【精品】浅析照片级渲染技术在三维动画中的应用毕业设计

【精品】浅析照片级渲染技术在三维动画中的应用毕业设计 (此文档为word格式，下载后您可任意编辑修 改～) 浅析照片级渲染技术在三维动画中 的应用 作者姓名:李耀锋 I 专业名称:艺术设计 指导教师:杨玉权 王练 II 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 摘 要 三维动画是指使用电脑软件制作出的立体虚拟影像，又称3D动画，是近年来随着计算机技术的迅猛发展而产生的一项新兴技术。在3D技术日趋成熟的今天，3D动画已广泛应用于日常生活中的各行各业，如建筑，室内设计，影视动画，游戏动画等。因为这一技术应运而生了一款功能强大的3D制作软件，它就是3Ds max，随着该软件版本的不断更新升级，在软件内部算法和功能上与低版本比较有了明显的提高，使它成为了一个巨大的三维动画创作平台。 由于3D MAX的出现，这几年制作三维动画和学习三维的人日益增多，且电脑硬件水平的日益更新，三维动画的制作已不再是大电影厂和专业影视制作公司的垄断的专利，三维动画的制作技术趋势已由高端过渡到中低端。本文将通过对3D动画短片的制作过程的详细的介绍，其中主要介绍在3Dsmax中Vary的写实渲染技术，从而了解并认识“照片级”渲染技术。使其灵活运用在日常动画创作中。为人们创作出更加贴切的视觉享受 关键词:三维动画 写实渲染 Vary 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 Abstract 3D animation refers to the use of computer software to produce three-dimensional virtual image is an emerging technology in recent years, with the rapid development of computer technology, also known as 3D animation. 3D technology matures, 3D animation widely used in all walks of life in their daily lives, such as architecture, interior design, film and animation, game animation. Because this technology came into being a powerful 3D authoring software, it is 3DS MAX, as the version of the software upgrade, internal algorithms and functions in software significantly improved as compared with the lower version, it became a platform. Due to the emergence of 3DsMAX, 3D animation and three-dimensional learning growing number of increasingly update computer production is no longer the monopoly of the big film studios and professional film and television production company patent, 3D animation production technology trend the transition to of the production process of 3D animation clips which mainly introduces Vary on the 3Dsmax on realistic rendering technology, in order to understand and recognize the "photo-rendering technology. Make it flexible use in day-to-day animation. Visual enjoyment for people to create a more appropriate Keywords: 3D animation ，Realistic rendering ，Vary - II - 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 目 录 摘 要 ...................................................................................................... I Abstract .................................................................................................. II 目 录 ................................................................................................... III 前 言 ..................................................................................................... 4 1认识三维动画及其照片级渲染技术 .................................................... 5 1.1三维动画 ...................................................................................... 5 1.2照片级渲染技术的定义 .............................................................. 7 2照片级渲染技术在三维动画中的应用 ................................................ 9 2.1 照片级渲染技术的特点与优劣 ............................................... 9 2.2 实现照片级渲染的技术手段 ................................................. 10 2.3 对照片级渲染技术应用的思考 ............................................. 12 3照片级渲染技术在毕业设计中的具体应用 ...................................... 13 3.1 毕业设计简介 ........................................................................... 13 3.2 照片级渲染技术在毕业设计中的具体应用 ........................... 14 总 结 ................................................................................................... 18 致 谢 ................................................................................................... 19 参考文献 ................................................................................................. 20 - III - 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 前 言 动画是一种老少皆宜的艺术形式。它有着悠久的历史。比如我国民间的走马灯和皮影戏，可以说是一种古老的形式。古老的人类就有一种表现动态形式美的欲望。当然真正意义上的动画是在电影摄像机出现以后才发展起来，这其中经历了一个相当漫长的探索过程。而现代科学技术的发展，又不断为动画注入新的活力。现代的动画，已经发展为不仅仅是一门艺术，一种新的产业，而是一门新兴的综合性科学。 随着人们生活水平的不断发展，社会文化程度的不断提高，人们在追求物质上的满足的同时，更加渴望能够得到更高层面的精神需求。因此人们对电视、电影、综艺节目、广告等的要求就越来越高。所以我们才常常听到观众评论某些电影场景好假之类的声音。相对比的电影《超级战舰》《阿凡达》《变形金刚》等影片，听到的都是人们的称赞声。为什么这些票房过亿的电影这么受人们欢迎,原因就在于这些大片背后有个强大的三维场景制作团队，他们可以把导演拍摄得很普通的一部片子通过一些三维技术变得写实、炫丽。无论在剧情上还是在视觉、听觉都让观众有一种非凡的体验。从而让荧幕前观众有身临其境的感觉 现在我国也越来越重三维动画的制作，大大小小的影视公司、广告公司如雨后春笋的发展起来。电影，广告，游戏，电视包装和品牌设计等都离不开三维动画制作。其中三维动画制作可以完成人类不能实现或者难以实现的事情。从而大大减轻制作成本。在我国动画产业 -4- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 的供给与需求却有着巨大缺口。再如此广阔之市场背景下，动画产业势必会成为我国新型产业的一大增长点。 《小镇故事》，针对动画短片的制作过程中所需要的知识，进行场景设定与三维技术结合研究，详细讲述其材质贴图与三维渲染的内在联系，深入介绍照片级渲染技术的原理，同时针对三维和渲染与合成在制作过程中要注意的一些事项。 1 认识三维动画及其照片级渲染技术 1.1 三维动画 三维动画又称3D动画，是近年来随着计算机软硬件技术的发展而产生的一新兴技术。三维动画软件在计算机中首先建立一个虚拟的世界，设计师在这个虚拟的三维世界中按照要表现的对象的形状尺寸建立模型以及场景，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数，最后按要求为模型赋上特定的材质，并打上灯光。当这一切完成后就可以让计算机自动运算，生成最后的画面。 三维动画发展到目前可分为三个阶段: 1995年至2000年是第一阶段，此阶段是三维动画的起步以及初步发展时期(1995年由乔布斯领衔的皮克斯《玩具总动员》标志着动画进入三维时代)。在这一阶段，皮克斯迪斯尼是三维动画影片市场上的主要玩家。(如图1.1) -5- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 图1.1 海底总动员剧照 2001年至2003年为第二阶段，此阶段是三维动画的迅猛发展时期。在这一阶段，三维动画从―一个人的游戏‖ 变成了皮克斯和梦工厂的―两个人的撕咬‖:梦工场有怪物史瑞克，皮克斯就开一家怪物公司;皮克斯搞海底总动员(如图1.2)，梦工场就发动鲨鱼黑帮。 -6- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 图1.2 海底总动员 从04年开始，三维动画影片步入其发展的第三阶段——全盛时期。在这一阶段，三维动画演变成了―多个人的游戏‖:华纳兄弟电影公司推出圣诞气氛浓厚的《极地快车》;曾经成功推出《冰河世纪》的福克斯再次携手在三维动画领域与皮克斯、梦工场的PDI齐名的蓝天工作室，为人们带来《冰河世纪2》。至于梦工场，则制作了《怪物史瑞克3》。而日趋成熟的三维动画技术则在接下来大批量、高技术的应用在电影领域。例如《2012》。 相对于摄像机实拍，三维动画有其独特的特点。例如:能够完成实拍不能完成的镜头、制作不受天气季节等因素影响、可修改性较强、能够为所表现的产品起到美化作用等。但其劣势表现在:对制作 -7- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 人员的技术要求较高、制作周期较长等。 现在市面上主流的三维设计动画有3D Max MAYA Cinema 4D 等。其中3D Max简称max。(如图1.3)由国际著名的Autodesk公司的子公司Discreet公司制作开发的，它是集造型、渲染和制作动画于一身的三维制作软件。从它出现的那一天起，即受到了全世界无数三维动画制作爱好者的热情赞誉。当前，它已逐步成为在个人PC机上最优秀的三维动画制作软件。而3D max与Vary渲染器的结合更是让该软件如虎添翼。VRay是由chaosgroup和asgvis公司出品一款高质量渲染软件。Vary是目前业界最受欢迎的渲染引擎。 总的来说:三维动画技术利用PC计算机来模拟真实物体的方式使其成为一个有用的工具。由于其精确性、真实性和无限的可操作性，目前被广泛应用于医学、教育、军事、娱乐等诸多领域。 图1.3 3Dmax操作界面 -8- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 1.2 照片级渲染技术的定义 渲染(Render)在电脑绘图中，是指:用软件从模型生成图像的过程。模型是用严格定义的语言或者数据结构对于三维物体的描述，它包括几何、视点、纹理以及照明信息。图像是数字图像或者位图图像。渲染这个术语类似于“艺术家对于场景的渲染”。另外渲染也用于描述:计算视频编辑文件中的效果，以生成最终视频输出的过程。 渲染是三维计算机图形学中的最重要的研究课题之一，并且在实践领域它与其它技术密切相关。在图形流水线中，渲染是最后一项重要步骤，通过它得到模型与动画最终显示效果。自从二十世纪七十年代以来，随着计算机图形的不断复杂化，渲染也越来越成为一项重要的技术。 渲染的应用领域有:计算机与视频游戏、模拟、电影或者电视特效以及可视化设计，每一种应用都是特性与技术的综合考虑。作为产品来看，现在已经有各种不同的渲染工具产品，有些集成到更大的建模或者动画包中，有些是独立产品，有些是开放源代码的产品。从内部来看，渲染工具都是根据各种学科理论，经过仔细设计的程序，其中有:光学、视觉感知、数学以及软件开发。 本文所要阐述的“照片级渲染技术”的精髓与要义就是在于此处。首先照片级渲染技术要有超写实的风格。并且“照片级渲染技术”能使在三维软件中构造出来的虚拟场景经过渲染输出后看起和现实中没有什么两样。甚至赋予这些虚拟物体“生命”。给人们带来真实感。并且“照片级渲染技术”对三维场景中的灯光、材质、贴图。都有着较高的要求。“照片级渲染技术”是在整体把握画面的同时，更强调对微观世界的理解，侧重质感和细节的表现。通过深入表现，可以达到和照片一样真实的画面效果。(如图1.4) -9- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 当前设计业界存在各种各样的表现风格，有崇尚手绘的，有崇尚艺术感的，也有崇尚写实感的。“照片级渲染技术”具有更强的视觉冲击力，能更真实地表达设计意图，可以更好地起到沟通作用。 图1.4 照片级渲染 -10- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 2 照片级渲染技术在三维动画中的应用 2.1 照片级渲染技术的特点与优劣 本章节主要谈论照片级渲染技术的特点与优劣。谈起照片级渲染技术，我们不得不要提到Vary渲染器。因为本次谈论的照片级渲染技术主要是依托Vary渲染器来实现的。 现代的人精神物质生活越来越加丰富，因此人们对精神生活要求更高。人们也开始越来越多的接触到艺术品。普通人群的艺术素养也在不断的提高。人们也有自己评判。例如某位画家在博物馆或者文化馆举办一场画展，画展面对的观众大部分都来自普通人群或者大众消费者。那么大众消费者评判此次画展的好坏是什么呢,普通人群由于没有过高于素养，挂在墙上的画画的像与不像便是他们评判他标准。画的像了，画的生动了。就是好画。在例如某位印象派画师在艺术圈和收藏圈是泰斗级人物，但是他的作品在网上却受到的是另一番品论。甚至不免“我小学就是这个水平”等嘲讽的评论。而照片级渲染技术便恰恰是这一点上迎合的大众的消费胃口。顾名思义“照片级渲染技术”便是能渲染出超写实的图片。在把握全局的同时能深度体现出画面中的细节，深度体现出画面中的材质，光感。用最真实的画面呈现给人们。 照片级渲染技术虽然能够呈现给人最真实的感觉。却只小部分应用与一些单帧作品中。例如:室内效果图。产品展示等。在三维动画中却并没有广泛应用。当然除了几家世界顶级影视公司。这其中的瓶颈便是对PC计算机的高要求。在我国三维制作技术人员大多集中于小型工作室，能够提供独立的渲染工作站的公司少之又少。而这部分 -11- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 人们所使用的计算机设备不够先进，而照片级渲染技术对计算机的各个组件如:CPU、内存、显卡都要求过高。这便造成了渲染速度非常缓慢。因为每渲染一次CPU便要计算成千上万的光子、缓存信息。所以我们经常见到有些高质量的室内效果图需要几个小时的渲染时间。而由于动画必要要达到24帧每秒才能保证画面的流畅。照此计算一台计算机一天制作不完一秒钟的动画。这便大大拖延了制作时间与制作成本。一些工作室为了项目的进度不愿意选择这种技术。这便是“照片级渲染技术‖最大的劣势。 2.2 实现照片级渲染的技术手段 虽然照片级渲染有其劣势，但随着计算机硬件水平和三维软件的升级变得更加易于实现。以下列出几种易于实现照片级渲染的的技术手段，它们可以使三维制作人员更加轻松的创建非常逼真的渲染。 基于图像照明 在三维场景中，对于灯光技术一般的人来说。渲染最困哪和最浪费时间的一个方面就是模拟真实的方式布置灯光。这可能是一个非常反复的过程。名为基于图像照明(IBL)使新手不在通过猜测来布置灯光。通过使用IBL,制作人员环绕着模型放置高动态的贴图(HDR)。HDR是一种用于背景(例如房间或庭院)的图像格式，并且包含生产正确反射的正确光照和颜色。HDR图像成为模型背景，这样制作人员不必手动放置光源。通过使用HDR图像，新手可以立即在其渲染中利用专业级的光照。(如图2.1)别且HDR很容易就能找到，通过Internet可以下载数以万计的此类图像。 -12- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 图2.1 IBL照明与反射效果 制作贴图库 照片级渲染另一个比较浪费时间的是，在制作符合模型的贴图，以便模型有正确的高光、纹理、反射属性。例如，玻璃、木头、金属或者塑料全都需要不同的一组属性参数，其中可能包括反射率，光泽和纹理。通过建立适合的贴图库，从中选择并放置于合适的模型上。制作人员可以轻松快速的确保模型表面有其正确的属性。 在物理阳光上正确的光照和全局照明 通过使用正确的物理阳光的光照和全局照明，能够使其渲染设置自己的光照的高级用户可以更清晰的了解光照对模型的影响。 对于图像中使用的每种灯光，在物理阳光上正确的光照包含两个预先设置的特征:亮度和色温。例如:白炽灯发出暖黄色、荧光棒发出蓝色。当制作人员选择光照类型时，在物理阳光上会相对应正确的亮度和颜色值，而不是要求制作人员手动这些参数。这样可以让制作人员更快色的设置光照，并降低出错的可能性。 -13- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 结合全局照明功能来使用物理阳光，这些功能计算直接来自光源的光和表面反射的间接光照。全局照明的另一方面就是焦散线，焦散线指示光线如何照射，是光线出现在其他模型的表面上。(如图2.2)正确的使用全局照明和物理光照可以使制作人全面的看到关照对于整个场景和模型的影响。 图2.2 普通照明与全局照明的对比 创建逼真阴影 阴影有细微之处，如果争取的加以渲染，可以使图像看起来更加逼真。但是由于阴影没有明确的边线，因此，使用照片级渲染的制作人员应首先倒角或者切角消除模型上的任何尖边。另外，制作人员可以适当加入透明阴影。如果光线照射在实心物体上，阴影为灰色。但是如果光线照射在透明物体上，阴影将获得光线穿透物体的颜色。使用软件中的透明阴影功能能将在阴影中加入透明物体颜色。 2.3 对照片级渲染技术应用的思考 对于“照片级渲染技术”而言，我们创建三维模型并为它们编辑仿真的材质，其实最终的目的就是要创建出静态或者动态的超写实三 -14- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 维动画效果。通过渲染可以达到这个目的。渲染就是给场景着色，将场景中的灯光及对象的材质处理成图像的形式。 随着计算机三维影像技术的不断发展，三维图形技术越来越被人们所看重。三维动画因为它比平面图更直观，更能给观赏者以身临其境的感觉，尤其适用于那些尚未实现或准备实施的项目，使观者提前领略实施后的精彩结果。因此三维动画在建筑、规划、园林、产品演示、影视广告、虚拟与现实等领域有着较强的应用。360度实景、虚拟漫游技术已在网上看房、房产建筑动画片、虚拟楼盘电子楼、虚拟现实演播室、虚拟现实舞台、虚拟场景、虚拟写字楼、虚拟营业厅、虚拟商业空间、三维虚拟选房、虚拟酒店、虚拟现实环境表现等诸多项目中采用。 在三维动画被广泛的应用于各个领域的同时，不得不承认给这些行业带来巨大的活力。但作为一名三维动画从业者，我们是否应该思考,三维虚拟技术以及虚拟网络的广泛应用，人们生活在这种环境下是否会缺乏一种“安全感”,而我认为照片级渲染技术能弥补这些，在三维动画广泛应用的同时结合照片级渲染制作的作品，满足业界需要的同时，也能很好的迎合消费者的胃口。在未来照片级渲染技术在三维动画中将会起到举足轻重的作用。 -15- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 3 照片级渲染在毕业设计中的具体应用 3.1 毕业设计简介 梦想，一个代表在我存在的重要证据。梦想描述这一个人对未来的憧憬。梦想无论如何模糊，它总潜伏在我们的心底，使我们的内心永远得不到清净，直到梦想成为事实。梦想见证着生命的轨迹。 我们常常同朋友聊天，讲述自己的一个又一个梦想。我们通过语言描述着自己的梦想，我们也常常把这些内容用文字的形式记录下去告诉别人梦想曾经的存在。而我们用影片的形式去唤醒我们曾经的梦想。本次毕业设计《小镇故事》讲述的着发生在小镇中几位居民的故事，描述着他们的现实与回忆。(如图3.1)时过境迁，现实与理想的差距显现在我们眼前的时候，我们是否还记得曾经的梦想,这便是本次毕业设计的核心内容。 本次毕业设计由我与其他四名同学共同完成。其中历时4个月时间。从最初的剧本创作，人物设定。到分镜头的设计以及最终在三维软件中生成模型。并且在毕业设计中我们首次采用绿屏抠像技术。在我院动画专业毕业设计中尚属首次。这其中我们每一位组员都付出了巨大的努力。在影片的制作中我们五人携手共进，共克难关。按时高效的完成了毕业设计。这其中我们经历各种困难，但我们始终没有轻言放弃，因为我们有一个强大的团队。 -16- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 -17- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 图3.1 毕业设计剧照 3.2 照片级渲染在毕业设计中的具体应用 本次毕业设计《小镇故事》我们前期设定的场景是处于一个较大型的场景中。并且在前期我们确定的是写实风格。与此同时我们考虑到由于我们制作的场景较大，且渲染品质要求高。所以最终我们确定是3Dmax作为制作工具，并结合Vary作为最终渲染器。 Vary渲染器同其他渲染器比较起来渲染速度还是较快的，但在前期制作中我们最担心的还是渲染速度，这也是照片级渲染的最大劣势。就我们自己和我校而言没有专业的渲染计算机。所以从前期的制作模型开始，我们就已经开始规范场景中的模型，减少不必要的面数，优化转弯出的斜面。因为模型的复杂程度对渲染的速度有着较大的影响。但由于设计上的需要，我们无法避免一些复杂的模型。因此我们在合理范围内通过调整摄像机角度，根据摄像机的运动方向，删除了一些不必要的面。 在制作中我们同事注意到，场景的中的材质贴图对渲染的质量与渲染速度有着很大的影响。我们在制作贴图中尽量往现实生活靠近，很多贴图都是取自与现实生活。以便让渲染更加贴近现实。在材质的制作中我们选用的是Vary标准材质(Varymtl)。(如图3.2)这个材质是Vary渲染器自带的材质。使用的这个材质比3Dmax内置的标准材质(standard)渲染速度要快，细节质量高。另外他们有一个重要的区别:standard可以制作假高光;而Varymtl的高光则是和反射息息相关。且Varymtl能产生焦散效果。 -18- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 图3.2 Varymtl属性 制作中灯光同样是一个影响渲染效果与速度的重要因素。在场景布置的灯光越多对环境的影响越大，速度则越慢。细分值越高，阴影的效果越好，渲染质量也越高，速度也越慢。在制作初期我们采用的三点布光，采用Vary标准灯光。虽然效果较好，但仅仅测试渲染我们已经耗费了大量时间。所以最终选择了Varysun(Vary太阳)作为灯光。一盏Varysun便可照亮全部场景，并且Varysun模拟真实物理阳光，随着灯光的角度与远近变换照明方式。最终取得让我们大家都满意的效果。 -19- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 当我们完成场景制作、贴图材质、与灯光照明后。接下来就开始我们三维制作的最后一步渲染输出。Vary的渲染设置可以说是对我们最终的渲染质量起到了最关键的影响。Vary提供了固定图像采样器、自适应准蒙特卡洛图像采样器、自适应细分图像采样器三种采样器。根据场景的特性，选择合适的采样器可以提高图像质量并且减少渲染时间。由于我们对最终渲染图像质量要求高，最终我们制作恩人员选择了固定图像采样器。该采样器渲染速度中等，占用内存较少，满足了我们既要求质量有希望渲染速度快的要求。除此之外Vary提供了14种抗锯齿过滤器，最终我们选择了适合动画渲染的“视频”过滤器。该过滤器针对NTSC和PAL视频应用程序进行了优化的25像素模糊过滤器。渲染效果略带镜头模糊，较好的满足了我们的需要。 Vary渲染器中还有其特有的四种全局照明渲染引擎。分别是发光贴图渲染引擎、光子贴图渲染引擎、准蒙特卡洛渲染引擎、灯光缓存渲染引擎。它们分别有自己的特点。最终根据我们的需要我们选择了发光贴图和灯光缓存渲染引擎。发光贴图渲染引擎(GI)是基于灯光缓存的的计算方式，仅计算场景中能看到的面，其他的则不予计算。计算速度比其他方式要快一些，尤其适合场景中大量平坦的区域。与其他渲染引擎相比它的产生的燥波点很少，且易于保存方便下次调用。(在计算完成后可保存，再次渲染无需渲染光子贴图)在渲染场景不同方向的图像和动画的动画过程中，可以加快渲染速度。但其缺点可能是动画渲染出现闪屏。这也是我们在渲染中遇到的一个较大困难，在首次正式输出中我们遇到较为明显的动画闪烁，导致首次渲染失败。而灯光缓存渲染引擎是一种近似于场景中全局照明的的技术，设置非常简单，和发光贴图正好相反，只需要追踪摄像机可见光线。对于灯光的支持类型没有局限性，几乎支持所有等灯光。预览效果也非常快。它可以单独完成对整个场景的GI。而我们采用他与发光贴图 -20- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 进行配合做二次反弹渲染引擎，对场景中非常细小的物体和角落进行了处理。 Vary渲染器有使用方便简单，功能齐全，效果逼真等几个方面的优点。非常适合我们这次毕业设计的制作。尤其是在布光阶段，出色的全局照片系统大大的缩短我们的布光光源和调节的时间，并且得到了较为真实的效果，满足了“照片级渲染”的技术特点。是所有渲染器中渲染动画速度最快的一种。而且其独特的光子计算方式满了我们制作用的电脑的要求。使我们最终输出出了照片级的图像。(如图3.3) -21- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 图3.3毕业设计作品 总 结 通过以上分析，我们能了解到一些“照片级渲染”的技术特点，及其应用方式。在日常的学习生活对“照片级渲染”的认识加上本次毕业设计的实践经历加深了我对“照片级渲染”的认识。 在三维动画的制作中要想实现“照片级渲染”必须将艺术和技术紧密的结合在一起。在实际生产中一方面要充分理解软件的每一项参数的含义，再结合自己创意思维，将其灵活运用。另一方面还要重视场景周围的环境，光照的条件，画面的色调。 如今三维动画的发展日新月异，三维动画凭借着高性能的推动， -22- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 把观众引领到一个拥有真实“体感”世界，多层次的极具真实感的画面。由此通过本次制作我相信“照片级渲染”在高质量动画研发过程中举足轻重，且未来潜力巨大。 致 谢 在四年的大学生活里，我觉得我和大多数同学一样学到了很多专 -23- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 业知识。为了更深入的理解并掌握大学所学的知识，加强专业技能。我选择的毕业设计课程是:照片级渲染技术。 毕业设计有实践性，综合性，探索性，应用性等特点，本次选题的目的是照片级渲染技术。随着毕业设计的完成，也将意味我的大学生活即将结束。在繁忙的的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学有关的书籍。经过这段时间我真正体会了很多，也感到了很多。历经了几个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。 在这次毕业设计的制作过程是我的一次再学习，在提高的过程，在中我充分利用大学所学的知识，让我对我所学的知识有了进一步巩固和提高在整个设计中，我学到了新知识、增长了见识，今后的日子里，我要不断地充实自己， 本次毕业设计《小镇故事》以及《浅析照片级渲染在三维动画中应用》在杨玉权老师和王练老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体构思和内容，无不凝聚着老师的心血和汗水，在四年的本科学习期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意。 这次做毕业设计的经历也会使我终身受益，我感受到做毕业设计是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫毕业设计了。希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业设计工作顺利完成。 -24- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 最后感谢各位专家、评委、导师的批评指导。 参考文献 [1] 林军政.渲染王3Dmaxvray建筑动画技术精髓[M].北京:清华大学出 版社, 2011.8 [2] 田少煦.数字设计目前面临的问题.美术观察,2003，(3):95,96页 [3] 王宁宇. 从文化生态看中国现代动画的发展契机, 美术观察, 2004. (6):10页 [4] 罗子明、高丽华(―第一章27页‖，现代广告概论(中国:清华大 学出版社(于2009年11月出版 [5] 2005年7月;《新闻学研究 第八十四期》，2010 [6] 王琦( 火星人 3ds Max 9 大风暴,M,( 北京: 人民邮电出版 社， 2007 -25- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 现在，我把自己多年来撰写毕业论文经验，总结如下，一并赠送给您，希望能帮到您: 毕业论文注意事项 前言 毕业论文(学士学位论文)是本科生毕业设计成果的“固化”与“浓缩”，其规范性历来为指导教师和论文审阅人所重视，几乎系评语中不可或缺之内容。毕业论文的规范性由此可见一斑。 各届学生毕业论文中出现的问题比比皆是，笔者将其加以整理，匆匆成文，姑且称之为“毕业论文注意事项”。须指出，本文全部内容乃笔者之见，难免以偏概全、挂一漏万，更无权威性可言，故不敢称之为“毕业论文写作规范”。文中不当之处在所难免，欢迎同仁批评指正，共同商榷，以飨毕业班之学生。 或许一些人认为，给一篇毕业论文做“样板”，诸多问题都将迎刃而解;网站上提供论文模版供学生下载更为上策。但笔者必须指出，许多应注意的细微之处，远不是给一篇范文或给一个模版就能做到的，此乃撰本文之初衷。 第一章 关于插图 1(1 图号 插图要有图号，格式为“图m-n”。其中m为该插图所在的章号，n为本章中该插图的顺序号，m与n均为阿拉伯数字。每一章的 -26- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 插图独立编号。例如第3章的第4个插图标记为“图3-4”。 1(2 图名(图注) 图名应确切反映该图的含义，一般为名词性短语，力图简明扼要。图名放于图号后，与图号隔两个全角空格。 为便于叙述，不妨将图号与图名并称为“图题”。 1(3 插图的形式 插图一般有四种形式，即手绘图、屏幕抓图、扫描图、文件插图。 来自电子版参考文献的插图，多数是模糊不清的，故建议用手绘图取而代之。 1(3(1 手绘图 手绘图系指在Word中直接用绘图命令绘制的图。该类插图所占磁盘空间最少，系使用最多的一种插图形式，数据流图、结构图、程序框图一般用此法绘制。 绘图所用图例应注意规范。程序框图的选择框要注意标“是否”或“YN”，起始框、终结框注意用圆角矩形(建议使用专门用于画框图的软件Visio画框图);数据流图的数据线需标数据名称，数据加工与数据存储之间的箭头无数据名称。其他图形的图例参考有关文献。 手绘图时必须一丝不苟，搭结欠量、过量均不合格;图中的文字放入文本框中，框内文字注意横纵居中;线框交界处注意匀称;框内文字的笔划宜完整，不得被线框遮盖;文字、线条不得交叉;图中文字尽可能使用统一的字体、字形、字号，其中字号原则上不大于正文字号(以小半号为宜)。微调线条位置、长短时，可将Alt键和箭头键配合使用。观察线条是否存在搭接问题时，可选用500%的显示比例，否则难以看出搭接问题。 线条、文字等元素输入完毕后，应选中与所绘之图有关的所有线条、文本框，按鼠标右键，选“组合”，将各元素组合在一起。否则，很有可能排版后“东一只胳膊、西一条腿”，甚至“丢胳膊少腿”。 1(3(2 屏幕抓图 -27- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 此类图系指使用PrtScreen或Alt+PrtScreen键通过剪贴板获得的图像。采用屏幕抓图制作插图时，应“量身定做”，抓图后不要缩放，以免模糊。 1(3(3 扫描图 如使用扫描图片，分辨率要求为300线，颜色模式为灰度，嵌入文中后不要缩放。 1(3(4 文件插图 文件插图系指使用“插入|图片|来自文件…”命令插入的图像。采用文件插图时，尽量不要使用JPG等类型的压缩图片，以免影响打印效果。 1(4 插图的位置 尽量将插图与正文中的相关文字说明置于同一页。放入前一页或后一页，乃不得已而为之(例如图太大等)。 插图一般居中放置;图题位于插图的下方，用宋体5号字，居中放置;图题与插图放于同一页中，即两者不得跨页。换言之，图题不能位于某一页的页首。一张图一般不得跨页(大的程序框图例外，但需按正规要求标清楚)。 1(5 插图的排版 插图很小时，建议使用环绕排版(四周排版)，插图前、图题后均应留适当空间，切勿与正文“紧密相连”。 第二章 关于表格 论文中的表格一般使用Word的表格功能直接制作，使用Excel制作亦可。 2(1 表号 表格要有表号，格式为“表m-n”。其中m为该表格所在的章号，n为该章中该表格的顺序号，即每一章的表格独立编号。例如第3章的第4个表格标记为“表3-4”。 -28- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 2(2 表名 表名应确切反映该表的含义，一般为名词性短语，力图简明扼要。表名放于表号后，与表号隔两个全角空格。 为便于叙述，不妨将表号与表名并称为“表题”。 2(3 表格 尽量将表格与正文中的相关文字说明置于同一页，放入前一页或后一页乃不得已而为之(例如表格太大等)。 表格一般居中放置;表题位于表格的上方，用宋体5号字;居中放置;表题与表格放于同一页中，即两者不得跨页。换言之，表题不能位于某一页的页尾。表格本身可以跨页，但次页的表应加一个表头(注意，不是标题，是表头，即表格的首行)，或在次页首部加注“(续表)”。 2(4 表格内文字的排版 表格内文字应比正文小半号，一般居中放置，但文字量较大且长短不一时，以左对齐为宜。 表格设计应美观、大方，表格风格尽量一致，推荐使用三线式表格。 表格前、后均应留适当空间，切勿与正文“紧密相连”。 第三章 关于摘要 5(1 格式 中英文摘要各占一页，首行写“摘 要”“ABSTRACT” (“摘要”之间空两格，采用三号字、黑体、居中，与内容空一 ;第三行开始写摘要内容，首行空两格(内容采用小四号宋行) 。最后单独列一行，写中英文关键词。关键词一般提供3-5个即体) 可，写于1-2行上，以分号分隔。中文关键词前冠以“关键词:”，靠左;英文关键词前冠以“Key words:”，亦靠左。第二行首个关键 -29- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 字与第一行的首个关键字对齐。 具体要求参见模板。 5(2 内容 课题的意义，工作方法，结果与结论，后续研发建议等。 摘要中不可大段大段地引用正文中的段落。 切忌使用自动翻译工具将中文摘要翻译为英文摘要。 第四章 关于目录 4(1 目录的制作 目录必须由Word自动生成，不得手工输入，以免后患无穷。 制作方法:先使用格式工具栏的第一个图标将各级标题“格式化”，再使用“插入|索引和目录”便可自动生成。 目录生成后，在首行加上“目 录”二字，采用黑体三号字，居中。 目录只列到三级，一、二、三级标题依次内缩一字，分别采用四号、小四号、五号宋体。 2 目录页的位置 4( 目录页位于正文第一页之前。正文首页为论文第一页。 目录右端的页号应对齐。目录页超过一页时，应有页码，一般采用大写罗马数字，以区别于正文。 注意:目录之前的各页均无页号、无页眉。 第五章 关于正文 5(0 关于页面 新的一章应换页。 正文任何一页的尾部均不得留很多空行(一章的末页除外)。图表过大，致使本页剩余空间容纳不下时，可将其放于次页，并将其后的文字上提至前一页。编了号的图表，原则上可放于正文的任何一页，但通常与正文中的说明性文字不要相隔甚远。 -30- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 只有正文才有页眉。换言之，正文之前的各页无页眉;自“参考文献”起，以后各页亦无页眉。正文各页的页脚只有页码，且居中放置。 5(1 关于体例 第一章 章标题(黑体、小三号、居中) 1.1节标题(黑体、四号、顶格) 1.1.1小节标题(黑体、四号、顶格) 一、段落标题1(宋体、小四号、空2格、用1.25倍行间距) 1. 段落标题2 (1)段落标题3 ?段落标题4 论文正文 注意: 无论哪一级标题，尾部均无标点符号。 不得悬空出现一个标题，如: 系统的基本原理 提示:根据往届学生论文情况，各级序号尽量不用Word自动生成，以免格式难以控制。 5(2 关于字体、字形、字号、行距、字距 (按模版)正文一般用小四号宋体，行距采用1.5倍，字距采用默认值。 5(3 关于分页 新的一章开始，要换页，但不要用多个回车进行分页(否则后患无穷)，而要用^Enter(即Ctrl+Enter)插入换页符; 标题不得位于一页的末行; -31- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 图题不得位于一页的首行(前已提及，此处强调); 表题不得位于一页的末行(前已提及，此处强调); 不能因图表过大而提前换页(即将大的图表放入次页);可将后页的部分文字提到前页来解决此问题。 5(4 关于文献引用 引用文献处，用[n]以上角标形式标注，其中n为参考文献序号。 文献引用属正常现象，无可厚非，但忌讳大量抄录，尤其是整章整节内容大肆抄袭。软件介绍、开发工具介绍、数据库原理介绍宜少花笔墨。而且，所“写”内容出自何文献，需以此方法注明(通俗地讲，抄自何处，应让人一目了然)。 5(5 关于图表 只要出现插图或表格，在正文中必须要有相应的说明。例如:“系统的数据流图如图3-1所示”，“数据字典示于表3-1”，等等(前已提及，此处强调)。不得出现“…如下图所示”、“…如下表所示”之列的句子。 图表中的文字应注意严肃性，严禁出现不良人名、地名，忌讳影星、歌星名字或影视作品中的人名。 6 关于段落 5( 段首严格空两个汉字的位置。应使用标尺进行控制，不要使用4个半角空格或2个全角空格代之。 除特殊情况外，段落一般使用“两端对齐”，以免右侧参差不齐，尤其是英文。 5(7 关于标点 1(凡中文叙述之处，均使用全角标点符号;破折号“——”与省略号“„„”必须规范(在微软拼音方式下，分别用“Shift+-”和“Shift+^”输入，前者亦可用Alt+Ctrl+.输入)，不得用其他符号替代。外国人名字的姓与名之间用“• ”分隔，不得以“.”或“(”代替。表示区间、范围时，使用“,”，不使用“~”(参考文献页码范围使用“-”)。 2(凡英文叙述之处，均使用半角标点符号;且注意英文无顿号， -32- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 代之以逗号;英文无书名号，代之以斜体排版。 3(凡是程序中涉及标点符号的，一律用半角符号(双引号应显示为“"”，单引号应显示为“’”)，但程序中的注释例外。 4(写完文章后，要多检查几遍，注意文中标点的正确使用。 5(8 关于错别字 1(多数同学使用拼音法输入汉字，同音别字非常之多，如“仪器”误输为“一起”，“及其”误输为“机器”，“登录”误输为“登陆”，“清晰”误输为“清洗” ，“指导”误输为“直到”„„ 特别注意:“登陆”二字在学生论文中大量出现，希望使用Word的查找命令检查一下是否出现之。 2(写完文章后，要多检查几遍，注意文中错别字问题，尤其是“的、地、得”的误用问题(本科生的论文中大量出现此类问题)。 5(9 关于缩略语、外来语、文件名、软件名称及其版本号 1(缩略语 正文中首次出现缩略语时应给出原文。形式如下: MIS(Management Information System，管理信息系统) 顺便说明一下，重点术语，即使非缩写，亦应给出原文。 (外来语 2 外来语大小写应统一。例如:Internet，INTERNET，internet应统一为Internet，不可混用。 3(文件名 文件名(特别是扩展名)一般应大写。 4(软件名称以及版本号 介绍软件名称以及版本号时，要注意在软件名和版本号之间加一个半角的空格，如:Windows2000(错误)、Windows 2000(正确)。Windows不可写为Window。 软件名称中，字母的大小写应前后一致。常用软件名称的写法如下:PowerBuilder 9.0, FoxPro 2.5, VFP 6.0, VB 6.0, VC++ 6.0, C++Builder, C#, Delphi, ASP, SQL Server 2000，Oracle 9i，Sybase SQL Anywhere等。 -33- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 5(10 关于句子 1(要做到语法正确、句子通顺，注意语义连贯性，杜绝病句。 一般句子要求有主语、谓语，及物动词还应带宾语(本不该在此提及此类“小儿科”之事，但毕业论文中的的确确存在着大量病句，尤以无主句为盛。要反反复复、认认真真地读每一个句子，复读数十遍，毛病必自现)。以祈使句描述某一过程时可以使用无主句，特殊情况下也可以使用无主句。例如:“为了提高CPU超频的成功率，可把其核心电压提高0.1-0.2伏”。 2(要用书面语，忌用口头语，忌用“网络语言”，忌用非专业术语。 “这个问题前面已经说过了，所以这里就不多说了。” (不好) “该问题前已提及，此处不复赘述。”(好) “运行了N多遍。”(极差) “文件的后缀”应改为“文件的扩展名”。 3(用语简明扼要，切忌啰嗦。 “由于毕业设计只有三四个月的时间，比较短，所以该系统免不了还有许多不尽如人意的地方，这些都有待于在下一个版本中进行进一步的完善。”(不好) “因时间所限，系统不尽人意之处在所难免，尚有待进一步完善。”(好) 4(中文句、英文句应严格区分，不要土洋结合，不伦不类。 “使用起来非常easy，只需点一下mouse就OK了。” (不好) 5(11 关于称谓 每篇论文均系一人所作，故不要张口闭口地用“我们”。“我”字在科技论文中显得过于乏味，可代之以“笔者”、“本人”。 5(12关于程序 大量的程序不宜出现于正文中，但少量程序、核心代码或脚本可以穿插于正文之中;量大时建议放于附录中，不要给人以充字数之 -34- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 嫌。 5(13 关于计量单位 介绍内存、外存容量以及软件的大小时，注意将单位写清楚、写规范。如:353K(错误)、353KB(正确)、256M(错误)、256MB(正确)。 5(14 关于下载地址 介绍软件下载地址时，一定要有最终地址，不要写成 : cfan之类的，而要写 p.cfandownloadscfan.exe之类。正文中尽量避免出现下载地址，最好放于参考文献中。 5(15 关于表达式(含方程等) 公式、表达式一般应居中排版。若带有编号，编号应加圆括号，并靠右对齐。例如: 222a+b=c (2-1) 公式如有上、下角标，应正确使用。 变量应使用斜体排版，常量用正体排版。建议使用word的公式编辑器进行排版。 第六章 关于封面 “毕业论文”一行的下面直接写论文题目，不必画蛇添足，多写“题目:”二字。你见过哪本书的封面上写着“书名:XXXXXX”吗, 姓名为两个字时，中间应加两个空格。班级名应规范化。 本校计算机专业全称为“计算机科学与技术”。 第七章 关于参考文献 工大学报几乎每篇文章最后均附有参考文献，其格式十分正规，分为著作、论文、网文、学位论文等几类，格式各异。 参考文献以正文中引用的先后次序排列。 以下分别是著作、学位论文和期刊的例子: -35- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 [1] 王兴业，唐羽章(复合材料力学性能[M](长沙:国防科技大学出版社， 1988:366–382( [2] 李玉彬(环氧树脂电子束固化机制与应用基础研究[D](北京:北京航空航天大学，2005( [3] 武德珍，宋勇志，金日光(PVC弹性体纳米CaCO复合体系的加工和组成对3 力学性能的影响[J](复合材料学报，2004，21(1):119–124( 第八章 关于结束语 写毕业设计的收获、感想、不足，以及哪些地方尚可改进。忌讳大段引用正文中的句子。 第九章 关于翻译 最好写明所译材料的出处，最好提供原书的影印件(建议使用扫描仪扫描)。 所译之材料在内容上最好有一定的相对独立性，且应有标题，内容尽量与所做课题接近。 第十章 关于谢辞 9(1 称谓问题 谢辞中，“感谢指导教师XXX”显得不够礼貌，“XXX”后应有个称谓(博士、教授、老师、先生、女士、同志„„)。 9(2 病句与错别字问题 9(2(1 病句的典型例子及其改法 (1)“感谢单位领导的大力支持，使我在繁忙的工作中抽出时间，顺利完成毕业设计与毕业论文。”(无主语，可改为:“单位领导的大力支持，使本人得以在繁忙的工作中抽出时间，顺利完成毕业设计与毕业论文，在此表示感谢。”) (2)在此次毕业设计过程中，我一直得到杨老师的悉心指导，在思想上和学习上都给了我很大的支持和帮助。(后半句无主语，可改 -36- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 为:“此次毕业设计得到了杨老师的悉心指导，无论在思想上还是在学习上，他都给了我很大的支持和帮助。”) (3)通过本次毕业设计，不仅使我对所学的知识有了进一步的理解，而且学到了很多新东西。(无主语，可改为:“通过本次毕业设计，我不仅对所学的知识有了进一步的理解，而且学到了很多新东西。” 或:“本次毕业设计，不仅使我对所学的知识有了进一步的理解，而且使我学到了很多新东西。”) 9(2(2 词语滥用问题 1(不用“收益非浅”、“受益非浅”，而用“受益匪浅”。 2(不用“精心指导”、“细心指导”、“耐心指导”，而用“悉心指导”。 3(不用“指导老师”，而用“指导教师”。 第十一章 关于装订次序 答辩之前使用塑料活页夹临时固定各页，不必装订;答辩、修改后凭装订条到指定地点统一装订(采用A4纸张靠左装订，全院统一印制封面)。 论文的装订次序为:封面、任务书、开题表、评阅表、成绩考核表、中英文摘要、目录、正文、参考文献、附录(含文献翻译)、谢辞。 打印后、装订前由导师审核，导师认可后方可装订。 第十二章 关于论文本身 11(1 单文档化 论文的所有内容必须放在一个独立的Word文档中(论文正文开始时插入分节符，可使页眉、页脚与前面不同。具体方法:插入|分隔符|下一页;视图|页眉和页脚，将图标“同前”置为无效;将第二节的页眉设置为“天津工业大学2012届毕业设计(论文)”，宋体5号 -37- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 字，居中;同时在页脚设置页号，Times New Roman字体，小5号，居中，左右不加任何标记)。 11(2 全打印化 正式提交的论文中，所有文字、图形、图像、表格必须是打印的(签字例外)，不得手写或部分手描。换言之，论文电子档必须包括最终论文的所有部分。 11(3 无错误化 无论上交哪一稿(初稿、修改稿、终稿)论文，务必逐字、逐句检查，切忌犯低级错误(标点、错别字、误录字、病句)。 第十三章 关于最终提交的各种介质的文档* 毕业设计最终提交下列各种介质的文档: 一、统一装订成册的正式论文两份(视学院要求而定，或许一份正式+一份非正式，非正式的无须统一装订) 二、软件与毕业论文电子文档各一份 要求如下: 1(建立独立的文件夹，名称为“班级-姓名-课题名称”(注:“-”为半角减号，前后不加空格) 2(该文件夹包含三个二级文件夹，名称分别为“毕业设计”、“毕业论文”、“答辩演示”。 3(“毕业论文”文件夹只包括一个以“姓名-课题名称”为文件名的Word文档，内含毕业论文的所有内容，且与打印的毕业论文一致。 4(“毕业设计”文件夹包含三个三级文件夹:“源代码”、“执行程序”、“安装程序”。 5(“源代码”文件夹原汁原味地保留原开发环境下所有的相关文件、文件夹(甚至保留空的文件夹)，另外增加一个readme.doc文件，说明该环境下操作软件的步骤。 6(“执行程序”文件夹存放可直接执行的软件，要有详细的操作 -38- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 手册，命名为manual.doc，如连接数据库的操作步骤、启动命令、用户名、口令等。如有必要，可把毕业论文中的相关文字、图表拽入进来。最后附上开发人员的姓名、单位、电话、电子邮件。 7(“安装程序”文件夹存放所开发之系统在Windows下的安装程序，命名为setup.exe。同样要包含一个使用说明，包括软硬件环境，安装所需硬盘空间，安装密码(若有的话)等，命名为install.doc。注意:安装后的软件应能够通过“开始|程序”来运行，并提供卸载菜单。 8(“答辩演示”文件夹包含一个用于答辩的PowerPoint文档，命名方法与论文一致。 9(上述内容通过U盘或移动硬盘由本人亲自上交，谢绝由他人代交。谢绝使用软盘上交，勿发往信箱中。 最终提交的毕业设计文档(将常用工具栏的显示隐藏标记置为无效时观看此图) 一级文件夹 二级文件夹 三级文件夹 班级-姓名-课题名称 毕业设计 源代码 readme.doc ………….. 执行程序 manual.doc ………….. 安装程序 setup.exe -39- 浅析照片级渲染技术在三维动画中应用 install.doc ………….. 毕业论文 姓名-课题名称.doc 答辩幻灯片 姓名-课题名称.ppt 后 记 对于绝大多数本科生而言，毕业论文是地地道道的“处女作”。对此，同学们务必认真对待，不可马马虎虎，一蹴而就。“规范”，这种严谨的意识，一旦养成，必受益终生。让我们从毕业论文开始吧～ 最后，笔者以一个并非标准的对联结束此文: 上联:仔仔细细推敲一字一词，反反复复斟酌一句一段 下联:认认真真绘就一图一表，兢兢业业撰毕一节一章 横批:精雕细琢，铸就佳文 (字-词-句-段-节-章-文，从字做起牢记心) -40-