三维场景设计学位论文

3D软件的发展 三维软件是利用电脑制作几何模型的软件。最先只能在专业图形工作站上使用，随着PC机的飞速发展和普及，三维动画软件也纷纷被移植到PC机上。在DOS时代，美国Autodesk公司的3DS三维动画软件几乎垄断了PC机三维动画的市场。1994年Mi�crosoft用1．3亿美元收购Softimage公司，1995年推出基于NT平台的SOFTIMAGE3D3．0版本，激荡了三维动画领域。迫于压力，为了维护3DS在三维动画领域的霸主地位，1996年（一说1997年8月4日），Kinetix公司推出3DS的WindowsNT版本3DSMAX1．0。这个版本在操作界面、组织结构和功能上都有质的飞跃，获得了巨大的成功。1998年，Maya、Alias、Houdini相继在NT平台上出现。同年，Autodesk公司奋起迎击，推出偏重于建筑设计的3DSMAXVIZ版本，该版本实际是在3DSMAX的基础上进行一些增减，增加一些与建筑有关的模块，删去一些动画功能。随着三维软件应用的迅速普及，小型三维软件也如雨后春笋般涌现出来。 3D软件的分类 3D动画软件可以按软件功能的复杂程度分为小型、中型、大型三类。 1、小型软件 整体功能较弱，或偏重某些功能，学习相对容易。小型软件很多，常见的、有特殊功能的软件如下： Poser：快速制作各种人体模型。通过拖动鼠标可以迅速改变人体的姿势，还可以生成简单的动画。 Rhino：三维造型软件，长于NURBS曲面造型，能以三维轮廓线建立模型。 Cool3D：专用于立体文字制作的软件，可提供很多背景图和动态，很容易上手。 LightScape：渲染专用软件，只能对输入的模型进行渲染，能进行材质灯光的设定，采用光能传递算法，是最好的渲染器。多用于室内外效果图的渲染。目前为3．2版本。 Bryce3D：长于自然景观如山、水、天空的建造，效果很好。 2、中型软件 3DSMAX：功能强大、开放性好，集建立模型、材质设置、摄影灯光、场景设计、动画制作、影片剪辑于一体。 LightWave3D：功能强大、质感细腻、界面简捷明快、易学易用、渲染质感非常优秀。目前版本为5．6c。 3、大型软件 SOFTIMAGE 3D：功能极其强大、长于卡通造型和角色动画、渲染效果极好，是电影制作不可缺少的工具，国内许多电视广告公司都使用它制作电视片头和广告。 MAYA：功能比SOFTIMAGE 3D更强大，但更难掌握。 HOUDINI：将平面图像处理、三维动画和视频合成有机结合起来。 三维动画软件呈现一片百花齐放、百家争鸣的繁荣景象，很多都是功能强大的精品。这使我们在琳琅满目的三维软件面前有充分的选择余地；但是在纷纷登场的三维软件面前又有些晕头转向。其实只要先学好一个软件就可以了，有了这个基础，再学其他三维动画软件就容易多了。选择3DSMAX。理由有三： 第一、有很多一流的三维动画软件对硬件的要求很高，如Sumatra，显示器分辨率必须达到1280×1024；Maya则要求内存至少有256MB。3DSMAX对硬件的要求相对较低，多数三维动画迷都有能力配置；第二、由于3DS的缘故，现在3DSMAX的使用者也最多，教材和其他学习资料多如牛毛，有利于自学；第三、3DSMAX除渲染质感较差外，功能强大、插件众多，可以制作广播级的动画效果，对一般的广告、电视栏目、游戏的制作已完全可以胜任。 3D软件的应用 1、机械制造：利用三维动画研究机械零配件的造型，模拟它们运行时的工作情况。 2、建筑装潢设计：以三维的形式展现建筑物和室内外装潢的效果。不仅快捷方便，还能完整预览建筑物的各个角度的效果，且透视十分精确。 3、商业产品造型和包装设计：比如瓶子、盒子、玩具等的设计，可以对包装品的外观形态、色彩图案等进行设计。 4、影视和商业广告：很多电视栏目的片头是用3DSMAX制作的，更多的产品广告、房地产广告等都可以用3DSMAX来制作。 5、电脑游戏和娱乐：优美的动画画面和游戏程序同样重要。 其他：生物化学中用于生物分子之间的结构组成的研究，军事科技中可用于飞行员的模拟飞行、导弹飞行的动态研究，在医学中可以形象地演示人体内部组织等等，在此无法一一列举。 3D软件的硬件配置 一个入门级配置。CPU：CeleronⅡ600，主板：联想QDISX2E，内存：128MB，硬盘：Maxtor30GB，显卡：MatroxG450，显示器：Acer77C，刻录机：HP8250I。 和其他软件配合使用 1、和Photoshop的联合使用：用3DSMAX制作完成后，整个场景仍然需要补充配景。特别是室外建筑效果图，如果没有树木、花草和人物作陪衬，只有一座大厦的模型孤零零地站立在那儿，这张效果图可能就没人要。加入人物花草在3DSMAX中比较困难，增长渲染时间，这时用Photoshop就方便多了。图中的人就是后来在Photoshop中添加的。 2、和其他多媒体软件配合使用：主要用在片头制作中，比如几个动画频繁交叉切换，给人以眼花缭乱的感觉。这就要用到视频合成软件，如Premiere。这类软件可以把几段影片和动画以不同的方式剪接在一起，还可以加入各种出入场的特技和变形处理。 一个制作例子 下面我们设计一个“护手霜”和一个“宝宝霜”来说明3DSMAX的制作过程。 1、在Front视图中用Shape／Line分别勾画“宝宝霜”的瓶子和盖子剖面的1／2。打开Modify／EditSpline，并进入Sub－Object的Vertex层级，对不满意的点进行修改。按〔Lathe〕按钮，将剖面作旋转处理。设Segments为30，Align下点按〔Min〕。这样“宝宝霜”的包装瓶就完成了。 2、在Top视图里用Shape／Circle画个圆圈作为Shape（截面图形），用Shape／Line画一根直线作Path。打开Geometry／CompoundObject／Loft，如果这时截面图形是被选中的，那么点按〔GetPath〕按钮，用鼠标点按直线，完成Loft放样工作。但这时还只是个圆棒。切换到Modify，在它最下边是〔Deformations〕按钮，它包括5种变形控制。我们用Scale来把这个圆棒X剖面和Y剖面分别进行缩放，于是圆棒像泥一样被捏成护手霜壳。 3、再打开Create／Geometry／Extend�edPrimitives用ChamferCyl拉出一个带倒角的圆台做“护手霜”瓶盖。 4、按〔M〕键打开材质编辑器，选择一个样本球，设为蓝灰色，SpecularLev�el设为150；Glossiness设为50，将其赋予护手霜瓶盖。选择另一个样本球，把事先用Photoshop中制作的蘑菇图片赋给宝宝霜瓶盖。 5、用BOX工具拉出一张桌子，给它一点反光。 6、设置灯光和摄影机。点按透视图后按〔C〕键，使透视图转换为摄影机视图。 7、渲染摄影机视图（如图）。 通过以上制作，我们知道了3DSMAX的制作一个产品造型的基本流程是：建立模型，在3DSMAX中“创建”和“修改”几乎是不可分割的，可以用二维图形经过旋转、放样、挤压等修改命令来使之转换成三维模型，直接拉出几何体后一般也要用修改工具进行修改才能完成建模工作；设置材质并赋给模型；设置灯光和摄影机；将透视图转换为摄影机视图后渲染摄影机视图。

绪 论 影视动画场景设计(Layout Design in Animated Film and Video)是除角色以外一切对象的造型设计，是塑造角色和影片风格的关键创作环节。场景不是简单的“背景”，它是随着故事内容的展开，围绕在动画的主体角色周围，与角色发生关系的所有景物，包括角色所处的生活场所、陈设道具、社会环境、自然环境以及历史环境等等，甚至还包括以社会背景而出现的群众角色，这些都是场景设计的范围，都是场景设计要完成的设计任务。 影视动画场景设计既要有高度的创造性，又要有很强的艺术性，是展开剧情、刻画人物的特定空间环境。一方面需要艺术创作，另一方面要通过绘画手段进行绘制。场景设计是整个动画影片创作的重要环节，这个环节的创造力、艺术性是否丰富、周到和仔细，是能否成就一部完美影片的关键。 影视动画场景设计独特的创造力，可以决定其影片表现的民族文化、时代背景和题材的广泛性，完全发挥创作者的主观能动性，同时也能创造出更加精彩奇幻的壮观景象。抛开技术层面的因素，影视动画场景设计的创造力还体现在对于设计者的要求，无论从题材和独特复杂程度，都要求人们用丰富的创意思维拓展想象空间，这也应该是目前国内动画人所重点培养的特质。 有人说，《千与千寻》的诞生是一个奇迹，这个奇迹并不仅仅在于当年的300亿日元高票房，而更多的是因为它丰富精彩的动画场景，让告别了纯真年代的成年观众都为之神魂颠倒。它为我们提供了一个更为奇特的空间，观众可以任凭自己想象的思绪畅游于天地间而独立于天地之外。人类摆脱不了好奇的天性，当那个隔开两个时空的幽黑狭长的隧道出现时，渴望踏入隧道一探究竟的不单只是千寻的父母，还有我们这些幕前观众。 宫崎骏将隧道的另一边定位于一个完全有别于现实的空间，在这里，一切的荒诞不羁都可以得到认同。古香古色的钟楼，金碧辉煌的客船，赫然屹立的大浴场，一身和式装束的蛙男侍女，千奇百怪的众神灵等一系列的场景设计，无不展现了其丰富的想象力。 本文就将以《千与千寻》为例，深入分析和探讨动画场景设计的创造力。 一、表现题材的创造力 动画影片的表现题材多种多样，甚至不受局限，有着其它艺术门类不可替代的特性，所以，我们还把它看作是继建筑、雕塑、绘画、舞蹈、音乐、戏剧、电影、电视等之后的第十艺术。表现题材最多的主要是情感类、魔幻类、搞笑类、剧情类等等，而宫崎骏的系列动画多以情感类、魔幻类为主，以此引导大家去思考“人生”。在他的作品中，从来没有清晰地出现过悲欢离合、大起大落式的“人生”画面，永远不会在自己的作品中反应既成的人生事实。宫崎骏所做的只是在不停的创造，创造出一个个奇异而虚幻的世界、创造出一个个各有特点和志趣的角色人物。然而，在这样的千变万化之中，真正意义上的人类活动只有一样，那便是“人生”。通过这样的设定，观众可以尽情感受那一个个又潇洒、又丰富、又清澈、又可爱多情的主人公，甚至可以置身于那一幕幕奇幻、紧张、温暖、冷峻和幽默的场景之中，感受那一系列的视觉冲击，让我们不由自主的去思考自身那个最纯洁和最童真的本源。宫崎骏的《千与千寻》场景设计想象力丰富、创意广泛，就是这样一部充满了奇幻色彩的动画影片。 对人类世界的反省是宫崎骏电影的永恒主题。《千与千寻》这部影片也不例外，通过千寻与父母误入灵幻世界，又因贪婪而冒犯神灵，纯真的千寻在白龙的帮助下与汤婆婆签订契约，从而获得工作的机会来替父母赎罪。宫崎骏还将一个个小小的细节渗透在影片的各个角落，使其整体上依然唤起观众对后现代工业社会、环境污染和大自然破坏的担忧，间接地将人类与自然这个主题呈现给大家。比如白龙被汤婆婆控制，原本也是因为自然环境遭到破坏所致；河神变成肮脏的腐烂神，洗浴后吐出的各种城市工业垃圾等等。 另外，值得注意的是：在《千与千寻》这部影片中，不断提到忘记名字这件事儿，白龙就是因为忘了自己的名字，而不知道来自何方，该去哪里。千寻也不例外，故事自始至终都是在围绕着名字的得失。人类正失去被赋予的合法身份，曾经拥有的命名权，已掌握在天神手中，人类是因自私而忘记了付出和献身。与其说千寻替父母赎罪，不如说她是在代替整个人类赎罪。 这部影片的表现题材，以及所展现出来的独特魅力，在于灵幻世界中人类与动物、自然的互换。在这里，人类失去固有的社会地位，成为奴隶，而青蛙、鸡雏等上升为神灵。人类要为在现实生活中所做的一切违背自然的事情付出代价，只有通过用爱才能来补偿这一切。在“油屋”这个供神灵们洗澡休息的幻境之城，所发生的一切，包括占有欲和控制欲极强的汤婆婆，对他人再怎么凶残，而在面对宝宝时也是温柔体贴的，这些都是在给大家一种暗示：人类的希望只存在于仁爱之中。整部影片呈现出超凡的视觉体验，从千寻一家走入神秘隧道开始，到走出隧道结束，以丰富的想象力和生动的画面语言展示母体中的再生与净化，展示了人类与神灵向本源的回归。二、场景设定的风格化 动画影片的场景设定对影片的创作风格起着至关重要的作用。独具特色的文化是一个民族的灵魂，只有是民族的才会是世界的。《千与千寻》能够风靡亚洲、走向世界，与其独具匠心的对于日本文化背景的设定是密不可分的，它不仅充分满足了现代人对日本传统文化的好奇，也潜移默化地将日本文化推向了世界的舞台。 该部影片主要的场景都是根据江户东京建筑公园的环境设计的，建造于九十年代初的江户东京建筑公园是宫崎骏的灵感来源，而公园里的澡堂、酱油店、居酒屋和文具店等等，都是日本七八十年前的古典建筑，澡堂子变成了影片中的汤屋，文具店摆放文具的抽屉则成了汤屋中的药柜，这一切都是从生活中酝酿出来的想象空间。 除了建筑环境的场景设定之外，在《千与千寻》这部影片中出现的群众角色造型，同样是动画场景设计的一部分。日式的古典之中掺杂着现代社会的气息：浴场的客人们上下乘坐的是电梯，前台的掌柜和老板通过电话联系，河神洗去污垢吐出来的是自行车和现代工业垃圾。里边的各路大神，穿戴的都是传统日式服装，甚至千寻与汤婆婆签约后，也换上了传统的日式工作服。在夜晚到来时，|“油屋”及周边饭馆的繁荣景象，应接不暇的各路神仙客人，充实着整个荧幕，代入感极其强烈，甚至会让观众有一种身临其境的感觉。“油屋”不是现实中的澡堂子，来洗澡的神灵也不是现实中的客人，但却又让我们感到如此亲切，似曾经相识。这便是场景设定风格化的魅力所在。 （一）场景中的陈设道具 陈设道具，是指场景中的陈列摆设和影片角色人物所使用的物件。它不仅具有叙事和辅助表演的作用，还能够刻画人物角色的身份、心理、性格和情绪等。    《千与千寻》开篇阶段，当千寻在白龙提醒下回到饭店，却发现父母已变成了猪，周围吃完的残羹剩饭和餐具一片狼藉，间接烘托和表现出了人类的贪婪和欲望之大，又恰巧与千寻惊恐的表情和紧张的情绪相呼应。 交代人物的身份，是场景陈设道具的基本功能，通过这类场景我们可以了解人物的基本情况。当千寻通过电梯到达“油屋”的顶楼，面对一道道高大而金碧辉煌的门，千寻显得如此渺小，我们可以清楚的知道这里就是“油屋”主人——最高统治者“汤婆婆”的住所。当特写镜头给到“汤婆婆”时，我们可以从桌面上的书籍、钱袋儿，甚至她戴满双手的各种宝石，来看出她身份有多么的高贵。 场景中的陈设道具还能烘托人物的情绪。当千寻一遍遍强烈要求工作的喊声激怒“汤婆婆”时，她桌面上的物件慢慢漂浮起来，直到爆发而四处飞溅，充分展现出了“汤婆婆”暴躁的情绪波动过程。 此外，场景中的陈设道具还具有塑造心里空间和刻画人物性格的功能。当千寻独自拎着鞋子走向列车车站时，面对远处的站台、蓝天白云和逐渐消失在水中的铁轨，表现出千寻复杂的心里状态。一方面，远处的蓝天白云和站台是对拯救白龙的希望，而另一面，逐渐消失在水中的铁轨，是对结果的未知。当无脸男跟随千寻上了列车，两人并排坐在那空荡荡的车厢里，安静且没有交流，各有所思。千寻对未来的迷茫，无脸男的空虚寂寞都被一一刻画了出来。 （二）个性鲜明的群众角色 前面提到以社会背景出现的群众角色，也是场景设计的范围之一。 动画场景设计一般都是围绕着影片主要的角色来进行设计的，而影片中的群众角色甲、乙、丙、丁……，也是场景设计的一部分，个性鲜明的群众角色，可以烘托气氛、营造特殊的环境，使故事情节更加生动、真实。 影片中，千寻在白龙指引下前去锅炉房，寻求锅炉爷爷的帮助时，锅炉爷爷告诉千寻人手够用，并指向那些煤灰精灵，众多举着煤块儿的煤灰精灵，一窝风的出现在镜头当中。这些古灵精怪的煤灰精灵，就充分体现了场景设计师的丰富想象力和创造力，不仅直观的表达锅炉爷爷所说的不缺人手，又烘托出锅炉房的繁忙景象。后边，千寻因帮助了一个因煤块儿太重，而砸到自己的煤灰精灵，还导致这群精灵故意偷懒假装搬不动，寻求千寻帮助。这无疑又给这些精灵们赋予了灵魂，让影片看起来更加丰富和生动。 在《千与千寻》的另一个场景中，“油屋”里的蛙男侍女，为无脸男捧上最丰盛的食物，只为了哄他开心，换取他手中的金子。无脸男从来不肯正眼看他们一眼，他变出大把大把的金子，却只愿递到千寻面前，而千寻只是一直不停的摇头，说她不要，说自己还有别的事情必须离开，与周围那些看着金子眼睛放光的蛙男侍女们形成鲜明的对比。当千寻跑开，无脸男失望的将金子洒落在地板上时，周围的蛙男侍女更是蜂拥而上，人性的贪婪和欲望表现的淋漓尽致。 因此，个性鲜明的“群众角色”，同样需要场景设计师脑洞大开，发挥丰富的想象空间和创造力，以便达到故事情节所需要的真实和生动效果。 四、场景设计的光影创造力 光影表现也是场景设计中非常重要的组成部分,合理的光影表现可以使剧情更加富有吸引力。以动画剧本为中心，根据剧情发展的需要，补充相应的光影造型，不同的光影效果带给观众不同的视觉感受。 光影造型能够辅助动画场景的氛围表现，更能突显动画场景的艺术感染力。在《千与千寻》这部影片中的动画场景空间、色彩、构图都是通过光影来实现的，并且能够通过不同类型的光影效果表达不同的含义。例如：千寻跟随父母进入隧道，紧紧抱着妈妈的胳膊，对未知世界的恐惧以及从身后斜射过来的逆光效果，制造出让人紧张的气氛，观众的心也跟着千寻悬了起来，穿出隧道后首先映入眼帘的是一个空旷废旧的车站，车站的窗户投射进来的阳光，不仅弥补了车站空间的空旷不足，还缓和了之前令人窒息的紧张气氛。而当千寻一家带领观众走出车站，看到的是绿油油的田野、草地、蓝天和白云，这淳朴的自然风光一下又将观众紧张悬着的心完全放了下来，非常自然的将故事情节紧密地联系在了一起。 在刻画人物角色方面，虽然光影在直观效果和强烈程度上， 不如色彩带给人的感觉好，但光影的恰当运用，却能够在画面中起到画龙点睛的作用。《千与千寻》中，第一次正式出场的汤婆婆，从特写镜头中，围绕着她的光源来自左侧的台灯（室内光），这个主光源很近、很直接、也很硬，将汤婆婆的面部表情勾勒的很清晰，与周围阴暗的部分形成反差，从而刻画出汤婆婆的冷漠和凶狠。而之后，白龙约千寻在花园见面，千寻手捧着白龙给她的食物，目光呆滞若有所思时，充分利用了自然光（室外光）的柔和、温暖，使得千寻的面部更佳柔美动人和令人心生怜爱。 通过光影不断的制造悬念，也是使动画影片吸引观众的有效手段之一。影片中，千寻按照小白龙的指引去找锅炉爷爷，在马上进入锅炉房的时候，从里面门洞中映出闪烁的火光和晃动的古怪的影子，使得观众的心紧随着千寻，感应到一种神奇和恐惧，使观众产生强烈的好奇心。即迫切的希望进入到锅炉房，但又害怕进去的感觉，非常准确地营造出锅炉爷爷和锅炉房里的悬念感。 除此之外，光影还是影片完成角色的场景动作，强化矛盾和推进高潮的必要表现手段之一。 ]五、 ]数码技术的创新与应用 （一）增加视觉效果不同的表现形式 广大观众朋友对于《千与千寻》这部动画影片的认可，除了其精彩的内容情节、动人的音乐之外，还有那些精美的画面，尤其本片中大量运用了数码技术，从而使动画具有更强的立体感和真实感。 场景1：在千寻签好契约书，汤婆婆利用魔法夺走名字中的一个字时，就是利用数码技术实现一个无机的文字浮起的效果，并将这一个镜头与前后的手绘动画完美地融合在了一起。营造出文字从纸面上被剥离而渐渐离开纸面，文字的阴影也由深到浅渐渐消失。 场景2：在影片中部，腐臭神露出老河神本来面目的片段，从最初的浴池出现沸腾到老河神腾空而起，虽然不足20秒时间，但却是本片场景设计中非常精彩的CG片段之一，利用数码技术制作出沸腾的果冻般涌动的效果。 场景3：在影片的后半部分，当千寻与变身成小鼠的宝宝和无面男一起乘坐列车寻访钱婆婆时，透过玻璃窗看向车窗外的风景，场景从千寻的视角出发，从她的不安的心情，飞驰的列车的速度感，在一个瞬间晃过的镜头中表现得淋漓尽致。随着列车行进的速度，从不同角度看到窗外的人影、站台、水波纹、远处的房子，都突破了传统动画利用画面滑动的方法展示，而是利用最先进的数码技术，呈现出更为立体的三维场景。 （二）各种图像处理软件的应用 场景1：粒子生成系统的应用 千寻初到“油屋”，在小林的带领下前往汤婆婆的路上看到的大浴室场景。一个长相奇怪的神仙舒服地躺在浴盆里接受服务，还有一群正在自己泡汤的巨型小鸡，四周到处都是一片雾蒙蒙的水蒸气。在该影片中，“油屋”本来就是被设定为一个大浴室，能否真实体现水蒸气的质感，是影片此处场景设计成功的一个重要因素。设计师先做出白色部分作为蒙版，再置入水蒸气素材，然后按照水蒸气的发生源分成四个部分分别处理，这样就能生成具有真实质感的水蒸气了。粒子生成系统生成水蒸气的材质用SOFTIMAGE公司的产品Toonz这个软件合成的。另外，在影片接近尾声，小白由龙身变化为人形，龙身的鳞片纷纷脱落飞散空中的场景，也是借助粒子生成系统完成的。 在本片的三维建模中，还大量借助使用了SOFTIMAGE/3D这个软件，比如千寻一家进入隧道前被石像拦住车的去路这个场景，就是用的这个软件。 场景2：图像变形技术的运用 在《千与千寻》这部影片中，Morphing这种图像变形手法，被集中运用在腐臭神进入浴缸后大量的淤泥沿着浴缸壁流到地板上的场景。为了真实体现淤泥黏腻的质感和缓慢流动，工作人员对浴缸进行处理，一边润饰背景，一边在不同的图层中进行合成，由最初的三张图到最终得到的九张图。这个修饰的过程，大量使用了ADOBE公司的图像处理软件Photoshop。 此外，本片的其它很多场景设计都有数码技术的运用实例。随着这些数码技术的使用，传统动画中那些极其繁琐和消耗时间的场景处理，从此变得简单而且易于操作。 结 论 影视动画的场景设计，不只是简单的绘制“背景”，更是不同于环艺设计。场景设计的创作，要依据剧本、人物和特定的时间线索，为影视动画提供服务。它是一门为展现故事情节，完成戏剧冲突，刻画人物性格服务的时空造型艺术。 场景设计，是影视动画制作中不可或缺的，并且是其重要的组成部分。完美的场景设计，不仅可以提升动画影片的美感和质感、强化和渲染主题，还能够使影片的渲染效果更加丰富饱满，提升整部作品的附加值，甚至直接影响整部影片的风格和艺术水平。 优秀的场景设计能决定着影视动画的命脉。《千与千寻》那无与伦比的场景：传统的日式元素和细节处的异常丰富，每一个细节都不放过，门上的雕花，精致的门把手，带给大家的都是层次鲜明、丰富多样的视觉享受，还有那基于现实天马行空的想象，无不体现着其独特的创造力。参考文献 （1）专著中的文献 [1]  周晓波. 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