《3DS MAX基礎教程與案例》課件第4章

第4章基本動畫技術和TrackView4.1關鍵幀動畫

4.2編輯關鍵幀

4.3使用TrackView

4.4軌跡線

4.5改變控制器

4.6切線類型

4.7使用繪制曲線工具旋轉對象

4.8軸心點

4.9對象的鏈接和正向運動

4.10小結

4.1關?鍵?幀?動?畫

4.1.13DSMAX中的關鍵幀

動畫中的幀數(shù)很多，手工定義每一幀的位置和形狀是很困難的。3DSMAX極大地簡化了這個工作?？梢栽跁r間線上通過幾個關鍵點定義對象的位置，由3DSMAX自動計算中間幀的位置，從而得到一個流暢的動畫。在3DSMAX中，需要手工定位的幀稱之為關鍵幀。需要注意的是，在動畫中位置并不是唯一可以加入動畫命令的特征。在3DSMAX中可以改變的任何參數(shù)，包括位置、旋轉、比例、參數(shù)變化和材質特征等都是可以設置動畫的。因此，3DSMAX中的關鍵幀只是在時間的某個特定位置指定了一個特定數(shù)值的標記。4.1.2插值

根據(jù)關鍵幀計算中間幀的過程稱之為插值。3DSMAX使用控制器進行插值。3DSMAX的控制器很多，因此插值方法也很多。4.1.3時間配置

由于3DSMAX記錄與時間相關的所有數(shù)值，因此在制作完動畫后再改變幀速率和輸入格式，系統(tǒng)將自動進行調(diào)整以適應所做的改變。

默認情況下，3DSMAX顯示時間的單位為幀，幀速率為每秒30幀。

可以使用TimeConfiguration對話框(見圖4.1)來改變幀速率和時間的顯示。圖4.1

TimeConfiguration對話框包含以下幾個區(qū)域。

(1)幀速率(FrameRate)。在這個區(qū)域可以確定播放速度，可以在預設置的NTSC(NationalTelevisionStandardsCommittee)、Film或者PAL(PhaseAlternateLine)之間進行選擇，也可以使用Custom(自定義設置)。NTSC的幀速率是30f/s(幀每秒)，PAL的幀速率是25f/s，F(xiàn)ilm的幀速率是24f/s。

(2)時間顯示(TimeDisplay)。這個區(qū)域指定時間的顯示方式，有以下幾種：

Frame：幀，默認的顯示方式。

SMPTE：全稱是SocietyofMotionPictureandTelevisionEngineers(電影電視工程協(xié)會)。顯示方式為分、秒和幀。

FRAMES:TICK：“幀：點”。

MM:SS:TICK：“分：秒：點”。

(3)重放(Playback)。這個區(qū)域控制如何在視口中回放動畫，可以使用實時回放，也可以指定幀速率。如果機器播放速度跟不上指定的幀速度，那么將丟掉某些幀。

(4)動畫(Animation)。動畫區(qū)域指定激活的時間段。激活的時間段是可以使用時間滑動塊直接訪問的幀數(shù)?？梢栽谶@個區(qū)域縮放總幀數(shù)。例如，如果當前的動畫有300幀，現(xiàn)在需要將動畫變成500幀，而且保留原來的關鍵幀不變，那么就需要縮放時間。

(5)關鍵幀的步幅(KeySteps)。該區(qū)域的參數(shù)控制如何在關鍵幀之間移動時間滑動塊。4.1.4創(chuàng)建關鍵幀

要在3DSMAX中創(chuàng)建關鍵幀，就必須在打開動畫按鈕的情況下在非第0幀改變某些對象。一旦進行了某些改變，原始數(shù)值被記錄在第0幀，新的數(shù)值或者關鍵幀數(shù)值被記錄在當前幀。這時第0幀和當前幀都是關鍵幀。這些改變可以是變換的改變，也可以是參數(shù)的改變。例如，如果創(chuàng)建了一個球，然后打開動畫按鈕，到非第0幀改變球的半徑參數(shù)，這樣，3DSMAX將創(chuàng)建一個關鍵幀。

只要按鈕處于打開狀態(tài)，就一直處于記錄模式，3DSMAX將記錄在非第0幀所做的任何改變。

創(chuàng)建關鍵幀之后就可以拖曳時間滑動塊來觀察動畫。4.1.5播放動畫

下面介紹時間控制區(qū)域的按鈕。

PlayAnimation(播放動畫)：用來在激活的視口播放動畫。

StopAnimation(停止播放動畫)：用來停止播放動畫。單擊PlayAnimation按鈕播放動畫后，PlayAnimation按鈕就變成了StopAnimation按鈕。單擊該按鈕后，動畫被停在當前幀。

PlaySelected(播放選擇對象的動畫)：它是的彈出按鈕。它只在激活的視口中播放選擇對象的動畫。如果沒有選擇的對象，就不播放動畫。

GotoStart(到開始)：單擊該按鈕后，將時間滑動塊移動到當前動畫范圍的開始幀。如果正在播放動畫，那么單擊該按鈕后動畫就停止播放。

NextFrame(下一幀)：單擊該按鈕后，將時間滑動塊向后移動一幀。當KeyModeToggle按鈕打開，單擊本按鈕，將把時間滑動塊移動到選擇對象的下一個關鍵幀。

PreviousFrame(前一幀)：單擊本按鈕后，將時間滑動塊向前移動一幀。當KeyModeToggle按鈕打開，單擊本按鈕，將把時間滑動塊移動到選擇對象的上一個關鍵幀。也可以在GotoTime區(qū)域設置當前幀。

?KeyModeToggle(關鍵幀模式)：當按下該按鈕后，單擊NextFrame和PreviousFrame時間滑動塊就在關鍵幀之間移動。4.1.6設計動畫

作為一個動畫師，必須決定要在動畫中改變什么，以及在什么時候改變，在開始設計動畫之前就需要將一切規(guī)劃好。設計動畫的一個常用工具是故事板。故事板對制作動畫非常有幫助，它是一系列草圖，描述動畫中的關鍵事件、角色和場景元素，并且可以按時間順序創(chuàng)建事件的簡單列表。4.1.7關鍵幀動畫舉例

下面舉一個例子，使用前面所講的知識，設置并編輯噴氣機飛行的關鍵幀動畫。

(1)啟動3DSMAX，創(chuàng)建一個噴氣機的模型，見圖4.2。噴氣機位于世界坐標系的原點，沒有任何動畫設置。

(2)拖曳時間滑動塊，檢查飛機是否已經(jīng)設置了動畫。

(3)打開Auto按鈕，以便創(chuàng)建關鍵幀。圖4.2

(4)在透視視口單擊飛機，選擇它。單擊主工具欄的

SelectandMove按鈕。

(5)將時間滑動塊移動第50幀。在狀態(tài)欄的鍵盤輸入?yún)^(qū)域的X處鍵入275.0。

(6)關閉Auto按鈕。

(7)在動畫控制區(qū)域單擊PlayAnimation按鈕，播放動畫。在前50幀，飛機沿著X軸移動了275個單位；第50幀后，飛機就停止了運動，這是因為50幀以后沒有關鍵幀。

(8)在動畫控制區(qū)域單擊GotoStart按鈕，停止播放動畫，并把時間滑動塊移動到第0幀。

注意觀察軌跡欄(TrackBar)，見圖4.3，在第0幀和第50幀處創(chuàng)建了兩個關鍵幀。當創(chuàng)建第50幀處的關鍵幀時，自動在第0幀創(chuàng)建了關鍵幀。圖4.3

(9)在前視口的空白地方單擊，取消對象的選擇。

(10)將時間滑動塊移動到第0幀，注意觀察透視視口中的飛機。飛機周圍環(huán)繞一個白框(見圖4.4)，表明這是對象的關鍵幀。

(11)將時間滑動塊從第0幀拖曳到第50幀，注意觀察透視視口中的飛機。在第1幀到第49幀之間飛機沒有白框，到第50幀后又出現(xiàn)了白框。圖4.4

4.2編?輯?關?鍵?幀

(1)在視口中。使用3DSMAX工作的時候總是需要定義時間。常用的設置當前時間的方法是拖曳時間滑動塊。當時間滑動塊放在關鍵幀之上的時候，對象就被一個白色方框環(huán)繞。如果當前時間與關鍵幀一致，就可以打開動畫按鈕來改變動畫數(shù)值。

(2)軌跡欄(TrackBar)。TrackBar位于時間滑動塊的下面。當一個動畫對象被選擇后，關鍵幀按矩形的方式顯示

在TrackBar中。TrackBar可以方便地訪問和改變關鍵幀的數(shù)值。

(3)運動面板。運動面板是3DSMAX的6個面板之一。可以在運動面板中改變關鍵幀的數(shù)值。

(4)軌跡視圖(TrackView)。TrackView是制作動畫的主要工作區(qū)域?；旧显?DSMAX中的任何動畫都可以通過TrackView進行編輯。

不管使用哪種方法編輯關鍵幀，其結果都是一樣的。下面首先介紹使用軌跡欄TrackBar編輯關鍵幀的方法。

(1)啟動3DSMAX，創(chuàng)建一個已經(jīng)設置了動畫的球，球的動畫中有兩個關鍵幀。第1個在第0幀，第2個在第50幀。

(2)在前視口單擊球，以選擇它。

(3)在軌跡欄上第50幀的關鍵幀處單擊鼠標右鍵，彈出一個菜單，見圖4.5。圖4.5

(4)從彈出的菜單上選取Sphere01:Position，出現(xiàn)Sphere01:Position對話框，見圖4.6。

圖4.6包含如下信息：

標記為1的區(qū)域指明當前的關鍵幀，這里是第2個關

鍵幀。

標記為2的區(qū)域代表第2個關鍵幀處對象的位置。這里X坐標為75.0，Y和Z的數(shù)值均為0.0。

標記為3的區(qū)域中，In和Out按鈕是關鍵幀的切線類型，它控制關鍵幀處動畫的平滑程度。后面還要詳細介紹切線類型。

圖4.6

(5)在Sphere01:Position對話框中，將ZValue的數(shù)值改變?yōu)?0，見圖4.7。

(6)關閉Sphere01:Position對話框。

(7)在動畫控制區(qū)域，單擊PlayAnimation按鈕，在激活的視口中播放動畫，球沿著Z方向升起。圖4.7

(8)在動畫控制區(qū)域，單擊StopAnimation按鈕，停止播放動畫。

(9)在軌跡欄上第50幀處單擊鼠標右鍵。

(10)在彈出的菜單上選取Sphere01:Position。

(11)在出現(xiàn)的Sphere01:Position對話框中向下拖曳Time微調(diào)器按鈕，見圖4.8。這樣關鍵幀就沿著軌跡線移動到了新的位置。

圖4.8

(12)在Sphere01:Position對話框，將時間設置回第50幀。

(13)關閉Sphere01:Position對話框。也可以直接在軌跡欄上改變關鍵幀的位置。

(14)在軌跡欄上將鼠標光標放在第50幀。

(15)單擊并向右拖曳關鍵幀。當將關鍵幀拖曳的偏離當前位置時，新的位置顯示在狀態(tài)欄上，見圖4.9。

(16)將關鍵幀移動到第60幀。

圖4.9在軌跡欄中快速復制關鍵幀的方法是按下Shift鍵后移動關鍵幀。復制關鍵幀后增加了一個關鍵幀，但是兩個關鍵幀的數(shù)值仍然是相等的。

(17)在軌跡欄選擇第60幀處的關鍵幀。

(18)按下Shift鍵，將關鍵幀移動到第80幀，即可將關鍵幀中的第60幀復制到了第80幀。但是，這兩個關鍵幀的數(shù)值相等。

(18)按下Shift鍵，將關鍵幀移動到第80幀，即可將關鍵幀中的第60幀復制到了第80幀。但是，這兩個關鍵幀的數(shù)值相等。

(19)在第80幀處單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單上選取Sphere01:Position。

(20)在Sphere01:Position對話框中，將ZValue設置為0.0，將XValue設置為90.0，見圖4.10。圖4.10第80幀處的關鍵幀是第3個關鍵幀，它顯示在KeyInfo對話框中。

(21)單擊Sphere01:Position對話框中向左的箭頭，現(xiàn)在KeyInfo對話框顯示第2個關鍵幀的數(shù)值，見圖4.11。

(22)關閉Sphere01:Position對話框。

(23)在動畫控制區(qū)域單擊PlayAnimation按鈕，播放動畫。注意觀察球的動畫。

圖4.114.3使用TrackView

4.3.1訪問TrackView

方法一：

(1)在菜單欄選取GraphEditors/TrackView-CurveEditor或者GraphEditors/TrackView-DopeSheet，見圖4.12，顯示TrackView-CurveEditor對話框(見圖4.13)或者TrackView-DopeSheet對話框(見圖4.14)。

(2)單擊按鈕，關閉TrackView對話框。圖4.12圖4.13圖4.14方法二：

(1)在主工具欄單擊??CurveEditor(Open)按鈕，顯示TrackView-CurveEditor對話框。

(2)單擊按鈕，關閉TrackView-CurveEditor對話框。

方法三：

(1)在透視視口單擊球，以選擇它。

(2)在球上單擊鼠標右鍵，彈出的四元組菜單見圖4.15。從菜單上選取CurveEditor，即可顯示TrackView-CurveEditor對話框。

(3)單擊按鈕，關閉TrackView-CurveEditor對話框。4.3.2TrackView的用戶界面

TrackView的用戶界面有四個主要部分，它們是TrackView的層級列表、編輯窗口、菜單欄和工具欄，見圖4.16。

TrackView的層級提供了一個包含場景中所有對象、材質和其他可以調(diào)節(jié)動畫參數(shù)的層級列表。單擊列表中的加號(+)，將訪問層級的下一個層次。層級中的每個對象都在編輯窗口中有相應的軌跡。圖4.16下面舉例說明如何使用TrackView。

(1)啟動3DSMAX，在菜單欄中選取File/Open，打開一個案例文件。

(2)單擊主工具欄的CurveEditor(Open)按鈕。球是場景中唯一的一個對象，因此層級列表中只顯示了球。

(3)在TrackView的層級中單擊Sphere01左邊的加號(+)。層級列表中顯示出了可以調(diào)節(jié)動畫的參數(shù)，見圖4.17。圖4.17在默認的情況下，TrackView是處于CurveEditor模式，可以通過菜單欄改變這個模式。

(4)在TrackView中選取Modes菜單下的DopeSheet，這樣TrackView就變成了DopeSheet模式，見圖4.18。

(5)通過單擊Sphere01左邊的加號(+)展開層級列表。圖4.18下面舉例說明如何使用編輯窗口。

(1)繼續(xù)前面的練習。單擊TrackView視圖導航控制區(qū)域的ZoomHorizontalExtents按鈕。

(2)在TrackView的層級列表中單擊Transform，以選

擇它。

編輯窗口中的變換軌跡變成了白色，表明選擇了該軌跡。變換控制器由位置、旋轉和縮放三個控制器組成，其中只有位置軌跡被設置了動畫。

(3)在TrackView的層級列表中單擊Position，以選擇它。位置軌跡上有三個關鍵幀。

(4)在TrackView的編輯窗口的第二個關鍵幀上單擊鼠標右鍵，出現(xiàn)Sphere01\Position對話框，見圖4.19。該對話框與通過軌跡欄得到的對話框相同。

(5)單擊按鈕，關閉Sphere01\Position對話框。圖4.19在TrackView的編輯窗口中可以移動和復制關鍵幀。下面繼續(xù)用前面的例子來演示如何移動和復制關鍵幀。

(1)在TrackView的編輯窗口中，將鼠標光標放在第60幀上。

(2)將第60幀拖曳到第40幀的位置。

(3)按鍵盤上的Ctrl+Z鍵，撤消關鍵幀的移動。

(4)按住Shift鍵將第60幀處的關鍵幀拖曳到第40幀，這樣就復制了關鍵幀。

(5)按鍵盤上的Ctrl+Z鍵，撤消關鍵幀的復制?？梢酝ㄟ^拖曳范圍欄來移動所有動畫關鍵幀。當場景中有多個對象，而且需要相對于其他對象來改變其中一個對象的時間的時候，這個功能非常有用。下面繼續(xù)用前面的例子來演示如何使用范圍欄。

(1)單擊TrackView工具欄中的EditRanges按鈕，TrackView的編輯區(qū)域將顯示小球動畫的范圍欄，參見圖4.20。圖4.20

(4)在動畫控制區(qū)域單擊PlayAnimation按鈕，球從第20幀開始運動。

(5)在動畫控制區(qū)域單擊StopAnimation按鈕。

(6)在TrackView的編輯區(qū)域，將光標放置在范圍欄的最上層(Sphere01層次)。這時光標的形狀發(fā)生了改變，表明左右移動范圍欄。

(7)將范圍欄的開始處向左拖曳20幀。這樣就將范圍欄的起點拖曳到了第0幀。要觀察兩個關鍵幀之間的運動情況，就需要使用曲線。在曲線模式下，可以移動、復制和刪除關鍵幀。下面舉例說明如何使用曲線模式。

(1)啟動3DSMAX，打開案例文件。

(2)在透視視口單擊球，以選擇它。

(3)在球上單擊鼠標右鍵。

(4)從彈出的四元組菜單上選取CurveEditor，打開一個TrackView窗口，層級列表中只有球。在曲線模式下，編輯區(qū)域的水平方向代表時間，垂直方向代表關鍵幀的數(shù)值。對象沿著X軸的變化用紅色曲線表示，沿著Y軸的變化用綠色曲線表示，沿著Z軸的變化用藍色曲線表示。由于球在Y軸方向沒有變化，因此綠色曲線與水平軸重合。

(5)在編輯區(qū)域選擇代表X軸變化的紅色曲線上第80幀處的關鍵幀。

代表關鍵幀的點變成白色，表明該關鍵幀被選擇了。選擇關鍵幀所在的時間(幀數(shù))和關鍵幀的值顯示在TrackView底部的時間區(qū)域和數(shù)值區(qū)域，見圖4.21。圖4.21在圖4.21中，左邊的時間區(qū)域顯示的數(shù)值是80，右邊的數(shù)值區(qū)域顯示的數(shù)值是90.000。用戶可以在這個區(qū)域輸入新的數(shù)值。

(6)在時間區(qū)域鍵入60，在數(shù)值區(qū)域鍵入40。

在第80幀處的所有關鍵幀(X、Y和Z三個軸向)都被移到了第60幀。對于現(xiàn)在使用的默認控制器來講，三個軸向的關鍵幀必須在同一位置，但是關鍵幀的數(shù)值可以不同。

(7)按住TrackView工具欄中的Movekeys按鈕。

(8)從彈出的按鈕上選取水平移動按鈕。

(9)在TrackView的編輯區(qū)域，將X軸的關鍵幀從第60幀移動到第80幀。

由于使用了水平移動工具，因此只能沿著水平方向移動。4.3.3TrackView應用舉例

本例介紹如何實現(xiàn)一組跳動的茶壺，見圖4.22。這個例子的模型和材質都很簡單，使用的關鍵幀技術也不復雜，使用了一些CurverEditor的技巧，即對象參數(shù)的復制。圖4.22為了簡單起見，下面我們只制作茶壺運動的動畫，而不考慮地面的效果，步驟如下：

(1)啟動或者重新設置3DSMAX。單擊??System按鈕，單擊RingArray按鈕，在透視視圖中通過拖曳創(chuàng)建一個環(huán)形陣列，然后將Radius設置為80，Amplitude設置為30，Cycles設置為3，Phase設置為1，Number設置為10，見圖4.23。圖4.23

(2)按鍵盤上的N鍵，打開時間滑塊下的Auto按鈕。將時間滑動塊移動到第100幀，將Phase設置為5。

(3)單擊??Play按鈕，播放動畫，方塊在不停地跳動。觀察完后，停止播放動畫。

(4)再次按N鍵，關閉動畫按鈕。單擊??Geometry按鈕，然后單擊Teapot按鈕，在透視視圖中創(chuàng)建一個半徑為10的茶壺。茶壺的位置沒有關系。

(5)單擊??CurverEditor按鈕，打開軌跡視圖。逐級打開層級列表，找到Object(Teapot)并選取它，見圖4.24。

(6)單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單上選取Copy，見圖4.25。

(7)逐級打開層級列表，找到Object(Box)并選取它，見圖4.26。

(8)單擊鼠標右鍵，在彈出的菜單上選取Paste，出現(xiàn)Paste對話框，見圖4.27。在Paste對話框中復選Replaceallinstance，然后單擊OK按鈕。

(9)選擇最初創(chuàng)建的茶壺，刪除它。

(10)單擊Play按鈕，播放動畫，此時茶壺在不停地跳動。觀察完后，停止播放動畫。

圖4.24圖4.25

圖4.26圖4.27圖4.28

4.4軌跡線

軌跡線是一條描述對象位置隨著時間變化情況的曲線(見圖4.29)。曲線上的白色標記代表幀，曲線上的方框代表關鍵幀。圖4.29軌跡線對分析位置動畫和調(diào)整關鍵幀的數(shù)值非常有用。通過使用Motion面板上的選項，可以在次對象層次訪問關鍵幀?？梢匝刂壽E線移動關鍵幀，也可以在軌跡線上增加或者刪除關鍵幀。選取菜單欄中的Views/ShowKeyTimes就可以顯示出關鍵幀的時間，見圖4.29。需要說明的是，軌跡線只出現(xiàn)在位移動畫中，其他動畫類型沒有軌跡線。

顯示軌跡線可以采用以下兩種方法：

(1)打開ObjectProperties對話框中的Trajectories選項。

(2)打開Display面板中的Trajectories選項。4.4.1顯示軌跡線

(1)啟動3DSMAX，創(chuàng)建案例文件。

(2)在動畫控制區(qū)域單擊PlayAnimation按鈕。球彈跳了3次。

(3)在動畫控制區(qū)域單擊StopAnimation按鈕。

(4)在透視視口選擇球。

(5)在命令面板中單擊按鈕，進入Display面板，在DisplayProperties卷展欄中復選Trajectories選項，見圖4.30。在透視視口中顯示了球運動的軌跡線，見圖4.31。

(6)拖曳時間滑動塊，球即可沿著軌跡線運動。

圖4.30圖4.314.4.2顯示關鍵幀的時間

繼續(xù)前面的練習，在菜單欄中選取Views/ShowKeyTimes，視口中顯示了關鍵幀的幀號，見圖4.32。圖4.324.4.3編輯軌跡線

(1)繼續(xù)前面的練習，確認球仍然被選擇，并且在視口中顯示了它的軌跡線。

(2)到Motion命令面板的Trajectories標簽中單擊Sub-Object按鈕。

(3)在前視口使用窗口的選擇方法選擇頂部的3個關鍵幀。

(4)單擊主工具欄上的SelectandMove按鈕。在透視視口將所選擇的關鍵幀沿著Z軸向下移動約20個單位，移動結果見圖4.33。在移動時可以觀察狀態(tài)行中的數(shù)值來確定移動的距離。

(5)在動畫控制區(qū)域單擊PlayAnimation按鈕。球按調(diào)整后的軌跡線運動。

(6)在動畫控制區(qū)域單擊StopAnimation按鈕。

(7)在軌跡欄的第100幀處單擊鼠標右鍵。

(8)在彈出的快捷菜單中選取Sphere01:Position，顯示Sphere01:Position對話框，見圖4.34。

圖4.33圖4.34

(9)在該對話框將ZValue設置為20。這表明第6個關鍵幀，也就是第100幀處的關鍵幀的ZValue被設置為20。

(10)單擊按鈕，關閉Sphere01:Position對話框。4.4.4增加關鍵幀和刪除關鍵幀

下面介紹如何使用Motion面板中的工具增加和刪除關鍵幀。

(1)啟動3DSMAX，打開案例文件。

(2)在透視視口中選擇球，再到Motion命令面板的Trajectories標簽單擊Sub-Object按鈕。

(3)在Trajectories卷展欄上單擊AddKey按鈕。

(4)在透視視口中最后兩個關鍵幀之間單擊，這樣就增加了一個關鍵幀，見圖4.35。

(5)在Trajectories卷展欄上再次單擊AddKey按鈕。

(6)單擊主工具欄中的SelectandMove按鈕。

(7)在透視視口選擇新的關鍵幀，然后將它沿著X軸移動一段距離，見圖4.36。

圖4.35圖4.36

(8)在動畫控制區(qū)域單擊PlayAnimation按鈕。球即可按調(diào)整后的軌跡線運動。

(9)在動畫控制區(qū)域單擊StopAnimation按鈕。

(10)確認新的關鍵幀仍然被選擇。單擊Trajectories卷展欄的DeleteKey按鈕，選擇的關鍵幀被刪除。

(11)單擊Sub-Object按鈕，返回到對象層次。

(12)單擊Motion面板的Parameters標簽，場景中的軌跡線消失了。4.4.5軌跡線和關鍵幀應用舉例

本例實現(xiàn)“DISCREET”幾個英文字按照一定的順序從地球后飛出的效果，在設置動畫時，除了使用基本的關鍵幀動畫外，還使用了軌跡線編輯。下面介紹如何制作這個動畫。

(1)啟動或重設3DSMAX，打開案例文件，如圖4.37

所示。圖4.37

(2)創(chuàng)建文字動畫。在頂視口中，選擇文字“DISCREET”，移動到球體的后面，并調(diào)節(jié)使其在透視視口中不可見，將時間滑塊拖到第20幀，打開Auto按鈕?，也可按下鍵盤上的字母N，打開動畫記錄；然后將文字從球體后移動到球體前，調(diào)整其位置；再次單擊Auto，關閉動畫記錄。這時單擊??Play按鈕播放動畫，可以看到隨著時間滑塊的移動，字體從球體后出現(xiàn)。

(3)顯示文字軌跡。單擊??Display按鈕，在DisplayProperties中勾選Trajectory，如圖4.38所示，則在視口中會顯示文字的運動軌跡，如圖4.39所示。

圖4.38圖4.39

(4)添加并修改運動關鍵幀，以修改文字的運動路徑。單擊Motion按鈕?，先選中其中一個文字，單擊Trajectories按鈕，再單擊Sub-Object按鈕，進入子對象編輯，如圖4.40所示。

(5)單擊AddKey按鈕，在選中文字的軌跡線中間單擊鼠標左鍵，添加一個關鍵幀，如圖所4.41示。

(6)選中??按鈕，移動新添加的關鍵幀的位置。用同樣的方法修改所有文字的軌跡，同時調(diào)整頂視圖中上方每一個文字的第一個關鍵幀，使文字在最開始時完全隱藏在地球后，如圖4.42所示。

圖4.40圖4.41圖4.42

(7)設置動畫時間長度。在界面底部的時間控制區(qū)單擊

??TimeConfiguration按鈕，在彈出的對話框中將Animation區(qū)域內(nèi)的EndTime域中輸入140，如圖4.43所示，單擊OK。這樣就將動畫長度設置為140幀。

(8)修改每個文字的顯示時間。單擊??Play按扭播放動畫，可以看到所有的文字同時顯示。在軌跡曲線編輯狀態(tài)下，按住Ctrl鍵選擇字母“C”、“R”，在下面的關鍵幀編輯欄中會出現(xiàn)三個關鍵幀。選擇這三個關鍵幀，移動到20～40，如圖4.44所示。同樣的方法將“S”、“E”的關鍵幀移動到40～60；“I”、“E2”的關鍵幀移動到60～80；“D”、“T”的關鍵幀移動到80～100。播放動畫，這時文字“DISCREET”從球的兩邊依次出現(xiàn)。圖4.45所示是其中的一幀。

圖4.43動畫長度設置圖4.44移動關鍵幀圖4.454.5改?變?控?制?器

軌跡線是運動控制器的直觀表現(xiàn)?？刂破饔糜诖鎯λ嘘P鍵幀的數(shù)值，以及在關鍵幀之間執(zhí)行插值操作，從而計算關鍵幀所有幀的位置、旋轉角度和比例。通過改變控制器的參數(shù)(例如改變切線類型)或者改變控制器等都可以改變插值方法。下面舉例來說明如何改變控制器。位置的默認控制器是PositionXYZ，但用戶也能改變這個默認的控制器。

(1)啟動3DSMAX，打開案例文件。

(2)在透視視口選擇球。

(3)在透視視口中的球上單擊鼠標右鍵，然后從彈出菜單中選取CurveEditor。這樣就為選擇的對象打開了TrackView，見圖4.46。

(4)在TrackView的層級列表區(qū)域單擊Position軌跡。圖4.46

(5)在TrackView的Controller菜單下選取Assign，從而出現(xiàn)AssignPositionController對話框，見圖4.47。

(6)在AssignPositionController對話框中單擊LinearPosition，然后單擊OK按鈕。圖4.47

LinearPosition控制器在兩個關鍵幀之間進行線性插值。在通過關鍵幀時，使用這個控制器的對象的運動不太平滑。這是因為在使用LinearPosition控制器后，所有插值都是線性的，見圖4.48。圖4.48

(7)單擊按鈕，關閉TrackView對話框。

(8)確認球仍然被選擇。在激活視口的球上單擊鼠標右鍵，然后在彈出的菜單上選取Properties。

(9)在彈出的ObjectProperties對話框的DisplayProperties區(qū)域中復選Trajectory，然后單擊OK按鈕，在透視視口中顯示出了軌跡線，見圖4.49，軌跡線變成了折線。圖4.49

4.6切線類型

默認的插值類型使對象在關鍵幀處的運動保持平滑。對于位置和縮放軌跡來講，默認的控制器分別是EulerXYZ和BezierScale。如果使用了Bezier控制器，就可以指定每個關鍵幀處的切線類型。切線類型用來控制動畫曲線上關鍵幀處的切線方向。在圖4.50中的曲線代表一個對象在0～100幀的范圍內(nèi)沿著Z方向的位移變化。Bezier位置控制器決定了曲線的形狀。在這個圖中，水平方向代表時間，垂直方向代表對象在垂直方向的運動。在第2個關鍵幀處，對象沒有直接向第3個關鍵幀處運動，而是先向下，然后再向上，從而保證在第2個關鍵幀處的運動平滑。但是有時可能需要另外一種運動，比如希望在關鍵幀處平滑過渡。這時功能曲線的方向應該突然改變，見圖4.51。

圖4.50圖4.51關鍵幀處的切線類型決定曲線的特征。實際上，一個關鍵幀處有兩個切線類型，一個控制進入關鍵幀時的切線方向，另一個控制離開關鍵幀時的切線方向。通過使用混合的切線類型，可以得到如下的效果：光滑地進入關鍵幀，突然離開關鍵幀。4.6.1可以使用的切線類型

Smooth(光滑)：默認的切線類型。該切線類型可使曲線在進出關鍵幀的時候有相同的切線方向。

Linear(線性)：該切線類型可調(diào)整切線方向，使其指向前一個關鍵幀或者后一個關鍵幀。如果在In處設置了Linear選項，就使切線方向指向前一個關鍵幀；如果在Out處設置Linear選項，就使切線方向指向后一個關鍵幀。要使曲線上兩個關鍵幀之間的曲線變成直線，則必須將關鍵幀兩側的In和Out都設置成Linear。

Step(臺階)：該切線類型引起關鍵幀數(shù)值的突變。

Fast(加速)：該切線類型使鄰接關鍵幀處的切線方向快速改變。

Slow(減速)：該切線類型使鄰接關鍵幀處的切線方向慢速改變。

Custom(定制)：該切線類型是最靈活的選項，它提供一個Bezier控制句柄來任意調(diào)整切線的方向。在功能曲線模式中該切線類型非常有用。使用控制句柄還可以調(diào)整切線的長度。如果切線長度較長，那么曲線較長時間保持切線的方向。

Auto(自動)：自動將切線設置成平直切線。選擇自動切線的控制句柄后，就將自動切線轉換為Custom類型。

在關鍵幀信息對話框的In和Out按鈕兩側，各有兩個小的箭頭按鈕，這些按鈕可以向左或向右復制切線類型。4.6.2改變切線類型

下面介紹如何改變球運動軌跡的切線類型。

(1)啟動3DSMAX，打開案例文件。

(2)在動畫控制區(qū)域單擊PlayAnimation按鈕。當球通過第60幀處的關鍵幀時達到最大高度，然后再漸漸地向下回落。

(3)在動畫控制區(qū)域單擊StopAnimation按鈕。

(4)在透視視口選擇球，使軌跡欄中顯示出動畫關鍵幀，見圖4.52。圖4.52

(5)在球上單擊鼠標右鍵，然后在彈出的菜單上選取Properties。

(6)在出現(xiàn)的ObjectProperties對話框的DisplayProperties區(qū)域中選取Trajectory，然后單擊OK按鈕。

(7)在軌跡欄上第60幀的關鍵幀處單擊鼠標右鍵，然后在彈出的快捷菜單上選取Sphere01:Position。

(8)將Sphere01:Position對話框移動到窗口右上角，以便清楚地觀察軌跡線，見圖4.53。圖4.53

(9)在Sphere01:Position對話框中按下Out按鈕，顯示出可以使用的切線類型。

(10)選取Linear切線類型。

(11)按下In按鈕，選取Linear切線類型。這時的軌跡線變?yōu)閳D4.54所示的樣子。圖4.54

Linear切線類型使切線方向指向前一個或者后一個關鍵幀。但是，可以看到兩個關鍵幀之間的軌跡線還不是直線。這是因為第1個和第3個關鍵幀使用的仍然不是Linear切線

類型。

(12)單擊Sphere01:Position關鍵幀信息對話框左上角向右的箭頭，到第3個關鍵幀，也就是第80幀處。

(13)將In切線類型設置為Linear?，F(xiàn)在第2個和第3個關鍵幀之間的軌跡線變成了線性的。

(14)在Sphere01:Position對話框中，單擊左上角向左的箭頭，到第2個關鍵幀，也就是第60幀處。

(15)在Sphere01:Position對話框中單擊In切線左邊向左的箭頭。In和Out按鈕兩側的箭頭按鈕是用來前后復制切線類型的。

第2個關鍵幀的進入切線類型被復制到第1個關鍵幀的切線類型上，這樣第1個關鍵幀和第2個關鍵幀之間的軌跡線變成了直線，見圖4.55。圖4.55

(16)在動畫控制區(qū)域單擊PlayAnimation按鈕。球即可在兩個關鍵幀之間按直線運動。

(17)在動畫控制區(qū)域單擊StopAnimation按鈕。4.6.3制作翻滾的字母

本例將介紹如何實現(xiàn)一個在地上翻滾的字母X，圖4.56所示是其中的一幀。圖4.56本例中的模型和材質都很簡單，使用的關鍵幀技術也不復雜，但必須使用CurverEditor才能完成這個動畫。因此，通過本例，可以深刻理解如何使用CurverEditor的功能。

這個例子需要的模型、材質及字母的生長動畫已經(jīng)設置好了。

下面只需要設置字母翻跟斗的動畫效果。

(1)啟動或者重新設置3DSMAX，創(chuàng)建一個類似場景，見圖4.57。圖4.57

(2)設置彎曲的動畫。確認激活了主工具欄??Select按鈕，單擊字母對象以選擇它。進入??Modify面板，給字母增加Bend編輯修改器。Bend參數(shù)卷展欄出現(xiàn)在修改命令面板中，將面板中的Angle值設置為180，Direction設置為90，BendAxis設置為Y。

圓柱彎曲后的場景見圖4.58。

(3)單擊Auto按鈕，將時間滑塊移動到第20幀，然后在Bend參數(shù)卷展欄中將Bend的Angle改為－180。圖4.58

(4)將時間滑塊移動到第20幀，單擊主工具欄的??SelectandMove按鈕，在前視圖中，沿X軸將字母的一端移動至另一端，見圖4.59。單擊??AngleSnapToggle按鈕(或者按鍵盤上的A鍵)，打開角度鎖定。單擊主工具欄中的

??SelectandRotate，沿Y軸將字母旋轉180°(注意觀看提示欄中的顯示)。旋轉結果見圖4.60。圖4.59

移動前移動后

旋轉前旋轉后圖4.60

(5)單擊??Play按鈕，開始播放動畫。觀看完后，單擊Stop按鈕。

現(xiàn)在的動畫看起來很亂，接下來就開始在CurverEditor中進行調(diào)整。

(6)單擊主工具欄中的??OpenCurverEditor按鈕，打開CurverEditor。如果CurverEditor的層級沒有打開，那么單擊Object前面的?+?號，出現(xiàn)Loft01，單擊Loft01前面的?+號，出現(xiàn)Transform、ModifiedObject等。

(7)依次單擊Transform前面的?+?號和ModifiedObject前面的?+?號，逐級展開，直到Transform和ModifiedObject下面各子項沒有?+?號為止。這時的CurverEditor見圖4.61。

(8)單擊Position，紅線上有兩個黑點。用鼠標右鍵單擊第一個黑點，出現(xiàn)Loftl01:Position對話框，在In、Out中選擇階梯曲線，見圖4.62。

(9)修改第二個關鍵幀處的功能曲線。單擊數(shù)字1左邊向右的箭頭，到第二個關鍵幀，在In、Out中選擇階梯曲線。

圖4.61圖4.62

(10)修改曲線。單擊Rotation前面的加號，出現(xiàn)XRotation、YRotation、ZRotation三項。選擇ZRotation，出現(xiàn)關于Z軸旋轉的曲線。曲線上有兩個黑點。用鼠標右鍵單擊第一個黑點，出現(xiàn)Position對話框，在In、Out中選擇階梯曲線。將關鍵幀1改為階梯曲線。單擊數(shù)字1左邊向右的箭頭，到第二個關鍵幀，在In、Out中選擇階梯曲線。這時的曲線見圖4.63。圖4.63曲線和控制器是3DSMAX中的重要概念。使用它們可以使許多復雜動畫設置變得簡單。例如，在這個例子中，也可以直接在視圖中旋轉字母，但是，那樣設置起來將非常困難。此外，假如需要使用CurverEditor設置對象旋轉的動畫，那么最好使用EulerXYZ控制器。

(11)設置運動的擴展。單擊Position，然后再單擊??ParameterCurveOut-of-RangeTypes按鈕，將出現(xiàn)ParamCurveOut-of-RangeTypes對話框，見圖4.64，單擊??RelativeRepeat的圖案，然后單擊OK按鈕。圖4.64

(12)單擊ZRotation，再單擊ParameterCurveOut-of-RangeTypes按鈕，將出現(xiàn)ParamCurveOut-of-RangeTypes對話框，單擊RelativeRepeat的圖案，然后單擊OK按鈕，使用ZoomHorizontalExtents和Zoom工具，增大曲線顯示區(qū)域。這時的功能曲線見圖4.65。圖4.65

(13)設置彎曲角度的動畫。單擊CurverEditor中ModifiedObject下Bend前的?+?號，展開Bend選項。單擊Angle，然后單擊ParameterCurveOut-of-RangeType按鈕，出現(xiàn)ParamCurveOut-of-RangeType對話框。單擊對話框中的PingPong，然后單擊OK按鈕。這時的功能曲線見圖4.66。

(14)單擊??Play按鈕，開始播放動畫，字母自然地翻滾運動。單擊Stop按鈕，停止播放動畫。圖4.664.7使用繪制曲線工具旋轉對象

到現(xiàn)在為止，我們主要討論的是如何調(diào)整位置軌跡。實際上，同樣也可以為旋轉設置關鍵幀。當給對象設置了旋轉關鍵幀后，也就自動指定控制器來控制關鍵幀之間的插值。在默認的情況下，決定旋轉軌跡的控制器是EulerXYZ。創(chuàng)建旋轉關鍵幀的過程與創(chuàng)建位置關鍵幀類似。只要打開Auto按鈕，在非第0幀改變對象的旋轉角度，就創(chuàng)建了旋轉關鍵幀。編輯旋轉關鍵幀的過程與編輯位置關鍵幀類似，可以使用軌跡欄和軌跡視圖移動、旋轉或者復制關鍵幀。

除了可以打開Auto按鈕設置關鍵幀動畫外，還可以在TrackView中通過??DrawCurves(繪制曲線)來制作關鍵幀動畫。下面我們就以一個盒子的旋轉為例來說明如何使用DrawCurves工具制作動畫。

(1)啟動3DSMAX，在菜單欄中選取File/Open，打開案例文件。場景中是一個沒有任何動畫設置的盒子。

(2)在盒子上單擊鼠標右鍵，然后從彈出的菜單上選取CurveEditor。

(3)在TrackView層級列表區(qū)域選取XRotation，見圖4.67。圖4.67

(4)單擊DrawCurves按鈕，在編輯窗口繪制曲線，見圖4.68。圖4.68

(5)在動畫控制區(qū)域單擊??PlayAnimation按鈕。此時盒子開始繞X軸旋轉，見圖4.69。

(6)在動畫控制區(qū)域單擊StopAnimation按鈕。圖4.69通過DrawCurves工具繪制的關鍵幀可能會非常多。但是，太多的關鍵幀會影響計算速度?？梢酝ㄟ^ReduceKeys(精簡關鍵幀)工具簡化不必要的關鍵幀。

(7)單擊ReduceKeys按鈕，出現(xiàn)ReduceKeys對話框，見圖4.70。對話框中的選項Threshold是設定閾值的，也就說如果相鄰兩個關鍵幀之間的數(shù)值相差不超過Threshold區(qū)域設置的數(shù)值，兩個關鍵幀就合并成一個關鍵幀。圖4.70

(8)單擊ReduceKeys對話框中的OK按鈕。這里關鍵幀被精簡了，見圖4.71。圖4.71

(9)關閉TrackView對話框。

(10)在動畫控制區(qū)域單擊PlayAnimation按鈕。盒子的旋轉并沒有明顯變化。

(11)在動畫控制區(qū)域單擊StopAnimation按鈕。

4.8軸心點

軸心點是對象局部坐標系的原點。軸心點與對象的旋轉、縮放以及鏈接密切相關。

3DSMAX提供了幾種方法來設置對象軸心點的位置方向，可以在保持對象不動的情況下移動軸心點，也可以在保持軸心點不動的情況下移動對象。在改變了軸心點位置后，也可以使用Reset工具將它恢復到原來的位置。改變軸心點的工具在Hierarchy面板下。通過下面的步驟，將學習怎樣改變軸心點的位置，并觀察軸心點位置的改變對變換的影響。

(1)啟動3DSMAX，打開案例文件。場景中包含一個簡單的對象，見圖4.72。該對象的名字是Bar，它的軸心點與世界坐標系的原點重合。圖4.72

(2)單擊主工具欄上的SelectandRotate按鈕。

(3)在主工具欄將參考坐標系設置為Local。

(4)在透視視口單擊Bar，以選擇它，然后繞Z軸旋轉(注意，不要釋放鼠標左鍵)。該對象繞軸心點旋轉。

(5)在不釋放鼠標左鍵的情況下單擊鼠標右鍵，取消旋轉。如果已經(jīng)旋轉了對象，則可以使用菜單欄Edit下面的命令撤消旋轉。

(6)讓對象繞X軸和Y軸旋轉，然后按鼠標右鍵取消旋轉操作。此時對象仍然繞軸心點旋轉。下面調(diào)整軸心點。

(7)在頂視口單擊鼠標右鍵，激活頂視圖。

(8)單擊視圖導航控制區(qū)域的Min/MaxToggle按鈕，將頂視口切換到最大化顯示。

(9)進入到Hierarchy命令面板，見圖4.73。Hierarchy面板被分成了三個標簽：Pivot、IK和LinkInfo。下面將使用Pivot標簽。

(10)單擊AdjustPivot卷展欄的AffectPivotOnly按鈕，見圖4.74?，F(xiàn)在可以訪問并調(diào)整對象的軸心點。

(11)單擊主工具欄上的SelectandMove按鈕。

(12)在頂視口將軸心點向下移動，移到對象底部的中心，見圖4.75。

圖4.74圖4.75

(13)單擊AdjustPivot卷展欄的AffectPivotOnly按鈕。

(14)單擊視圖導航控制區(qū)域的Min/MaxToggle按鈕，切換成四個視口顯示方式。

(15)單擊主工具欄上的SelectandRotate按鈕。

(16)在透視視口繞Z軸旋轉Bar(注意，不要釋放鼠標左鍵)。