《计算机三维动画技术》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程编号:08193202

课程的英文名称:Three-dimensional Animation

授课对象:数字媒体技术本科

课程类型:学位课

建议学时:总学时数 64学时，其中讲授 32学时，实训 32学时

学分:3分

先修课程:多媒体艺术基础、多媒体技术基础

考核方式:考试+三维动画作品

二、教学目标和要求

《计算机三维动画技术》是数字媒体技术专业的三大方向之一动画方向的主干课程之一，是一门讲解如何利用三维动画制作软件Maya，依照三维动画制作流程，制作出较为精美的三维动画的课程。课程侧重于基本理论的讲授与基本技能的训练，为学生进入到三维角色动画制作、游戏制作及虚拟现实与增强现实等课程的学习打下坚实的基础。

通过本课程的学习，学生应当掌握三维动画的制作流程、三维动画的基本知识、基本的3D建模技巧及Maya软件的基本的操作，并能够制作简短的三维角色动画。

三、教学内容、教学方式与课时分配

第1章 走进Maya2013【2学时】

教学内容:

1．三维动画介绍。

2．三维动画制作软件Maya介绍。

3．Maya的界面元素。

a) 【菜单栏】

b) 【状态栏】

c) 【工具架】

d) 【工具盒】

e) 【工作区】

f) 【通道盒】

g) 【动画控制区】

4．Maya的基本操作。

a) 打开Maya场景文件（Ctrl + O）

b) 坐标系统与工作区导航（ALT + 鼠标键）

c) 工具盒常用四大命令（QWER）

d) 通道盒中对象的基本属性（平移、旋转、缩放）

教学目标:掌握Maya的界面元素与基本操作

教学方式:课堂讲授，课堂演示，上机实训（实验一 Maya软件的基本操作）

第3章 多边形建模技术【6学时】

教学内容:

1．Maya世界中的多边形（点、线、面、体）。

2．多边形建模基本操作。

a) 创建多边形基本体

b) 利用右键菜单编辑多边形基本体的顶点、边及面

c) 灵活运用工具盒中的【选择工具】、【索套工具】及【绘制选择工具】

d) 利用【软选择】工具实现软性选择

3．多边形建模进阶操作。

a) 多边形基本体的【结合】、【分离】和【提取】

b) 多边形基本体的【布尔】运算

c) 【挤出】与【保持面的连接性】

d) 【倒角】命令构建平滑的边缘

e) 【平滑】多边形基本体

4．多边形建模高阶操作。

a) 利用【滑动边工具】在保持角色的完整性的同时进行修整

b) 利用【插入循环边】与【偏移循环边】添加更多细节

c) 利用【特殊复制】、【合并顶点工具】与【桥接】简化多边形建模

d) 利用【刺破面】与【楔形面】工具构造特殊效果

教学目标:理解Maya中的多边形，掌握最基本的多边形建模操作，掌握常用的多边形网格编辑操作，掌握多边形建模的综合运用

教学方式:课堂讲授，课堂演示，上机实训（实验二 综合实例——制作手雷）

第2章 NURBS建模技术【8学时】

教学内容:

1．NURBS的理论知识。

a) NURBS为何物

b) 相比于多边形建模方式的优势与不足

2．NURBS基本体。

a) 创建NURBS基本体

b) NURBS基本体与多边形基本体的异同

c) NURBS基本体的【控制顶点】、【等参线】及【壳线】

3．NURBS中的曲线。

a) 灵活运用【CV曲线工具】、【EP曲线工具】、【Bezier曲线工具】及【铅笔曲线工具】绘制曲线

b) 利用【附加曲线】、【分离曲线】、【对齐曲线】、【开放\闭合曲线】、【反转曲线方向】、【添加点工具】及【曲线编辑工具】编辑曲线

c) 利用【偏移】工具快速复制曲线以构建曲面

4．NURBS中的曲面。

a) 利用【曲面编辑】工具编辑NURBS曲面

b) 利用【附加曲面】、【分离曲面】及【插入等参线】为NURBS曲面添加更多细节

c) 利用【旋转】、【放样】、【挤出】及【平面】命令构建较为复杂的NURBS曲面

d) 利用【缝合】命令完善NURBS曲面

e) 利用【复制曲面曲线】工具复制曲面上的曲线

f) 利用状态栏中的【激活选定对象】在曲面上绘制曲线

g) 利用【在曲面上投影曲线】构建曲面上的散热孔

h) 利用【修建工具】与【放样】工具构建引擎罩排气孔

i) 利用【曲面圆角】构建自然的车灯连接部

5．高效地选择Maya场景中的对象。

a) 利用【选择模式】与【选择遮罩】精确地选择对象

b) 利用【捕捉开关】精确地创建对象

6．NURBS中的双轨成形。

a) 一条轮廓 + 两条轨道

b) 两条轮廓 + 两条轨道

c) 利用【双轨成形】工具构建前叉

7．管理复杂的Maya场景。

a) 窗口菜单中的【大纲视图】、【Hypergraph层次】及【Hypergraph连接】

b) 编辑菜单中的【分组】

c) 友好的对象名很重要

8．Maya中的定位器。

教学目标:理解NURBS的理论知识，掌握基本的NURBS建模技术，掌握NURBS对象的创建与编辑，掌握旋转、放样与挤出等NURBS建模技巧，掌握NURBS模型的精细编辑技巧，掌握复制曲面曲线、修剪工具、曲面圆角等工具，掌握NURBS与多边形之间的转换，掌握双轨成形工具的用法，掌握如何管理较为复杂的Maya场景

教学方式:课堂讲授，课堂演示，上机实训（实验三 综合实例——制作哑铃、实验四 综合实例——构建自己的Scooter）

第6章 材质和纹理技术【6学时】

教学内容:

1．Maya中的材质。

a) 材质是什么

b) Maya中的5种默认材质

c) Maya中为对象指定材质的方法

d) 特殊的材质需要使用渲染器进行渲染

2．在Maya中创建材质。

a) 利用属性编辑器创建材质

b) Maya中的贴图

c) 利用【凹凸贴图】与【置换材质】构建立体效果

d) 利用【Hypershade】高效管理材质

e) 将贴图创建为投影以避免贴图变形

3．Maya中的多边形纹理。

a) 多边形在赋予材质与纹理时更加灵活

b) 利用【创建UV】控制多边形贴图

教学目标:掌握Maya中的5种基本材质，掌握Maya中材质的创建与使用方法，掌握Maya中的渲染技巧，掌握Maya中材质的创建，掌握Maya中纹理的应用

教学方式:课堂讲授，课堂演示，上机实训（实验五 综合实例——制作金属陀螺）

第8章 动画技术【8学时】

教学内容:

1．Maya动画的构建流程。

2．Maya中的骨骼系统。

a) 角色动画中的两个要素

b) 利用【关节工具】构建骨骼

c) 骨骼系统中的关节有层次之分

3．Maya中的角色蒙皮。

a) 角色蒙皮的工作原理

b) 利用【平滑绑定】快速绑定蒙皮

c) 利用【交互式蒙皮绑定】精确绑定蒙皮

d) 利用【IK控制柄工具】为角色的骨架赋予约束

4．Maya中的变形器。

a) 变形器是制作动画必备工具之一

b) 利用【混合变形】构建眨眼效果

c) 利用【非线性】构建耳朵弯曲效果

5．Maya动画基础知识。

6．Maya中的时间轴。

7．Maya中的关键帧动画。

a) 什么是关键帧

b) 添加关键帧的方法

c) 利用【曲线编辑器】与【摄影表】精确地编辑关键帧

d) 利用【设置受控关键点】添加受控关键点

8．Maya中的路径动画。

a) 移动物体生成运动路径

b) 指定运动路径

9．Maya中的约束。

a) 约束的概念

b) 约束的典型应用

c) 利用【约束】菜单为对象添加约束

10． Maya中的受驱动关键帧。

a) 受驱动关键帧的作用

b) 设置受驱动关键帧的步骤

11． Maya中的动画循环。

a) 为什么需要动画循环

b) 利用【曲线编辑器】创建动画循环

12． 在Maya中添加声音。

13． Maya中的播放预览。

教学目标:了解Maya中的骨架系统与角色蒙皮，掌握骨架系统中的关节工具与IK控制柄，掌握角色蒙皮中的平滑绑定与交互式蒙皮绑定，掌握变形器中的混合变形与非线性变形，理解Maya中的时间轴，掌握Maya中的关键帧动画，掌握Maya中的运动路径动画，掌握Maya中的约束与受驱动关键帧，掌握Maya中的动画循环，掌握如何在Maya中插入声音，掌握Maya中的播放预览

教学方式:课堂讲授，课堂演示，上机实训（实验六 综合实例——构建完整的Doggy动画场景）

第5章 灯光和摄影机技术【2学时】

教学内容:

1．Maya中的灯光。

a) 灯光是什么

b) 6种不同灯光各自的特点

c) 在Maya场景中添加灯光

2．Maya中的阴影。

a) 深度贴图阴影

b) 光线跟踪阴影

3．Maya中的摄影机。

a) 摄影机的作用

b) 摄影机的基本属性

c) 景深的决定因素

d) 利用【图像平面】搭建天空背景

4．Maya中的批渲染。

a) 批渲染的作用

b) 批渲染前的必要渲染设置

5．三维动画制作之后期合成。

a) 后期合成的主要任务

b) 利用非编软件导入素材

教学目标:掌握三维动画制作的基本流程，掌握Maya中的灯光与摄影机，了解Maya中的阴影、景深与动态模糊，掌握Maya中的批渲染与后期合成

教学方式:课堂讲授，课堂演示，上机实训（实验六 综合实例——批渲染Doggy动画场景）

四、实训环节

五、教材

上列教材各有优缺点，需要综合考虑教学目标、学时及教学对象来选择。

六、参考书目

版别:2013

制订（修订）:袁旭

审核:袁旭