计算机动画设计指南 运动捕捉、角色特征、点图及Maya Winning技术【2025|PDF下载-Epub版本|mobi电子书|kindle百度云盘下载】

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第1章 计算机动画概述1

1.1 感知1

1.2 动画的变迁3

1.2.1 早期设备3

1.2.2 早期的传统动画5

1.2.3 迪斯尼（Disney）6

1.2.4 其他贡献者7

1.2.5 其他动画媒介8

1.2.6 动画的原理8

1.2.7 电影制作的原理9

1.3 动画的生产12

1.4 计算机动画的生产16

1.4.1 计算机动画的生产任务17

1.4.2 数字编辑19

1.4.3 数字视频21

1.4.4 数字音频22

1.5 计算机动画简史23

1.5.1 早期的活跃者（1980年以前）23

1.5.2 中间的几年（1980年左右）25

1.5.3 动画时代（20世纪80年代中期至今）27

1.6 本章总结30

参考文献30

第2章 技术背景33

2.1 空间与变换33

2.1.1 显示流水线34

2.1.2 齐次坐标和变换矩阵38

2.1.3 变换的合成：级联变换矩阵38

2.1.4 基本变换39

2.1.5 任意方位的重新表达41

2.1.6 从矩阵中分解变换44

2.1.7 显示流水线中的变换操作45

2.1.8 误差估计46

2.2 方位的表达49

2.2.1 固定角度（Fixed-Angle）表示法50

2.2.2 欧拉角度（Euler Angle）表示法52

2.2.3 角度与轴（Angle and Axis）表示法53

2.2.4 四元数（Quaternion）表示法54

2.2.5 指数映射（Exponential Map）表示法56

2.3 本章总结56

参考文献56

第3章 运动捕捉入门57

3.1 运动捕捉与表演动画57

3.2 表演动画在娱乐业的发展历史57

3.2.1 转描（Rotoscope）57

3.2.2 Brilliance58

3.2.3 Pacific Data Images60

3.2.4 deGraf/Wahrman63

3.2.5 Kleiser-Walczak公司63

3.2.6 Homer and Associates64

3.3 动作捕捉的类型66

3.3.1 光学动作捕捉系统66

3.3.2 电磁追踪器69

3.3.3 机电设备72

3.3.4 数字电枢73

3.3.5 其他动作捕捉系统75

3.4 动作捕捉在各行各业中的应用77

3.4.1 医学界77

3.4.2 体育界78

3.4.3 娱乐界78

3.4.4 法律界79

第4章 运动数据81

4.1 运动数据类型与格式81

4.1.1 Acclaim文件格式82

4.1.2 .asf文件83

4.1.3 .amc文件85

4.1.4 .bva文件格式87

4.1.5 .bvh文件格式88

4.1.6 .trc文件格式91

4.1.7 .htr文件格式94

4.2 编写运动捕捉解析工具102

第5章 面部特征动画132

5.1 人脸132

5.1.1 面部结构解析132

5.1.2 面部表情编码系统（FACS）132

5.2 面部模型134

5.2.1 构建连续的表面模型135

5.2.2 纹理139

5.3 制作面部动画139

5.3.1 参数化模型139

5.3.2 融合变形140

5.3.3 肌肉模型140

5.3.4 表情143

5.3.5 总结144

5.4 口型同步动画制作144

5.4.1 发音器144

5.4.2 音素145

5.4.3 协同发音146

5.4.4 韵律学146

5.5 本章总结146

参考文献146

第6章 实体空间的动画149

6.1 动画路径150

6.2 实体纹理（solid texture）的动画化150

6.2.1 大理石生成151

6.2.2 大理石运动153

6.2.3 实体纹理透明（solid-textured transparency）的动画154

6.3 气体体积的动画155

6.4 三维晶格体162

6.4.1 访问晶格体数据163

6.4.2 功能流程形式的晶格体163

6.4.3 功能流程函数164

6.4.4 功能的集合167

6.5 超纹理（hypertexture）的动画化170

6.6 粒子系统：另一种过程动画技术171

6.7 本章总结174

参考文献174

第7章 流体和气体的动画化176

7.1 特殊的流体类型176

7.1.1 水的模型176

7.1.2 云的模型（作者：David Ebert）185

7.1.3 火的模型192

7.2 计算流体力学194

7.2.1 建模流体的一般方法195

7.2.2 计算流体力学方程196

7.3 本章总结200

参考文献200

第8章 动画生物学203

8.1 概述203

8.2 动画和电影的感知203

8.2.1 视觉的简述203

8.2.2 运动和动画的视觉205

8.3 动画师的工作流程206

8.4 工作流程三段论207

8.4.1 流程阶段1：预生产208

8.4.2 流程阶段2：生产213

8.4.3 流程阶段3：生产后处理220

8.4.4 放在一起考虑220

8.5 动画221

8.6 Maya221

8.6.1 过程式动画与关键帧动画221

8.6.2 关键帧与内存222

8.6.3 Animation菜单集222

8.6.4 设置关键帧223

8.6.5 自动关键帧224

8.6.6 图示动画224

8.6.7 删除关键帧226

8.6.8 时间单位226

8.6.9 回放设置226

8.7 教程08.01：关键帧动画227

8.7.1 准备工作227

8.7.2 设置关键帧228

8.7.3 播放、拖动和停止动画229

8.7.4 编辑动画曲线229

8.7.5 Graph Editor230

8.7.6 Graph Editor的Graph View230

8.7.7 Graph Editor工具栏231

8.7.8 移动关键帧项232

8.8 Hypergraph和Attribute Editor中的动画节点232

8.9 教程08.02：简单的过程式动画233

8.9.1 动画表达式概述233

8.9.2 创建动画表达式233

8.9.3 动画表达式节点235

8.10 本章总结235

参考文献236

第9章 基于点的动画237

9.1 导言237

9.2 无网格的有限元237

9.2.1 概述237

9.2.2 连续弹力238

9.2.3 无网格的离散化241

9.2.4 移动最小二乘法242

9.2.5 更新应变与应力243

9.2.6 通过应变能量计算受力244

9.2.7 弹性物体的动画化245

9.2.8 塑料247

9.2.9 被动的表面点集（surfel）对流248

9.2.10 总结248

9.3 碎裂材质的动画248

9.3.1 概述249

9.3.2 历史背景250

9.3.3 不连续的建模250

9.3.4 表面模型252

9.3.5 裂缝的初始化和增殖253

9.3.6 拓扑控制253

9.3.7 体积采样255

9.3.8 破碎的控制257

9.3.9 模拟流水线257

9.3.10 结论258

9.4 流体模拟258

9.4.1 概述258

9.4.2 模拟方法258

9.4.3 平滑粒子的流体动力学260

9.4.4 表面表达264

9.4.5 使用采样点进行表面跟踪265

9.4.6 总结268

参考文献268

第10章 Maya内部原理解析272

10.1 为什么要剖析Maya内部原理272

10.2 从属图、属性、属性连接272

10.3 范例1：使用Hypergraph浏览从属图277

10.4 变换层次与父子关系280

10.5 检查层次结构281

10.6 变换节点（Transform）和形状节点（Shape）282

10.7 范例2：了解变换节点和形状节点、实例化，以及历史节点282

10.8 MEL和Maya用户界面285

10.9 Maya场景的后台处理备忘录285

第11章 MEL动画286

11.1 动画286

11.1.1 时间286

11.1.2 实时回放288

11.1.3 动画曲线289

11.1.4 骨骼系统305

11.1.5 运动路径（motion path）317

第12章 MEL的刚体动力学范例320

12.1 范例1：粒子碰撞320

12.1.1 创建场景320

12.1.2 与粒子碰撞323

12.1.3 对碰撞进行控制325

12.1.4 geoConnector中的其他控制手段325

12.1.5 在MEL中完成场景326

12.2 范例2：碰撞事件327

12.2.1 概述328

12.2.2 添加发射器和粒子328

12.2.3 动力学关系330

12.2.4 限制粒子数目，添加重力331

12.2.5 添加更多的碰撞332

12.2.6 事件332

12.2.7 篮子的表达式334

12.2.8 编辑设置来修复问题336

12.2.9 速度337

12.3 范例3：刚体动力学的物体间碰撞337

12.3.1 编写复制和定位的脚本339

12.3.2 组装字符串变量时的常见错误340

12.3.3 创建碰撞盒341

12.3.4 反转碰撞盒的法线342

12.3.5 主动和被动的刚体343

12.3.6 将每个网格平面都变成被动碰撞对象346

12.3.7 打开碰撞数据选项347

12.3.8 改变网格碰撞时的颜色348

12.4 范例4：刚体动力学与粒子351

12.4.1 使用MEL创建瞄准窗口352

12.4.2 向工具栏添加新的窗口控件353

12.4.3 将平面转换为多边形，并且分解为多片354

12.4.4 向分片添加动力学和表达式356

12.4.5 创建完整的MEL脚本358

12.4.6 加载场景并运行脚本360

12.4.7 向panelBreakup传递一个浮点数361

第13章 MEL的角色装配范例362

13.1 范例1：角色控制362

13.1.1 场景载入363

13.1.2 场景概述363

13.1.3 mrBlah控制的概述364

13.1.4 锁定属性366

13.1.5 手臂控制367

13.1.6 建立mrBlah的脊柱控制368

13.1.7 选中足部时产生摇摆的效果371

13.2 范例2：创建角色的用户界面373

13.2.1 加载保存的mrBlah场景374

13.2.2 设计用户控件374

13.2.3 创建mrBlahControls.mel375

13.2.4 创建滑块来控制spinCtrl的属性378

13.2.5 为窗口空间创建布局379

13.2.6 测试窗口380

13.2.7 向用户显示有限的信息381

13.2.8 给窗口创建一个脚本节点381

13.2.9 创建工具栏图标来打开窗口382

13.2.10 mrBlahControls.mel的完整代码382

第14章 建立你的角色386

14.1 设置角色的旋转数据386

14.2 设置角色的平移数据387

14.3 提示与技巧396

14.3.1 改变旋转的顺序396

14.3.2 旋转的分配398

14.3.3 使用三次参数曲线402

14.3.4 插值403

14.3.5 关键帧简化405

14.3.6 捕捉数据的重适应406

第15章 MEL命令基础407

15.1 不写脚本也能使用MEL吗407

15.2 命令行和命令反馈行407

15.3 Shell408

15.4 脚本编辑器408

15.5 脚本编辑器VS Shell409

15.6 脚本编辑器的信息作为MEL代码410

15.7 把一个MEL脚本制作成工具栏按钮411

15.8 保存一个MEL脚本411

15.9 状态消息区的危险诱惑412

15.10 whatIs命令413

15.11 MEL命令的基本结构413

15.12 在网络上哪里可以找到关于Maya和MEL的信息414

15.13 如何使用在网上找到的MEL脚本414

15.14 备忘录415