0. 課程導覽 : BLENDER 與 3D 動畫簡介

主題 1 : 動畫的歷史日期 :

112/04/22

Thaumatrope - 1825

Round board with a cage on one side and a bird on the other. A piece of string is attached to each edge. When the disc is spun the bird appears to be inside the cage

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陳鍾誠 - 112/04/22

Phenakistiscope - 1832

Disc with images drawn in sequential order around its surface. Above each image is a slit. The user holds the disc up to a mirror with the image facing the mirror. The user spins the disc and look through the slit at the image in the mirror. Since slit is narrow each image is only seen in a single position. 'optimal' number of fframes per second found to be 16.

3

陳鍾誠 - 112/04/22

Zeotrope - 1834

(Daedalum - Wheel of the Devil - Wheel of Life)

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陳鍾誠 - 112/04/22

Kineograph (flipbook) - 1868

Set of sequential drawings bound together as a book. User looks at the pages while flipping through them.

wikipedia entry: http://en.wikipedia.org/wiki/Flip-book

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陳鍾誠 - 112/04/22

Praxinoscope - 1877

Band of pictures is placed inside an outer cylinder. Each picture is reflected by a set of flat mirrors on the inner cylinder. The number of mirrors is equal to the number of pictures. The user looks down into the device at the mirrors. When the cylinder rotates, the reflected pictures gives the illusion of motion. Brighter, clearer image than Zeotrope. If you want to see a simple version of one of these, go to the Life Over Time exhibit at the Field Museum

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陳鍾誠 - 112/04/22

Zoopraxiscope - 1877

Eadweard Muybridge

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陳鍾誠 - 112/04/22

7 陳鍾誠 - 112/04/22

Mutoscope – 1895

Mechanized version of the flipbook

The Movies and Cell Animation First animated cartoon - 1906 - J. Stuart Blackton First use of translucent cells (celluloid) - 1910 -

John Bray Out of Bray's studio:

multiple layers of cells using greyscale drawings using pegs/peg holes to align the layers (registration) color in 1920 people like Max Fleischer (Betty Boop. Superman),

Walkter Lantz (Woody Woodpecker)

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陳鍾誠 - 112/04/22

素描與上色

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陳鍾誠 - 112/04/22

搭配背景

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陳鍾誠 - 112/04/22

Rotoscoping - 1915

trace live action images to create individual animation trames

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陳鍾誠 - 112/04/22

Walt Disney and associates

storyboards to review story pencil drawings to review motion multi-plane camera stand - instead of laying the cells

directly onto the backdrop, place each element on a separate plane. Each plane can move independantly from the others and the camera. Can create the illusion of depth, zooming, motion blur

sound - Steamboat Willie with Ub Iwerks - 1928 (though Max Fleisher did sound in 1924 in Oh! Mabel)

two-strip technicolour - Ub Iwerks - Fiddlesticks - 1930 three-strip technicolour - Flowers and Trees - 1932 stereo sound - Fantasia - 1940

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陳鍾誠 - 112/04/22

Computer Animation

University of Utah, Ohio State University, Cornell, North Carolina State pioneered the field in the 60s and early 70s.

Large numbers of people would begin to see computer animation in the mid to late 70s at the movies.

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陳鍾誠 - 112/04/22

星際大戰 (Star Wars) – 1977 - vector graphics Rebel Pilots trench briefing done with computer

graphics created here at EVL (then called the Circle Graphics Habitat) at the University of Illinois at Chicago Circle by Larry Cuba.

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陳鍾誠 - 112/04/22

電子世界爭霸戰 (Tron) - 1982 - coloured, shaded graphics

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陳鍾誠 - 112/04/22

星艦迷航記 (Star Trek) II - 1983

particle system for the Genesis Effect

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陳鍾誠 - 112/04/22

無底洞 (Abyss) - 1989

realistic natural object (water) moving in an unrealistic way - water tentacle)

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陳鍾誠 - 112/04/22

侏儸紀公園 (Jurassic Park) - 1993 - back to animating dinosaurs but now

with CG

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陳鍾誠 - 112/04/22

玩具總動員 (Toy Story) - 1995 - first full length computer animation

feature

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陳鍾誠 - 112/04/22

龍捲風 (Twister) - 1996

- lots of particles

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陳鍾誠 - 112/04/22

鐵達尼號 (Titanic) - 1997

- Computer generated people in the background

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陳鍾誠 - 112/04/22

星際大戰首部曲 (Star Wars) I

- the Phantom Menace - 1999 - computer generated jar jar and yoda and others. We should see more of this in the later Star Wars prequels,  and with Gollum in the Lord of the Rings films. Computer generated stunt people would be used for action scenes in films like Spiderman.

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陳鍾誠 - 112/04/22

太空戰士 (Final Fantasy) :

The Spirits Within - 2001 - fairly realistic looking human characters, and by 2005 with Final Fantasy: Advent Children even more realistic looking human characters, and by 2007 there was Beowulf with even more realistic looking characters

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陳鍾誠 - 112/04/22

魔戒 (Lord of the Rings) :

Fellowship of the Ring - 2001 - lots and lots and lots of CG people fighting, which would be further enhanced in the Two Towers and the Return of the King.

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陳鍾誠 - 112/04/22

Timeline

http://www.evl.uic.edu/aej/527/ http://www.evl.uic.edu/aej/527/lecture03.ht

ml http://www.evl.uic.edu/aej/527/lecture03.ht

ml http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_

CGI_in_film_and_television

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陳鍾誠 - 112/04/22

資料來源 http://www.evl.uic.edu/aej/527/lecture01

.html

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陳鍾誠 - 112/04/22

0. 課程導覽 : BLENDER 與 3D 動畫簡介

主題 3 : 3D 動畫的基本概念

日期 : 112/04/22

CG

三維計算機圖形（ 3D computer graphics ）是計算機和特殊三維軟體幫助下創造的藝術作品。一般來講，該術語可指代創造這些圖形的過程，或者三維計算機圖形技術的研究領域，及其相關技術。 http://en.wikipedia.org/wiki/

3D_computer_graphics http://zh.wikipedia.org/w/index.php?

title=%E4%B8%89%E7%BB%B4%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E5%AD%A6&variant=zh-tw

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陳鍾誠 - 112/04/22

Computer games

電腦遊戲（ Personal computer games, Computer games 或 PC games ）是指在電子計算機（即「電腦」）上運行的遊戲軟體。是一種具有娛樂功能的電腦軟體。電腦遊戲產業與電腦硬體、電腦軟體、網際網路的發展聯繫甚密。有人認為，電子遊戲也是一門藝術，稱之為「第九藝術」。因為電腦遊戲為遊戲參與者提供了一個虛擬的空間，從一定程度上讓人可以擺脫現實世界中的自我，在另一個世界中扮演真實世界中扮演不了的角色，遊戲給了人們很多體驗和感受。

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%9B%BB%E8%85%A6%E9%81%8A%E6%88%B2&variant=zh-tw 30

陳鍾誠 - 112/04/22

computer animation

計算機動畫（ computer animation ）是通過使用計算機製作動畫的藝術。它是計算機圖形學和動畫的子領域。它越來越多的借助於三維計算機圖形學，雖然二維計算機圖形學仍然被廣泛使用著。有時動畫最後使用的地方就是計算機本身，有時候則是另外的媒體，譬如電影。

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E5%8A%A8%E7%94%BB&variant=zh-tw

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陳鍾誠 - 112/04/22

3D Computer Graphics Software http://en.wikipedia.org/wiki/3D_computer

_graphics_software

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陳鍾誠 - 112/04/22

Shading

Shading refers to depicting depth in 3D models or illustrations by varying levels of darkness.

濃淡處理是用較大壓力在紙上繪製較深顏色、用較小壓力繪製較淺顏色從而表示不同明暗程度的過程。有許多不同的濃淡處理技術，其中交叉影線是用不同距離互相垂直的網格線繪製不同區域的濃淡。影線距離越近，所繪製區域越暗；相反，距離越遠，所繪製區域越亮。這個術語近來用來泛指使用濃淡工具的場合。

http://en.wikipedia.org/wiki/Shading http://zh.wikipedia.org/w/index.php?titl

e=%E6%B5%93%E6%B7%A1%E5%A4%84%E7%90%86&variant=zh-tw

33

陳鍾誠 - 112/04/22

Reflection (physics)

波從一個介質進入另一個介質時，其傳播方向突然改變而回到其來源的介質，這種現象稱為反射。波被反射時會遵從反射定律，即反射角等於其入射角。光線進入時反射的角度必與光線進入的角度相等。

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陳鍾誠 - 112/04/22

Transparency

透明 在光學里，透明是允許光穿透的屬性。透明材料可

以被透視；即，它們允許明晰的圖像穿過。相反的屬性被稱為不透明性。半透明材料只允許光散射穿透，即為，材料會扭曲圖像。也被稱為透明度，一個在礦物學中常用的術語。

http://en.wikipedia.org/wiki/Transparency_(optics)

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%80%8F%E6%98%8E&variant=zh-tw 35

陳鍾誠 - 112/04/22

Video Card

顯示介面卡（ Video card，Graphics card ），又稱為顯示適配器（ video adapter ），香港與台灣簡稱為顯示卡，是個人電腦最基本組成部分之一。顯示卡的用途是將計算機系統所需要的顯示信息進行轉換驅動顯示器，並向顯示器提供行掃描信號，控制顯示器的正確顯示，是連接顯示器和個人電腦主板的重要元件，是「人機對話」的重要設備之一。

http://en.wikipedia.org/wiki/Video_card

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6%98%BE%E5%8D%A1&variant=zh-tw

36

陳鍾誠 - 112/04/22

GPU

圖形處理器（Graphic Processing Unit ，簡寫為 GPU ），是一種專門用來處理影像顯示相關運算的微處理器。 GPU是 NVIDIA公司在發布GeForce 256圖形處理晶片時首先提出的概念，在此之前，電腦中處理影像輸出的顯示晶片，通常很少被視為是一個獨立的運算單元。而對手 ATI亦提出 VPU（ Video Processing Unit)概念。 GPU 使顯示卡減少了對CPU的依賴，並分擔了部分原本是由CPU所擔當的工作，尤其是在進行 3D圖形處理時，功效更加明顯。 GPU所採用的核心技術有硬體座標轉換與光源（ T&L ）、立方環境材質貼圖和頂點混合、紋理壓縮和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素 256位渲染引擎等。

http://en.wikipedia.org/wiki/Graphics_processing_unit http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=GPU&variant=zh-

tw

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陳鍾誠 - 112/04/22

VRML v.s X3D

VRML 是一種專為 WWW(萬維網)而設計的三維圖像置標語言。全稱是虛擬現實建模語言，是由 VRML 協會設計的。 VRML 標準中既定義了描述三維模型的編碼格式，也定義了描述交互或腳本的編碼及行為模式。 VRML 協會現已更名為 Web3D聯盟， VRML 標準現在也已經升級為 X3D 標準。

http://en.wikipedia.org/wiki/VRML http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title

=VRML&variant=zh-tw

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陳鍾誠 - 112/04/22

Distance fog

距離模糊是三維計算機圖形學中用來增強距離深度感的一項技術。 由於圖形環境中的許多形狀相對來說比較簡單，並且難於渲染複雜的陰影，所以許多圖形處理引擎都使用了「模糊」梯度，距離照相機越遠的物體漸進地被霧化而變得模糊。它的原理是由於光的繞射效應，距離越遠的物體看起來越模糊，尤其是在戶外環境中更是這樣。

http://en.wikipedia.org/wiki/Distance_fog http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%B7%9D%E7

%A6%BB%E6%A8%A1%E7%B3%8A&variant=zh-tw

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陳鍾誠 - 112/04/22

Subdivision surface

子分曲面 http://zh.wikipedia.

org/w/index.php?title=%E5%AD%90%E5%88%86%E6%9B%B2%E9%9D%A2&variant=zh-tw

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陳鍾誠 - 112/04/22

CSG

構造實體幾何（英文為 Constructive solid geometry ，縮寫為 CSG）

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陳鍾誠 - 112/04/22

Ray Tracing

光線跟蹤（ en:Ray tracing）來自於幾何光學的一項通用技術，它通過跟蹤與光學表面發生交互作用的光線從而得到光線經過路徑的模型。它用於光學系統設計，如照相機鏡頭、顯微鏡、望遠鏡以及雙目鏡等。這個術語也用於表示三維計算機圖形學中的特殊渲染演算法，跟蹤從眼睛發出的光線而不是光源發出的光線，通過這樣一項技術生成編排好的場景的數學模型顯現出來。這樣得到的結果類似於光線投射與掃描線渲染方法的結果，但是這種方法有更好的光學效果，例如對於反射與折射有更準確的模擬效果，並且效率非常高，所以當追求這樣高質量結果時候經常使用這種方法。

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陳鍾誠 - 112/04/22

POV-Ray

POV-Ray ，全名是 Persistence of Vision Raytracer ，是一個使用光線跟蹤繪製三維圖像的開放原始碼免費軟體。運行 POV腳本語言。它是基於 DKBTrace來開發的 , DKBTrace 是由 David Kirk Buck和 Aaron A. Collins編寫在 Amiga 上的 . POV-ray早期也受到了 Polyray raytracer 作者 Alexander Enzmann 的幫助。很多漂亮的圖片就是由 POV-ray 來製作的。

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=POV-Ray&variant=zh-tw

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陳鍾誠 - 112/04/22

Radiosity

輻射著色（ Radiosity ）是一種全局光照演算法，用於三維計算機圖形學繪製。和傾向於只在一個表面上模擬一次光的反射的直接光照演算法 (例如光線跟蹤) 不同，象輻射著色這樣的全局光照演算法模擬光在一個場景里的多次反射，通常會導致更柔和更自然的影子和反射。

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陳鍾誠 - 112/04/22

Particle system

粒子系統（ en:particle system）表示三維計算機圖形學中模擬一些特定的模糊現象的技術，而這些現象用其它傳統的渲染技術難以實現的真實感的 game physics。經常使用粒子系統模擬的現象有火、爆炸、煙、水流、火花、落葉、雲、霧、雪、塵、流星尾跡或者象發光軌跡這樣的抽象視覺效果等等。

參考 http://en.wikipedia.org/wiki/Particle_syste

m http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=

%E7%B2%92%E5%AD%90%E7%B3%BB%E7%BB%9F&variant=zh-tw

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陳鍾誠 - 112/04/22

Texture Mapping

在計算機圖形學中，紋理映射 (texture mapping)把存儲在內存里的點陣圖包裹到 3D渲染物體的表面。紋理給物體提供了豐富的細節，用簡單的方式模擬出了複雜的外觀。一個圖像（紋理）被貼 (映射 )到場景中的一個簡單形體上，就像印花貼到一個平面上一樣。這大大減少了在場景中製作形體和紋理的計算量。例如，可以建立一個球並把臉的紋理貼上去，這樣就不用處理鼻子和眼睛的形狀了。

http://en.wikipedia.org/wiki/Texture_mapping http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BA%B9%E7%90%86%E6%98%A

0%E5%B0%84

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陳鍾誠 - 112/04/22

UV mapping

UV mapping is a 3D modeling process of making a 2D image representing a 3D model. The map transforms the 3D object onto an image known as a texture. In contrast to "X", "Y" and "Z", which are the coordinates for the original 3D object in the modeling space, "U" and "V" are the coordinates of the transformed object. This creates the effect of painting the image onto the surface of the 3D object.

http://en.wikipedia.org/wiki/UV_mapping

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陳鍾誠 - 112/04/22

bump mapping

凸凹紋理映射（ bump mapping ），又稱為皺面貼圖，是一項計算機圖形學技術，在這項技術中每個待渲染的像素在計算照明之前都要加上一個從高度圖中找到的擾動。這樣得到的結果表面表現更加豐富、細緻，更加接近物體在自然界本身的模樣。法向映射是一項常用的凸凹紋理映射技術，另外還有許多其它的實現技術，如視差映射等等。

參考 http://en.wikipedia.org/wiki/Bump_ma

pping http://zh.wikipedia.org/w/index.php?tit

le=%E5%87%B8%E5%87%B9%E7%BA%B9%E7%90%86%E6%98%A0%E5%B0%84&variant=zh-tw 48

陳鍾誠 - 112/04/22

3D Rendering

渲染（ Render ）是用軟體從模型生成圖像的過程。模型是用嚴格定義的語言或者資料結構對於三維物體的描述，它包括幾何、視點、紋理以及照明信息。圖像是數字圖像或者點陣圖圖像。渲染這個術語類似於「藝術家對於場景的渲染」。另外渲染也用於描述計算視頻編輯文件中的效果以生成最終視頻輸出的過程。

http://en.wikipedia.org/wiki/3D_rendering

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陳鍾誠 - 112/04/22

Boolean Operation

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陳鍾誠 - 112/04/22

OpenGL v.s. Direct3D

OpenGL http://zh.wikipedia.org/w/index.php?

title=OpenGL&variant=zh-tw OpenGL ES

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=OpenGL_ES&variant=zh-tw

Direct3D http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=Di

rect3D&variant=zh-tw

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陳鍾誠 - 112/04/22

Polygon Mesh

多邊形網格是三維計算機圖形學中表示多面體形狀的頂點與多邊形的集合，它也叫作非結構網格。

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陳鍾誠 - 112/04/22

Polygon Mesh (網格) http://en.wikipedia.org/wiki/Polygon_mesh http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%9A%

E8%BE%B9%E5%BD%A2%E7%BD%91%E6%A0%BC

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E7%BA%BF%E6%A1%86%E6%A8%A1%E5%9E%8B&variant=zh-tw

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%9D%9E%E7%BB%93%E6%9E%84%E7%BD%91%E6%A0%BC&variant=zh-tw

NURBS

非均匀有理样条（ NURBS），（ non uniform rational B-spline），是在计算机图形学中常用的数学模型，用于产生和表示曲线及曲面。 http://en.wikipedia.org/wiki/NURBS http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%9D%9E%

E5%9D%87%E5%8C%80%E6%9C%89%E7%90%86B%E6%A0%B7%E6%9D%A1&variant=zh-tw

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陳鍾誠 - 112/04/22

NURBS v.s. Polygon

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陳鍾誠 - 112/04/22

光滑物件 多面體物件

3D modeling

三維模型是物體的三維多邊形表示，通常用計算機或者其它視頻設備進行顯示。顯示的物體是可以是現實世界的實體，也可以是虛構的東西，既可以小到原子，也可以大到很大的尺寸。任何物理自然界存在的東西都可以用三維模型表示。

http://en.wikipedia.org/wiki/3D_modeling

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陳鍾誠 - 112/04/22

Polygonal modeling

在三維計算機圖形學中，多邊形造型是用多邊形表示或者近似表示物體曲面的物體造型方法。多邊形造型非常適合於掃描線渲染，因此實時計算機圖形處理中的一項可以使用的方法。其它表示三維物體的方法有 NURBS 曲面、子分曲面以及光線跟蹤中所用的基於方程的表示方法。

http://en.wikipedia.org/wiki/Polygonal_modeling

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陳鍾誠 - 112/04/22

Wire frame model

線框模型（ en:wire frame model）是三維電子錶示或者三維計算機圖形中的物體的可視化表示方法。線框由物體上兩個數學上連續光滑的表面相交生成或者用直線或者曲線連接物體頂點得到，通過繪製每一條邊就可以將物體映射到計算機屏幕上。

http://en.wikipedia.org/wiki/Wireframe_model http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BA%BF%E6%A

1%86%E6%A8%A1%E5%9E%8B

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陳鍾誠 - 112/04/22

Motion capture

Motion capture, motion tracking, or mocap are terms used to describe the process of recording movement and translating the movement onto a digital model. It is used in military, entertainment, sports, and medical applications. In filmmaking it refers to recording actions of human actors, and using that information to animate digital character models in 3D animation. When it includes face, fingers and captures subtle expressions, it is often referred to as performance capture.

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陳鍾誠 - 112/04/22

關鍵術語 – IK v.s FK

IK (Inverse Kinematic Animation) : 逆運動學 or反向動力操控 透過將 3D 模型與骨架關節綁定後，利用操控子物件以影響母物件的方式，稱為 IK.

FK (Forward Kinematic Animation) 反之、透過操控母物件以影響子物件的方式，稱為

Forward Kinematic

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陳鍾誠 - 112/04/22

Skeletal animation

Skeletal animation, sometimes referred to as rigging, is a technique in computer animation, particularly in the animation of vertebrates, in which a character is represented in two parts: a surface representation used to draw the character (called the skin) and a hierarchical set of bones used for animation only (called the skeleton).

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陳鍾誠 - 112/04/22

Inverse kinematics

逆运动学（ Inverse kinematics）是决定要达成所需要的姿势所要设置的关节可活动对象的参数的过程。例如，给定一个人体的三维模型，如何设置手腕和手肘的角度以便把手从放松位置变成挥手的姿势？这个问题在机器人学中是很关键的，因为操纵机械手臂通过关节角度来控制。逆运动学在游戏编程和三维建模中也很重要，虽然其重要性因为运动捕获数据的大型数据库越来越多的使用而降低了。

http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_kinematics http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%80%86%E8%BF

%90%E5%8A%A8%E5%AD%A6

61

陳鍾誠 - 112/04/22

Forward kinematics

Forward kinematics is computation of the position and orientation of robot's end effector as a function of its joint angles. It is widely used in robotics, computer games, and animation. The reverse process is known as inverse kinematics.

62

陳鍾誠 - 112/04/22

Crowd simulation

Crowd simulation is the process of simulating the movement of a large number of objects or characters, now often appearing in 3D computer graphics for film.

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陳鍾誠 - 112/04/22

Virtual reality

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陳鍾誠 - 112/04/22

RenderMan

RenderMan,既 Pixar動畫工作室的 PhotoRealistic RenderMan產品 , 簡稱為 PRMan 。是用於影視效果製作的三維渲染軟體包。RenderMan 一詞習慣上也指符合RenderMan界面規範(RenderMan Interface Specification) 定義的 API的 3D渲染套件。由於RenderMan 稱謂由Pixar擁有 ,所以其他兼容於此規範的渲染器產品均不以 RenderMan命名。 Pixar公司的 PhotoRealistic RenderMan 是這一體系中最重要的產品。目前 PRMan 13符合RenderMan界面規範第 3.3版。其他著名的兼容於 RenderMan界面規範的 3D渲染軟體如Ex luna的 BMRT和 Entropy( 這兩種產品已不再發行 ) ，開源的 Aqsis等。 RenderMan 使用 RenderMan著色語言(RenderMan Shading Language)進行 Shader編程，可靈活的定製材質特性。 RenderMan渲染器可以渲染高素質圖像。如果使用得當， RenderMan 可以提供相當優異的渲染速度。 歷史上，很多著名電影的特殊效果以及 Pixar的全部3D 電影與短片使用 RenderMan 製作。

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陳鍾誠 - 112/04/22

3D 物件格式 3ds x Dxf Obj VRML X3D

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陳鍾誠 - 112/04/22

Sprite

In computer graphics, a sprite (also known by other names; see Synonyms below) is a two-dimensional/three-dimensional image or animation that is integrated into a larger scene.

Sprites were originally invented as a method of quickly compositing several images together in two-dimensional video games using special hardware. As computer performance improved, this optimization became unnecessary and the term evolved to refer specifically to the two dimensional images themselves that were integrated into a scene. That is, figures generated by either custom hardware or by software alone were all referred to as sprites. As three-dimensional graphics became more prevalent, the term was used to describe a technique whereby flat images are seamlessly integrated into complicated three-dimensional scenes.

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陳鍾誠 - 112/04/22

關鍵術語 - NURBS

NURBS : non uniform rational B-spline 非均勻有理樣條（ NURBS ），（ non uniform

rational B-spline ），是在電腦圖形學中常用的數學模型，用於產生和表示曲線及曲面。

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陳鍾誠 - 112/04/22

NURBS v.s. Polygon

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陳鍾誠 - 112/04/22

光滑物件 多面體物件

關鍵術語 – IK v.s FK

IK (Inverse Kinematic Animation) : 逆運動學 or反向動力操控 透過將 3D 模型與骨架關節綁定後，利用操控子物件以影響母物件的方式，稱為 IK.

FK (Forward Kinematic Animation) 反之、透過操控母物件以影響子物件的方式，稱為

Forward Kinematic

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陳鍾誠 - 112/04/22

0. 課程導覽 : BLENDER 與 3D 動畫簡介

主題 3 : 3D 動畫的開發流程

日期 : 112/04/22

電影與 3D 動畫 成龍 v.s. 皮克斯 (or 史帝芬史匹柏 )

左腦 v.s. 右腦 邏輯思考 v.s. 圖像式思考

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陳鍾誠 - 112/04/22

粗略製作流程 建模 (Modeling)

建立角色、物品、環境等模型 操縱 (Rigging)

建立骨架關節 (Motion Skeletons) 模型 使用正向關節運動 FK (Forward Kinetics) 與 反向關節運動 IK

(Inverse Kinetics) 進行操控測試 動畫製作 (Animation)

Key frame animation 算圖 (Rendering)

73

陳鍾誠 - 112/04/22

小團隊製作流程 – 前製

74

陳鍾誠 - 112/04/22

決定拍攝

靈感發想

撰寫腳本

故事分鏡

角色設計

視覺發展

尋找贊助廠商

組織團隊

錄製口語對白

動態腳本拍攝

製作流程及進度表

場景區分及工作分配

小團隊製作流程 – 主製

75

陳鍾誠 - 112/04/22

看片及修正

製作角色模型

製作 IK 骨架

製作人物動畫

規畫場景及射影機位置

臉部合成及對嘴

錄製對白及原聲帶

製作道具模型

著色掃描物品質感

製作陰影部份

算圖測試

動畫特效

場景打光

小團隊製作流程 – 後製

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陳鍾誠 - 112/04/22

整個場景或層次的最後算圖

合成

回顧、預覽、修訂、改正

最終剪輯

編輯影像及聲音

品管以及發行

Digital Production Pipeline Story Visual Development Character Design Storyboards Scene Layout Modeling Animation Shading and Texturing Lighting Rendering Post Production

Story

Different types of stories beginning/middle/end with conflict and

resolution (drama) Red’s Dream

sequences built around a situation Mickey Mouse

String of Gags Roadrunner

Story is the most important part of any animation 1 big, simple idea the story you can tell in 2 sentences Shorts are particularly hard to get right

Visual Development

What look will your scenes have? Who are the characters and how do they

look? Develop style Includes the creation of characters,

environments (desert, swamp), props, etc.

Involves painters, sculptors, illustrators, etc.

Lots of drawings pasted up on the wall !

Character Design

After story come characters Consists mostly of drawings, or

sculptures body poses facial expressions key features from multiple points of view

Note the lack of computers at this stage!

Storyboards

The film in outline form specify the key scenes specify the camera moves and edits specify character gross motion

Typically paper and pencil sketches on individual

Sheets taped on a wall Still not very many computers…

Story Boarding (from “A Bug’s Life”)

What makes a good storyboard? Does the shot sequence

maintain continuity not confuse the audience contain variations in pacing

Is the information clearly presented? Are the characters clearly portrayed? Is the story clear? Do you have the techniques necessary to

pull it off? Can you do it with the time and $ you have?

Scene Layout

Design the scenes for example, build the room with an

understanding of the camera pan create colors, textures, props keep in mind camera and character

motion within the scene use placeholder geometry and start to

design camera moves

Digital Production Pipeline Story Visual Development Character Design Storyboards Scene Layout Modeling Animating Shading and Texturing Lighting Rendering Post Production

Modeling (1)

Create geometric models of environment, props, characters

Keep in mind the ultimate purpose of the model – feature film, game, etc.

Set up internal skeleton and animation handles appropriately for that character’s behaviors

Modeling (2)

Modeling (3)

Rendering

Frames can take hours to render

1800 frames for a single minute of animation

Pixar has a HUGE renderfarm

Post Production

Sound track sync Titles Cuts and effects (dissolves, fades, etc)

Costs:Lilo and Stitch $80 MillionSpirited Away $20 MillionPirates of the Caribbean $140 MillionWalking Tall $46 Million

Computer Graphics Animation Jobs Character Animators Effects/Prop (道具 ) Animtors Modelers Lighting Artists Technical Directors – the interface to

technology.

Long List of CG Jobs

Character animators Effects animators Modelers Lighting artists Compositors Motion Technical Directors Modeling Technical Directors Look Development Technical Directors Look Development Artists Production Software Technical Directors

Critical CG Activities

Modeling Animation Shading and Texturing Lighting Rendering

0. 課程導覽 : BLENDER 與 3D 動畫簡介

主題 4 : 3D 動畫的相關軟體與 BLENDER 簡介

日期 : 112/04/22

3D 動畫的相關軟體

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陳鍾誠 - 112/04/22

Google Sketchup

MS TrueSpace

Google EarthMS Virtual

EarthAutodesk 3Dmax

Autodesk Maya OpenSource

Blender

Autodesk AutoCAD

3D 模型建構軟體 Maya, 3Dmax, Blender

具備 IK 骨架關節功能，可製作動畫 Maya Personal Learning Edition (PLE) 免費 , 但會有購買提示與浮水印

Google SketchUp 適合單純塑模用，可搭配 Google Earth 有 3D Warehouse ，現成模型豐富 基本版免費 , Pro 版要錢

TrueSpace 微軟為了對抗 Google ，買下了 TrueSpace 這家軟體公司 , 將原先要 600 元美金的軟體變成免費。

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陳鍾誠 - 112/04/22

Blender

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=Blender&variant=zh-tw

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陳鍾誠 - 112/04/22

Blender 簡介 Blender 是一個免費 (Open Source) 又全功

能的 3D 繪圖軟體，具有建構模型、彩現輸出、動畫的功能，並支援多種平台與作業系統。可以應用在製作動畫短片、技術視覺特效、商業圖表、變形、或設計使用者介面等用途上。

1. 不僅完全免費，而且有高品質的動畫輸出。2.支援多種平台與作業系統。3. 可以應用在製作動畫短片、技術視覺特效、商業圖表、變形、或設計使用者介面等用途上。

Blender 的歷史 歷史

最初，這個程式是被荷蘭的一個影片工作組NeoGeo 與Not a Number Technologies (NaN)設計為內部使用的程式。但後來其主要程式設計者 Ton Roosendaal於1998年6月將其進一步發展，並對外發佈這個程式。

在經過債權人同意後， Blender繳付一次性報酬十萬歐元後變為自由軟體，並以 GNU通用公共許可證發佈。在2002年7月18日， Roosendaal開始為 Blender籌集資金，在 2002年9月7日， Blender宣佈籌集足夠資金，並將其源碼對外公佈。所以， Blender 現在是自由軟體，並由 Blender基金會維護與更新。

Blender 的功能 功能

Blender 的安裝後所佔空間很少以及可以運行於不同的平台。雖然它經常不連說明文檔或範例發佈，但其擁有極豐富的功能，而且很大部份是高端模組塑造軟體。其特性有 : 支持不同的幾何圖元，包括多邊形網紋，快速表層塑模，曲線

及向量字元。 多用途的內部洵染及整合 YafRay這個開源的射線追蹤套件。 動畫工具，包括了反向動作組件，可設定骨幹，結構變形，關鍵影格，時間線，非線性動畫，系統規定參數，頂點量重及柔化動量組件，包括網孔碰撞偵察和一個具有偵察碰撞的粒子系統。

使用 Python語言來創作及製作遊戲及工作自動化腳本。 基本的非線性影像編輯及製作功能。 Game_Blender，一個子計劃，用以製作實時的電腦遊戲。

Blender 的先進功能 先進功能

在 Blender 中，物體與數據是分離的，這使其可以快速塑模。

可以將多個場景合併至單一檔案 ( 稱為 ".blend" 的檔案 ) 。

所有 blender所生成的 ".blend"檔案均有完善的向前，向後版本的兼容性，同時亦具有完整的跨平台支援。

自動定時儲存 ".blend"免得因當機而出現資料遺失。 所有場景，物件，材料，材質，聲音，圖片，後期製作

特效均可整合至最後生的的 ".blend" 動畫檔裡。 可透過 ".blend"檔案來自行定使用者介面。

Blender 的用互介面 用戶介面

Blender 提供了非常多的工具，因此其使用者介面對初學者來說是複雜的，但通常要花點時間看說明文件便能上手。一般來說，可大致分為以下各種介面模式和技巧。

編輯模式 . 包含了兩種基本模式 ，分別為物件模式 及 編輯模式。

大量運用熱鍵，並和選單相配合，增加使用效率。 可自行調節工作空間。

Blender 的新功能 發展

在下一個版本，即 Blender 2.40 中，將會加入以下的新功能 :[1]:

動畫系統自動更新 [2]。 新的變更設定 [3]。 改善使用者介面 [4]。 而因為 Google Summer-of-Code 計劃的影響，以下的

功能將會被加入 : 流體動作 [5]. 曲線及 NURBS 更新 [6]. 改善布爾模組工具 [7]. 同時，這裡有一個計劃以整合開線及多功能的三維引擎 - Crystal Space至 Blender 為目標。 ( 參看Project CrystalBlender)

註：現在 Blender 為 2.47, 上述的功能早就都有了 , 本文的資料來源是維基百科中文版。

Blender 的社群 支持

在世界各地有大約 25 萬 Blender 使用者，並有很多熱心人士自行寫了不少教學和架設使用論壇，其中最為著名的論壇是 Elysiun現在已經改名為Blender藝術家，伺服器由美國遷到了荷蘭 .

中文的 Blender藝術家和開發者論壇 于 2005年6 月成立 ,翻譯完成整部手冊，成功解決了中文顯示難題，得到了官方的認可，籌建中的 Blender中國開發團隊致力於 Blender 的功能提升和動畫製作以及中小企業支持。

使用 Blender 的藝術家 使用 Blender 的藝術家

以下的著名藝術使用 Blender 為其主要或唯一的製片工具 Andreas Goralczyk (@ndy)，winner of two subsequent

Suzanne Blender Awards (2003 - Best Animation， 2004 - Best Still)

Stefano Selleri (S68) (Suzanne Blender Awards 2003 - Best Still)

Bassam Kurdali (slikdigit) (Suzanne Blender Awards 2004 - Best Animation)

Bastian Salmela (basse) Endre Barath (endi) Jean-Sébastien Guillemette (Ecks，formerly X-WARRIOR) Robert Tiess (RobertT) Huanghai(DeathBlood)2006 Blender F1藝術大賽第二名 Blender Animation

電影工業中的 Blender

在製片工業的使用 第一套使用 Blender 作為其主要製作工具的專業影片

是蜘蛛俠2，並獲得很多的回響，普遍認為此片的動作相比其他影片毫不遜色。

「橙」影片計劃在 2005年 9 月，有部份使用 Blender 的藝術家打算使用

自由軟體製作一套短片，並將此計劃命名為橙色影片計劃。此計劃同時亦回饋了一些功能至 Blender ，詳情可參看 hair rendering及橙色影片計劃在Blender的介紹網站

「桃」影片計劃 Big Buck Bunny是 Blender 基金會第 2 部開放版權、

創作共用受權的動畫電影。

Blender 的相關網站 您可以在維基教科書中查找此百科條目的相關電子教程： Blender 3D 相關的維基共享資源： Blender Blender官方網站 Blender Animation elYsiun - Blender官方使用者論壇 官方網站上羅列的Blender相關網站 Blender 開發者維基 為數據機用戶而設的影像教學 Greybeard的影像教學網站 Blender外掛程式庫 星球大戰，Blender樣式 Blender相簿 Blender 戰爭 -高速模組化比賽 Blender 計劃 - 開放影片計劃社群 Blender中文官方網站 Blender中文手冊

網路教材 (1)

iamar's Site - Blender Lecture -- http://iamar3d.com/ Greybeard's Blender Tutorials -- http://www.ibiblio.org/bvidtute/ Computer Graphics Tietokonegrafiikka 52493S Winter-Spring 2004 -

Blender -- http://www.ee.oulu.fi/~kapu/cg_course/compgrfx-27.htm Wikipedia:Blender -- http://zh.wikipedia.org/wiki/Blender Blender 中文站 -- http://www.blendercn.org/ Blender 中文手册 -- http://wiki.blendercn.org/index.php/Manual/Manual Quick Start -- http://www.blender.org/education-help/quickstart/. Getting Started --

http://www.blender.org/education-help/tutorials/getting-started/ Blender User Interface Tutorial --

http://www.blender.org/education-help/tutorials/tutorial-folder/blender-user-interface-tutorial/

The Blender Windows -- http://www.blender.org/education-help/tutorials/tutorial-folder/the-blender-windows/

Blender Nation -- http://www.blendernation.com/tutorials/

網路教材 (2)

http://www.blender.org/features-gallery/feature-videos/

http://www.pixel2life.com/tutorials/blender_3d/beginner_guides/

http://forum.nystic.com/blender.php http://homepages.inf.ed.ac.uk/tkomura/

can/#notes http://www.inf.ed.ac.uk/teaching/courses/vis/ http://www.vtk.org/ http://graphics.ucsd.edu/courses/

cse169_w08/sessions.html

Blender 的書籍 http://en.wikibooks.org/wiki/Blender_3D

http://en.wikibooks.org/wiki/Blender_3D:_Tutorial_Links_List

用 Blender 拍的影片 Big Buck Bunny (Open Source)

http://youtube.com/watch?v=YE7VzlLtp-4 Orange

http://orange.blender.org/ ElephantsDream

http://orange.blender.org/ Ceature Teaser

http://www.youtube.com/watch?v=KZHGJ0DF6q4&feature=related

台灣學生的影片 – 非 Blender

英熊 -- http://www.wretch.cc/blog/lion455/20887442

雲想 -- http://blog.xuite.net/sat00149/blog/16596148

影音教材 Shper3boy's Blender Tutorial --

http://hk.youtube.com/profile_videos?user=super3boy&p=r Video Tutorial -- http://www.blender.org/education-help/video-

tutorials/ Model, Material and Light -- http://www.blender.org/education-

help/video-tutorials/modelmateriallight/ Animation -- http://www.blender.org/education-help/video-

tutorials/animation/ Advance Tools -- http://www.blender.org/education-help/video-

tutorials/advanced-tools/ Miscellaneous -- http://www.blender.org/education-help/video-

tutorials/miscellaneous/ Feature Video --

http://www.blender.org/features-gallery/feature-videos/ Movie -- http://www.blender.org/features-gallery/movies/ Rigging -- http://tw.youtube.com/watch?v=bglXLszGd3o

中文的 Blender 資源 http://www.blendercn.org/

http://fhkkta.blogspot.com/search/label/3D

Blender 藝術家雜誌 http://www.blenderart.org/

http://www.blenderart.org/issues/

參考文獻 http://zh.wikipedia.org/wiki/Blender

0. 課程導覽 : BLENDER 與 3D 動畫簡介

主題 5 : BLENDER 軟體的安裝

日期 : 112/04/22

使用 Blender 的基本配備 1G 以上的記憶體

三鍵式有滾輪的滑鼠

支援 OpenGL 的顯示卡

Blender 的下載 到 blender.org 下載

http://www.blender.org/download/get-blender/

平台 Windows, Linux, Mac, Solaris, FreeBSD 都有

Blender 的安裝 按照一般軟體安裝程序

顯示卡必需支援 OpenGL, 若文字輸入部份有問題，可能是顯示卡驅動程式未安裝，請更新或另買顯示卡。

啟動

第一個畫面