李琴

摘要：隨著高科技的不斷推廣和運(yùn)用，3DMAX在建筑、影視、航空和計(jì)算機(jī)等很多領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，大大推進(jìn)了我國(guó)高科技的現(xiàn)代化發(fā)展。該文就3DMAX應(yīng)用于動(dòng)畫制作的實(shí)際含義進(jìn)行闡述，提出3DMAX應(yīng)用于動(dòng)畫制作的運(yùn)用思路，以為動(dòng)畫制作水平不斷提高提供可參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：3DMAX；動(dòng)畫制作；實(shí)際含義；運(yùn)用思路

中圖分類號(hào)：TP37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）10-0185-02

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)于圖形、圖像的處理變得越來(lái)越有敏捷，大量運(yùn)用數(shù)值方法的研究顯示出它們的優(yōu)勢(shì)，再次證實(shí)了計(jì)算機(jī)在圖像處理中各影響因素的正確性，并且對(duì)其進(jìn)行了相應(yīng)的定量分析。近年來(lái)，3DMAX技術(shù)的蓬勃發(fā)展再一次推動(dòng)了動(dòng)畫制作的進(jìn)程，運(yùn)用這些軟件已經(jīng)可以精確的模擬各種動(dòng)畫圖像，由此可以更精確的掌握動(dòng)畫制作的機(jī)理。

1 計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)研究現(xiàn)狀

3DMAX技術(shù)是具有革命性意義的技術(shù)，對(duì)人類未來(lái)的發(fā)展有著重要的意義，通信技術(shù)和硬件技術(shù)的發(fā)展使得計(jì)算機(jī)動(dòng)畫制作技術(shù)能夠不斷升級(jí)，滿足越來(lái)越苛刻的要求，但是對(duì)于繪圖技術(shù)的研究依然是其核心問(wèn)題之一。從過(guò)去的靜態(tài)節(jié)點(diǎn)繪圖的研究到現(xiàn)在更多的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)繪圖的研究，3DMAX的發(fā)展對(duì)于繪圖技術(shù)提出了更高的要求。下面就一種繪圖技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行闡述。

1）靜態(tài)繪圖技術(shù)。靜態(tài)繪圖技術(shù)是最基本的繪圖技術(shù)，也是目前發(fā)展最完善的繪圖技術(shù)，根據(jù)繪圖時(shí)是否需要圖像距離，將其分為 range-based 繪圖和 range-free 繪圖。range-based 繪圖主要通過(guò)各種各樣的手段實(shí)現(xiàn)距離的圖像，再通過(guò)繪圖方法進(jìn)行繪圖，目前常用的range-based繪圖主要有RSSI、AOA、TOA以及TDOA。而 range-free 繪圖是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連通性等信息實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的繪圖，常用的方法有質(zhì)心、APIT以及 DV-Hop 等。

2）移動(dòng)信標(biāo)繪圖技術(shù)。這種繪圖技術(shù)將靜態(tài)繪圖技術(shù)中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，從靜態(tài)變成了動(dòng)態(tài)，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)按照一定的規(guī)律規(guī)劃的路徑進(jìn)行移動(dòng)，周期性的發(fā)送信標(biāo)信息，節(jié)點(diǎn)根據(jù)信標(biāo)信息進(jìn)行繪圖。動(dòng)態(tài)繪圖比靜態(tài)繪圖的精確度高，研究的主要瓶頸是如何優(yōu)化信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)路徑，增強(qiáng)繪圖的準(zhǔn)確性。

3）3DMAX技術(shù)。這種繪圖技術(shù)主要基于MCL方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)樣本信息的不斷濾波預(yù)測(cè)，不斷更新樣本空間，對(duì)樣本的分布形成一個(gè)近似分布，通過(guò)分布，可以利用中心估計(jì)對(duì)節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行繪圖，這種方法沒(méi)有因?yàn)楣?jié)點(diǎn)的移動(dòng)而增大繪圖誤差，對(duì)硬件的要求以及成本要求都有大幅度降低，圖像精度提高了 30%以上。隨著這種繪圖技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多改進(jìn)的方法，如 Baggio A 等人提出了 MCB 方法，Rudafshani M 等人提出的 MSL 和 MSL*方法，都是 MCL 的改進(jìn)方法。目前繪圖方法主要還集中在二維空間中，隨著應(yīng)用的需要，如何將二維的繪圖方法擴(kuò)展成三維的繪圖方法，是未來(lái)繪圖技術(shù)的重要發(fā)展方向。

2 3DMAX動(dòng)畫的實(shí)際含義

運(yùn)用 3DMAX動(dòng)畫技術(shù)，可以設(shè)計(jì)出矢量動(dòng)畫，保存格式.swf。其工作原理是將三維靜態(tài)圖片快速連續(xù)地播放，利用人眼的錯(cuò)覺(jué)，使畫面動(dòng)起來(lái)，產(chǎn)生動(dòng)畫。3DMAX有三種基本屬性，分別是幀和時(shí)間軸、圖層以及元件與實(shí)例，下面分別對(duì)上面三種屬性的基本含義進(jìn)行說(shuō)明。

1）幀和時(shí)間軸的含義。幀指的就是指在 3DMAX中一個(gè)最小時(shí)間單位，在 3DMAX中一般有三種不同的幀類型，分別是普通幀、過(guò)渡幀以及關(guān)鍵幀；時(shí)間軸指的就是在某一段時(shí)間內(nèi) 3DMAX所播放的幀的總數(shù)及其長(zhǎng)度，通過(guò)時(shí)間軸來(lái)對(duì) 3DMAX內(nèi)容進(jìn)行組織和控制。在 3DMAX中，幀的播放可用通過(guò)代碼的方式進(jìn)行操作，這在一定程度上加強(qiáng)了 3DMAX的靈活性以及其功能性，同時(shí)可以通過(guò)在關(guān)鍵幀中加入一定的腳本語(yǔ)言來(lái)對(duì) 3DMAX中元素屬性進(jìn)行控制。

2）圖層的含義。圖層指的就是在 3DMAX中用于對(duì)元素進(jìn)行合成和控制，可以用其來(lái)對(duì) 3DMAX中的元素的疊放順序進(jìn)行控制，在實(shí)際的 3DMAX中通常將圖像分割成多個(gè)圖層，進(jìn)一步增強(qiáng)了 3DMAX的效果。

3）元件和實(shí)例的含義。在 3DMAX中，元件是指一個(gè)可以被重復(fù)調(diào)用的一幀圖像、一個(gè)時(shí)間段動(dòng)畫或者一些控件。被使用的元件就形成了實(shí)例，用戶可以對(duì)這些實(shí)例進(jìn)行各種操作，以滿足實(shí)際的需要。為了使 3DMAX動(dòng)畫具有更好的效果，用戶可以通過(guò)程序?qū)牟シ胚M(jìn)行控制。我們一般是在nash中利用Actionscript腳本語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的代碼編寫，Actionscript 腳本語(yǔ)言是 3DMAX中的一種編程語(yǔ)言，它和 JavaScript 有很多相似的地方，在 3DMAX中編寫相應(yīng)的代碼就可以實(shí)現(xiàn) 3DMAX的交互特性，使動(dòng)畫能夠與外部的程序進(jìn)行一定的交互，這使得 3DMAX不能僅僅通過(guò)一般的繪畫技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，并且通過(guò) random 函數(shù)，可以使所制作的 3DMAX動(dòng)畫具有一定的隨機(jī)性。

3 結(jié)合圖形挖掘技術(shù)的3DMAX動(dòng)畫

3.1 與SPSS技術(shù)的結(jié)合

SPSS 原意是 Statistical Package for Social Science，譯為社會(huì)科學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件包。SPSS 統(tǒng)計(jì)軟件系統(tǒng)最早是由斯坦福大學(xué)的三位學(xué)生于 1968 年開(kāi)發(fā)的，基于這一系統(tǒng)，1975 年，他們成立了 SPSS 公司總部，推出 SPSS 中小型機(jī)版 SPSSX。到了 1984 年，繼而推出了微機(jī)版本 SPSS/PC。到了 20 世紀(jì) 90 年代，SPSS 又推出了，Windows 版本，從 SPSS5.0 開(kāi)始，一直到現(xiàn)在的 SPSS14.0，它的功能一直在不斷地增強(qiáng)、改進(jìn)以滿足不同客戶的各種需求。SPSS for Windows 具有強(qiáng)大的圖形整理、分析功能。包括圖形管理、統(tǒng)計(jì)分析、圖表分析等。同時(shí)，SPSS 還有專門的繪圖系統(tǒng)，而且該系統(tǒng)功能非常強(qiáng)大，可以根據(jù)圖形繪制各種圖形，SPSS14.0 在繪圖上還有很多新增功能，輸出的圖形美觀、大方。作為一款已經(jīng)發(fā)展成熟的軟件，它在處理海量圖形方面已經(jīng)完全能夠滿足用戶的需求。通過(guò)結(jié)合SPSS 軟件使用，3DMAX動(dòng)畫可以實(shí)現(xiàn)來(lái)對(duì)三維圖像大量初始圖形進(jìn)行預(yù)處理、以及回歸模型分析等，提高后續(xù)的圖像缺陷模式識(shí)別的識(shí)別精度。

3.2 與MATLAB技術(shù)的結(jié)合

MATLAB 是 Matrix Laboratory 的簡(jiǎn)稱，它已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于各個(gè)分析領(lǐng)域。它主要有以下幾大功能：1）數(shù)值計(jì)算和符號(hào)計(jì)算功能；2）強(qiáng)大的繪圖功能；3）簡(jiǎn)單高效率的編程語(yǔ)言系統(tǒng)；4）各種專業(yè)性的 MATLAB 工具箱。應(yīng)用 MATLAB對(duì)可以對(duì)3DMAX動(dòng)畫的平面圖像模式識(shí)別方法進(jìn)行編程仿真。

4 3DMAX應(yīng)用于動(dòng)畫制作的運(yùn)用思路

4.1 模型圖形庫(kù)設(shè)計(jì)

模型圖形庫(kù)具有圖形結(jié)構(gòu)化、冗余度低、程序與圖形獨(dú)立性較高、能批量處理圖形、易于擴(kuò)充和索引、易于編制應(yīng)用程序、同時(shí)可清晰表達(dá)3DMAX配置圖形文件等優(yōu)點(diǎn)，故選用關(guān)系圖形庫(kù)來(lái)完成3DMAX配置圖形文件的圖形建模，利用現(xiàn)有圖形庫(kù)的光影、備份、恢復(fù)、并發(fā)控制等技術(shù)可有效地對(duì)圖形進(jìn)行管理。借助圖形庫(kù)技術(shù)，根據(jù)DELPHI標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于圖形模型的描述，把3DMAX圖形文件提供的配置信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)、配置，導(dǎo)入圖形庫(kù)中，根據(jù)需要導(dǎo)出圖形庫(kù)相關(guān)的信息，映射轉(zhuǎn)換成符合要求的配置圖形文件，實(shí)現(xiàn)信息復(fù)用的目的。在圖形庫(kù)中，表是圖形信息光影的基本結(jié)構(gòu)，表的設(shè)計(jì)可以決定顯示模塊和其他功能模塊從圖形庫(kù)中提取圖形的方式。在采集編程描述信息SSD圖形文件時(shí)，通過(guò)在圖形庫(kù)中設(shè)計(jì)了一系列的表，以實(shí)現(xiàn)圖形存取、渲染、修改、備份和維護(hù)等基本功能。

4.2 3DMAX圖形建模

3DMAX圖形文件一般由廠商提供，供配置工具使用，由于3DMAX圖形文件包含的信息量不小，在建模時(shí)，不可能將這些信息全都存放在圖形庫(kù)中，這樣會(huì)影響圖形庫(kù)的運(yùn)行，所以圖形庫(kù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔，只需將必要的信息光影在圖形庫(kù)中，方便圖形顯示界面模塊調(diào)用圖形。3DMAX圖形文件包含的信息可分為標(biāo)記和圖形兩部分，其中標(biāo)記部分的由DELPHI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，屬于靜態(tài)部分，不需要建模光影在圖形庫(kù)中；而圖形部分則需要根據(jù)實(shí)際情況而定，屬于動(dòng)態(tài)部分，也是圖形庫(kù)的關(guān)鍵內(nèi)容，故需要建模光影在圖形庫(kù)中。

4.3 3DMAX與關(guān)系圖形庫(kù)

編程自動(dòng)化系統(tǒng)一般采用關(guān)系圖形庫(kù)來(lái)管理編程中的相關(guān)圖形，圖形庫(kù)中包含多張表，表中的圖形都是以行和列的二維表形式組織在一起的，每行表達(dá)了一個(gè)唯一的圖形記錄，列也稱為“字段”，表示圖形的種類或?qū)傩浴８鞅碇g通過(guò)某種聯(lián)系關(guān)聯(lián)起來(lái)，組成我們需要的圖形庫(kù)。為了實(shí)現(xiàn)互操作性和可擴(kuò)展性，DELPHI標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)采用面向?qū)ο蟮姆椒ń⒕幊淘O(shè)備的對(duì)象模型，定義了基于Client/Server的分層圖形模型，圖形對(duì)象描述方法以及面向?qū)ο蟮姆?wù)。

4.4 資源管理模塊建立

資源管理模塊主要是用來(lái)管理3DMAX動(dòng)畫制作系統(tǒng)所有的知識(shí)體系的，包括文字、圖片、視頻和動(dòng)畫。主要操作有插入、修改、刪除等資源管理功能模塊。文字信息管理模塊，此模塊面向系統(tǒng)管理員，主要用來(lái)管理系統(tǒng)的文字信息，文字信息包括地點(diǎn)名稱等信息，文字對(duì)應(yīng)相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，大多以理論知識(shí)和測(cè)試題的模式存在模塊中。圖片信息管理模塊，此模塊面向系統(tǒng)管理員，主要用來(lái)管理圖片相關(guān)信息，包括圖片名稱，所屬知識(shí)點(diǎn)信息。圖片和文字一樣，用來(lái)進(jìn)行知識(shí)的展示。視頻信息管理模塊，此模塊面向系統(tǒng)管理員，主要用來(lái)管理視頻信息。采用流媒體技術(shù)。媒體技術(shù)指以流方式在網(wǎng)絡(luò)中傳送音頻、視頻和多媒體圖形文件的媒體傳輸技術(shù)。與傳統(tǒng)的下載觀看的媒體播放形態(tài)比較，流媒體的典型技術(shù)特征，是把連續(xù)的音視頻信息經(jīng)過(guò)壓縮后傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，在客戶端，用戶可以在觀看過(guò)程中同時(shí)下載。3DMAX 動(dòng)畫管理模塊，此模塊面向系統(tǒng)管理員，具有隨機(jī)性質(zhì)的3DMAX動(dòng)畫，可以進(jìn)行駕駛模擬，針對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)不同的 3DMAX。

4.5 3DMAX圖形光影設(shè)定

目前，3DMAX圖形的光影方式基本上可分為三類：圖形文件系統(tǒng)、光影管理器和圖形庫(kù)管理系統(tǒng)。圖形庫(kù)管理系統(tǒng)方式中的基于關(guān)系圖形庫(kù)的3DMAX光影管理是一種應(yīng)用比較廣泛的方法。根據(jù)光影時(shí)是否使用3DMAX模式，基于關(guān)系圖形庫(kù)的光影方法又能分為結(jié)構(gòu)映射和模型映射。不管采用哪種映射方法，都需要先對(duì)3DMAX圖形文件進(jìn)行編碼。3DMAX編碼是指對(duì)文檔樹(shù)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都按一定的方法進(jìn)行惟一性編碼，根據(jù)任兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的編碼，能夠直接判斷這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間是否有祖先、后代等結(jié)構(gòu)關(guān)系。目前已經(jīng)提出了多種編碼方案，如圖形區(qū)域編碼、前綴編碼、素?cái)?shù)編碼等。

4.6 3DMAX圖形渲染

渲染是3DMAX圖形文件光影的逆操作，是指從關(guān)系表中提取光影在其中的圖形和一些元圖形，與相應(yīng)元素或?qū)傩砸黄鹬匦陆M成符合3DMAX規(guī)范的形式。換句話說(shuō)，渲染3DMAX圖形文件是將散落在多個(gè)模型中的圖形重新整合，形成一個(gè)完整的3D動(dòng)畫圖像。相對(duì)于3DMAX光影系統(tǒng)，3DMAX渲染系統(tǒng)的設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單。渲染系統(tǒng)需能夠恢復(fù)原3DMAX圖形文件片斷的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，同時(shí)保證3DMAX圖形的完整性和一致性。設(shè)計(jì)的主要思想是通過(guò)獲取節(jié)點(diǎn)編號(hào)Num，在關(guān)系圖形庫(kù)中查找對(duì)應(yīng)的關(guān)系模式的信息，再將渲染的圖形重新組合成3DMAX文檔片斷。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)階段動(dòng)畫制作技術(shù)均逐步向著高速高精度、智能化及多功能化的方向靠近，將3DMAX應(yīng)用于動(dòng)畫制作，使動(dòng)畫制作的技術(shù)水平得到快速提高，是動(dòng)畫制作現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢(shì)，大大推動(dòng)了我國(guó)動(dòng)畫行業(yè)不斷創(chuàng)新與發(fā)展。在實(shí)踐過(guò)程中，3DMAX需要與其它軟件配合使用，才能更加快速的完成制作，才能讓成果更加生動(dòng)形象。

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