三维全景动画短片中期制作的研究和探索开题报告

1. 研究目的与意义

本组毕业设计动画短片创作的初衷主要来源于我们组员对于机械朋克世界的向往和热爱，并且受《机器人总动员》的影响下，想要创造出一个机器人的励志故事，我们短片破旧的机械世界从侧面也反映了近年来国家环境污染日益紧张，故事结尾也给予了美好的期待和向往，让整个的世界恢复到原来靓丽的色彩。故事分为几个不同的阶段，循序渐进，节奏感强。利用游戏风格的场景，表达对未来和现实的诉求，整部短片以第一人视角来陈述这个故事，并运用了最新的全景摄像机技术通过三维手段进行制作。最终短片将以全景影片的形式呈现，配合VR设备观看将会有较好的视觉效果。此片展现了我们对新世界、新技术的探寻和探索，寻找生命的意义，人生的真谛，展现多样的三观，寻求自我。

前期根据剧本整理素材、使用三维软件进行场景搭建、场景模型UV分展、灯光测试、灯光渲染、绑骨骼调动画测试、以及通过网站和老师进行特效的学习和测试，技术的学习与指导、解决制作过程中的常见问题、后期剪辑合成制作等工作，对过程中出现的问题进行学习和探索.前期的策划分镜的难以处理，中期制作中，对全景摄像机的学习和运用，渲染中灯光与场景的结合和效果，灯光的测试，人物与场景的风格，加上后期配合VR设备的测试，从而达到我们想要的风格。再加上第一视角的尝试，本片勇于尝试新的技术，做出一部视感不同的影视作品。

2. 课题关键问题和重难点

本片关键问题是，作品短片以第一人视角来陈述这个故事，并运用了最新的全景摄像机技术通过三维手段进行制作，渲染的风格等。主要难点是第一视角的尝试，更注重第一视角和第二人物的镜头感协调，又增加了更大的难度和尝试。全景摄像机的运用导致本片的效果只能靠三维渲染，不能依靠后期，加大了渲染的工作和要求，在合成软件中不能得到一个所见即所得的效果，而是需要通过VR眼睛进行格式的转换，从而看到360的场景。在灯光的控制也同样是在中期制作中完成，在后期中比较难以进行灯光的修改和完善。在中期的制作中，我们运用了分层渲染的方式，把天空，场景，角色等不同的部分进行分层，渲染出来序列帧，放在最后的合成软件中进行整合，这样调节比较方便，容易上手，效率相对也比较高。第一视角的尝试，更注重第一视角和第二人物的镜头感协调，又增加了更大的难度和尝试。为了能渲染中出朋克风的风格，我们找了大量的参考，作为基础。然后进行了很多的贴图,灯光，渲染设置的测试。

3. 国内外研究现状（文献综述）

动画渲染在三维动画制作流程中的作用。动画渲染是一种对艺术的加工的渲染方法，旨在使电脑生成的图像呈现出手绘般的效果。为了使图像可以与漫画或者卡通达到形似的效果，专业人员通常使用卡通渲染着色器进行处理。卡通渲染是在大约21世纪初期，作为计算机图形学的副产物出现的新技术，并且主要应用于电子游戏中;然而，它可以呈现出如手绘动画一样简洁明了的效果。其中贴图，灯光，渲染的主要作用有；贴图就是把模型赋予生动的表面特性，具体体现在物体的颜色、透明度、反光度、反光强度、自发光及粗糙程度等特性上。灯光，有着照明场景、投射阴影及增添氛围的作用。通常采用三光源设置法：一个主灯，一个补灯和一个背灯。渲染，是指根据场景的设置、赋予物体的材质和贴图、灯光等，由程序绘出一幅完整的画面或一段动画。

渲染画面的主流风格有很多，例如卡通风格，其特点合理的夸张，用色大胆，使其具有灵动性，夸张性。写实风格，以现实为依托，进行艺术创作，存在现实又高于现实，有朋克风，其特点是不对称风格标新立异，不对称剪裁。我们的风格是朋克风格，设计了一个低端科技极度发达的虚拟世界。主要是对年代久远的工业革命时代的科技进行夸张地描写，创建出一个与当今科技文明或未来科技文明不同的、依赖于简单动力装置的机械科技世界，简而言之它代表地是对过去的科技文明的一种美好回望，与之相对的则是赛博朋克（cyberpunk），它主要是对未来科技文明的无限憧憬。从广义来讲，将某种科技置于图腾地位，并将其力量无限化的时代或文化，来表达我们的诉求。

全景动画的渲染特点根据前期设计，在计算机中通过相关制作软件制作出动画片段，制作流程为建模、材质、灯光、动画、摄影机控制、渲染等，这是三维动画的制作特色。制片中与一般的三维片又有所不同，我们用了最新的全景摄像机技术通过三维手段进行制作，全景摄像机渲染，不是渲染摄像机框架里的内容，而是渲染整个360的视角，这就提高了渲染的重要性，因为我们不能依赖后期来提高产品的质量，只能通过渲染来提高产品的质量。 　　　渲染流程包括材质贴图，灯光，渲染测试三个主要步骤。实现渲染的制作流程其中包括；材质贴图，贴图是指把二维图片通过软件的计算贴到三维模型上，形成表面细节和结构。对具体的图片要贴到特定的位置，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。灯光，一般有泛光灯(如太阳、蜡烛等四面发射光线的光源)和方向灯(如探照灯、电筒等有照明方向的光源)。灯光起着照明场景、投射阴影及增添氛围的作用。通常采用三光源设置法：一个主灯，一个补灯和一个背灯。主灯是基本光源，其亮度最高，主灯决定光线的方向，角色的阴影主要由主灯产生，通常放在正面的3/4处即角色正面左边或右面45度处。补灯的作用是柔和主灯产生的阴影，特别是面部区域，常放置在靠近摄影机的位置。背灯的作用是加强主体角色及显现其轮廓，使主体角色从背景中突显出来，背景灯通常放置在背面的3/4处。渲染设置后才能输出，造型的最终目的是得到静态或动画效果图，而这些都需要渲染才能完成。从而来达到我们想要渲染的风格，表达我们的诉求。

4. 研究方案

前期收集素材，对剧本有一个大致的构想，组员讨论细化剧本，通过剧本内角色的性格特点，进行角色的设计以及场景的设计。前期工作准备完善之后，便是中期的建模，贴图，渲染，我们会根据角色的设定在三维软件中，将角色完整的构建出来，加上贴图，各种的灯光，最后进行渲染测试。测试完成之后，我们会进行后期的剪辑与合成。后期的剪辑与合成是一部段片完整输出的关键所在，全景动画的合成与普通三维、二维动画有相当大的区别。普通短片的合成给同学们的操作空间比较，每次的操作都是所见即所得的，而全景动画的后期合成，并不能做到所见即所得，而且整个合成是扭曲的，只有在短片输出以后通过特有的VR眼镜可以完整的看到，所以在maya中我们会使用分层渲染，是的之后的调整更加的方便和快捷，之后加上音效，整个短片就完成了。

5. 工作计划

第1周（2月20日2月26日）：毕业设计短片前期剧本和分镜头的设计，场景及人物角色的设计等资料整理检查，毕业设计报告（论文）相关资料的收集和整理。提交设计说明提纲。

第2周（2月20日3月5日）：毕业设计短片制作。提交开题报告，开题报告应在第2周前完成并上传系统。

第3周第4周（3月6日3月19日）：毕业设计动画短片的中期制作，提交毕业设计短片小样。