25日零距离接触三维动画专家答疑整理
网校教师 魏越

一、计算机动画行业的概览

三维计算机动画彻底革新了制作电影特殊效果、计算机游戏、电视、多媒体、甚至建筑绘图的方法。但传统的2D动画工业仍然牢固占据着自己的市场，消闲的儿童的卡通节目制作主要运用2D动画。迪斯尼风格的2D影片大受欢迎。相当多的电视广告使用2D动画制作角色。那么目前3D计算机动画的市场在那里呢？3D动画已稳步进入计算机和娱乐电子游戏领域，用于制作电视节目的所有特技效果，大部分的电视商业产品和法医动画、儿童乐园中玩具旋转的飞行和仿真。3D动画在多媒体领域取得很大的成功，而且在制作各种形式的电影特技效果的后期制作中，完全代替了传统的光学胶片方法。
在传媒业中，2D和3D动画为了争夺资金而展开了激烈的竞争。但是大部分新的投资和新的技术流入了3D计算机动画。3D动画不断增长而且在90年代有了一个很大的飞跃。

二、3D动画艺术的状态

电影业率先创作了壮观的、开创性的3D计算机动画。在过去的5-7年中，一系列轰动性的特技影片打破了所有有关3D计算机图形限制的条条框框。90年代初，首部采用了计算机动画的重要影片上演并取得令人惊异的成功。早在1989年，在20th century fox公司出品，jim cameron导演的the abyss中就使用了精彩的计算机动画水蛇。紧接着在1991年，由carlco公司出品，cameron持导的terminator2中使用了古怪的计算机动画液态终结者1000。1993年在universal studios出品的“侏罗纪公园”中，steven spielberg和goerge lucas的“工业光线和魔术”特级效果演播室再次震惊了全世界。
3D计算机动画恐龙的令人难以置信的质量使全世界的观众耳目一新。甚至对那些一直从事特殊效果行业的人来说，看到计算机制作的图形逼真的“霸王龙rex”在夜雨中横冲自撞，追赶吉普车中三位无助的受害者时也为之振动。这些激起原始恐惧的图象制作使得如此精彩的电影获得了空前的利润，而且个整个传媒业带来了一阵惊奇。3D计算机动画的时代已经来临了。
在到90年代中期，制作图象逼真的能力只是alis/wavefront, softimage, prisms和renderman这些高档软件独占的领域。但intel公司的pentium芯片改变了这一现状。这时期以intel为基础的工作站技术有了很大进步。pc机和3D STUDIO等现有的软件发展很快，因此所谓的抵挡PC平台业开始用来为广播电视和电影制作动画和特技效果时代终于到来了。
面向DOS的3DS取得了重大的突破，在电影中用来制作高清晰度的特技效果场景。尽管取得了早期的成功，但所有这些运行在PC机DOS操作系统上的非专门设计的软件在颜色深度、内存和渲染速率上均存在严重的不足。这期间，另一个低级软件包--lightwave在电影制作中取得了成功。（它原先在amiga上运行，后来被移植到PC上。
那些高级软件包需花费成千上万得美元。而MAX则不同，它的价格合理，易于接受。这意味这更多的具创造个体能成为MAX的用户。一些主要的演播室和大型的媒体公司坚持使用极其昂贵的基于的AiliconGraphics的软件，其结果是在他们不惜一切代价拼命追求利润的制作过程中既没有灵活性，更缺乏想象力。只有在较小的独立的动画演播室中，你才能发现许多小组具有献身精神和创造力。
在电脑绘图中，最有价值的工作是利用数字成像技术为电影和录象产品服务。它对电影的最大贡献是可以控制图象源的位置，从而用数字效果弥补了各种实际和机械特殊效果之间的缺陷。好的数字图象可以产生过度和元素连续逼真的视觉效果。这使得许多传统设置，工具和小孔成像法相形见绌。
在过去的十年中，人们一直寓言电脑成像技术将取代传统的特殊成像技术并使小孔成像遭到淘汰。但是，在每年上映的电影图象中，用电脑成像的尚不足一半，看上去好象数字成像技术与传统的成像技术达到一种相对的平衡，而不是取而代之。它与传统成像技术一起，增强了导演阐述故事情节的能力。
许多的有物理效果部和数字效果部，二者通力合作。数字效果制作者与传统的效果制作人员一起共享信息和故事板(storyboard)。例如，数字效果部用的素材大部分来源于电影胶片，这就保证了他们能够在色彩、光度和其他摄影参数上达到良好的吻合。因此，人们在最后的作品中看不出将任何数字效果镜头和任何物理效果镜头合成的矫柔造作的痕迹。
三、下面是3D动画部分的主要科室：
建模
动画
角色动画
颜色和光
粒子和大气效果
角色动画
纹理和3D绘图
规划(包括Renderman)

下列使2D合成部门的主要科室：
合成
Rotoscope
2D绘图的特技后幕去除
照明设计和图象定位
图象处理和2D变行

对于不同的动画制作室，各分部的名称可能不太一样，但各个分部的工作都大致是相同的。
动画制作人员被分成不同的小组来分别完成不同的工作。例如，一组人员可能去建模，一组去进行角色动画设计，而另一组则去做粒子系统。下面列表给出了如何按功能对动画师进行分类。这个表看上去与前面的视觉效果部的名字有些相似。
3D Studio MAX产品按功能分类如下：
建模
动画
3D 变形
骨架法角色动画
色彩和灯光
摄象机跟踪
粒子系统和大气效果
角色动画
纹理贴图和3D绘图
图象处理和LenzFX
视频后期合成

四、动画预览和视频动画

由于两个重要的原因，在动画业领域里，3D Studio MAX 尚未得到全面得应用。其一是 因为它与Unix机型上的用3D动画软件生成的文件缺乏兼容性。几乎它的所有电影视觉效果都是经过Renderman Pro渲染的，这就是必须要有一种新的基于NURBS（非均匀有理样条）表面模型是由曲线样条构成的。在MAX中，表面是由一个个四方块组成的。在渲染之前并不能转换成多边行，因为它的分辨率与机型无关且非常光滑。人们不能从一个基于多边形的软件包上输出这种RIB文件。而MAX则是一种基于多边形的软件包。
第二个原因是3D Studio MAX只能在IBM RC 机上运行，现在的MAX版本受到所有Pentium Pro微型处理器的速度和数据总线的限制，双处理器和四处理器可以使大气场景渲染速度加快，但却不能那些纯粹由几何实体构成的动画渲染速度加快，几何实体的渲染不是多线程。1995年出版的SGI渲染驱动程序可以使3DS R4的3DS文件在多处理器的SGI机上进行渲染。但对MAX文件无能为力。事实上，任何高效的渲染工作站对3D MAX都没有作用。
IBM RC工作站不能与大尺度化的视觉效果图象直接进行数交换，下面使典型的数字图象内存要求。70mm规格，一个单独的4K胶片帧，宽大概约4000个像素，需要40MB的空间来存储。存储一套2400帧的画面，如果每秒放映24帧，仅要1.5分钟，就需要96GB的空间。甚至1帧35mm的胶片，宽2048个像素的数字化帧，每帧就需要10到12MB的RAM, 这种图形被称作2K图象。
动画制作室是如何利用3D MAX进行视觉效果处理来完成运电影的了？尽管你不能在MAX视图上显示一帧2K像素宽的图形，但你却可以使之得到渲染。MAX可以使渲染好的图象文件以RLA,Targa和TIF格式输出，这样在经过转换之后，就可以被像Flame这样的高级合成程序读出。直接对摄影图象进行处理是不必要的。相反。在MAX中进行电影级清晰度的动画效果处理时，接着合成为动画胶片。
在动画工业里，对专业技术人员的需求量非常大，特别是那些擅长建模、纹理贴图和灯光的人。对MAX的每一个部分都懂一点的人通常比不上一个在电脑上只负责灯光照明这一项任务而且工作过多年的人，事实上，大量的工作都是由不同程度的专业技术人员来完成的。
如果你想成为一名专业的角色动画设计师，学习复杂的设计过程，学习如何使骨架丰满起来的各个步骤都是非常有益的，当然，懂得如何使用MAX的所有工具使很重要的。但是，当你接受了某个工作后，所要求的各项任务都是围绕着你的专业而展开的，这样你就可以很好的为公司服务，但是，你的技术仍然是不全面的。

五、MAX与其他软件产品

几乎没有一家创作室仅使用一种软件包或计算机平台，许多创造室通过使用不同的软件包来获取完成任务所需要的各种工具，甚至游戏创作公司和建筑公司除使用3D Studio MAX外，也使用其他的软件包。电影创造公司在创造电影时，也使用其他许多不同的软件包，仅仅一种软件包是不够的。

六、文件转换程序

文件转换程序分为两大类，一般行和专业行，这些程序可将建模文件和图形文件互相转换，并使他们在不同的软件平台上读出。
许多创作室利用柯达数字扫描仪来扫描他们的胶片，受专利保护的柯达胶片式数字图象格式有10位颜色信息，它可以存储在DLT数字磁带，大型Macintosh Power RC机上而被DeBabelizer 或Missing Link这样的软件来读取。目前，在Windows NT上尚没有这样的软件，能够以满10位颜色深度来读取Kodak Cineon格式文件。如果在MAX中必须将每个颜色通道呀到8位，转换成TGA或TIF文件。这样，才可以装入3D Studio MAX作为建模或动画的背景图象。

七、MAX与Matador和Flame

Matador 和Flame是SGI(Unix)平台上的使用的一种工业标准的合成黑白软件。3d Studio MAX可以输出24位的TIF和TGA的图形文件，经过转换后，这些文件可以被两种软件读取。Matador是一种黑白软件包，它可以转换视角，除去paintbox线条，但主要功能是进行合成，有时，也有其他的软件来进行合成。如Prism的ICE和Warefront Composer,但他们的用途并广。Flame是一种高级的合成软件，可以使图形定位，并赋予各种各样的颜色，而且还具有许多自动合成功能。大部分运动画面的最后工作都是由Flame来完成的。通过Flame,用Alia,Warefront,SoftImage和Lightware创建的图形均可以与3D MAX生成的图象天衣无缝的连接起来。

八、MAX与Softimage

在角色动画里，MAX的主要竞争对手是工作在Windows NT上的Softimage软件。该软件有样条线建模工具，优良的反向动力学特性，内嵌运动捕捉数据接口，还有高级粒子系统功能以及光线跟踪功能。Softimage可以读取正规的3D Studio文件，在大型的游戏创作室和小型的独立动画制作室里，人们都在使用 Softimage.   Softimage可以输出MAX可读的DXF文件。

九、MAX和Alias

Alias是一种著名的基于NURBS表面的样条建模软件。它也可以进行多边行建模。对于不太复杂的模型，你可以用Alias读取在MAX上生成的DXF建模文件。如果你想为Alias输出一副具有许多复杂图形的图象。那么，这个文件将会非常的大，使得重现速度很慢。多边行模型不能转换为线条行模型。但，MAX可以读取由Alias输出DXF的文件。

十、MAX与Wavefront

MAX现在具有了OBJ文件输出的外挂模块，可以输出MAX文件和不含样条线或NURBS表面信息的多边行OBJ文件。它可以被WaveRront输出到Rerderman Pro渲染器。有的游戏软件公司有固化的转化程序，可以将MAX的三角形模型转换成Wavefront的四边行模型，因此，MAX模型可以被要求四边形的其他软件所读取。

十一、与服务机构一起工作

大部分创作室必须将所以胶片扫描和打印工作委托专门的服务机构。只有最大的创作室有自己的数字胶片扫描仪和打印机。扫描仪按数字方式存储来自于超高分辨率的LCD照片阵列，这就将光投影信息转换成数字信息。扫描完成后，数字信息被保存在数字磁带上拿到工作室，然后保存到主网络服务器的硬盘上，即便所有动画师都能够访问它。
也可以将数字的数据转换成胶片图象，只称之为胶印。胶印机是电影摄象机和密封的高度清晰CRT(阴极摄像管）屏幕的结合，摄象机拍摄图形。一帧数字化的图象可以按真彩色的方式一次性显示在单元CRT屏幕上，也可以按独立的颜色分量分三次显示。摄象机自动拍摄CRT屏幕，然后自动移到 下一帧。
服务机构可以提供的其他服务包括数字到视频的输出、视频编辑、声音编辑和视频录象带复制。