行中通過程序的動態創建方式生成，對場景中的各種對象進行操縱，如屬性值的設置及其運動的控制、對用戶命令的響應等，虛擬世界的交互式控制在此基礎上更加容易實現。

2Shout3D的交互式網絡虛擬現實設計流程

基于Shout3D的交互式網絡虛擬現實設計流程主要有4個具體步驟，即建模、導出、編輯及。建模步驟通過利用3DSMAX建模工具對三維立體場景及虛擬對象模型進行創建，并借助Shout3D技術的導出插件將模型文件進行導出，接著以手工程序設計對模型場景進行編輯，在編輯階段中能夠將原本靜態的場景對象轉變為具有人際交互能力的場景對象，最后將所有文件進行打包長傳，這一系列過程即交互式網絡虛擬現實世界在Shout3D技術支持下的設計流程。完整的Shout3D項目主要由一個Shout3DJAVAApplet小程序類、一個s3d場景文件、一個Panel面板類、一個網頁文件及其他聲像等外部資源文件構成。

3基于Shout3D的網絡虛擬現實交互式動畫設計的實現

相較于預渲染動畫、CG電影網絡虛擬現實三維動畫體現出的交互性是基于Shout3D技術實現的最顯著特點，并且主要通過以下途徑實現：（1）利用Shout3D提供的預定義JAVAApplet小程序類在三維模型創建已加入動畫內容的基礎上直接實現交互功能。（2）對Shout3D技術進行完全定制以滿足Applet類的需求，并借助Shout3D的開發功能實現三維動畫的交互式控制功能。（3）在網頁中借助腳本語言對Shout3D對象進行控制以實現JAVA與JavaScript的交互控制。下面對幾種交互式動畫設計的基本類型進行簡析：

3.1關鍵幀動畫

關鍵幀動畫在三維立體動畫軟件的實現可以通過利用對應插值節點進行導出，并利用定時器的驅動控制功能實現預渲染動畫的交互功能。Shout3D技術相較于VRML中的Interpolator線性插值能夠支持Bezier和Tension-Continuity-Bias樣條插值，同時可以借助3DSMAX的動畫控制器實現插值路徑設定的復雜性。位移、縮放及旋轉即為關鍵幀動畫的主要變換形式。

3.2過程動畫

Shout3D技術已經能夠實現部分預定義小程序類完成簡單的交互行為，例如WalkApplet可以實現場景的虛擬漫游效果。用戶可以通過對Applet類進行二次開發從而完成其他交互式控制行為。過程動畫具有實時渲染的特征，因此需要Shout3D小程序類實現RenderObserver接口，同時利用onPreRender方法對下一幀的動畫場景實現實時渲染。此外，Shout3D小程序類實現DeviceObserver接口能夠為用戶提供交互式控制功能。

3.3網頁腳本交互動畫

Java小程序類是Shout3D嵌入網頁并實現運行的方式，因此小程序類對象的名稱可以在網頁動態腳本中可以借助JavaApplet標簽中的NAME聲明取得，并通過利用getNodeByName對虛擬場景的基本元素實現控制。通常借助JavaApplet能夠實現網頁腳本，利用Shout3DJAVAAPI可以實現交互式動畫控制功能，對各種場景中的元素在JAVA基礎上也能夠實現對其運動進行控制。

4結束語