变形金刚动画制作毕业设计论文 精品.docx
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变形金刚动画制作毕业设计论文精品
毕业设计
3D动画制作
——机器人设计以及变形动画
姓名：
xxx
学号：
xxxxxxxx
班级：
10动漫1
专业：
计算机科学与技术（动漫设计方向）
所在系：
计算机工程系
指导教师：
汪日伪
毕业设计
3D动画制作
——机器人设计以及变形动画
姓名：
xxx
学号：
xxxxxxxx
班级：
10动漫1
专业：
计算机科学与技术（动漫设计方向）
所在系：
计算机工程系
指导教师：
汪日伪
天津理工大学中环信息学院
本科毕业设计选题审批表
届：
2014系别：
计算机工程系专业：
计算机科学与技术（动漫设计方向）
学生姓名
xxx
学号
10110021
指导教师
汪日伪
职称
副讲师
所选题目
3d动画制作——机器人设计以及变形动画
题目来源
自拟
选题理由（选题意义、拟解决的问题、对专业知识的综合训练情况等，不少于100字）：
随着我国人民的生活质量的提高，人们对文化娱乐产业的需求大大增加。
而人们对影视动画产品的要求远不止如此。
于是我国引进了一大批优秀的外国作品和技术。
我们也迫切需要更多优秀的来赶超国外影视动画作品。
。
制作3d动画不止是某项具体的工作。
抛开其中使用的技术不说，它其中蕴含的设计的创意也是一种尝试——利用现实中存在的机器的形象，加以联想设计并结合大家已经接受的变形金刚的理念，制作出的动画既能对某个产品进行宣传、又能使人眼前一亮。
所以这个设计即有商业性又有一定的创意。
我曾经从事过3d模型的一些制作,我希望利用所掌握的以及待学习的专业知识制作，制作一个更加接近专业方向的设计。
我擅长使用ps、maya、pr等软件，以及使用这些软件完成整个动画制作，并且对动画制作用着浓厚的兴趣。
通过本选题3d动画整个过程进行操作以及思考，对整个大学所学的动画制作技巧和软件技术进行配合，实用于真正的实践中，而非只能简单地使用某个技能。
这也是对大学四年的总结。
我相信定可以完成作品。
这将为我今后的工作打下坚实的基础。
指导教师意见（不少于50字）：
同意选题。
指导教师签名：
年月日
系主任意见：
签字（或盖章）：
年月日
注：
本表一式二份，一份附在毕业设计（论文）内，一份系内保存。
天津理工大学中环信息学院
本科毕业设计任务书
3d动画制作——机器人设计以及变形动画
姓名xxx届2014
系别计算机工程系专业计算机科学与应用（动漫设计方向）
指导教师汪日伪职称副讲师
下达任务日期2013年12月13日
一、毕业设计内容及要求
1、设计内容
虽然我国的CG产业起步较晚，但发展势头强大，产业发展商机十分巨大。
与此同时，政府也发现该行业的发展潜力，并出台了相应的扶植政策，促进国内CG行业的快速发展。
尽管我国CG产业发展迅速，但存在着很多问题，尤其是技术和创意的匮乏。
如今只有兼备商业性和创新性的作品才有更大的发展空间。
本设计的内容是：
设计一个变形金刚，制作出一个机器人变形过程的动画。
2、设计要求
随着我国人民的生活质量的提高，人们对文化娱乐产业的需求大大增加。
而人们对影视动画产品的要求远不止如此。
于是我国引进了一大批优秀的外国作品和技术。
我们也迫切需要更多优秀的来赶超国外影视动画作品。
虽然我国的CG产业起步较晚，但发展势头强大，产业发展商机十分巨大。
而如今只有兼备商业性和创新性的作品才有更大的发展空间。
制作3d动画不止是某项具体的工作。
通过本选题3d动画整个过程进行操作以及思考，对整个大学所学的动画制作技巧和软件技术进行配合，实用于真正的实践中，而非只能简单地使用某个技能。
这也是对大学四年的总结。
抛开其中使用的技术不说，它其中蕴含的设计的创意也是一种尝试——利用现实中存在的机器的形象，加以联想设计并结合大家已经接受的变形金刚的理念，制作出的动画既能对某个产品进行宣传、又能使人眼前一亮。
所以这个设计即有商业性又有一定的创意。
3、提交材料要求
（1）毕业设计说明书；
（2）maya工程文件；
（3）pr工程文件；
（4）最终输出视屏。
二、毕业设计进度计划及检查情况记录表
序号
起止日期
计划完成内容
完成情况
指导教师签名
检查日期
1
2013年12月14日
至
2014年1月10日
确定选题内容
2
2014年1月11日
至
2014年1月31日
查阅相关资料，明确本课题的设计目的
3
2014年2月1日
至
2014年2月20日
收集素材、理念设计
4
2013年2月21日
至
2014年3月10日
建模，key动画
5
2014年3月11日
至
2014年3月31日
打光做材质
6
2014年4月1日
至
2014年4月20日
渲染视屏和后期制作
7
2014年4月21日
至
2014年5月11日
撰写毕业设计说明书
8
2014年5月12日
至
2014年5月23日
毕业设计说明书提交、审查并进一步修改
9
2014年6月日
至
年月日
毕业答辩
10
年月日
至
年月日
11
年月日
至
年月日
12
年月日
至
年月日
注：
1、表中“完成情况”、“指导教师签名”栏目要求用黑（蓝）笔填写，其余各项内容要求打印。
2、毕业设计（论文）任务书一式二份，一份附在毕业设计（论文）内，一份系内保存。
天津理工大学中环信息学院
本科毕业设计开题报告
届：
2014届系别：
计算机工程系专业：
计算科学与应用（动漫设计方向）
毕业设计题目
3d动画制作——机器人设计以及变形动画
学生姓名
xxx
学号
10110021
指导教师
汪日伪
职称
副讲师
一、研究背景、概况及意义
1.背景及概况：
随着我国人民的生活质量的提高，人们对文化娱乐产业的需求大大增加，影视动画就是其中的一个重要组成部分。
很多有志青年随着时代的浪潮投身于影视动画行业，因此也出现了大量的国产动画作品。
虽然其中有许多优秀作品，但在浩如烟海的国产影视动画中优秀作品也只不过算是凤毛麟角。
而人们对影视动画产品的质量的要求远不止如此。
于是我国引进了一大批优秀的外国作品和技术，在满足人民需求的同时，也是对我们从事以及即将投身CG行业的工作者的鞭策。
我们也迫切需要更多优秀的来赶超国外影视动画作品。
虽然我国的CG产业起步较晚，但发展势头强大，产业发展商机十分巨大。
与此同时，政府也发现该行业的发展潜力，并出台了相应的扶植政策，促进国内CG行业的快速发展。
尽管我国CG产业发展迅速，但存在着很多问题，尤其是技术和创意的匮乏。
如今只有兼备商业性和创新性的作品才有更大的发展空间。
2选题意义：
（1）理论意义：
通过本选题3d动画整个过程进行操作以及思考，对整个大学所学的动画制作技巧和软件技术进行配合，实用于真正的实践中，而非只能简单地使用某个技能。
这也是对大学四年的总结。
（2）现实意义：
制作3d动画不止是某项具体的工作。
抛开其中使用的技术不说，它其中蕴含的设计的创意也是一种尝试——利用现实中存在的机器的形象，加以联想设计并结合大家已经接受的变形金刚的理念，制作出的动画既能对某个产品进行宣传、又能使人眼前一亮。
所以这个设计即有商业性又有一定的创意。
二、设计主要内容
本设计的内容是：
设计一个变形金刚，制作出一个机器人变形过程的动画。
三、研究手段和步骤
本设计的基本思路是：
（1）选择要变形成为机器人的机器并使用照相机实地取材；
（2）通过这个机器的形象设计机器人在纸上画出图纸；
（3）用maya制作机器人模型；
（4）在maya中设置机器人的骨骼关联以及变形动作；
（5）在maya中打光、使用ps和painter中画贴图、再在maya中贴图做材质；
（6）用MentalRay渲染；
（7）使用pr和AE剪辑后期。
三：
参考文献
（1）王琦.AutodeskMaya2012标准培训教材.Ⅰ.北京：
火星时代出版社，2012.
（2）王琦.AutodeskMaya2012标准培训教材.Ⅱ.北京：
火星时代出版社，2012.
（3）罗军.5DS+Maya光影与合成技术实录.北京：
清华大学出版社，2010.
（4）完美动力.MAYA绑定.北京：
海洋出版社，2012.
（5）陈路石.Maya/MentalRay材质与渲染大揭秘.北京：
清华大学出版社，2012.
（6）万建龙.Maya火星课堂.北京：
火星时代出版社，2011.
（7）李瑞芳.AdobePremiere实用技术指南.北京:
清华大学出版社，1998.
（8）王兆成.Maya3D艺术设计拉手实训教程:
变形金刚设计案例.河南：
河南科学技术出版社，2011.
指导教师意见（不少于50字）
论文选题符合专业培养目标，能够达到综合训练目标，题目难度适中，有足够的工作量。
选题具有较高的学术研究价值。
同意开题。
指导老师签字：
年月日
注：
本表一式二份，一份附在毕业设计（论文）内，一份系内保存。
3D动画制作
——机器人设计以及变形动画
摘 要
现如今，3d动画已经非常广泛的运用于军事、医疗、建筑、娱乐等各个行业和领域。
较之传统动画，3d动画在各方面有着很明显的优势。
本次就制作一个3d动画的完整流程进行研究，以此目的从前期概念设定到后期效果剪辑使用一整套工作流程制作一个完整的动画短片。
本次设计将着重表现出设计概念和技术操作相结合，并在完成短片的同时总结概括出相关软件在其中的作用和使用要求。
也通过本次动画的制作向更多的人展示3d动画的制作原理以及它的魅力。
3D动画制作需要许多软件和技能的协作达成，其中涉及到手绘概念设计、maya3d建模、maya灯光设置、maya材质制作、ps贴图绘制、maya动作设置、mayaMentalRay渲染、pr后期剪辑等。
是一个体现本专业的专业素质的设计。
关键词：
设计，动画，概念，技术。
3Danimation
——robotdesignandtransformanimation
ABSTRACT
Nowadays,3Danimationhasbeenverywidelyusedinmilitary,medical,construction,entertainmentandotherindustriesandfields.Comparedwithtraditionalanimation,3Danimationhasevidentsuperiorityintheaspectsof.Studyonthecompleteprocessistoproducea3Danimation,forthispurposefromthepreconceptsettothelateeffectsofeditingacompleteanimationusingasetofworkingprocess.Thedesignwillfocusontheperformanceofthedesignconceptandtechnologycombination,andfinishesinthevideoalsosummeduptherelatedsoftwareontherequirementsoftheroleanduse.Alsothroughtheproductionoftheanimationtomorepeopledisplayprincipleof3Danimationandthecharmofit.
3d动画制作需要许多软件和技能的协作达成，其中涉及到手绘概念设计、maya3d建模、maya灯光设置、maya材质制作、ps贴图绘制、maya动作设置、mayaMentalRay渲染、AE特效制作、pr后期剪辑等。
是一个体现本专业的专业素质的设计。
3Danimationcooperationneedsalotofsoftwareandskillstoreach,whichrelatestoahanddrawnconceptdesign,maya3dmodeling,Mayalighting,Mayamaterial,PStexturemapping,Maya,MayaMentalRayrenderingactionsettings,AEeffects,PReditingetc..Isamanifestationoftheprofessionalqualitydesign.
KeyWords：
animation,design,concept,technology.
目 录
致 谢27
第一章 绪 论
1.1研究意义
3D动画是随着计算机软件和硬件技术的发展进步而产生的一项新兴的技术。
大约二十年前，3D动画开始起步。
在初期，3D技术在动画上的运用只是为了2D动画，3D动画技术模拟真实物体的方式和效果已经使其成为一个在各行各业中承担重要作用的工具。
由于它在数值上计算的精确、在模拟物体的真实和可随意的操作等优良特性，以及其不受地点、天气、人员等因素的限制而且在成本上相对于实景拍摄也节省很多，以致其模拟出的效果大大替代了传统的特种、高难度、高成本以及危险拍摄，因此3D动画技术已经被广泛应用于医学、教育、军事、艺术创作、娱乐等诸多领域。
而随着计算机在影视动画领域的延伸发展和设计制作软件的增加，3D动画技术大大拓宽了影视效果范围和质量；影视3D动画从影视特效到三维场景都能表现的淋漓尽致。
因为影视动画最后只是给观众呈现一个最终的效果，所以不需要即时地计算，所以在制作的时候要求也相对要高一些。
3D动画制作是3D技术中相当重要的内容，这项技术已经在我们平时的生活工作娱乐中占有举足轻重的地位。
3D动画技术虽然入门门槛较低，但要做得好却并非易事，在此基础上还要随着包括硬件和软件等技术的发展不断学习新的技术更新新的想法。
所以它在所有影视制作形式中技术含量是最高的。
3D动画制作是一件艺术和技术紧密结合的工作。
在制作中，要在技术上充分实现创意的要求，还要在画面色彩、构图、光感、分镜设计、韵律把握等方面进行艺术的再创造。
与平面设计相比，三维动画多了时间和空间的概念，它需要借鉴平面设计的一些法则，但更多是要按影视艺术的规律来进行创作。
1.2论文的研究内容
本文研究的主要内容是利用3D软件maya为基础，利用一系列平面和视频软件，设计一个变形金刚，制作出一个机器人变形过程的动画。
在掌握基本所有需要软件之后，有了最初的想法结合之前所掌握的技术就酝酿出一个机器人变形的动画的雏形。
在此基础上通过一系列的设计制作完成一整套3D动画制作流程，并分析其中利弊，在有限的条件下优化出一个合理的制作方案，达道我最理想的效果，并完整最后的作品。
第二章 动画制作流程规划
2.13D动画制作流程
（1）首先处理自己的灵感，构想出机器人的大致模样和机器人变形前的机器，去搜集和查阅资料给出初步构想；
（2）通过这个机器的形象设计机器人在纸上画出概念图纸；
（3）将概念图制作成3D模型；
（4）制作模型的变形动作；
（5）制作灯光、材质和贴图使得模型更加有真实感；
（6）用电脑的运算渲染输出图形；
（7）整理之前完成的素材进行后期特效处理。
2.2动画制作使用的软件以及各自的作用
本设计中使用的软件有平面软件photoshopcs6、maya2013和premiere。
首先是photoshopcs6，这款软件是目前功能最强和最全也是最常用的位图软件。
较之之前的版本，cs6运算能力更强、速度更快，同样的，它对计算机的要求也更高。
因为技术发展很快，我们也需要经常尝试和适应新的版本或者是新的软件，不然必然会因为固步自封而被技术远远的甩下落后与时代。
在这里photoshop的作用是给模型绘制贴图。
Maya2013是autodesk公司的一款3D动画软件，maya2009是较为常用的版本，我选用maya2013原因我们做CG的应该与时俱进，新的版本功能比老版本强大，如果整个流程统一制作或者就我一个人完成的话就不涉及到兼容性的问题，所以用新的版本更有优势。
而且在新的版本中修复了maya2009中存在的问题。
就maya本身而言，它也是一款功能比较全面的3D软件，它本身拥有制作动画所需要的所有功能。
在这里我使用maya制作机器人的模型和变形的动作以及灯光、材质和渲染图片，可以说maya在整个设计中是一款核心软件。
Premiere是一款常用的视屏编辑软件，它是一款编辑视屏动画画面质量比较好的软件，有很好的兼容性，且可以与其它动画软件相互协作。
在这里的作用是把maya渲染出来的图片串连成动画还有将影片配音剪辑。
第三章 前期概念设计
3.1前期构思的意义
制作一个动画最重要的是制作之前的构思，如果构思不够完善即使有再好的技术也无法做出理想的效果，这就是现在国内动画数量激增但质量一直有待提高的原因。
所以有一个好的构思是一个动画成功的基础，而且很多的看点和细节在前期的构思中要事先想好，这才能保证后来在动画制作的时候方便快捷。
于是我花在构思上的时间占了整个制作的时间的很大部分。
3.2前期构思的内容
我在选题的时候决定我要做一个变形金刚，变形金刚简单来说就是一个机器变形成机器人。
首先要有一个机器，利用现实中存在的机器的形象，加以联想设计并结合大家已经接受的变形金刚的理念，制作出的动画既能使人眼前一亮，又有一定的设计感的创意。
在思考中我想到了我每年回家上学坐的交通工具——火车。
而这两年我国的铁路刚刚达成十万公里的修筑，而这刚好是先贤孙中山先生在一百年前所说出的豪言壮语，这是几代中国铁路人的梦想，也是我们全体中国人的一个梦想。
这也正好响应了习总书记提出的“中国梦”思想。
于是我决定做一个火车变形金刚，为了表现一种有年代的沧桑感，于是我决定使用老式蒸汽火车头作为机器人原型，而如今的交通公具外形太过平滑，没有什么特别的结构，难以有什么联想。
蒸汽机车在形象上笨重高大有力量，又是西方传来，所以形象上很容易联想到骑士。
这正好可以象征着我们在实现我们的“中国梦”时那种一往无前的精神。
于是我就决定了制作一个蒸汽机车变骑士的变形动画。
3.3前期概念表现
3.3.1收集素材
再好的想法表现不出来就很难进行下一步制作，头脑中的构思就需要呈现在纸上出一张概念图才可以建模做动画。
于是我就跑了一趟北京789去拍些蒸汽火车头的照片作为素材（如图3.1，图3.2所示），因为现在已经很难看到蒸汽火车头了。
而网上找的图片又看的不真切，于是去亲自接触蒸汽火车头心里有个数也好在表现的时候更加逼真。
不管从造型上还是材质上都可以做到预想的效果。
图3.1火车素材1
Fig3.1Trainmaterial1
图3.2火车素材2
Fig3.2Trainmaterial2
3.3.2设计思路
看完真实的蒸汽火车，我构思出一个火车的概念图，还有一个机器人，以及一些细节，并附上一个变形的示意图（如图3.3，图3.4所示）。
图3.3设计草图
Fig3.3Designsketch
图3.4设计细节
Fig3.4Designdetails
画了一个蒸汽火车头，标注上火车零件都变成机器人的对应部位。
车头最前头部位变成盾牌，车头前部变成背部，中间部分变成腰，烟筒变成枪，车棚变成胸，车棚侧面变成肩后面的盔甲，汽笛本来是设计成腿两遍的铠甲后来改成肩甲，保险栏本来是想做头盔后来改成护裆，车灯本来是想放在裆部因为觉得不合适改在放在远处不变，车两边的管子变成胳臂，底下轮子连着火车底部就变成腿了。
真正电影上的变形金刚的变形因为它的复杂所以只是在机器中呈现出一个机器人来，在制作方面就是把机器向机器人靠近、把机器人向机器变化，找到一个中间形态过度，不是真正意义上的变形。
而我的变形金刚不是特别的复杂，所以做的是真正的变形。
这种变形金刚即使是做成实体玩具也是可以变形的，在保证美观的同时又有一定的周边价值。
变形动作就先把汽笛缩下去，然后车棚向前移动，在车棚移动到前面的同时把车头部转下去，同时张开车棚侧面，机器人伸出腿，冒出头，张开手臂拿出武器。
就设计而言，不能上手就定稿，应该多做一些方案和改动，即使在制作的过程中如果觉得有需要改动的也可以做一些相应的调整。
而且设计有一个很大的注意点，为了把动画表现的更有看点，在这里就是更真实，我要把模型和变形的过程设计的合理一些，让然感觉在现实中这也是可以实现的。
再就是我付上足够的细节以保证我制作模型的时候不用再做更多不必要的思考。
因为这是我一个人制作的，所以在设计和建模中不存在着沟通的问题，如果是团队制作，应该把细节标注的更加清晰不要让建模的人去乱加揣测设计的意思，而对于建模的人也应该拥有一些补全设计缺陷的能里，这样互相理解互相沟通才是一个团队应该有的而不是互相推卸责任，不然效率和质量还不如一个人来的好。
在我这里前期、中期、后期都是一个人的情况下没有沟通推卸一说，一个团队就应该像一个人一样。
第四章 中期模型动画制作
4.1模型制作
4.1.1火车模型制作
有了前面拍摄的素材和画的概念图，我就开始模型的制作。
这里虽然是制作变形金刚，但是不能从机器人开始做起。
因为这个变形金刚的变形过程是一个相对合理的变形过程，所以机器人的零件在火车上也要合适，机器人的部位可以在建模后期调整，但是如果开始的时候火车做的都不好那整个变形动画都看起来都会很别扭，所以我们从火车开始做起。
我使用的建模方式是多边形建模，首先说来，多边形建模是建模中最随意的一种，只要可以掌握物体的形态就可以大致的捏出来，只要不涉及一些要求非常精确的模型，用多边形建模出效果非常快，而且多边形建模非常适合于MentalRay的渲染。
所以这里选用多边形建模是最佳的选择。
首先，先新建一个项目，把模型和贴图都存在里面。
建模和所有美术形式一样先起个大形（如图4.1所示），先确定所有部件的大体位置，然后再细细制作部件细节和细小零件。
建模时最好点开“对所有项目进行平滑着色处理”“着色对象上的线框”必要的时候还要点开“x射线显示”。
图4.1模型大形
Fig4.1Modelshape
在起形的初期只要大概的形状，但是有些段数必须分好，但是总体的思路就是越少越好。
而且什么使用的也都是基本形状，比如长方体、圆柱体，不明确的地方比如说车底我先是用一整个长方体来代替。
在火车头中部的那个结构也是用圆柱体进行挤出操作完成的，而后面的车棚是用长方体加段数然后改变顶面的线的位置，在后来可以用“3”键让它平滑。
在摆好大形之后就要开始初步的起形。
首先要在烟筒的地方开个口，在后面汽笛处也开一个口（如图4.2所示），当然，这开口是不是随便乱开的，因为maya本身的计算问题让每个面最好不要超过四个边，特别是面不在同一个平面的时
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