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[摘要] 现代计算机技术在动画中的应用，给动画制作带来革命性的变化，使动画制作的领域延伸到影视特效、游戏、广告、教育、娱乐等多个方面。也进而推动着数字软件的发展和不断革新。当代应用于动画制作的软件更是纷繁复杂，像Flash、Animo、Retas、3ds Max、Maya、Premier、AE等等。通过对3ds Max这个数字软件在动画制作中的应用历史及现状的总结，探究数字软件在动画制作中可使用的功能，并对这些功能按制作片种的不同进行系统的分类。
[关键词] 动画 数字软件 功能 3ds Max
1. 动画制作技术的发展
动画是技术和艺术的结合体，技术先导于艺术而服务于艺术。与动画有关的技术的每一次发明和革新，都会对动画制作领域产生巨大影响，丰富和拓展动画的表现手段和艺术创作的天地。纵观动画发展史，我们便可显而易见地看出科学技术在动画前进中留下的印迹：视觉暂留现象的发现，使人们了解和掌握了动画产生的原理；活动视盘、照相机和感光胶片的发明，奠定了电影发展的基础，又为动画片的诞生迈出了具有决定意义的一步；透明赛璐珞片的发明，为动画片的大量制作提供了可能；电视的普及，促使了电视动画的发展；计算机图形技术的出现，更是大大提高了动画制作的效率和视觉的艺术效果。从上世纪90年代国内的许多传统动画尝试用计算机辅助技术开始，我国动画从业人员和创作者就意识到技术在动画制作中的重要性，对数字软件投以极大的热情，并在创作中尝试大量新技术的运用。
科技的发展不断带动数字软件的革新，如今应用于动画制作的软件种类繁多，像Flash、Animo、Retas、3ds Max、Maya、Premier、AE等等，而且有时候一部动画作品的问世同时也意味着一个新软件技术的研发成功。3ds Max由于其基于windows平台、方便易学和相对低廉的价格，成为目前PC上最为流行的三维动画制作软件，也是中国三维设计界运用最普遍的动画软件。
2. 3ds Max的发展概况
Autodesk 3D Studio Max，简称为3ds Max或Max，是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画制作和渲染软件。其前身是3D Studio，于1990年Autodesk的多媒体部正式推出，曾在昔日DOS平台上和军事、建筑行业独领风骚。而之后，随着PC的Windows操作系统和基于CGI工作站的大型三维设计软件Softimage、Lightwave等的普及，1996年4月，第一个Windows版本的3D Studio系列诞生，并称为3D Studio Max 1.0。此后的3ds Max不断开发各种插件，并吸收一些优秀的插件，成为一款非常成熟的大型三维动画设计软件，不仅有了完整的建模、渲染、动画、动力学、毛发、粒子系统等功能模块，还具备了完善的场景管理和多用户、多软件的协作能力。
在2005年10月11日，Autodesk公司发布了3ds Max 8官方正式中文版，这让3ds Max正式走入中文用户的世界。3ds Max也在随着科技的发展而不断革新，它以广大的中低级用户作为主要销售对象，不断提升自身的功能，逐步向高端软件层次发展，为使用者提供更好的性价比产品，由此，3ds Max占据了游戏开发、广告制作、建筑效果图和漫游、影视动画的市场中的主流地位，成为了电脑上使用的最为广泛的三维动画软件。
而在2012年，Autodesk公司发布最新版本3ds Max 2013，提供了全新的渲染，使用NVIDIA的mental ray?中的批处理渲染加快渲染的完成速度。升级的运动图形、三维动画和仿真工具，能够使使用者在进行创作时运用自如。
3. 3ds Max的功能分类
通过以上的对3ds Max软件的发展的整体分析，就会发现：一款数字软件的应用领域可以是多方面的。如3ds Max，它作为大众化的3D软件，主要是为了军事和建筑模拟而研发的。而它其中的石墨工具（集中包含自由外形雕刻、纹理绘图和高级多边形建模工具）可以出色地实现角色的建模和最复杂、细致、真实的场景的再现，完整的CAT高级角色骨骼绑定可以轻松地完成角色的动画，强大的粒子流系统可以为影视后期、电视栏目包装或广告制作特效。因此，我们可以把数字软件的功能作以分类，大致分为角色动画、虚拟展示和后期制作三大方面。
3.1角色动画
角色动画就是特指传统意义上的动画片，包括电视动画，影院动画和动画短片。这些动画中都有具体的角色形象，而且这些角色都会有生动的表情和动作。大部分的数字软件都包含进行角色动画制作的功能，如具有传统动画制作流程特点的Animo，设计了具有面向传统动画师的工作界面，扫描后的画稿保持了艺术家原始的线条，它的快速上色工具提供了自动上色和自动线条封闭功能；再如被誉为平民动画软件的Flash，不仅具有简单矢量绘制和上色功能，而且可以进行简单的动作动画制作，这里的动画又可分为逐帧动画和通过计算机运算形成的补间动画。Flash动画随着网络的发展，越来越受到大众的喜爱。再者就是用来制作三维动画的主流软件3D Max、Maya和Softimage等，这些软件都具有多边形建模和细分曲面建模的建模工具，强大的快速交互能力的骨骼系统和方便的动画工具。
3ds Max所独有的Character Studio角色制作系统，配合大量的渲染插件及其方便的流程与文件管理，并兼容各种格式且方便易用的动作捕捉接口等，使得它在创建大工作量的卡通动画片方面成为一个高效率的利器。伴随着当今数字艺术在影视领域的深入应用，越来越多的数字制作公司更注重开拓全三维卡通电影这一庞大的市场，因此作为老牌重量级三维软件的代表，3ds Max以其优异的功能在卡通片制作领域获得了广泛的认可。
2006年，深圳环球数码媒体科技研究公司耗时5年斥资1.3亿拍摄的《魔比斯环》，实现了中国动画史上三维高清动画电影零的突破，影片中角色和大部分场景的创建及运动都是在3ds Max中实现的，是中国首部从内容风格、制作技术到市场运作都完全与国际接轨的三维动画电影。随后又出现了《桃花源记》、《夏》、《秦时明月》等用3ds Max制作的三渲二的动画影片。 另外，3ds Max软件在全球游戏市场扮演领导角色已经多年，它是全球最具生产力的动画制作系统，广泛应用于游戏资源的创建和编辑任务。3ds Max与游戏引擎的出色结合能力，极大地满足了游戏开发商的众多需求，使得设计师们可以充分发挥自己的创造潜能，集中精力来创作最受欢迎的艺术作品。一批国际顶级的游戏厂商均选择了3ds Max，例如Blizzard、Ubisoft、Digital Extremes、NCsoft等，另外还有国内的盛大游戏有限公司、西山居游戏工作室等。3ds Max在这个市场中拥有超过60%的占有率。
3.2虚拟展示动画
虚拟展示动画是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观看三度空间内的事物。这一动画类型已广泛运用在各行业中，如在城市规划、数字城市建设和房地产开发的应用，能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击，获得虚拟现实系统的体验感，还能使政府规划部门、项目开发商、工程人员及公众以任意角度，实时互动地看到规划效果，更好地掌握城市的形态和理解规划师的设计意图，这是平面图、效果图和沙盘所不能达到的；另外，在医学、军事演习、航天工业、工业仿真、文物古迹、教育教学、游戏娱乐中都能看到虚拟展示动画的大量运用，不仅可以节省成本，还可以打破时间与空间的限制。
3D Max 以其方便快捷的灯光和渲染工具，准确而易用的烘焙工具，以及二次开发的便利性，对不同平台及3D显示引擎的良好兼容性，一直是虚拟展示行业的首选技术，如在《故宫》第一集中，首先展现的是一轮明月挂于天空，随后镜头下移，冲破云层，展现了地球的远景，在慢慢下落的过程中，以动画的形式展现了北京自周朝以来到现在的整个变迁，使用3ds Max建模和动画，展示了故宫的主殿构造和建筑的过程，同样非常直观而明白易懂。在《蓝猫淘气三千问》中，利用3D软件制作的天体运动、四季变化和火焰、雨雪和流体过程，都体现了软件的优势。
3.3后期制作
后期制作动画，是指运用数字软件对现实生活中不可能完成的以及难以完成的拍摄或花费大量资金而得不偿失的工作进行的数字化处理，从而达到预计的效果。这多应用于影视方面的后期特效、电视节目的栏目包装、广告等多个方面。由于目前3ds Max自身的强大功能和众多特效插件的支持，在制作金属、玻璃、文字、光线、粒子等电视包装常用效果方面更加得心应手，同时它也和许多常用的后期软件（如Combustion等）都有良好的文件接口，所以许多著名的制作公司（如Animal Logic、REZN8、Blur Studio等）通常都广泛使用3ds Max作为主要的三维制作软件，并以众多优异的佳作赢得了业界的普遍认可。一大批耳熟能详的经典影片，如《来世》、《功夫》、《罪恶之城》、等，其中都有使用3D Max制作的特效场景（Hereafter）。3D Max 和Maya能够极大地提高制作效率和品质，制作出的三维模型再借以合成软件的处理，渲染出电影一般的真实，绚丽的视觉效果。
来自澳大利亚的领先的数字产品制作室Animal Logic公司，曾为Cartoon Network公司创作广告专题片及插播广告。在制作过程中，他们采用了Autodesk公司的3ds Max软件。负责项目的首席动画师Geof Valent确信，正是将3ds Max这样一套具备高效率生产工具的设计和动画系统付诸应用，他的团队才得以从容面对复杂任务，并快速和精确地创造了三维世界。
再者，大多数电视台为制作出精致、高品质的节目内容，以满足观众在视觉及听觉上的最高享受，制作资源部的视觉中心采用3ds Max设计承揽完成了所有台内节目的视觉设计工作，包括：节目片头制作、影片合成、舞台投影特效制作，甚至虚拟人物设计等，TVB无线卫星电视台的新闻栏目包装就是一个典型的例子。
结语
目前数字软件技术尚未成熟，这与日益扩大的游戏、动画、影视竞争市场形成鲜明对比，同时也留给动画制作者和创作者们极大的发展空间。在这个以技术为先导的时代，3ds Max软件只是众多数字软件技术的一种，而通过上述的对3ds Max的发展和功能的了解和分析，望能够使动画工作者们在考虑成本控制、创作目的和制作周期的前提下，做到如何正确选择技术支撑，做到“人脑”与“科技”的完美结合，从而达到最好的动画创作效果。
参考文献
[1] 余为政.动画笔记[M].北京：海洋出版社，2009.11
[2] 孙立军.世界动画艺术史[M].北京：海洋出版社，2007.
[3] 梁磊.数字动画与实拍结合技术初探[D].南京艺术学院，2011
[4] 程雅倩.当代数字动画前沿技术解析[D].山东师范大学， 2010 .
[5] 彭国华.基于3DS MAX动画角色建模技术的研究[D].陕西科技大学，2007.
作者简介
陈慧芳，陕西科技大学设计与艺术学院设计艺术学硕士研究生，主要从事影视动画与数字软件技术研究。
董继先，博士，教授，陕西科技大学硕士研究生导师。化工过程机械学科学术带头人。
王荣，北京建筑工程学院环境工程学士。
[关键词] 动画 数字软件 功能 3ds Max
1. 动画制作技术的发展
动画是技术和艺术的结合体，技术先导于艺术而服务于艺术。与动画有关的技术的每一次发明和革新，都会对动画制作领域产生巨大影响，丰富和拓展动画的表现手段和艺术创作的天地。纵观动画发展史，我们便可显而易见地看出科学技术在动画前进中留下的印迹：视觉暂留现象的发现，使人们了解和掌握了动画产生的原理；活动视盘、照相机和感光胶片的发明，奠定了电影发展的基础，又为动画片的诞生迈出了具有决定意义的一步；透明赛璐珞片的发明，为动画片的大量制作提供了可能；电视的普及，促使了电视动画的发展；计算机图形技术的出现，更是大大提高了动画制作的效率和视觉的艺术效果。从上世纪90年代国内的许多传统动画尝试用计算机辅助技术开始，我国动画从业人员和创作者就意识到技术在动画制作中的重要性，对数字软件投以极大的热情，并在创作中尝试大量新技术的运用。
科技的发展不断带动数字软件的革新，如今应用于动画制作的软件种类繁多，像Flash、Animo、Retas、3ds Max、Maya、Premier、AE等等，而且有时候一部动画作品的问世同时也意味着一个新软件技术的研发成功。3ds Max由于其基于windows平台、方便易学和相对低廉的价格，成为目前PC上最为流行的三维动画制作软件，也是中国三维设计界运用最普遍的动画软件。
2. 3ds Max的发展概况
Autodesk 3D Studio Max，简称为3ds Max或Max，是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画制作和渲染软件。其前身是3D Studio，于1990年Autodesk的多媒体部正式推出，曾在昔日DOS平台上和军事、建筑行业独领风骚。而之后，随着PC的Windows操作系统和基于CGI工作站的大型三维设计软件Softimage、Lightwave等的普及，1996年4月，第一个Windows版本的3D Studio系列诞生，并称为3D Studio Max 1.0。此后的3ds Max不断开发各种插件，并吸收一些优秀的插件，成为一款非常成熟的大型三维动画设计软件，不仅有了完整的建模、渲染、动画、动力学、毛发、粒子系统等功能模块，还具备了完善的场景管理和多用户、多软件的协作能力。
在2005年10月11日，Autodesk公司发布了3ds Max 8官方正式中文版，这让3ds Max正式走入中文用户的世界。3ds Max也在随着科技的发展而不断革新，它以广大的中低级用户作为主要销售对象，不断提升自身的功能，逐步向高端软件层次发展，为使用者提供更好的性价比产品，由此，3ds Max占据了游戏开发、广告制作、建筑效果图和漫游、影视动画的市场中的主流地位，成为了电脑上使用的最为广泛的三维动画软件。
而在2012年，Autodesk公司发布最新版本3ds Max 2013，提供了全新的渲染，使用NVIDIA的mental ray?中的批处理渲染加快渲染的完成速度。升级的运动图形、三维动画和仿真工具，能够使使用者在进行创作时运用自如。
3. 3ds Max的功能分类
通过以上的对3ds Max软件的发展的整体分析，就会发现：一款数字软件的应用领域可以是多方面的。如3ds Max，它作为大众化的3D软件，主要是为了军事和建筑模拟而研发的。而它其中的石墨工具（集中包含自由外形雕刻、纹理绘图和高级多边形建模工具）可以出色地实现角色的建模和最复杂、细致、真实的场景的再现，完整的CAT高级角色骨骼绑定可以轻松地完成角色的动画，强大的粒子流系统可以为影视后期、电视栏目包装或广告制作特效。因此，我们可以把数字软件的功能作以分类，大致分为角色动画、虚拟展示和后期制作三大方面。
3.1角色动画
角色动画就是特指传统意义上的动画片，包括电视动画，影院动画和动画短片。这些动画中都有具体的角色形象，而且这些角色都会有生动的表情和动作。大部分的数字软件都包含进行角色动画制作的功能，如具有传统动画制作流程特点的Animo，设计了具有面向传统动画师的工作界面，扫描后的画稿保持了艺术家原始的线条，它的快速上色工具提供了自动上色和自动线条封闭功能；再如被誉为平民动画软件的Flash，不仅具有简单矢量绘制和上色功能，而且可以进行简单的动作动画制作，这里的动画又可分为逐帧动画和通过计算机运算形成的补间动画。Flash动画随着网络的发展，越来越受到大众的喜爱。再者就是用来制作三维动画的主流软件3D Max、Maya和Softimage等，这些软件都具有多边形建模和细分曲面建模的建模工具，强大的快速交互能力的骨骼系统和方便的动画工具。
3ds Max所独有的Character Studio角色制作系统，配合大量的渲染插件及其方便的流程与文件管理，并兼容各种格式且方便易用的动作捕捉接口等，使得它在创建大工作量的卡通动画片方面成为一个高效率的利器。伴随着当今数字艺术在影视领域的深入应用，越来越多的数字制作公司更注重开拓全三维卡通电影这一庞大的市场，因此作为老牌重量级三维软件的代表，3ds Max以其优异的功能在卡通片制作领域获得了广泛的认可。
2006年，深圳环球数码媒体科技研究公司耗时5年斥资1.3亿拍摄的《魔比斯环》，实现了中国动画史上三维高清动画电影零的突破，影片中角色和大部分场景的创建及运动都是在3ds Max中实现的，是中国首部从内容风格、制作技术到市场运作都完全与国际接轨的三维动画电影。随后又出现了《桃花源记》、《夏》、《秦时明月》等用3ds Max制作的三渲二的动画影片。 另外，3ds Max软件在全球游戏市场扮演领导角色已经多年，它是全球最具生产力的动画制作系统，广泛应用于游戏资源的创建和编辑任务。3ds Max与游戏引擎的出色结合能力，极大地满足了游戏开发商的众多需求，使得设计师们可以充分发挥自己的创造潜能，集中精力来创作最受欢迎的艺术作品。一批国际顶级的游戏厂商均选择了3ds Max，例如Blizzard、Ubisoft、Digital Extremes、NCsoft等，另外还有国内的盛大游戏有限公司、西山居游戏工作室等。3ds Max在这个市场中拥有超过60%的占有率。
3.2虚拟展示动画
虚拟展示动画是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观看三度空间内的事物。这一动画类型已广泛运用在各行业中，如在城市规划、数字城市建设和房地产开发的应用，能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击，获得虚拟现实系统的体验感，还能使政府规划部门、项目开发商、工程人员及公众以任意角度，实时互动地看到规划效果，更好地掌握城市的形态和理解规划师的设计意图，这是平面图、效果图和沙盘所不能达到的；另外，在医学、军事演习、航天工业、工业仿真、文物古迹、教育教学、游戏娱乐中都能看到虚拟展示动画的大量运用，不仅可以节省成本，还可以打破时间与空间的限制。
3D Max 以其方便快捷的灯光和渲染工具，准确而易用的烘焙工具，以及二次开发的便利性，对不同平台及3D显示引擎的良好兼容性，一直是虚拟展示行业的首选技术，如在《故宫》第一集中，首先展现的是一轮明月挂于天空，随后镜头下移，冲破云层，展现了地球的远景，在慢慢下落的过程中，以动画的形式展现了北京自周朝以来到现在的整个变迁，使用3ds Max建模和动画，展示了故宫的主殿构造和建筑的过程，同样非常直观而明白易懂。在《蓝猫淘气三千问》中，利用3D软件制作的天体运动、四季变化和火焰、雨雪和流体过程，都体现了软件的优势。
3.3后期制作
后期制作动画，是指运用数字软件对现实生活中不可能完成的以及难以完成的拍摄或花费大量资金而得不偿失的工作进行的数字化处理，从而达到预计的效果。这多应用于影视方面的后期特效、电视节目的栏目包装、广告等多个方面。由于目前3ds Max自身的强大功能和众多特效插件的支持，在制作金属、玻璃、文字、光线、粒子等电视包装常用效果方面更加得心应手，同时它也和许多常用的后期软件（如Combustion等）都有良好的文件接口，所以许多著名的制作公司（如Animal Logic、REZN8、Blur Studio等）通常都广泛使用3ds Max作为主要的三维制作软件，并以众多优异的佳作赢得了业界的普遍认可。一大批耳熟能详的经典影片，如《来世》、《功夫》、《罪恶之城》、等，其中都有使用3D Max制作的特效场景（Hereafter）。3D Max 和Maya能够极大地提高制作效率和品质，制作出的三维模型再借以合成软件的处理，渲染出电影一般的真实，绚丽的视觉效果。
来自澳大利亚的领先的数字产品制作室Animal Logic公司，曾为Cartoon Network公司创作广告专题片及插播广告。在制作过程中，他们采用了Autodesk公司的3ds Max软件。负责项目的首席动画师Geof Valent确信，正是将3ds Max这样一套具备高效率生产工具的设计和动画系统付诸应用，他的团队才得以从容面对复杂任务，并快速和精确地创造了三维世界。
再者，大多数电视台为制作出精致、高品质的节目内容，以满足观众在视觉及听觉上的最高享受，制作资源部的视觉中心采用3ds Max设计承揽完成了所有台内节目的视觉设计工作，包括：节目片头制作、影片合成、舞台投影特效制作，甚至虚拟人物设计等，TVB无线卫星电视台的新闻栏目包装就是一个典型的例子。
结语
目前数字软件技术尚未成熟，这与日益扩大的游戏、动画、影视竞争市场形成鲜明对比，同时也留给动画制作者和创作者们极大的发展空间。在这个以技术为先导的时代，3ds Max软件只是众多数字软件技术的一种，而通过上述的对3ds Max的发展和功能的了解和分析，望能够使动画工作者们在考虑成本控制、创作目的和制作周期的前提下，做到如何正确选择技术支撑，做到“人脑”与“科技”的完美结合，从而达到最好的动画创作效果。
参考文献
[1] 余为政.动画笔记[M].北京：海洋出版社，2009.11
[2] 孙立军.世界动画艺术史[M].北京：海洋出版社，2007.
[3] 梁磊.数字动画与实拍结合技术初探[D].南京艺术学院，2011
[4] 程雅倩.当代数字动画前沿技术解析[D].山东师范大学， 2010 .
[5] 彭国华.基于3DS MAX动画角色建模技术的研究[D].陕西科技大学，2007.
作者简介
陈慧芳，陕西科技大学设计与艺术学院设计艺术学硕士研究生，主要从事影视动画与数字软件技术研究。
董继先，博士，教授，陕西科技大学硕士研究生导师。化工过程机械学科学术带头人。
王荣，北京建筑工程学院环境工程学士。