三维动画中灯光与渲染的探索与实现论文.doc

三维动画中灯光与渲染的探索与实现毕业论文 目 录 第1章 绪论 1 1.1 三维动画的概念 1 1.2 灯光与渲染技术的背景 1 1.3 研究的意义和目的 1 1.4 论文组织 2 第2章 用于三维动画中灯光的技术 3 2.1 三维软件中灯光种类的简介 3 2.2 灯光布局的研究 4 2.3 渲染器的探究 4 2.4 渲染速率提高的途径探究 5 2.4.1 V-Ray渲染器参数设计 5 2.4.2 模型与灯光对渲染速率的研究 6 2.4.3 网络渲染的设计对渲染速率的提高 6 2.5 分层渲染 7 第3章 三维动画灯光与渲染的技术表现 8 3.1 三维动画灯光场景与角色灯光的表现 8 3.2 三维动画渲染手法的表现 8 3.2.1 V-Ray对场景表现 8 3.2.2 后期场景渲染的表现 10 3.3 三维动画灯光与渲染在表现手法上的优劣势 10 第4章 作品中灯光与渲染的体现 11 4.1 作品制作流程中灯光与渲染的应用 11 4.2 作品中灯光与渲染面临的问题 11 4.3 作品中灯光布局的实现 11 4.4 作品中渲染技术的应用 15 4.4.1 作品前期渲染 15 4.4.2 网络渲染的应用 18 4.4.3后期渲染在作品中的表现 19 结论 24 参考文献 25 谢辞 26 附录一 作品《交流》的剧本 27 第1章 绪论 1.1 三维动画的概念 三维动画又称3D动画它是计算机科学，计算机图形学与传统视听传媒艺术形态结合的艺术形式，通过使用多样的表现手法，营造了较为真实的画面效果。一个简单的三维动画流程就是通过在计算机中建立一个虚拟的世界，再根据需要建立模型场景等等，然后按照要求设定特定的运动轨迹，摄像机镜头的摆放，最后贴上材质，打上适当的灯光，进行渲染即可。可以这么说，三维动画就是艺术与技术机密结合后得到的产物。由于三维动画比平面动画更加直观，更能使得观赏者享受到一种身临其境的感觉因此现如今在原创动画片中占据了相当大的比重，近几年来，国产的优秀动画片也才开始用了此技术[2]。 1.2 灯光与渲染技术的背景 动画制作精力了从逐帧制制作到计算机二维制作一直到当前的三维动画制作。而三维场景中为了达到最终想要得到的真实效果就是需要建立不同的灯光。灯光，目的是最大限度地模拟自然界的光线类型和人工光线类型。在三维软件中自带灯光基本只有六种，目标聚光灯，目标平行光，自由聚光灯，自由平行光，泛光灯，天光。但在实际应用中为了能够达到好的效果，需要自行设定灯光。渲染是指根据场景的设置，灯光，材质等等由程序绘制出一幅效果图或者动画。 1.3 研究的意义和目的 在三维动画的飞速发展中，为了使得作品能够脱颖而出，人们不单单追求剧本的独特性以及模型的精致性，越来越多的人们开始审视画面的质量的逼真性。灯光和渲染此时就成为了整部动画作品制作中不可或缺的一个重要部分了。 在制作过程中，若能够合理的灯光布局，结合自然环境中明暗关系，同时准确地根据剧本的风格灵活地使用灯光，即可奠定作品的气氛。这样有着精湛的灯光布局，这样子的作品使得观众身临其境。整部作品的灵魂就可以得到充分地体现。灯光可以认为是三维动画的灵魂，它不仅能够创造特定的环境气氛，而且它能够把这种气氛赋予感染力的在荧屏上表现出来，产生完全不一样的场景感觉。灯光的照明总体控制着场景换面的效果，从而可以突出主题，渲染气氛。灯光，物体和动画相结合可以产生很好的三维效果，灯光有助于表达特定的情感，能吸引观众的眼球到特定的位置，对整个动画有非常重要的作用。 与此同时，三维动画的渲染也比一般二维动画有着更强的表现力，三维动画渲染结合灯光，材质，贴图，渲染参数等渲染技术，同时渲染的图像有着许多的现在特性，有些特性只与一个算法相关，有些可能与多个有关 ，合理地分析不同渲染器所用的算法，在质量和时间都兼顾的条件下，充分地提高工作效率。也是必不可少的一步。 1.4 论文组织 第1章主要简介三维动画的概念以及发展背景，渲染和灯光技术在国内外的发展研究此问题的意义和目的何在。 第2章主要简介三维动画中灯光技术的运用，软件灯光的几种基本种类的介绍，3dmax中布光的要求，分层渲染技术和常见渲染器介绍。 第3章主要简介三维动画中渲染技术的技术体现，详细介绍在作品中运用到得V-Ray渲染器在场景中的使用，灯光的表现和渲染手法对传统动画的启发等。 第4章主要通过作品中来展示灯光和渲染的具体体现。 第2章 用于三维动画中灯光的技术 图2-1 环境光设计图 泛光灯是一种点光源，它可以均匀地向四周照射，用于场景中普通照明，它位于灯光/泛光灯，是一个黄色小菱形图标，刻一张主命令面板的泛光灯参数区设置其参数并用选择移动命令将黄色的散射光图标拖动到适当位置，这样透视图中的光线随着散射光的移动而产生变化。 平行光是指向太阳那样的