3dmax入门教程第4章基本动画技术和TrackView.docx

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3dmax入门教程第4章基本动画技术和TrackView

第4章

基本动画技术和TrackView

本章主要介绍3dsmax的基本动画技术和TrackView。

通过本章的学习，能够掌握如下内容：

理解关键帧动画的概念；

使用轨迹栏（TrackBar）编辑关键帧；

显示运动轨迹线（Trajectories）；

使用不同的切线类型（Tangenttypes）；

理解基本的动画控制器；

使用TrackView创建和编辑动画参数；

创建对象的层级链接关系；

创建简单的正向运动动画。

4.1关键帧动画

4.1.13dsmax中的关键帧

由于动画中的帧数很多，因此手工定义每一帧的位置和形状是很困难的。

3dsmax极大地简化了这个工作。

可以在时间线上的几个关键点定义对象的位置，这样3dsmax将自动计算中间帧的位置，从而得到一个流畅的动画。

在3dsmax中，需要手工定位的帧称之为关键帧。

需要注意的是，在动画中位置并不是唯一可以动画的特征。

在3dsmax中可以改变的任何参数，包括位置、旋转、比例、参数变化和材质特征等都是可以设置动画的。

因此，3dsmax中的关键帧只是在时间的某个特定位置指定了一个特定数值的标记。

4.1.2插值

根据关键帧计算中间帧的过程称之为插值。

3dsmax使用控制器进行插值。

3dsmax的控制器很多，因此插值方法也很多。

4.1.3时间配置

3dsmax是根据时间来定义动画的，最小的时间单位是点（Tick），一个点相当于1/4800秒。

在用户界面中，默认的时间单位是帧。

但是需要注意的是：

帧并不是严格的时间单位。

同样是25帧的图像，对于NTSC制式电视来讲，时间长度不够1秒；对于PAL制式电视来讲，时间长度正好1秒；对于电影来讲，时间长度大于1秒。

由于3dsmax记录与时间相关的所有数值，因此在制作完动画后再改变帧速率和输入格式，系统将自动进行调整以适应所做的改变。

默认情况下，3dsmax显示时间的单位为帧，帧速率为每秒30帧。

可以使用TimeConfiguration对话框（见图4.1）来改变帧速率和时间的显示。

TimeConfiguration对话框包含以下几个区域。

帧速率（FrameRate）

在这个区域可以确定播放速度，可以在预设置的NTSC（NationalTelevisionStandardsCommittee）、Film或者PAL（PhaseAlternateLine）之间进行选择，也可以使用Custom（自定义设置）。

NTSC的帧速率是30fps（每秒帧），PAL的帧速率是25fps，Film是24fps。

图4.1

时间显示（TimeDisplay）

这个区域是指定时间的显示方式，有以下几种。

Frames：

帧，默认的显示方式。

SMPTE：

全称是SocietyofMotionPictureandTelevisionEngineers电影电视工程协会。

显示方式为分、秒和帧。

FRAMES:

TICKS：

帧：

点。

MM:

SS:

TICKS：

分：

秒：

点。

重放（Playback）

这个区域是控制如何在视口中回放动画，可以使用实时回放，也可以指定帧速率。

如果机器播放速度跟不上指定的帧速度，那么将丢掉某些帧。

动画（Animation）

动画区域指定激活的时间段。

激活的时间段是可以使用时间滑动块直接访问的帧数。

可以在这个区域缩放总帧数。

例如，如果当前的动画有300帧，现在需要将动画变成500帧，而且保留原来的关键帧不变，那么就需要缩放时间。

关键帧的步幅（KeySteps）

该区域的参数控制如何在关键帧之间移动时间滑动块。

4.1.4创建关键帧

要在3dsmax中创建关键帧，就必须在打开动画按钮的情况下在非第0帧改变某些对象。

一旦进行了某些改变，原始数值被记录在第0帧，新的数值或者关键帧数值被记录在当前帧。

这时第0帧和当前帧都是关键帧。

这些改变可以是变换的改变，也可以是参数的改变。

例如，如果创建了一个球，然后打开动画按钮，到非第0帧改变球的半径参数，这样，3dsmax将创建一个关键帧。

只要

按钮处于打开状态，就一直处于记录模式，3dsmax将记录你在非第0帧所做的任何改变。

创建关键帧之后就可以拖曳时间滑动块来观察动画。

4.1.5播放动画

通常在创建了关键帧后就要观察动画。

可以通过拖曳时间滑动块来观察动画。

但是除此之外，还可以使用时间控制区域的回放按钮播放动画。

下面介绍时间控制区域的按钮。

PlayAnimation（播放动画）：

用来在激活的视口播放动画。

StopAnimation（停止播放动画）：

该按钮用来停止播放动画。

单击

PlayAnimation按钮播放动画后，PlayAnimation按钮就变成了

StopAnimation按钮。

单击该按钮后，动画被停在当前帧。

PlaySelected（播放选择对象的动画）：

它是

的弹出按钮。

它只在激活的视口中播放选择对象的动画。

如果没有选择的对象，就不播放动画。

GotoStart（到开始）：

单击该按钮后，将时间滑动块移动到当前动画范围的开始帧。

如果正在播放动画，那么单击该按钮后动画就停止播放。

GotoEnd（到结束）：

单击该按钮后，将时间滑动块移动到动画范围的末端。

NextFrame（下一帧）：

单击该按钮后，将时间滑动块向后移动一帧。

当

KeyModeToggle按钮被打开后，单击该按钮后，将把时间滑动块移动到选择对象的下一个关键帧。

PreviousFrame（前一帧）：

单击该按钮后，将时间滑动块向前移动一帧。

当

KeyModeToggle按钮被打开后，单击该按钮后，将把时间滑动块移动到选择对象的上一个关键帧。

也可以在

GotoTime区域设置当前帧。

KeyModeToggle（关键帧模式）：

当按下该按钮后，单击

NextFrame和

PreviousFrame时间滑动块就在关键帧之间移动。

4.1.6设计动画

作为一个动画师，必须决定要在动画中改变什么，以及在什么时候改变。

在开始设计动画之前就需要将一切规划好。

设计动画的一个常用工具就是故事板。

故事板对制作动画非常有帮助，它是一系列草图，描述动画中的关键事件、角色和场景元素。

可以按时间顺序创建事件的简单列表。

4.1.7关键帧动画举例

下面举一个例子，使用前面所讲的知识，设置并编辑喷气机飞行的关键帧动画。

1.启动3dsmax，在菜单栏中选取File/Open，打开本书配套光盘中的Samples\ch04\ch04_01.max文件。

该文件中包含了一个喷气机的模型，见图4.2。

喷气机位于世界坐标系的原点，没有任何动画设置。

图4.2

2.拖曳时间滑动块，检查飞机是否已经设置了动画。

3.打开

Auto按钮，以便创建关键帧。

4.在透视视口单击飞机，选择它。

单击主工具栏的

SelectandMove按钮。

5.将时间滑动块移动第

50帧。

在状态栏的键盘输入区域的X处键入275.0

。

6.关闭

Auto按钮。

7.在动画控制区域单击

PlayAnimation按钮，播放动画。

在前50帧，飞机沿着X轴移动了275个单位。

第50帧后飞机就停止了运动，这是因为50帧以后没有关键帧。

8.在动画控制区域单击

GotoStart按钮，停止播放动画，并把时间滑动块移动到第0帧。

注意观察轨迹栏（TrackBar），见图4.3。

在第0帧和第50帧处创建了两个关键帧。

当创建第50帧处的关键帧时，自动在第0帧创建了关键帧。

图4.3

说明：

如果没有选择对象，TrackBar将不显示对象的关键帧。

9.在前视口的空白地方单击，取消对象的选择。

10.将时间滑动块移动到第0帧，注意观察透视视口中的飞机。

飞机周围环绕一个白框（见图4.4），表明这是对象的关键帧。

图4.4

11.将时间滑动块从第0帧拖曳到第50帧，注意观察透视视口中的飞机。

在第1帧到第49帧之间飞机没有白框，到第50帧后又出现了白框。

4.2编辑关键帧

关键帧由时间和数值两项内容组成。

编辑关键帧常常涉及改变时间和数值。

3dsmax提供了几种访问和编辑关键帧的方法。

在视口中

使用3dsmax工作的时候总是需要定义时间。

常用的设置当前时间的方法是拖曳时间滑动块。

当时间滑动块放在关键帧之上的时候，对象就被一个白色方框环绕。

如果当前时间与关键帧一致，就可以打开动画按钮来改变动画数值。

轨迹栏（TrackBar）

TrackBar位于时间滑动块的下面。

当一个动画对象被选择后，关键帧按矩形的方式显示在TrackBar中。

TrackBar可以方便地访问和改变关键帧的数值。

运动面板

运动面板是3dsmax的6个面板之一。

可以在运动面板中改变关键帧的数值。

轨迹视图（TrackView）

TrackView是制作动画的主要工作区域。

基本上在3dsmax中的任何动画都可以通过TrackView进行编辑。

不管使用哪种方法编辑关键帧，其结果都是一样的。

下面首先介绍使用轨迹栏TrackBar来编辑关键帧。

在下面的例子中，将使用轨迹栏来编辑关键帧。

1.启动3dsmax，在菜单栏中选取File/Open，打开本书配套光盘中的Samples\ch04\ch04_02.max文件。

该文件中包含了一个已经被设置了动画的球，球的动画中有两个关键帧。

第1个在第0帧，第2个在第50帧。

2.在前视口单击球，选择它。

3.在轨迹栏上第50帧的关键帧处单击鼠标右键。

弹出一个菜单，见图4.5。

图4.5

4.从弹出的菜单上选取Sphere01:

Position，出现Sphere01:

Position对话框，见图4.6。

图4.6包含如下信息：

标记为1的区域指明当前的关键帧，这里是第2个关键帧。

标记为2的区域代表第2个关键帧处对象的位置。

这里X坐标为75.0，Y和Z的数值为0.0。

标记为3的区域中，In和Out按钮是关键帧的切线类型，它控制关键帧处动画的平滑程度。

后面还要详细介绍切线类型。

5.在Sphere01:

Position对话框中，将ZValue改变为20，见图4.7。

图4.6图4.7

6.关闭Sphere01:

Position对话框。

7.在动画控制区域，单击

PlayAnimation按钮，在激活的视口中播放动画，球沿着Z方向升起。

关键帧对话框也可以用来改变关键帧的时间。

8.在动画控制区域，单击

StopAnimation按钮，停止播放动画。

9.在轨迹栏上第50帧处单击鼠标右键。

10.在弹出的菜单上选取Sphere01:

Position。

11.在出现的Sphere01:

Position对话框中向下拖曳Time微调器按钮，见图4.8。

这样关键帧就沿着轨迹线移动到了新的位置。

12.在Sphere01:

Position对话框，将时间设置回第50帧。

13.关闭Sphere01:

Position对话框。

也可以直接在轨迹栏上改变关键帧的位置。

14.在轨迹栏上将鼠标光标放在第50帧。

15.单击并向右拖曳关键帧。

当将关键帧拖曳的偏离当前位置时，新的位置显示在状态栏上，见图4.9。

时间微调器

图4.8图4.9

16.将关键帧移动到第60帧。

拖曳关键帧的时候，关键帧的值保持不变，只改变时间。

此外，关键帧偏移的数值只在状态行显示。

当释放鼠标后，状态行的显示消失。

在轨迹栏中快速复制关键帧的方法是按下Shift键后移动关键帧。

复制关键帧后增加了一个关键帧，但是两个关键帧的数值仍然是相等的。

17.在轨迹栏选择第60帧处的关键帧。

18.按下Shift键，将关键帧移动到第80帧。

将关键帧第60帧复制到了第80帧。

但是，这两个关键帧的数值相等。

19.在第80帧处单击鼠标右键，在弹出的菜单上选取Sphere01:

Position。

20.在Sphere01:

Position对话框中，将ZValue设置为0.0，将XValue设置为90.0，见图4.10。

第80帧处的关键帧是第3个关键帧，它显示在KeyInfo对话框中。

21.单击Sphere01:

Position对话框中向左的箭头。

现在KeyInfo对话框显示第2个关键帧的数值，见图4.11。

图4.10图4.11

技巧：

可以在Sphere01:

Position对话框中快速切换关键帧，并调整关键帧的数值。

22.关闭Sphere01:

Position对话框。

23.在动画控制区域单击

PlayAnimation按钮，播放动画。

注意观察球的动画。

4.3使用TrackView

在4.2节中，我们使用轨迹栏调整动画。

但是轨迹栏的功能远不如TrackView。

TrackView是非模式对话框，就是说在进行其它工作的时候，它可以仍然打开放在屏幕上。

TrackView显示场景中所有对象以及它们的参数列表、相应的动画关键帧。

TrackView不但允许单独地改变关键帧的数值和它们的时间，还可以同时编辑多个关键帧。

使用TrackView，可以改变被设置了动画参数的控制器，从而改变3dsmax在两个关键帧之间的插值方法。

还可以利用TrackView改变对象关键帧范围之外的运动特征，来产生重复运动。

下面我们就来学习如何使用TrackView。

4.3.1访问TrackView

可以从GraphEditors菜单、四元组菜单或者主工具栏下访问TrackView。

这三种方法中的任何一种都可以打开TrackView，但是它们包含的信息量有所不同。

使用四元组菜单可以打开选择对象的TrackView，这意味着在TrackView中只显示选择对象的信息。

这样可以清楚地调整当前对象的动画。

TrackView也可以被另外命名，这样就可以使用菜单栏快速地访问已经命名的TrackView。

下面就来尝试各种打开TrackView的方法。

第1种：

1.启动3dsmax，在菜单栏选取File/Open，打开本书配套光盘中的Samples\ch04\ch04_03.max文件。

这个文件中包含了前面练习中使用的动画球。

2.在菜单栏选取GraphEditors/TrackView–CurveEditor或者GraphEditors/TrackView-DopeSheet，见图4.12。

图4.12

显示TrackView-CurveEditor对话框（见图4.13）或者TrackView-DopeSheet对话框（见图4.14）。

图4.13

图4.14

3.单击

按钮，关闭TrackView对话框。

第2种：

1.在主工具栏单击

CurveEditor（Open）按钮，显示TrackView-CurveEditor对话框。

2.单击

按钮，关闭TrackView-CurveEditor对话框。

第3种：

1.在透视视口单击球，以便选择它。

2.在球上单击鼠标右键，弹出的四元组菜单见图4.15。

从菜单上选取CurveEditor，显示TrackView-CurveEditor对话框。

图4.15

3.单击

按钮，关闭TrackView-CurveEditor对话框。

4.3.2TrackView的用户界面

TrackView的用户界面有4个主要部分，它们是TrackView的层级列表、编辑窗口、菜单栏和工具栏，见图4.16。

菜单栏工具栏编辑窗口

TrackView的层级提供了一个包含场景中所有对象、材质和其它可以动画参数的层级列表。

单击列表中的加号（+），将访问层级的下一个层次。

层级中的每个对象都在编辑窗口中有相应的轨迹。

下面就举例说明如何使用TrackView。

图4.16

1.启动3dsmax，在菜单栏中选取File/Open，打开本书配套光盘中的Samples\ch04\ch04_03.max文件。

2.单击主工具栏的

CurveEditor（Open）按钮。

球是场景中唯一的一个对象，因此层级列表中只显示了球。

3.在TrackView的层级中单击Sphere01左边的加号（+）。

层级列表中显示出了可以动画的参数，见图4.17。

在默认的情况下，TrackView是处于CurveEditor模式。

可以通过菜单栏改变这个模式。

4.在TrackView中选取Modes菜单下的DopeSheet。

这样TrackView就变成了DopeSheet模式，见图4.18。

图4.17图4.18

5.通过单击Sphere01左边的加号（+）展开层级列表。

下面举例说明如何使用编辑窗口。

1.继续前面的练习。

单击TrackView视图导航控制区域的

ZoomHorizontalExtents按钮。

2.在TrackView的层级列表中单击Transform，选择它。

编辑窗口中的变换轨迹变成了白色，表明选择了该轨迹。

变换控制器由位置、旋转和缩放3个控制器组成。

其中只有位置轨迹被设置了动画。

3.在TrackView的层级列表中单击Position，以选择它。

位置轨迹上有3个关键帧。

4.在TrackView的编辑窗口的第2个关键帧上单击鼠标右键。

出现Sphere01\Position对话框，见图4.19。

该对话框与通过轨迹栏得到的对话框相同。

图4.19

5.单击

按钮，关闭Sphere01\Position对话框。

在TrackView的编辑窗口中可以移动和复制关键帧。

下面继续用前面的例子来演示如何移动和复制关键帧。

1.在TrackView的编辑窗口中，将鼠标光标放在第60帧上。

2.将第60帧拖曳到第40帧的位置。

3.按键盘上的Ctrl+Z键，撤消关键帧的移动。

4.按住Shift键将第60帧处的关键帧拖曳到第40帧，这样就复制了关键帧。

5.按键盘上的Ctrl+Z键，撤消关键帧的复制。

可以通过拖曳范围栏来移动所有动画关键帧。

当场景中有多个对象，而且需要相对于其它对象来改变其中一个对象的时间的时候，这个功能非常有用。

下面继续用前面的例子来演示如何使用范围栏。

1.单击TrackView工具栏中

EditRanges按钮。

TrackView的编辑区域显示小球动画的范围栏，参见图4.20。

2.在TrackView的编辑区域，将光标放置在范围栏的最上层（Sphere01层次）。

这时光标的形状发生了改变，表明可左右移动范围栏。

3.将范围栏的开始处向右拖曳20帧。

状态栏中显示选择关键帧的新位置，见图4.20。

注意：

只有当鼠标光标为双箭头的时候才是移动，如果是单箭头，拖曳鼠标的结果就是缩放关键帧的范围。

4.在动画控制区域单击

PlayAnimation按钮。

球从第20帧开始运动。

5.在动画控制区域单击

StopAnimation按钮。

6.在TrackView的编辑区域，将光标放置在范围栏的最上层（Sphere01层次）。

这时光标的形状发生了改变，表明左右移动范围栏。

7.将范围栏的开始处向左拖曳20帧。

这样就将范围栏的起点拖曳到了第0帧。

图4.20

使用曲线

要观察两个关键帧之间的运动情况，需要使用曲线。

在曲线模式，也可以移动、复制和删除关键帧。

下面举例说明如何使用曲线模式。

1.启动3dsmax，在菜单栏中选取File/Open，打开本书配套光盘中的Samples\ch04\ch04_03.max文件。

2.在透视视口单击球，以选择它。

3.在球上单击鼠标右键。

4.从弹出的四元组菜单上选取CurveEditor。

打开一个TrackView窗口，层级列表中只有球。

在曲线模式下，编辑区域的水平方向代表时间，垂直方向代表关键帧的数值。

对象沿着X轴的变化用红色曲线表示，沿着Y轴的变化用绿色曲线表示，沿着Z轴的变化用蓝色曲线表示。

由于球在Y轴方向没有变化，因此绿色曲线与水平轴重合。

5.在编辑区域选择代表X轴变化的红色曲线上第80帧处的关键帧。

代表关键帧的点变成白色的，表明该关键帧被选择了。

选择关键帧所在的时间（帧数）和关键帧的值显示在TrackView底部的时间区域和数值区域，见图4.21。

图4.21

在图4.21中，左边的时间区域显示的数值是80，右边的数值区域显示的数值是90.000。

用户可以在这个区域输入新的数值。

6.在时间区域键入60，在数值区域键入40。

在第80帧处的所有关键帧（X、Y和Z三个轴向）都被移到了第60帧。

对于现在使用的默认控制器来讲，三个轴向的关键帧必须在同一位置，但是关键帧的数值可以不同。

7.按住TrackView工具栏中的

Movekeys按钮。

8.从弹出的按钮上选取

水平移动按钮。

9.在TrackView的编辑区域，将X轴的关键帧从第60帧移动到第80帧。

由于使用了水平移动工具，因此只能沿着水平方向移动。

4.3.3TrackView应用举例

使用CurverEditor的对象参数复制功能制作动画

本例子描述一组跳动的茶壶（见本书配套光盘中的文件Samples\ch04\ch04_11f.avi），见图4.22。

这个例子的模型和材质都很简单，使用的关键帧技术也不复杂。

但是在这个例子中使用了一些CurverEditor的技巧，就是对象参数的复制。

图4.22

为了简单起见，下面我们只制作茶壶运动的动画，而不考虑地面的效果。

1.启动或者重新设置3dsmax。

单击

System按钮，单击RingArray按钮，在透视视图中通过拖曳创建一个环形阵列，然后将Radius设置为80，Amplitude设置为30，将Cycles设置为3，将Phase设置为1，将Number设置为10，见图4.23。

图4.23

2.按键盘上N键，打开Auto按钮。

将时间滑动块移动到第100帧，将Phase设置为5。

3.单击

Play按钮，播放动画。

方块在不停地跳动。

观察完后，停止播放动画。

4.再次按N键，关闭动画按钮。

单击

Geometry按钮，然后单击Teapot按钮，在透视视图中创建一个半径为10的茶壶。

茶壶的位置没有关系。

5.单击

CurverEditor按钮，打开轨迹视图。

逐级打开层级列表，找到Object（Teapot）并选取它，见图4.24。

6.单击鼠标右键，在弹出的菜单上选取Copy，见图4.25。

7.逐级打开层级列表，找到Object（Box）并选取它，见图4.26。

图4.24图4.25图4.26

8.单击鼠标右键，在弹出的菜单上选取Paste，出现Paste对话框，见图4.27。

在Paste对话框中复选Replaceallinstance，然后单击OK按钮。

图4.27