江南古镇的数字媒体三维动画表现方式
江南古镇的数字媒体三维动画表现方式
本论文研究的是江南古镇的数字媒体表现方式，通过同里古镇的三维建筑漫游动画以小见大地展现江南古镇的风貌。本课题的研究工具以电脑软件为主，包括3DS MAX、Photoshop、After Effect、Sony Vegas。
论文以技术支持和艺术表达这两个基础层面作为理论依据，并对三维动画的背景及市场作简要分析，探究三维建筑漫游动画这一表现方式在此次研究中的可行性。该研究的目的从商业和文化两个角度入手，一方面阐述三维动画为人们带来的巨大商业价值，另一方面说明三维动画在维护文化遗址中的重要作用。此次研究发现经过前期准备，然后使用三维软件对现实古镇进行虚拟展示建设——从建立三维模型、搭建场景到赋予材质贴图，从布置灯光、设置动画到渲染成图——是一种非常有效的手段，再加上后期制作润色，还原一个真实的江南古镇。20191029190622
关键词：江南古镇；数字媒体方法；三维动画；虚拟展示
图目录
【图 1.1】玩具总动员3
【图 1.2】海底总动员3
【图 3.1】同里古镇网络图片18
【图 3.2】同里古镇照片18
【图 4.1】园冶咖啡厅照片19
【图 4.2】3DS MAX线命令19
【图 4.3】“回”形线框20
【图 4.4】Attach命令20
【图 4.5】咖啡厅主体模型20
【图 4.6】门窗模型21
【图 4.7】柱子模型21
【图 4.8】可编辑网格面板21
【图 4.9】园冶咖啡厅模型22
【图 4.10】细化后的场景22
【图 4.11】关键帧命令25
【图 4.12】未贴图场景26
【图 4.13】Photoshop绘制的墙面贴图26
【图 4.14】墙的材质球27
【图 4.15】贴上墙的贴图后效果27
【图 4.16】外表涂料贴图27
【图 4.17】砖墙贴图27
【图 4.18】黑白贴图27
【图 4.19】混合材质面板28
【图 4.20】Base material面板28
【图 4.21】贴完贴图后的混合材质面板28
【图 4.22】混合材质墙面效果28
【图 4.23】木纹材质球29
【图 4.24】凹凸贴图29
【图 4.25】水的反射参数29
【图 4.26】水的折射参数30
【图 4.27】水的材质球30
【图 4.28】Noise(噪波)贴图30
【图 4.29】天空材质球31
【图 4.30】贴图后场景31
【图 4.31】日出前场景33
【图 4.32】日出后场景33
【图 4.33】日景效果图33
【图 4.34】夜景效果图33
【图 4.35】不渲染成图34
【图 4.36】抗锯齿设置34
【图 4.37】发光贴图设置34
【图 4.38】灯光缓存设置34
【图 4.39】光子保存路径34
【图 4.40】光子图34
【图 4.41】成图保存路径35
【图 4.42】成图35
【图 4.43】After Effect字效36
【图 4.44】片头背景图37
【图 4.45】Median命令37
【图 4.46】加入Median命令后的背景图37
【图 4.47】Levels命令38
【图 4.48】去色后背景图38
【图 4.49】勾边后背景图39
【图 4.50】片头过程演示39
1.1 江南古镇的数字媒体表现研究方法及目的
1.1.1 研究方法
江南古镇的数字媒体表现方式可谓多种多样，针对这一课题，此次研究拟采用纯三维动画，以古镇“同里”为原型，以小见大来表现江南古镇的风貌。本课题将技术与艺术紧密结合，使艺术的表达通过技术的支持进行创作设计，两者相辅相成。整个制作过程，需充分掌握三维动画的制作技术，最大限度地模拟现实，还原一个古镇的本来面貌；同时将构图、色彩构成、阴影关系、镜头交接等艺术成分穿插在制作当中，进行再创造。
1.1.1.1 技术支持
利用计算机进行动画的设计制作。
主要运用到以下几种设计软件：
1.3DS MAX，此次研究的最主要设计软件，是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。在应用范围方面，广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、三维动画、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。
2.Photoshop,是一个由Adobe开发和发行的图像处理软件。在此次研究中其主要用途在于绘制贴图。
3.After Effects，是Adobe推出的一款图形视频处理软件。主要用于此次研究的后期序列图片文件的导入、编辑及输出。
4.Sony Vegas,是一个专业影像编辑软件。在这里用于对After Effects所输出的序列进行剪辑合成、添加特效、调整颜色、编辑字幕、添加音乐音效等操作，最后输出成片。
1.1.1.2 艺术表达
真实空间的虚拟展示作为数字设计领域最令人瞩目的成果之一，已经成为人们最为关注的信息展示手段之一，也是本次研究需要达到的最终目标。
虚拟现实技术在三维建筑动画中所展现的优势明显。与缺乏互动性且信息传达方式单一的建筑平面效果图不同，它是以一种全新的数字化互动技术展示更为真实、生动的虚拟地理环境、建筑全貌等。虚拟现实打破了时间和空间的界限，观赏者可以跨越时空不必进入现实环境就能看到自己想看的，使信息交流更加方便，更具交互性。
此次研究的对象即为古镇，多为建筑场景，在制作虚拟场景时需达到一定的审美标准，同时满足视觉三要素：造型、色彩、光线。
在创作过程中，注重对生活的观察、体验，最大程度地使虚拟三维模型在造型及细节处符合生活的形态、面貌和逻辑，基于事实进行三维动画的创作。完成最基本的虚拟模型制作后，运用艺术表现手法，注意画面构图、色彩构成、明暗关系以及环境带来的影响等进行动画创作。
在后期制作过程中，运用后期编辑软件对每个镜头校色，使色彩搭配更合理，更赏心悦目，同时加入特效，使画面更为华丽，吸人眼球。采用不同的剪辑方法，通过镜头的分切与转接，突出内容主次，使三维动画精炼又不失重点。当然还要充分利用画面和声音的关系，将画面和声音协调搭配，使虚拟空间得到最真实的展现，给人的视听觉带来美的享受。
艺术的表达和技术的支持，使江南古镇的数字媒体表现更具真实感和带入感，更具观赏价值。
1.1.2 研究目的
针对《江南古镇的数字媒体表现方式》这一课题，采用三维动画的形式来表现古镇风貌。
近年来，随着计算机软硬件技术的发展，三维技术已成为当下时兴的一项新兴科技。三维动画又称3D动画，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。
三维动画技术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。在影视广告制作方面，这项新技术能够给人耳目一新的感觉，因此受到了众多客户的欢迎。三维动画可以用于广告和电影电视剧的特效制作（如爆炸、烟雾、下雨、光效等）、特技（撞车、变形、虚幻场景或角色等）、广告产品展示、片头飞字等等。影视三维动画从三维场景到影视特效都能表现的淋漓尽致。
本课题的研究目的大可分为商业性和文化性。
1.1.2.1 商业性
迪斯尼曾经代表了全球手绘动画的最高水准，然而伴随计算机三维动画技术进入影视制作，手绘动画片不可避免地开始走下坡路。与此同时，CG电影却开始大行其道。随着以计算机为主要工具进行视觉设计和生产的一系列相关产业的形成,国际上习惯将利用计算机技术进行视觉设计和生产的领域通称为CG，三维动画包括在其中。
1995年11月，世界第一部全电脑制作的动画片《玩具总动员》在美国上映，这部成本过亿、历时四年的影片以两亿美元的国内票房刷新了当时动画电影的记录；2003年，《海底总动员》获得2004年的奥斯卡最佳动画长片奖，其DVD以累计1500万份的销量成为北美历史上最畅销DVD。
图1.1 玩具总动员 图1.2 海底总动员
目前，计算机三维动画建筑效果表现已被广泛应用于建筑招标、房地产广告等场所，甚至一些国家级大型建筑工程投标和竞标方案也少不了计算机景观漫游动画的参与，例如，由国内著名的水晶石建筑动画设计公司为北京申奥体育场馆的建设投标。
三维建筑动画在商业中扮演日益重要的角色。
1.1.2.2 文化性
既为古镇，多为文物保护单位。本课题以三维建筑景观动画的形式展现整个古镇的风貌，以此达到宣传的效果，呼吁人们保护古镇。
如今的城市正高速向现代化迈进，这种进步必将会导致原有城市的文化底蕴和历史痕迹逐渐消失。在这种情况下，建筑景观动画可以作为城市文化保护的一种手段，通过虚拟现实技术将城市中有形的文化形态和无形的已经消失的文化记忆进行动态的影像展示。这类宣传性质的动画可以激发全社会对城市文化的了解和热爱，以此达到文化保护的目的。
1.2 论文内容介绍
《江南古镇的数字媒体表现方法》主要包含以下几个方面：
1.绪论部分简单地介绍课题名称，研究方法和目的，粗略地介绍了制作工具并阐述如何将技术和艺术巧妙结合进行三维动画制作，同时简明表述了三维动画商业性和文化性的目的。
2.对设计背景及市场进行分析，介绍3D动画特性，并通过3D建筑动画在国内外的应用情况来分析其发展前景及市场份额，还简要说明了虚拟展示的历史发展。
3.第三章主要阐述3D动画制作原理。课题整体构想包括制定研究计划、编写剧本、撰写分镜头脚本，也反映了实地调研的情况。
4.阐述作品制作过程，从前期准备到后期制作，一一细说，包括前期准备、场景模型构建、材质贴图赋予、灯光布置、动画关键帧设置、调节渲染参数等主要过程，同时对片头片尾及后期处理作介绍。
5.对这个课题研究进行总结，回顾制作过程中的收获和不足。
摘要.Ⅰ
ABSTRACT.Ⅱ
图目录.Ⅵ
表目录Ⅸ
第1章 绪论1
1.1 江南古镇的数字媒体表现研究方法及目的.1
1.1.1 研究方法.1
1.1.1.1 技术支持.1
1.1.1.2 艺术表达.1
1.1.2 研究目的 .2
1.1.2.1 商业性.2
1.1.2.1 文化性.3
1.2 论文内容介绍.4
第2章 设计背景及市场分析5
2.1 三维建筑动画背景分析5
2.1.1 三维建筑动画的应用5
2.1.2 三维建筑动画的发展5
2.1.3 虚拟展示概述6
2.2 三维建筑动画市场分析7
第3章 作品方案设计过程8
3.1 三维建筑动画设计原理阐述8
3.2 制定计划9
3.3 江南古镇的数字表现方法的整体构想9
3.3.1 编写剧本《今生同里》9
3.3.2 制作分镜头脚本12
3.4 前期调研17
3.4.1 相关古镇的网络调查17
3.4.2 同里古镇实地考察18
第4章 作品详细制作过程19
4.1 模型制作19
4.2 搭建场景22
4.2.1 场景细化22
4.2.2 场景陈列表23
4.3 动画设置25
4.4 材质贴图26
4.4.1 场景贴图26
4.4.2 贴图汇总32
4.5 灯光32
4.6 渲染设置33
4.6.1 渲染光子图34
4.6.2 渲染成图35
4.7 后期制作36
4.7.1 颜色校正36
4.7.2 出字特效36
4.8 片头动画制作36
4.9 剪辑、输出成片40
第5章 总结41
参考文献42
致谢44
附录45
本论文研究的是江南古镇的数字媒体表现方式，通过同里古镇的三维建筑漫游动画以小见大地展现江南古镇的风貌。本课题的研究工具以电脑软件为主，包括3DS MAX、Photoshop、After Effect、Sony Vegas。
论文以技术支持和艺术表达这两个基础层面作为理论依据，并对三维动画的背景及市场作简要分析，探究三维建筑漫游动画这一表现方式在此次研究中的可行性。该研究的目的从商业和文化两个角度入手，一方面阐述三维动画为人们带来的巨大商业价值，另一方面说明三维动画在维护文化遗址中的重要作用。此次研究发现经过前期准备，然后使用三维软件对现实古镇进行虚拟展示建设——从建立三维模型、搭建场景到赋予材质贴图，从布置灯光、设置动画到渲染成图——是一种非常有效的手段，再加上后期制作润色，还原一个真实的江南古镇。20191029190622
关键词：江南古镇；数字媒体方法；三维动画；虚拟展示
图目录
【图 1.1】玩具总动员3
【图 1.2】海底总动员3
【图 3.1】同里古镇网络图片18
【图 3.2】同里古镇照片18
【图 4.1】园冶咖啡厅照片19
【图 4.2】3DS MAX线命令19
【图 4.3】“回”形线框20
【图 4.4】Attach命令20
【图 4.5】咖啡厅主体模型20
【图 4.6】门窗模型21
【图 4.7】柱子模型21
【图 4.8】可编辑网格面板21
【图 4.9】园冶咖啡厅模型22
【图 4.10】细化后的场景22
【图 4.11】关键帧命令25
【图 4.12】未贴图场景26
【图 4.13】Photoshop绘制的墙面贴图26
【图 4.14】墙的材质球27
【图 4.15】贴上墙的贴图后效果27
【图 4.16】外表涂料贴图27
【图 4.17】砖墙贴图27
【图 4.18】黑白贴图27
【图 4.19】混合材质面板28
【图 4.20】Base material面板28
【图 4.21】贴完贴图后的混合材质面板28
【图 4.22】混合材质墙面效果28
【图 4.23】木纹材质球29
【图 4.24】凹凸贴图29
【图 4.25】水的反射参数29
【图 4.26】水的折射参数30
【图 4.27】水的材质球30
【图 4.28】Noise(噪波)贴图30
【图 4.29】天空材质球31
【图 4.30】贴图后场景31
【图 4.31】日出前场景33
【图 4.32】日出后场景33
【图 4.33】日景效果图33
【图 4.34】夜景效果图33
【图 4.35】不渲染成图34
【图 4.36】抗锯齿设置34
【图 4.37】发光贴图设置34
【图 4.38】灯光缓存设置34
【图 4.39】光子保存路径34
【图 4.40】光子图34
【图 4.41】成图保存路径35
【图 4.42】成图35
【图 4.43】After Effect字效36
【图 4.44】片头背景图37
【图 4.45】Median命令37
【图 4.46】加入Median命令后的背景图37
【图 4.47】Levels命令38
【图 4.48】去色后背景图38
【图 4.49】勾边后背景图39
【图 4.50】片头过程演示39
1.1 江南古镇的数字媒体表现研究方法及目的
1.1.1 研究方法
江南古镇的数字媒体表现方式可谓多种多样，针对这一课题，此次研究拟采用纯三维动画，以古镇“同里”为原型，以小见大来表现江南古镇的风貌。本课题将技术与艺术紧密结合，使艺术的表达通过技术的支持进行创作设计，两者相辅相成。整个制作过程，需充分掌握三维动画的制作技术，最大限度地模拟现实，还原一个古镇的本来面貌；同时将构图、色彩构成、阴影关系、镜头交接等艺术成分穿插在制作当中，进行再创造。
1.1.1.1 技术支持
利用计算机进行动画的设计制作。
主要运用到以下几种设计软件：
1.3DS MAX，此次研究的最主要设计软件，是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。在应用范围方面，广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、三维动画、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。
2.Photoshop,是一个由Adobe开发和发行的图像处理软件。在此次研究中其主要用途在于绘制贴图。
3.After Effects，是Adobe推出的一款图形视频处理软件。主要用于此次研究的后期序列图片文件的导入、编辑及输出。
4.Sony Vegas,是一个专业影像编辑软件。在这里用于对After Effects所输出的序列进行剪辑合成、添加特效、调整颜色、编辑字幕、添加音乐音效等操作，最后输出成片。
1.1.1.2 艺术表达
真实空间的虚拟展示作为数字设计领域最令人瞩目的成果之一，已经成为人们最为关注的信息展示手段之一，也是本次研究需要达到的最终目标。
虚拟现实技术在三维建筑动画中所展现的优势明显。与缺乏互动性且信息传达方式单一的建筑平面效果图不同，它是以一种全新的数字化互动技术展示更为真实、生动的虚拟地理环境、建筑全貌等。虚拟现实打破了时间和空间的界限，观赏者可以跨越时空不必进入现实环境就能看到自己想看的，使信息交流更加方便，更具交互性。
此次研究的对象即为古镇，多为建筑场景，在制作虚拟场景时需达到一定的审美标准，同时满足视觉三要素：造型、色彩、光线。
在创作过程中，注重对生活的观察、体验，最大程度地使虚拟三维模型在造型及细节处符合生活的形态、面貌和逻辑，基于事实进行三维动画的创作。完成最基本的虚拟模型制作后，运用艺术表现手法，注意画面构图、色彩构成、明暗关系以及环境带来的影响等进行动画创作。
在后期制作过程中，运用后期编辑软件对每个镜头校色，使色彩搭配更合理，更赏心悦目，同时加入特效，使画面更为华丽，吸人眼球。采用不同的剪辑方法，通过镜头的分切与转接，突出内容主次，使三维动画精炼又不失重点。当然还要充分利用画面和声音的关系，将画面和声音协调搭配，使虚拟空间得到最真实的展现，给人的视听觉带来美的享受。
艺术的表达和技术的支持，使江南古镇的数字媒体表现更具真实感和带入感，更具观赏价值。
1.1.2 研究目的
针对《江南古镇的数字媒体表现方式》这一课题，采用三维动画的形式来表现古镇风貌。
近年来，随着计算机软硬件技术的发展，三维技术已成为当下时兴的一项新兴科技。三维动画又称3D动画，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。
三维动画技术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。在影视广告制作方面，这项新技术能够给人耳目一新的感觉，因此受到了众多客户的欢迎。三维动画可以用于广告和电影电视剧的特效制作（如爆炸、烟雾、下雨、光效等）、特技（撞车、变形、虚幻场景或角色等）、广告产品展示、片头飞字等等。影视三维动画从三维场景到影视特效都能表现的淋漓尽致。
本课题的研究目的大可分为商业性和文化性。
1.1.2.1 商业性
迪斯尼曾经代表了全球手绘动画的最高水准，然而伴随计算机三维动画技术进入影视制作，手绘动画片不可避免地开始走下坡路。与此同时，CG电影却开始大行其道。随着以计算机为主要工具进行视觉设计和生产的一系列相关产业的形成,国际上习惯将利用计算机技术进行视觉设计和生产的领域通称为CG，三维动画包括在其中。
1995年11月，世界第一部全电脑制作的动画片《玩具总动员》在美国上映，这部成本过亿、历时四年的影片以两亿美元的国内票房刷新了当时动画电影的记录；2003年，《海底总动员》获得2004年的奥斯卡最佳动画长片奖，其DVD以累计1500万份的销量成为北美历史上最畅销DVD。
图1.1 玩具总动员 图1.2 海底总动员
目前，计算机三维动画建筑效果表现已被广泛应用于建筑招标、房地产广告等场所，甚至一些国家级大型建筑工程投标和竞标方案也少不了计算机景观漫游动画的参与，例如，由国内著名的水晶石建筑动画设计公司为北京申奥体育场馆的建设投标。
三维建筑动画在商业中扮演日益重要的角色。
1.1.2.2 文化性
既为古镇，多为文物保护单位。本课题以三维建筑景观动画的形式展现整个古镇的风貌，以此达到宣传的效果，呼吁人们保护古镇。
如今的城市正高速向现代化迈进，这种进步必将会导致原有城市的文化底蕴和历史痕迹逐渐消失。在这种情况下，建筑景观动画可以作为城市文化保护的一种手段，通过虚拟现实技术将城市中有形的文化形态和无形的已经消失的文化记忆进行动态的影像展示。这类宣传性质的动画可以激发全社会对城市文化的了解和热爱，以此达到文化保护的目的。
1.2 论文内容介绍
《江南古镇的数字媒体表现方法》主要包含以下几个方面：
1.绪论部分简单地介绍课题名称，研究方法和目的，粗略地介绍了制作工具并阐述如何将技术和艺术巧妙结合进行三维动画制作，同时简明表述了三维动画商业性和文化性的目的。
2.对设计背景及市场进行分析，介绍3D动画特性，并通过3D建筑动画在国内外的应用情况来分析其发展前景及市场份额，还简要说明了虚拟展示的历史发展。
3.第三章主要阐述3D动画制作原理。课题整体构想包括制定研究计划、编写剧本、撰写分镜头脚本，也反映了实地调研的情况。
4.阐述作品制作过程，从前期准备到后期制作，一一细说，包括前期准备、场景模型构建、材质贴图赋予、灯光布置、动画关键帧设置、调节渲染参数等主要过程，同时对片头片尾及后期处理作介绍。
5.对这个课题研究进行总结，回顾制作过程中的收获和不足。
摘要.Ⅰ
ABSTRACT.Ⅱ
图目录.Ⅵ
表目录Ⅸ
第1章 绪论1
1.1 江南古镇的数字媒体表现研究方法及目的.1
1.1.1 研究方法.1
1.1.1.1 技术支持.1
1.1.1.2 艺术表达.1
1.1.2 研究目的 .2
1.1.2.1 商业性.2
1.1.2.1 文化性.3
1.2 论文内容介绍.4
第2章 设计背景及市场分析5
2.1 三维建筑动画背景分析5
2.1.1 三维建筑动画的应用5
2.1.2 三维建筑动画的发展5
2.1.3 虚拟展示概述6
2.2 三维建筑动画市场分析7
第3章 作品方案设计过程8
3.1 三维建筑动画设计原理阐述8
3.2 制定计划9
3.3 江南古镇的数字表现方法的整体构想9
3.3.1 编写剧本《今生同里》9
3.3.2 制作分镜头脚本12
3.4 前期调研17
3.4.1 相关古镇的网络调查17
3.4.2 同里古镇实地考察18
第4章 作品详细制作过程19
4.1 模型制作19
4.2 搭建场景22
4.2.1 场景细化22
4.2.2 场景陈列表23
4.3 动画设置25
4.4 材质贴图26
4.4.1 场景贴图26
4.4.2 贴图汇总32
4.5 灯光32
4.6 渲染设置33
4.6.1 渲染光子图34
4.6.2 渲染成图35
4.7 后期制作36
4.7.1 颜色校正36
4.7.2 出字特效36
4.8 片头动画制作36
4.9 剪辑、输出成片40
第5章 总结41
参考文献42
致谢44
附录45
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