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導語：在三維動畫制作的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
關鍵詞：Maya 節點結構 DG
中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)07-0121-01
談到三維動畫、VFX領域必然會談到 Maya、Houdini和XSI等大型軟件包，然而每一個軟件都具備非常龐大的體系，往往一個軟件的使用手冊都多達十多冊，這對于任何一個學習者來說，都會感覺到十分困難，各類教學培訓機構開展的教學主要以操作演示為主體，很少對軟件的本質和設計思想進行介紹，這樣會導致學習者盲目將大量的時間花費在模仿操作上，甚至死記硬背操作步驟，當遇到復雜的制作項目，就會發現面對靈活多變的實際需求，這些死記硬背的步驟將極大的降低我們解決問題的能力。
1、一個動畫制作分析
1.1 例如需要制作一個炮彈落地爆炸的動畫效果，最簡單的動畫制作邏輯
(1)獲取一枚炮彈;⑵找到一片空地;⑶發射炮彈;⑷炮彈落地爆炸。Maya最好設計得能完全符合我們的這個最自然的制作邏輯，然而由于受到目前計算機技術的限制，Maya提供的功能只是具備一定的廣泛適應性，并不能滿足各種特殊需求。
1.2 在Maya中，其常規的制作流程
(1)利用Maya建模工具通過基本幾何體，從點線面開始建立一枚炮彈，設定外表的材質屬性。(2)建立燈光來照明場景，創建多臺攝像機來拍攝炮彈落地爆炸的效果。(3)創建空地，創建枯樹、野草、沙土和石頭，甚至還要建立有一些破舊的房屋。這些都要從外形建模開始，然后為這些各種幾何體指定顏色，制作材質。(4)利用Maya的關鍵幀或者動力學等手段模擬炮彈飛行過程。(5)炮彈落地爆炸，炮彈本身裂開，飛出彈片，產生火光，沖擊波，產生煙霧等等。一個看似簡單的動畫仔細分析后發現動畫制作是十分復雜的，所以三維動畫軟件必須有一個十分先進靈活的結構體系，才能并滿足各種動畫的制作需求。
2、Maya的核心特點
Maya軟件的開發者試圖設計一種先進的核心結構，一方面應對復雜多變的動畫制作，另一方面集成動畫制作中全部功能，這樣可以使用戶在一個軟件包中完成從建模到渲染的所有工作。
2.1 Maya的節點結構
Maya的核心結構是DG就是節點的關系依賴圖[2]，Maya的DG視圖中，可以包含很多節點（node）來構成整個制作過程, 每一個node都是一個小功能模塊，在實際工作中，我們需要的所有操作都是建立和連接多個不同功能的node，并且在node之間建立各種邏輯關聯，基于這種節點結構Maya就具備了一個靈活多變的特性，所以要弄清Maya就要弄清 Maya是如何組織這些節點完成特定任務的。學習Maya要從只對操作普通操作界面的關注中脫離出來，花更多的時間關注超圖（Hyper graph）以便領悟DG設計思想，研究各個節點之間的邏輯關系就是學習Maya的靈魂[3]。
在Maya中所有的自然效果，都是一種近似的數值模擬計算，生活中一個簡單的動作，在Maya中實現就可能要折騰幾天幾夜。如圖1是前面炮彈落地爆炸動畫的部分邏輯節點示意圖：
2.2 Maya的MEL和API
Maya內部所有的操作，包括Maya的所有圖形界面都是通過MEL這個Maya自身的嵌入語言來完成的。MEL腳本語言簡單靈活，Maya的界面，不管是多復雜的操作，對于Maya核心來說每一次的操作都是接收了一系列MEL命令，這些界面操作按鈕不過是MEL命令的一個快捷方式而已。所以MEL一定是Maya很重要很值得學習的方面。如果要深入的控制Maya,其自帶的API將會獲得更加強大、更高效、更底層的控制功能，當然要想對Maya做此方面的擴展，需要用戶具備C++、Python等開發語言的經驗。
3、結語
在任何一個項目制作之前首先要深入分析了解這個項目的工作流程，以及涉及到的相關學科知識，同時要深入了解任何一個計算機應用軟件，用戶就應當對計算機程序設計有一定的認識和了解，這樣再有目的的觀看一些操作演示教學，就能達到事半功倍的學習效果。
參考文獻
[1]Richard Rickitt,Ray Harryhausen.Special Effects:The History and Technique[M].
Billboard Books 2nd edition, April 3,2007.
關鍵詞： 《三維動畫制作》 項目式教學 改革與建議
中國的動畫教育已經火了很多年，從1999年全國只有兩家高等院校開設動畫專業，到2009年末，全國已經有1279所本專科學校開設了動漫專業，相關動漫專業1877個。可以說，中國動畫發展初期走量式的全國布局業已完成，下一步就是如何提高教學質量的問題，確保每年高達10多萬的動漫專業學生畢業和就業之間實現無縫銜接。
提到提高教學質量，如今最火的話題無疑是項目式教學。項目式教學源于歐洲，經過一個多世紀的實踐，已經非常成熟，其核心是通過項目引導的方式激發學生的興趣。
筆者從1996年接觸動漫，先后在各大動畫公司工作，2009年來到學校從事動漫教學工作，作為骨干教師參與本院動漫專業的無錫市重點專業的建設，特別是《三維動畫制作》這門課程，從第一屆開始就一直由筆者所主導，筆者親身經歷了從傳統教學到項目式教學的轉變過程，有深刻的體會和感受。下面就《三維動畫制作》這門課程項目式教學研究和實踐過程談談感想。
一、關于《三維動畫制作》課程
《三維動畫制作》是動漫設計與制作專業、三維動畫設計方向學生的核心課之一，這是一門幾乎和本專業方向名字相同的課程，其重要性不言而喻。該課程前接《動畫運動規律》，后續《后期特效》，就專業角度而言，除去《畢業設計》，這是本專業方向學生整個在校期間最重要的課程之一，也是學生畢業后賴以謀生的生存技能之一，其重要性不言而喻。
傳統的《三維動畫制作課程》教學方式，屬于標準的菜單式教學，主要教學過程為教師花費大量時間逐步講解軟件菜單，而后學生實踐操作。這里有兩個問題：一方面，三維軟件（Maya/3DSMax）都有上萬個菜單，全世界都沒有人能掌握其所有菜單功能，更不用說這些軟件每年都更新，因此課堂上能做到的，也就是挑重要核心功能進行講解。另一方面，傳統教學的最大弊端是被動式教學，講完菜單，學生就現學現用，但是學生只會做老師教的練習，換一個例子，不會觸類旁通。以上兩點造成的困局是：因為功能太多，所以老師上課講著累，學生聽著困；因為學生不會觸類旁通，所以教學效率極其低下。
二、關于項目式教學
項目式教學起源于18世紀歐洲工讀教育和19世紀美國合作教育，到20世紀中后期逐漸完善，其主要理念是通過“項目”的形式開展教學，和傳統教學方法相比，項目式教學在教學理念、形式、目標、內容等各個方面存在顯著差異。比如傳統教學方式，教師主要通過灌輸，將知識硬塞進學生的大腦；而項目式則可以通過一個個鮮活具體的項目，讓學生自己發現問題，解決問題，隨著項目的逐步完成，一個個知識點得以串聯，最后項目做完，達到教學目的。打個比方，如同帶路，傳統的教學方式中，教師就是大巴司機，學生就是跟著司機直達目的地，雖然終點目標達到了，但很多人未必記得路；而項目式教學中，教師則化身為地圖，主要任務是在分岔的關鍵時刻指點游客該往哪個方向走。可見就效果而言，后者必然更佳。
三、教學中存在的問題
如前所述，項目式教學是個好東西，不過好東西也要有個適應過程，因為“鞋子合不合腳穿著才知道”。
隨著本專業市重點專業的建設，筆者在《三維動畫制作》課程中進行了項目式教學的試點實驗。核心是通過以往的菜單講述，轉變為項目引導。比如Polygon建模工具菜單的相關講述，就改為了“項目：道具制作”，通過實例的制作，讓學生自己去試鞋。總體來說，效果確實比以往好很多，學生聽講的熱情得到了提升，課堂作業質量有了明顯改觀，不過由于個人經驗欠缺，筆者發現了如下問題。
1.學生習慣了“你教我聽”，“書上說什么我背什么”的傳統思維方式。必須承認，我國的傳統教育，在引導學生創新方面有很大的局限性，學生經過小、初、高12年的教育，已形成了相對固定的學習方式，在項目式教學初期難以適應，面對項目不知道怎么下手，經常遇到“老師你不帶我做一遍，我不會做”的問題。項目式教學是“授人以漁”的方式，而習慣了等著吃魚的學生，第一次拿到魚竿，無所適從。
2.項目式教學，特備是三維動畫，最大的特點在于團隊合作。這里就出現了一個即便在公司也普遍存在的一個陋習——渾水摸魚。因為最后上交的是團隊作品，出現個別學生在隊伍里“混經驗值”的現象。這些人在團隊中不僅完不成他們的任務，甚至還起到了渙散軍心、降低團隊凝聚力、拖累進度的副作用。
3.項目式教學是開放的教學模式，老師從傳統的“前面帶”，改為“后面推”，學生更多的是靠自我的興趣和愛好，這隨之而來的是由于學生經驗不夠，出現急功近利，急于求成，只重視目標，而忽略過程的問題。這一點突出表現在基礎練習方面，基礎是點滴的修行，需要時間積累，需要吃苦。失去老師的大量強制性的日常練習，學生不由自主會繞開這些枯燥和痛苦的基礎練習，而基礎練習對于未來的長遠發展至關重要，這些是沒有經驗的學生不能體會的。
四、《三維動畫制作》課程項目式教學的改革建議
針對上述情況，經過一個學期的嘗試和體會，筆者給出以下建議。
1.針對學生不適應項目式教學的問題，教師在項目的初期，應當多參與到學生討論中，項目式教學中的老師，不是把所謂“項目”扔給學生就可以置身事外一走了之的。項目式教學中，看起來教師的授課時間少了，任務輕了，實則責任更大，要求更高。項目式需要老師有豐富的經驗，更要時刻參與到學生的討論中，關注學生，時時引導。
2.對于項目中部分學生偷懶，出工不出力的現象，教師需要想辦法給他們壓力。比如在教學過程中，筆者在確立任務的同時，把任務分成了各個部分，每個部分計算工作量，學生可以選擇主打哪個環節，但是每個學生自己完成的工作量必須達到一個平均值，這個平均值不需要很高，主要目的是打消學生渾水摸魚的念頭。
3.針對學生急功近利的情況，筆者讓每個小組列出任務進度計劃，在前期，筆者刻意增加了一些預備工作，甚至有時候在項目之外增加一些基礎預備項目，這些項目的性質是“磨刀不誤砍柴工”，目的是讓他們的基礎更扎實。就像長跑，新手不懂得保留體力，可能會一開始就一路狂奔，因此在初期，可以人為增加彎道數量，減緩他們初期狂奔的速度，目的是讓他們保留體力，從而在后期有足夠的爆發力。
五、結語
經過一個學期的實驗，項目式教學被證明確實對提高教學質量有顯著的效果。學生的學習熱情得到了提高，同時教師的教學能力和對整體進程的把控能力都得到了鍛煉。
項目式教學也許不是最完美的教學模式，但無疑是現階段實行得最好、最有效的教學方式。此外，雖然項目式教學在國外已經非常成熟，在國內，一些起步較早的院校非常有經驗，但對筆者而言，只是剛剛起步，后面的路還很長，需要更多時間消化、鍛煉和吸收。
參考文獻：
[1]盧斌，鄭玉明，牛興偵主編.中國動漫產業發展報告（2012）.社會科學文獻出版社，2012.4.
[2]李家國著.中國動漫產業結構優化研究.南京大學出版社，2012.3.
【關鍵詞】分層教學法 三維動畫 個性 差異
【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）25-0178-01
一 分層教學法的含義
分層教學法，就是教師充分考慮學生間存在的差異，有針對性地對不同類型學生的學習加以指導，使每個學生都得到最優發展。
分層教學法，是在承認學生之間差異的基礎上達到因材施教的目的，使每位學生都能充分發揮自身潛力，并通過自身的努力達到最佳的學習效果的教學方法。
二 在三維動畫課程教學中實施分層教學的必要性
入學類型的差異以及學生興趣、愛好、動力、意志、性格等非智力因素的差異，使實施分層教學顯得十分必要。
在三維動畫課程教學中，各個教學模塊對學生有不同的要求。建模模塊要求學生有較好的空間思維能力和較好的雕塑能力，對于角色建模，還要求對人體骨骼、肌肉有一定的了解和理解；材質模塊要求學生有非常敏銳的觀察能力和色彩、明暗、物體機理的理解表現能力；燈光模塊要求學生對光影、虛實、強弱、色彩有很好的控制和表現能力；動畫模塊要求學生有很好的節奏、鏡頭運用、速度把控的能力，對于角色動畫，還要求對不同的角色有不同的節奏、步調的理解；特技模塊要求對重力、機械運動、風、場等物理模擬概念有一定的理解和了解等。
三 分層教學在課程實施過程中的問題及解決方法
在進行分層教學的試行過程中，可以發揮學有余力的學生超前發展，促進基礎薄弱的學生得到相應的發展，但在實踐時還存在很多的困難與問題，必須加以重視。
1.老師將分層簡單化
如何做到科學合理的分層是至關重要的。如果只是依據學習成績來給學生劃分層次難免會不夠全面和科學。往往有些學生在文化學習等方面不理想，但是，在計算機操作的技能上因為有著濃厚的興趣，成績確實很不錯。如果“分”得不好，可能會對一些學生產生心理負擔，這樣不僅不利于學生的學習成長，也會給教學帶來麻煩。
教師應該通過詢問、調查、各種測試等多種手段，充分了解學生的實際情況，依據學生的知識基礎、智力水平、個性特點、興趣愛好等，將學生分層，做到綜合評價學生，爭取能準確定位每一個學生，準確分層。
2.學生對分層理解不夠
一部分學生會出現思想不穩定的情況，甚至產生抵觸情緒，覺得分層以后不公平，有損面子，繼而產生不配合的情況。有的學生會更加覺得自己是一個學習的失敗者，產生悲觀的情緒，繼而失去學習的興趣，甚至放棄學習。
教師要加大宣傳力度，糾正學生對分層教學的錯誤理解，消除部分學生的抵觸心理，讓他們理解分層教學的好處。在實施過程中，老師要充分利用好分層測試，讓學生都能感受到成功的喜悅，增強自信，保持良好的學習心態。
在實施分層教學時要尊重學生的人格、尊重學生的個別差異，不在班級上公布好、中、差學生的名單，真正使學生在學校里處于主體地位，發揮其主動性和積極性。
3.分層教學，加大了教學管理的難度
分層以后，原來的班級從一個整體被劃分成不同的幾個層次，必然會加大老師的教學管理難度，需要打破傳統的教學管理，有更靈活的應變能力，充分滿足不同層次學生的學習需求。要求在教學組織、記錄、實施的各個環節上調控到位，否則，教學管理很容易出現漏洞、失誤、差錯。
教師在教學模式、教學理念、教學設置等方面因為分層教學而需要另外構思、選擇、安排。
老師不能在一個教案用到底，而要精心地設計課堂教學活動，針對不同層次的學生選擇恰當的方法和手段，了解學生的實際需求，關心他們的進步，改革課堂教學模式，充分調動學生的學習主動性，創造良好的課堂教學氛圍，形成成功的激勵機制，確保每一個學生都有所進步。
四 總結
實施分層教學，充分體現了因材施教、分級指教的原則。在課堂教學中，運用分層教學法，可以大面積提高學生的素質，轉化差生，培養優生；還可以發揮班級授課制的優點，摒棄了缺點，最大限度地考慮學生的個性差異和內在潛力，較好地處理面向全體與照顧個別的矛盾，充分體現因材施教的原則。實施分層教學，減輕了學生學習的負擔，增強了學生學習的信心，有利于培養學生的興趣愛好，發展他們的全面素質，促進班級形成好的學習風氣。
雖然在實踐過程中存在一定的問題和困難，但相信在廣大教育同行的努力探索下，一定能找到解決問題的方法，使得教學工作上一個新的臺階。
參考文獻
[1]楊文堯.中等職業學校開展分層教學的幾種嘗試[J].中國職業技術教育，2002（23）
根據前期設計，在計算機中通過相關制作軟件制作出動畫片段，制作流程為建模、材質、燈光、動畫、攝影機控制、渲染等，這是三維動畫的制作特色。
建模，是動畫師根據前期的造型設計，通過三維建模軟件在計算機中繪制出角色模型。這是三維動畫中很繁重的一項工作，需要出場的角色和場景中出現的物體都要建模。建模的靈魂是創意，核心是構思，源泉是美術素養。細分建模――結合多邊形建模與樣條曲線建模的優點點面開發的建模方式。建模不在于精確性，而在于藝術性，如《侏羅紀公園》中的恐龍模型。
材質貼圖，材質即材料的質地，就是把模型賦予生動的表面特性，具體體現在物體的顏色、透明度、反光度、反光強度、自發光及粗糙程度等特性上。貼圖是指把二維圖片通過軟件的計算貼到三維模型上，形成表面細節和結構。對具體的圖片要貼到特定的位置，三維軟件使用了貼圖坐標的概念。一般有平面、柱體和球體等貼圖方式，分別對應于不同的需求。模型的材質與貼圖要與現實生活中的對象屬性相一致。
動畫，根據分鏡頭劇本與動作設計，運用已設計的造型在三維動畫制作軟件中制作出一個個動畫片段。動作與畫面的變化通過關鍵幀來實現，設定動畫的主要畫面為關鍵幀，關鍵幀之間的過渡由計算機來完成。三維軟件大都將動畫信息以動畫曲線來表示。動畫曲線的橫軸是時間（幀），豎軸是動畫值，可以從動畫曲線上看出動畫設置的快慢急緩、上下跳躍。三維動畫的動是一門技術，其中人物說話的口型變化、喜怒哀樂的表情、走路動作等，都要符合自然規律，制作要盡可能細膩、逼真，因此動畫師要專門研究各種事物的運動規律。
渲染，是指根據場景的設置、賦予物體的材質和貼圖、燈光等，由程序繪出一幅完整的畫面或一段動畫。三維動畫必須渲染才能輸出，造型的最終目的是得到靜態或動畫效果圖，而這些都需要渲染才能完成。渲染是由渲染器完成，渲染器有線掃描方式、光線跟蹤方式以及輻射度渲染方式等，其渲染質量依次遞增，但所需時間也相應增加。 （王賀）
Introduction to three-dimensional cochlear medical animation production and application
Jin Xiaofang， Lu Qiuqun， Wu Yi， Wang Liyan， Yi Jinping， Ye Hanxiao
（Zhejiang Chinese Medical University， Hangzhou， Zhejiang 310053， China）
Abstract： In order to display the structure and function of the cochlea accurately and provide three-dimensional parameters of the cochlea， further helping people to understand the cochlea， by adopting the technology of 3DMAX， combining the existing two-dimensional cochlea segmentation technology， cochlear dynamic 3D scene is reconstructed through virtualization. Multi-dimensional subobject material， getting ray renderer and advanced animation are integrated to intuitively show the difficulty of cochlear in medical category. Through three-dimensional cochlear medical animation display， the visual， interactive effect is created. The results show that applying the three-dimensional medical animation to clinical work will make it easy for students to understood and accept. It helps students， teachers and doctors accurately master the cochlear anatomical structure， achieves the purpose of interdisciplinary and multidisciplinary technology integration， which has a profound significance and broad application prospects.
Key words： the technology of 3DMAX； three-dimensional； medical； animation； the cochlea； case-based teaching
0 引言
位于顳骨中的耳蝸是一個螺旋狀的骨蝸管。耳蝸的研究對臨床應用和神經放射學研究等具有重要的價值。人們對于耳蝸的研究都是基于傳統的二維組織切片，雖然取得了豐碩的成果，但未能提供耳蝸的三維直觀顯示和三維參數。隨著計算機硬件的不斷升級，以及圖形圖像工具軟件的更新換代，二維耳蝸圖像無法呈現耳蝸真實、復雜的空間構筑，無法形象展示三維耳蝸解剖結構和三維耳蝸動態功能，使得學生較難理解三維耳蝸工作原理，但是這可在三維耳蝸可視化屏幕上得以實現。
自20世紀80年代開始，國內外相繼出現了醫學三維重建的報道[1]。90年代起，美國可視人（VHP）以及緊隨其后的韓國可視人（VKH）和虛擬中國人（VCH）等一系列研究的相繼開展，開始了人體三維研究的新紀元[2]。
三維耳蝸醫學動畫的制作可以彌補二維耳蝸在空間層次上的缺陷，更真實地反映耳蝸的現實意義，為用戶提供切實可行的三維耳蝸立體效果。三維耳蝸醫學動畫不受時間、空間、宏觀和微觀的限制，直觀地將真實世界中耳蝸的各種形態用動畫圖像的形態呈現出來，能真實、清晰地展示視域中的每一個細節，可以體現耳蝸的真實感和空間層次感[3]。
由于其具有效果逼真、圖像細膩、無損放大等諸多優點，目前被廣泛應用于娛樂界、機械制造、建筑、軍事和醫學等諸多領域。在醫學方面，動畫提供的形象而逼真的模型， 在醫學教學、醫學研究、醫療診斷以及醫學科普健康教育中均具有廣泛的應用前景[4]。基于醫學圖像的三維重建能提供比二維切片圖像更加豐富的信息和更直觀的可視化效果。如何將這些平行輪廓斷層圖像進行三維重建，已成為當今醫學影像技術研究的熱點。
1 3D MAX開發工具及特點
三維耳蝸醫學動畫是基于3D MAX技術，對二維耳蝸圖像進行分割處理、提取輪廓，構造三維耳蝸在醫學中的動畫效果。在二維耳蝸分割的基礎上，利用3D MAX技術，通過對一些復雜的教學理論、結構進行分析、制作，把耳蝸難于理解的理論、公式等以逼真的動畫形式表現出來，將分割后的二維耳蝸經過一定次序的疊放重建三維立體耳蝸。3D MAX（3D Studio Max）是Discreet公司開發的基于PC系統的三維動畫渲染和制作軟件。
3D MAX在應用范圍方面，廣泛應用于廣告、影視、工業設計、建筑設計、三維動畫、多媒體制作、游戲、輔助教學以及工程可視化等領域，將向智能化，多元化方向發展。
3D MAX的特點：
⑴ 基于PC系統的低配置要求；
⑵ 人性化的界面設計，入門簡單快捷；操作簡單，容易上手；
⑶ 建模功能強大，擴展性好；
⑷ 強大的角色（Character）動畫制作能力；
⑸ 與其他軟件配合流暢；
⑹ 支援Maxscript內建腳本控制語言，讓使用者有制訂工具的能力。
2 三維耳蝸醫學動畫中的關鍵技術
醫學動畫的三維重建是指利用人類的視覺特性，通過計算機對二維數字斷層圖像序列形成的三維體數據進行處理，將其變換為具有直觀立體效果的動畫來展示人體組織的三維形態。在二維組織切片的基礎上，利用現有的區域增長、閾值區間、形態學濾波等自動分割算法與手動編輯相結合的方法對耳蝸進行分割。分割過程采用對體數據逐層分割的方法，之后將二維分割結果疊放在一起重建三維耳蝸[5]。
二維耳蝸的分割速度與分割結果對三維耳蝸模型的立體感、直觀感和耳蝸的表面光滑度會有一定的影響。二維耳蝸的分割技術可以運用水平集算法和窄帶水平集算法。
水平集算法是一種描述曲線或曲面演化的有力工具，其主要優點是可以對任意復雜的形狀進行模型化，隱式地解決了拓撲形狀的分裂、合并等變化，而且該算法中與曲率相關的速度項可以控制曲線或曲線的光華特性。窄帶水平集算法是將水平集函數的演化限制在當前輪廓周圍一個窄帶范圍內，當傳播界面到達窄帶邊界時重新初始化窄帶。如此反復直至到達設定的最大迭代次數或者迭代次數增加而輪廓不再變化、或變化非常小，則停止迭代。
目前三維重建的方法主要有兩大類：一類是基于表面的體視方法（面繪制法），另一類是基于體素的體視方法（體繪制法）。面繪制法應用圖像分割技術將原始圖像分割成代表不同組織和器官的若干區域，然后構造通過這些區域邊界的表面，再應用計算機圖形學中的剪裁、隱藏面消除等常規方法對這些表面進行顯示。體繪制法是以單個小立方體即體素為三維圖像的基本單元，然后給每個體素賦以相應的顏色與組光度，最后用投影法或光線投影法生成立體圖像[6]。
采用3D MAX軟件結合VRML和Java3d技術實現密度投影，模擬出器官和組織系統完整的三維效果。此項技術處理生成的三維圖像足夠清晰，可以在一定程度上替代實物模型[7]。
3 制作過程（以制作螺旋器為例）
首先將二維螺旋器的圖片導入到3D MAX的前視圖中（具體導入到哪個視圖由制作者決定）。二維螺旋器圖片導入如圖1所示。
圖1 二維螺旋器圖片導入
導入二維螺旋器圖片之后，運用3D MAX軟件自帶的工具列表，在創建->圖形處，選擇“線”條工具，在前視圖中將基本的二維螺旋器模型框架給勾勒出來。勾勒二維螺旋器模型框架圖如圖2所示。將螺旋器的內柱細胞和外柱細胞的二維圖片勾勒出來之后，可以在頂視圖和左視圖分別看到一條線，頂視圖、左視圖和前視圖顯示的是一個平面效果的一部分，而在透視圖中看到整個模型的平面圖。
圖2 勾勒二位螺旋器模型框架圖
勾勒出二維平面模型之后，分別選中剛在創建的內柱細胞和外柱細胞平面圖，在修改器列表中選擇“擠出”特效。調整“參數”中的“數量”為6，并修改顏色為綠色，可在透視圖中查看擠出效果圖。擠出效果圖如圖3所示。
圖3 擠出效果圖
選中透視圖中的內柱細胞和外柱細胞三維效果圖，右擊選擇“克隆”，跳出“克隆選項”頁面之后，選擇對象為“實例”，點擊確定按鈕，將克隆之后的模型拖動到一定的位置，連續操作5次，畫出內柱細胞和外柱細胞的三維效果圖。內、外柱細胞三維效果如圖4所示。
在二維螺旋器分割基礎上，運用 3D MAX技術將基本的三維螺旋器模型勾勒出來之后，再運用三位重建和Mental ray渲染等特效得到最終的螺旋器效果圖。螺旋器效果如圖5所示。
4 三維耳蝸醫學動畫的教學意義
教育部于1999年提出，將多媒體計算機技術為核心的教育技術應用模式在高校中普及。為進一步落實、貫徹該理念，浙江中醫藥大學信息技術學院結合聽力學院，通過對教學內容進行深入分析，嘗試將耳蝸材料學材料與3D MAX技術相結合，制作具有三維立體效果的三維耳蝸醫學動畫[8]。
圖5 螺旋器效果
從功能上講，三維耳蝸醫學動畫是一種耳蝸的科教演示動畫，它是耳蝸在三維動畫的重要分支，將三維耳蝸醫學動畫引入教學領域，一方面可以借用3D MAX展現三維立體效果的強大的表現力，集合二維耳蝸分割基礎，通過虛擬化的三維場景，直觀地表達耳蝸在醫學范疇的疑難點，另一方面通過3D MAX技術，向學生提供耳蝸方面所需的各種信息，通過軟件中的基本體建模、多維子對象材質、Mental ray渲染器和高級動畫的結合[9]，把教材中的平面影像及文字注解有機結合，較好地攻克了教學中的許多難題。動畫的使用有利于信息技術學院學生加強本專業的學習與理解。三維耳蝸醫學動畫軟件開發的實踐表明，提出的三維建模和優化方法可以滿足虛擬建設系統的性能要求，可推廣到其他虛擬系統[10]。
1對于軟件的選擇
就目前來看，最為常用的機械三維軟件有AutoCAD、Solid－Works/PRO/E,UG等等。以SolidWorks軟件為例，它擁有針對于機械零件的設計模塊，他可以根據所設計的零件不同，進行不同方法的改進，對設計的要求就簡化了。通過對其的應用，能夠將一些相對復雜性的零件進行繪制，而且還能夠便于3D圖和2D圖間的轉換，同時還能夠根據立體圖形轉成2D三視圖。而AutoCAD軟件是Au－todesk公司開發的在世界影響力同樣很深的一種能夠繪制二維以及三維的繪圖工具，與SOLIDWORKS/PRO/E,UG等之間可以通過格式轉換聯系在一起。AutoCAD軟件最為主要針對的是二維的設計方面，在三維上只是涉及到部分而已，雖然在三維建模上比SOLID－WORKS/PRO/E,UG等稍微差一點，但是相對一些比較有規則的物體，AutoCAD的功能會顯得比SOLIDWORKS/PRO/E,UG等更加具有優勢。其最為主要的特點就在于它擁有高精度的數字輸入功能，能夠將坐標進行精確的捕捉，對于模型精度要求相對較高的比較適合。在設計過程中，設計者可以根據設計人員本身的特點，同時對所建模的物品，參照模型的設計要求，選擇適合的建模軟件，對于簡單的有規則的設備，可以將其利用AutoCAD軟件繪制而出然之后通過SOLIDWORKS/PRO/E,UG等進行渲染，制作成三維動畫，而對于結構相對較為復雜的非規則性物體則直接選用SOLIDWORKS/PRO/E,UG等進行建模設計工作。
2在機械設計過程中，三維軟件的具體應用
在機械設計過程中，把三維動畫創作納入其中，就是通過上述幾個步驟得以實現，先是對所設計的產品進行動畫編導，做好機械設計前期的準備工作，其次是對產品采用全景漫游的形式瀏覽產品整體，將產品的整體運行情況進行詳細分析，并對所設計的產品整體有大致的了解，并且通過所建立的三維模型，對設計過程中存在的細節或者是一些沒有考慮到的問題進行詳細分析，其次在對產品模型的工作流程和設計的合理程度進行檢驗，將不正確的地方予以改正，最后設計出成品。
3結束語
摘要：隨著動漫產業的發展，三維動畫所占比重越來越大，其在動漫專業教學中的重要性也日益突出。本文針對技工院校動漫專業三維動畫教學中實際存在的問題，結合作者的實際教學經驗，提出了具有技工教育特點的動漫專業三維動畫教學改革建議。
關鍵詞：三維動畫 教學改革 動漫
隨著動漫產業的快速發展以及動畫制作技術的快速提高。三維動畫發展迅速，并凸顯其在游戲開發、影視特效、建筑漫游等方面的優勢。與此同時。社會對三維動畫制作人才的需求也日益增加。因此，如何開展技工院校動漫專業三維動畫教學改革，培養適合社會需求的人才是值得深思與研究的問題。
一、教學中存在的問題
1.教學理念存在偏差
目前大部分技工院校的動漫專業開設的三維動畫類課程，基本都是關于3D、MAX、MAYA等三維動畫制作軟件的操作型課程，把學習軟件的操作當作三維動畫的學習。由于三維動畫制作軟件具有種類多、發展快的特點。學生們把絕大部分的學習時間都用在對軟件使用的學習，成為了軟件的奴隸，疲于追求新軟件和新功能，最終卻不能制作出有創意和思想內涵的作品。學習三維動畫制作，只學習制作軟件，而忽視三維動畫制作綜合能力的培養，只能是學其形而丟其神。
2.教學內容單調
教學內容基本是按照學習軟件使用的思路安排。以3D MAX為例，教學內容按學習順序主要包括軟件基本操作，基本模型創建，多邊形建模，材質，燈光，渲染，動畫。在實際教學過程中，多數以基本模型的創建，較簡單的材質和貼圖設置，燈光與攝影機的應用，基礎動畫等為教學的全部，每個部分單獨講解，沒有緊密的聯系，很少系統地講解建筑漫游、場景設計、角色動畫、動作設定等企業招聘三維動畫制作人員需要掌握的專題內容。
3.教學方法落后
現在很多學校的三維動畫課程教學主要安排在機房進行，其優點是教師在講解三維動畫制作軟件的應用和舉例時，學生可以同步跟上教師的進度，進行及時練習，避免了在傳統多媒體教室授課時，由于教師只是一味的講解演示，學生不能及時練習，影響教學效果的問題。但是在機房授課也容易出現所謂一步一動的情況，即教師操作一步，學生模仿照做一步，沒有自己的思考和理解，完全是機械的模仿。一旦要求學生自行制作，就會出現無從下手的情況。
二、三維動畫教學改革建議
技工教育具有鮮明的職業特點和培養目標，所培養的是應用型職業技術人才。動漫專業的三維動畫教學改革也要緊扣此原則。作者結合自身的教學經驗，按照更新理念，明確教學目的，豐富教學內容，改進教學方法，注重基礎訓練，加強知識融合，緊密聯系企業，培養協作精神，因材施教的原則提出了具有技工院校特點的動漫專業三維動畫教學改革建議。
1.更新理念，明確教學目的
動畫軟件的教學是現在三維動畫制作的重要途徑，但并不是全部，軟件只是工具，不可能代替動畫創作。三維動畫所表現的虛擬世界趨近真實世界，是所有設計的綜合體現。三維動畫制作涉及劇本編寫、角色設計、場景設計、分鏡頭設計、燈光設計、音效設計等多個方面，所以高職動漫專業三維動畫教學不應只由一門或兩門單獨的課程完成，而是應該建立一個完善的三維動畫教學體系，通過多門課程互相交融，互為依托，既注重專業知識交叉融合，又加強專業技能訓練，這樣才有利于全面提高學生的綜合素質。
2.豐富教學內容，改進教學方法
三維動畫教學內容不應只是單一的軟件操作學習。根據作者的教學經驗和對相關企業的調研，建議根據三維動畫的制作流程，將教學內容分為若干個教學模塊。每個模塊還可以再分解子模塊，例如將建模再分解為角色建模、場景建模、建筑建模、工業建模等四個子模塊。這些教學模塊可以由多門課程合作完成，也可以在三維動畫制作的綜合性課程中按模塊分解進行教學。
根據以上模塊化教學內容，實際教學中建議采用實例教學法和任務驅動法。教師在分模塊進行教學時，要根據不同模塊設置教學實例和學習任務，將對軟件的應用學習融人到實例的講解中，強調學以致用，然后結合實例布置與之相關的學習任務，力求以任務作為驅動，讓學生在完成具體的任務中，掌握教學內容，達到教學目標，培養學生分析和解決問題的能力。
3.注重基礎訓練，加強知識融合
三維動畫制作雖然主要是由計算機軟件完成，但是教學中對于學生的一些專業基礎訓練也不能放松，例如素描、色彩、動畫原理、運動規律等。在學習建模的同時，教師可以讓學生每周在課余時間完成一定量的素描和速寫練習。這樣可以增強造型能力，對三維模型的設計有很大幫助。例如在進行角色動作設定時，就可以融入運動規律的知識。經過教學實踐檢驗，學生反映運動規律中關于人體基本運動表現的問題，使用三維軟件中的骨骼模型模擬表現，比單純借助平面示意圖的講解，更加容易接受和掌握。
4.緊密聯系企業，培養協作精神
三維動畫制作技術發展迅速，學校的教學與企業的實際應用相比總是會有所滯后。為了培養合格的應用型人才，技工院校不能閉門造車，要積極主動與企業溝通，了解實際產品開發中的各個環節，有的放矢，結合實際的項目，有針對性地開展教學。通過與企業的溝通合作，在校內學習期間，教師可以結合企業的一些實際項目，根據學生自身不同的特點劃分為若干小組，分工協作，模仿企業制作流程進行作品制作，教師可以在這個過程中及時發現學生的學習中的問題，及時予以解決。這樣既可以培養學生的特長，也可以培養學生的團隊協作精神，有利于學生綜合素質的提高。
三、結束語
近年來我國的動漫產業迅猛發展，對三維動畫制作人才需求量日益增加，技工院校要抓住新興產業發展賦予的機遇，積極推進教學改革，更新教學理念，豐富教學內容，革新教學方法，加強校企合作，培養更多滿足企業要求的人才，為中國動漫產業的振興做出應有的貢獻。
參考文獻：
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[2]韓大勇.《高職三維動畫專業教育的實踐探索》.《職業圈》，2007，（13）
科普片中計算機動畫的應用
近年來,計算機動畫以其獨特的表現形式,在電視科普片的創作中發揮了越來越重要的作用,下面具體說一下二維動畫和三維動畫在科普片中的應用。
科普片中二維動畫的應用。科普片區別于其他電視片的關鍵在于傳達準確的科學知識,演示嚴格的技術過程,不容有半點虛假。正是由于科普片的這一特性,當前的電視拍攝手段雖然十分先進,但仍然不能滿足科普片所要表現的內容的需要,計算機動畫不受時間、空間、地點、條件限制等特點彌補了這一不足,它能把復雜的科學原理、抽象的概念用高度集中、簡化、夸張、擬人等手法加以具體化和形象化,把攝像機拍不到或者很難拍到的內容,用生動形象的動畫表現或演示,以達到很好的效果。
二維動畫以其操作方便、集圖像和聲音于一體的優勢,在科普片中得到了廣泛的運用。在二維動畫制作過程中,要注重動畫表現的生動性和形象性,因為科普片面向的觀眾是廣大人民群眾,所以要力求通俗易懂,重視地域特色,以符合大眾的收視心理和審美觀念,拉近節目與觀眾的距離。比如鹽城廣播電視臺新聞綜合頻道《鄉村》欄目《支實招》板塊中曾經播出過《致富金招蠅蛆養殖》的節目,編導和動畫創作人員通過一張張圖片,并配以形象的解說,把蠅蛆養殖技術形象生動地表現出來,這樣更貼近實際,使觀眾更容易理解蠅蛆養殖技術的重點。
科普片中三維動畫的應用。三維動畫與二維動畫相比,三維動畫在二維動畫的基礎上增加了立體和空間的效果,三維動畫憑借這個優勢,在科普片中的應用具有比二維動畫更大的空間。首先,三維動畫不受實際結構的局限,可以深入到物體內部。例如上面提到的蠅蛆養殖,動畫制作人員可以通過虛擬現實技術來控制用三維動畫制作蠅蛆的模型,讓觀眾更直觀地了解蠅蛆內部的各個部位。其次,三維動畫軟件中的布光功能,可以營造與現實光線相似的環境,以取得形象逼真的教學效果,實現二維動畫難以演示的光影變換效果。
科普片中計算機動畫的實現
計算機動畫采用聯想、夸張、擬人等手段使得動畫具有無窮的表現力,但在科普片制作的基本要求和實際情況的指導下,計算機動畫制作應符合真實性、科學性、藝術性的特點。
科普片中二維動畫的實現。科普片中的二維動畫制作大多采用F1ash Mx軟件,Flash中提供了很多繪制矢量圖的工具,例如直線工具、鉛筆工具、橢圓工具等。圖形動畫不僅可以將靜態的圖片和對應的文字有機地結合起來,還能形象、清楚地將這部分內容表現出來。
在具體繪制過程中,動畫制作人員要考慮到科普片的實際教育意義,本著通俗易懂的制作原則,為動畫的實現完成場景繪制,再通過對關鍵幀的設置,將重要場景變化過程的關鍵幀設置好,接下來連接關鍵幀即可。在實際創作過程中,對于一些細致的、精密的動畫來說,設置關鍵幀的動畫生成方法是不能達到要求的。計算機在兩個關鍵幀之間有時也會出現誤差,產生變形的動畫,這時只能采用逐幀設置動畫的方法來完成二維動畫的制作。動畫制作完成后,就可以將其導出,在Flash中通過“導出影片”可以將場景導出成多種格式的文件,包括F1ash影片、avi、mov視頻格式等。
科普片中三維動畫的實現。三維動畫與二維動畫相比更為復雜,三維動畫即模型動畫。三維動畫的實現過程首先是建立角色、實物和場景的三維模型,然后在計算機內部“架上”虛擬的攝像機,調整好鏡頭,“打上”燈光,最后形成一系列生動的畫面。在科普片的制作過程中,三維動畫一般采用3D MAX軟件。
三維動畫實現立體和空間的效果主要在于虛擬攝像機的應用,在動畫中,使用攝像機的類型是目標攝像機,它與自由攝像機相比,具有容易控制、操作簡便的優點。同時值得注意的是,在渲染的時候,攝像機視圖也要進行渲染,并且要加入燈光。設計三維動畫的重點在于角色動畫,角色動畫制作遵循常規,首先創建骨骼,添加蒙皮,然后調整封套,最后制作關鍵幀動畫。在動畫制作過程中要參考大量卡通動畫角色的動作和肢體運動規律,力求角色的每一個動作連貫、協調。
總之,在科普片的制作過程中,計算機動畫技術是一種輔助手段,利用動畫來表現現實攝像技術不能拍攝到的畫面,以及一些抽象的概念和原理。正是利用了計算機動畫才使得科普片給觀眾帶來了視聽享受,更容易讓觀眾理解和接受,也讓科普片成了人們接收科學知識的又一個良好渠道。
參考文獻:
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3.胡英華:《提高電視科教節目的可視性》,《視聽縱橫》,2005(5)。
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參考文獻：
[1] Isaac Kerlow，陳寶國，紅然.3D動畫與特效制作藝術[M].北京：人民郵電出版社，2010：272.
[2] 陳繼光.高新技術在傳統動畫制作中應用――計算機軟件技術在傳統動畫片中應用[J].山西師大學報（社會科學版）研究生論文專刊，2008，35：40.