三维动画短片场景设计技巧与流程研究【毕业论文,绝对精品】.doc

四川音乐学院本科毕业论文〔设计〕三维动画短片场景设计技巧与流程研究 学生所在系〔院〕 国际演艺学院 专 业〔方向〕 动画影视电脑动画 年 级 姓 名 学 号 指导教师姓名 完 成 时 间： 2021 年 6 月 精品毕业论文 摘 要 在产品设计与制造过程、产品展示与预览、操作与培训等诸多领域，与传统的文字表达、简单图示相比，三维动画/仿真具有生动、形象、直观、准确的优势，易于理解和接受，其需求越来越大、应用越来越广开发研究动画/仿真生成工具具有实际应用价值 本文在介绍基于 VRML 生成动画的目的、作用、意义根底上，对相关应用研究进行了综述通过分析 VRML 语言的组织结构、三维实体模型特点和相关开发工具，给出 VRML 场景模型的捕捉方法，设计了场景实体动画的实现过程 本文主要内容包括:VRML 的根本特点及相关的技术背景，并论述了本文开发工具的背景及意义，从软件工程的角度描述了本工具的功能、设计与实现实现了对 VRML 场景的动态生成和管理以及实时保存，即对场景文件的持久化关键词：三维动画；场景；VRML；动画 精品毕业论文 目 录摘 要 ............................................................ I第一章 绪论 ........................................................ 1 1.1 课题研究背景 ............................................................................................ 1 1.2 虚拟现实研究的意义 ................................................................................ 1 1.3 VRML 在虚拟现实的应用 ........................................................................ 2 1.4 基于 VRML 的虚拟场景研究 .................................................................... 3 1.5 本文的结构安排 ........................................................................................ 3第二章 VRML 介绍 .................................................... 4 2.1 VRML 形成与开展 ................................................................................... 4 2.2 VRML 的组成结构 .................................................................................... 4 2.3 VRML 的开发工具 .................................................................................... 5第三章 三维动画场景设计 ............................................ 6 3.1 场景造型捕捉 ............................................................................................ 6 3.2 路径规划 ................................................................................................... 7 3.3 编辑场景 ................................................................................................... 8 3.5 保存场景 ................................................................................................... 11结 论 ........................................................... 12参考文献 ........................................................... 13 精品毕业论文 第一章 绪论1.1 课题研究背景 计算机图形学的诞生是计算机开展的一次巨大飞跃。

具有图形界面的计算机使得人们能够更加方便地操作和使用计算机图形学技术提高了计算机应用的效率，扩大了计算机的使用范围，使得计算机从专业化走向群众化，从最初的科学计算开展到教育、培训、工业设计、影视娱乐等众多行业随着计算机硬件技术的快速开展和人们对图形真实感的更高要求，三维图形逐渐取代二维图形，成为计算机深度应用的新热点三维图形比二维图形更加直观、形象，具有更高的真实感、沉浸感 1-2 目前，三维技术主要的应用方向有三维游戏、动画设计，三维仿真技术，虚拟现实技术这些应用的共同点是通过三维可视化技术创立一个游戏的、仿真的、虚拟的三维场景，操作者作为一个场景的角色，可以在场景中漫游、浏览，与场景物体交互等三维场景给用户仿佛身临其境的感觉，用户可以全方位立体式的仔细观察场景中的物体因而能够获得比二维图形更多的感性和理性认识随着，计算机图形技术的日益完善，三维技术必将获得更将广泛的应用1.2 虚拟现实研究的意义 场景是一切物体存在的空间，世间的所有活动都必须在场景中才能够完成例如，雨雪、雷电、海啸、地震、森林火灾等自然活动；交通运输、科学实验、设备制造和装配、城市规划、游戏娱乐等人类活动都要在场景中才能完成。

由于人们科研、生产的某些要求，许多活动需要被重现例如某型号导弹的研究，科学家可能需要对这种导弹进行屡次的试射、爆炸试验，每次试验需要支付几十万、数百万甚至更多的经费，改变实验手段和方法迫在眉睫 3 开发一个模拟真实导弹试射的虚拟实验环境，便可以解决此类活动昂贵开支的难题除此之外，很多不可再现的、危险性高的、地域分散的、具有不确定性因素的活动都需要虚拟现实技术的支持虚拟现实在科学探索、辅助设计、培训教育、文物保护、商业宣传、游戏娱乐等领域具有广泛的应用需求通过虚拟现实技术降低了活动的本钱，提高了效率，加速了科研进程，丰富了人类社会生活，拓展了人类的视野 精品毕业论文1.3 VRML 在虚拟现实的应用 在早期的虚拟现实应用中，虚拟程序通常被部署在一台高性能的计算机中，这台计算机叫做系统效劳机，由效劳机管理虚拟程序这种系统每次只能有一个用户进行浏览，不能够供多个用户同时使用随着网络技术的开展，单机系统逐渐网络系统所取代，虚拟现实系统也不例外但是，描述三维虚拟场景的文件一般比拟庞大一些文件可以轻易地到达几十甚至上百兆，而一般用户的带宽有限，传输速度慢，人们需要花很长的时间等待文件传输主要原因是网络传输的图形载体过于庞大。

网络虚拟系统需要将客户浏览效劳器场景生成的一帧一帧的视频图像通过网络传输到客户端，这相当于传输庞大的视频文件，因而造成了网络传输 时 间 延 长 为 了 解 决 这 个 问 题 人 们 开 发 了 一 种 新 的 虚 拟 现 实 建 模 语 言 VRML〔Virtual RealityModeling Language〕VRML 是一种三维造型和渲染的图形描述性语言，它的产生是为了在网页中快速实现三维动画以及基于三维对象的用户交互 4-6 它和 HTML〔HyperText MarkupLanguage〕语言一样，是一种文本描述语言VRML 是面向网络的，它是为网络而生的，并随着网络而开展的它的巧妙之处在于：防止了在网上传输大容量的一帧一帧的视频图像，而传输的只是容量较小的 VRML 文件即只传输描述场景的模型，而把动画帧的生成放到本地也就是说，当在虚拟世界中浏览时，我们依靠的只是本地主机的性能，而与网络无关，因此就不用再担忧网络传输速度了 除此之外 VRML 还具有以下特点： 1〕平台无关性 VRML 语言建立在三维虚拟实验场景的优势在于其可以非常方便的生成三维几何实体，同时由于低层图元生成是基于平台无关性的 OPENGL 3D 图形引擎，所以 VRML 也具有平台无关性的特点。

2〕C/S 的工作模式VRML 的访问方式是基于客户/效劳器模式的其中效劳器提供 VRML 文件所支持的资源〔图像视频、声音等〕，客户端通过网络下载目标文件并通过本地平台上的 VRML 浏览器交互式的访问该文件的虚拟场景 3〕实时 3D 图形渲染 实时 3D 着色引擎在 VRML 中得到了更好的表达这一特性使 VRML 建模和实时访问更明确地隔离开，这也是 VRML 不同于其他 3D 建模动画制作工具的一个特点大多数其它 3D 建模工具根本上是预先着色，因而不能提供良好的交互性 4〕可伸缩性 精品毕业论文 首先，对 VRML 浏览器来说，从理论上讲，应能处理由数亿个对象组成的分布在 Internet 上的场景；其次，VRML 场景可以相对于网络性能而伸缩，从常见的 56K 调制解调器到今后的宽带连接1.4 基于 VRML 的虚拟场景研究 基于 VRML 的虚拟场景用于完成构建虚拟漫游场景、场景交互、场景信息查询、场景动画、仿真等在载人航天、核试验、核反响堆维护、包括新武器系统在内的大型产品的设计研制、多兵种军事训练与演练、气象及自然灾害预报、医疗手术的模拟与训练等领域有着广泛的应用 7-11 。

如果按传统方法解决问题，必然要花费巨额资金，投入巨大的人力，消耗过长的时间，甚至要承当人员伤亡的风险利用虚拟场景技术能够解决这些难题通过构造模拟的三维场景并赋予场景一定的属性，使的场景既逼真形象又具有交互性、可操作、动画仿真、信息管理等特性，在虚拟的场景中完成产品设计制造、军事训练、气象及自然灾害预报、医疗手术模拟等可以大大减少各方面的消耗如北京航空航天大学开发的用于军事领域的分布式虚拟环境系统 DVENET，DVENET 能够生成实现逼真的自然环境、虚拟实体和计算机生成兵力、演练管理器和人机交互等功能中国地质大学建?⒌幕?VRML 的虚拟博物馆漫游系统，利用场景建模、纹理映射、交互行为设计等技术实现虚拟博物馆并且将虚拟博物馆发布到网上，用户可以在网上进行漫游和信息查询此外，燕山大学建立的虚拟校园，宁波大学建立的网上虚拟商场，浙江海洋学院建立的虚拟社区等都是基于 VRML 的虚拟场景的应用 12-16 1.5 本文的结构安排 本章阐述了虚拟现实研究的意义和 VRML 在虚拟现实的应用，介绍了基于VRML 的动画生成器的目的、意义和背景，在对当前相关应用研究综述的根底上，确立了本文的研究内容。

第二章 通过简单回忆 VRML 的开展历程，着重介绍了VRML 语言的组织结构，接着介绍了目前 VRML 的相关开发工具第三章介绍了三维动画短片场景的造型捕捉、路径规划、场景编辑以及场景的保存 精品毕业论文 第二章 VRML 介绍2.1 VRML 形成与开展 VRML 是 Virtual Reality Modeling Language 的缩写，即虚拟现实建模语言VRML 最早出现于 20 世纪 90 年代初期1993 年 3 月在。