1 绪论三维动画相对于二维动画来说，多了时间和空间的概念，而要做到逼真和自然的感观效果，从纯粹的制作角度看，主要涉及几何造型技术和图像处理技术，重点是运动控制技术。

运动控制技术就是基于骨骼的控制来驱动模型跟随运动的一种技术。

骨骼技术是动画领域的一项比较高级的技术。

由于其生动、逼真的效果，在影视制作、动态仿真等领域起着重要的作用。

只有使用骨骼技术，才能制作出更高级别的动画作品。

所以为了让画面的动作更加生动逼真，就必须在骨骼装配上面花费精力。

在屏幕上看到的多是角色或者场景在运动，并不是单纯的骨骼直观的在运动，因此大部分观众忽略了骨骼技术的存在重要性。

其实生动的角色动作表现是动画师通过激活具有大量骨骼关节的复杂模型，根据决定运动的几个主要骨骼的最终角度可以确定骨架的运动，从而创建精确灵活的人物动画。

通过毕业设计《小熊日记》的创作，了解与掌握三维动画的骨骼装配及动作调试各个技术要点，探讨骨骼装配及动作调试在三维动画创作过程中所占的地位，以及短片《小熊日记》中的骨骼装配技巧与运用。

2 《小熊日记》创作前期2.1 剧本创作2.2动画创意与制作流程小熊躺在床上看书，听到敲门声起身开门回来时手中提着塑料袋里面有一只红色的小鱼，小熊提着塑料袋走到桌子旁边左右看了一下从桌子抽屉里拿出了一个牙缸倒了里面的东西将小鱼放到里面，小熊坐在凳子上看小鱼但是小鱼在里面太小了，小熊想了一下一抬头看到柜子上面有一个空鱼缸，把鱼缸拿下来把小鱼放到鱼缸里，抱着鱼缸转身出了宿舍回来时鱼缸里多了一条小黑鱼还有些水草，小熊坐在桌前看小鱼。

有人敲门小熊转身看原来是另一只小熊她走到桌前和小熊说话，走的时候她带走了那只小红鱼，小熊看到小红鱼和小黑鱼依依不舍的样子，想了一下他抱起鱼缸去追赶那只小熊将小黑鱼和鱼缸一起送给了那只小熊，又回到宿舍看书2.2.1 动画创意本短片是以主人公小熊日记的形式展开的表现了小熊在不同的两天不同的地点发生的故事为题材表现了小熊的善良和好动。

短片中的小熊就是比拟了现实中的学生借以表现了现在学生的精神面貌。

2.2.2 制作流程一部好的片子的实现，前期的工作犹如房屋的地基，首当其冲的是剧本的创意性。

短片《小熊日记》剧本创作的灵感来源于现实社会，用卡通形式来表现出社会的阶级本质，更能深刻的阐述短片的灵魂所在。

其次是分镜头剧本和角色的设定，镜头感的运用会带给短片更好的视觉传达。

对于角色的性格塑造也起到了重要作用。

角色的造型决定了整部短片的生命力和风格特点。

第三中期制作就是切实的进入短片角色、场景的创作过程，实现预期效果。

例如《小熊日记》中各个角色以及场景的建模，uv，贴图，灯光和材质，渲染等。

最后就是后期制作，片头和片尾的制作也不容忽视，做事情要善始善终，既要有好的开头也要有耳目一新的结尾。

2.3《小熊日记》角色设定2.3.1 角色设定短片《小熊日记》中设定的主要角色有一个，男性小熊，还有两个辅助角色女性小熊和女孩2.3.2 角色的造型风格根据角色的性格特点来设计角色的造型风格，狗的造型如图2-1所示，猫的造型如图2-2所示，老鼠的造型如图2-3所示。

图1图2 图3图1表现的是男性小熊矮胖的身体和短小而粗的四肢体现了小熊的可爱图2表现的是女性小熊粉色的衣服有别于小鱼1性别，头上一个蝴蝶结体现了小熊的可爱图3是一个女孩是小熊的好友3 《小熊日记》角色模型制作和动作调试3.1模型制作3.1.1角色建模（1）搜集一些小熊的图片，这样制作出的小熊模型各部分大小才不会失调。

（2）打开MAYA，按空格切换到4视图模式下，然后再front视图菜单中选择“view→ImagePlane(参考图像)→Import Image（导入图像）”命令，打开“Open”对话框。

（3）找到需要的文件后，单击“Open”按钮即可。

（4）按F3进入多边形建模模块，创建一个多边形正方体，在正方体上布线调点，使用“Edit Mesh→Extrude（挤出）”命令，在各个视图下进行观察对其进行各种操作建造出身体粗模，建立一个多边形球体，在球体上布线调点，使用“Edit Mesh→Extrude（挤出）”命令，在各个视图下进行观察对其进行各种操作建造出身体粗模。

3.1.2 检查模型（1）在Front试图中检查模型比如，在《小熊日记》创作过程中，主人的模型，尤其注意肩部和腿部的布线是否合理，在进行抬大腿的动作时，大腿会与躯干产生一个夹角，这个位置的模型布线需要加密，应保持关节处至少有三条线，来保持夹角处动画过程中的正常变形，且要与人体肌肉走向保持一致。

同理，肩部布线也要匀称，走向也要保持与人体肌肉走向一致，尤其是大臂与躯干的衔接处的布线，如图3-1和图3-2所示。

图3-1 人物前视图图3-2 人物前视线框图（2）在Side视图中检查模型位置在Side视图中检查模型是否位于以y轴基准的地面之上，如图3-3和图3-4所示。

图3-3 人物侧视图图3-4 人物侧视线框图（3）在Side视图中检查模型主要关节处的布线情况比如，在《小熊日记》创作过程中，人物的模型，检查膝关节的布线，弯曲处要坚持至少有三条线的原则，并且呈扇形分布，保证角色屈膝时能够正常变形，如图3-5所示。

图3-5 布线图检查模型的布线时，不仅要满足关节处有3条线的基本要求，更需要动画师灵活应用，根据角色的动作幅度决定模型布线的合理性，适用更多模型的动画变形要求。

检查完模型模型各个地方都准确后要执行“Mesh→Smooth”命令将模型进行平滑处理。

3.1.3创建骨骼(1) 创建骨骼的原则角色的骨骼创建完成了，但为什么要这样创建骨骼呢?在《小熊日记》项目中，在为这些卡通风格的角色创建骨骼系统时，都会根据此角色，或者是根据类似于此种角色的生物的骨骼解剖结构来创建骨骼。

有解剖结构作为基础，角色的运动才能更加合理。

动画师通过控制角色骨骼来制作动画，在这个前提下，如果角色的骨骼创建过于密集，动画师在制作动画时所要操作的对象就会越多，调节动画就会变成一项麻烦而单调的工作。

所以，骨骼的创建在本着不影响动作的情况下，以越精简越好的原则来进行。

在《小熊日记》的角色骨骼调试过程中，从最精简的骨架开始测试，如图3-6所示，为了完成特定的动作，可以逐渐的加入骨关节直到制作成最终完善的骨骼系统，如图3-7和图3-8所示。

图3-6 狗的骨骼装配图3-7 骨骼绑定侧视图图3-8 骨骼绑定正视图3.1.4 添加IKIK反向动力学，是根据末端子关节的位置移动来计算得出每个父关节的旋转，是靠小关节的运动，而使得上面关节跟着运动。

IK是通过外力来驱使上肢或下肢来实现特定的动作，具有被动性。

下蹲时双脚固定在地面上用的就是IK。

用手推箱子，也是IK的作用。

图3-9 设置IK骨骼设置好IK后，最重要的工作就是进行约束和给控制器添加属性设置，在进行约束工作时，要分清楚骨骼对IK的约束应该选择哪一个比较合适，在选择约束时，要注意勾选保持偏移。

添加完骨骼和IK后为了方便我们调节动作我们要给各个IK和调节动作会用到的骨骼绑定一些曲线方便我们选择骨骼和IK，我们选择曲线就可以选择相应的骨骼和IK，还要记住的一点是再添加曲线时要记得把曲线的各个参数进行“Modify→Freeze Transformations”（冻结）命令，调节动作时我们只要将这些曲线参数都归零就可以将人物恢复原始状态。

3.1.5 经验经过这次毕业创作，不难发现其实并没有“什么时候用IK什么时候用FK”这么一说，因为人的运动一直都是FK和IK一起的作用。

只要适合的场合用适合的动作就OK。

在配置骨骼角色之前，就应该对角色在此次创作中所占地位进行权衡，如果是比较重要的主角色，在绑定的时候，就要注意做的全面一些，有助于动画师在调试动作时，可以有更多动作调试空间；如果是配角，只要做出FK和IK来，不需要在不必要的地方浪费太多心思。

3.2 整理文件的层级关系完成了角色的骨骼设置后，对角色的层级关系加以整理是必不可少的。

整理文件的层级关系的意义在于使骨骼设置能够正常发挥作用，在整理过程中，要注意随时测试骨骼运动效果，防止设置不能正常工作的情况发生。

如图3-10所示。

图3-10 整理文件层级关系3.3 皮肤设置3.3.1 蒙皮前的准备在对模型进行蒙皮工作前，先检查模型，在检查控制器，并且注意控制器是否已全部冻结，如图3-11所示，接着测试控制器的属性调节有没有达到预计的效果，最后模型清除历史记录。

在进行模型与骨骼的蒙皮工作时，要时刻记得参与蒙皮的骨骼只有SK骨骼，像脊椎和脚部的控制骨不参与蒙皮工作，这对骨骼的命名要求是非常严格的，规范的命名会给动画师减少很多不必要的麻烦。

在《小熊日记》的角色蒙皮前，选择参与蒙皮的骨骼如图3-12所示，就会出现整条需要蒙皮的骨骼如图3-13所示，这里面是不包括控制骨的。

图3-11控制器属性冻结图3-12 选择参与蒙皮的骨骼图3-13 需要蒙皮的骨骼3.3.2 蒙皮操作与权重笔刷工具选择骨骼和模型，进行柔性蒙皮，如图3-14所示，蒙皮后的角色模型便会跟随控制器来控制骨骼的运动而运动。

蒙皮后，切忌一点，不要再进行删除历史记录，再次检查模型是否跟随控制器进行运动，确定没问题后，进行权重工作，如图3-15所示，使每个骨点来控制的模型区域合理化，以方便后面动作调试。

图3-14柔性蒙皮图3-15 权重3.4 动作调试3.4.1 运动规律时间运动是动画中最基本和最重要的部分，运动最重要的因素之一就是时间，它是一切动画开始的基础。

时间控制是动作真实性的灵魂，也是动画师们调试动作时最难掌握的要素之一。

对于时间的感受是不准确的，时间受很多因素的影响。

例如：在《小熊日记》的制作过程中，仅仅是狗走路的动作，都会受到环境，剧情的影响，狗巡逻时是一种昂首挺胸、走路铿锵有力，节奏感比较强的状态，此时的时间把握要恰到好处，而最后狗被赶出家门，懊恼、沮丧的离开家园时，时间又是相对来说节奏很慢的。

正是因为对时间无法做出准确的判断，也就无法对一个动作发生所用的时间做出正确的估计。

因此，一个优秀的动画师首先必须具备良好的时间感受能力，这就是为什么称动画师的眼睛为“1/25秒的眼睛”的原因吧。

在对《小熊日记》短片的角色进行动作调试中，主要注意的问题是:要预留足够的时间给观众，要留有足够的时间给动作的发生，要留有足够的时间给动作反应。

重视时间的地位，学会控制“时间”，接近并征服它。

3.4.2 运动规律速度速度是指物体在运动过程中的快慢，在《小熊日记》动作调试过程中，因为角色的性格特点不同，所以角色的运动速度也是不同的。

这就要求动画师在动作调试时，要正确的把握该角色在特定的环境下的运动速度，也就是说在同样一秒的时间内，要实现角色动作所需要的key帧数是不一样。

3.4.3 运动规律节奏在日常生活中，一切的物体运动都是充满节奏的。