论文总字数：9783字

摘 要

本课题所涉及的主要内容是基于三维主题景观动画场景设计的质感表现的研究。在本课题中主要研究的是真实感的表现。

本文中对于质感的研究是基于三维动画项目《丝绸之路》的制作过程来讨论的，重点讲解了三维动画项目《丝绸之路》的质感实现过程，以实践的方法来验证三维景观动画质感的实现方法并做出经验总结。避免了理论上的空谈，达到实践性与严谨性兼顾的同时，争取真正做到三维动画艺术性与技术性的统一。

关键词：三维动画，质感表现，材质

Design and application of 3D animation scene material

——Take the texture design in the short film "Silk Road" as an example

Abstract

The main content of this topic is the research of texture expression based on 3D theme landscape animation scene design. In this topic, the main research is the performance of realism.

In this paper, the research of texture is based on the production process of three-dimensional animation project "Silk Road". It focuses on the realization process of texture of three-dimensional animation project "Silk Road", verifies the realization method of three-dimensional landscape animation texture with practical methods, and makes experience summary. Avoid the empty talk in theory, achieve the practical and rigorous at the same time, strive to really achieve the unity of 3D animation artistry and technology.

Key words: 3D animation, texture performance, material

目录

摘要Ⅰ

AbstractⅡ

第一章 质感与材质是三维动画中重要的设计环节1

1.1质感设计在动画表现中的作用1

1.1.1质感是创造构成形式的方法之一1

1.1.2质感能使图形获得可信度1

1.2 材质的认知和归纳2

第二章 质感的主要参数3

2.1 粗糙度与材质表面的映像状态有关3

2.1.1 漫反射材质无法看到清晰的环境映像3

2.1.2 镜面反射材质可以看到清晰的环境映像4

2.2 透明度与透光度有关5

2.2.1 普通透明材质与镜面反射材质的相同点和不同点5

2.2.2 次表面散射材质与漫反射材质的不同点6

2.3 反射和液体的特征7

2.3.1 菲涅尔反射是环境映像的一部分7

2.3.2 水的材质特征与视线和水面的夹角有关7

第三章 《丝绸之路》短片中的材质质感设计8

3.1《丝绸之路》短片中的材质表现8

3.1.1短片的自然景观材质表现8

3.1.2短片的人造物体材质表现9

3.2《丝绸之路》短片中材质对运动痕迹的表现9

3.2.1自然活动在场景中留下的痕迹10

3.2.2人类活动在场景中留下的痕迹10

第四章 质感设计决定动画作品的色彩风格11

致谢12

参考文献13

第一章 质感与材质是三维动画中重要的设计环节

场景设计的首要步骤就是场景的材质质感表现。不同物体有着各自的质地和纹理，它们可以形成场景造型的基本美术风格。准确、真实、客观地反映对象的材质，是设计者进行场景设计的重点和关键。作为三维动画中的重要元素，良好的材质质感已经成为塑造影片可信形象的重要环节。

1.1质感设计在动画表现中的作用

1.1.1质感是创造构成形式的方法之一

图1.1的左侧的桌面为一般材质，即漫反射材质；右侧的桌面为光滑的镜面反射材质，除此之外，两边的光影和表面条件都是相同的。可以明确看到，仅仅调整了桌面的材质，也足以给画面构成带来非常大的影响，两张图片的黑白分阶已经截然不同了。

图1.1 漫反射材质与镜面反射材质对比

色彩构成方面，质感因素的变化也能产生明显的影响。图1.2左侧的桌面和远处的装饰物为一般材质，即漫反射材质；右侧的桌面和远处的装饰物为镜面金属材质，除此之外，两边的光影和表面条件都是相同的。可以看到，调整材质属性使两张图片的色彩构成已经完全不一样了。

图1.2 材质造成的不同色彩构成

1.1.2 质感能使图形获得可信度

图1.3是使用三维软件完成的一个室内小场景。左侧的场景里所有物体的材质都是相同的，而右侧则具备了丰富的质感对比。对比两场景，左侧场景更加自然可信，因为在人类的视觉经验里，所有物体的材质都一样的情况是绝少出现的。因此，在合理的情况下，丰富画面中各个物件的质感表达，将能够给观众带来符合他们视觉经验的画面感受，这样观众才会认为作品更加可信和亲切。

图1.3 不同材质丰富画面质感

1.2 材质的认知和归纳

这里所说的材质主要指三维软件中的材质球和现实世界中与之对应的相同特征的不同材质。图1.4是每一组中的各个球体材质和与之对应的实物照片。图中实物的材质虽然各不相同，但是却同样具备了相应球体材质的主要特征。

图1.4 不同材质归类

图1.5右侧四张图片分别是陶瓷的釉面、玻璃钢涂料、烤漆玻璃和现代雕塑的表面，尽管它们的材质不同，但在质感特征方面是可以被归纳为左侧球体的这个材质。因此，在宏观角度上，决定质感特征的因素可以被视为质感的参数，在实际创作的时候，只需调整这些参数即可还原出无限的具体材质。

图1.5 具有光滑质感特征的材质

第二章 质感的主要参数

严格来说，人类视觉能够感受到的质感与材质一样，它的总数量是接近于无限多的。而决定质感特征的因素也相当多，事无巨细地对这些参数进行研究是不现实的。宏观角度看，质感最主要也最重要的参数应有两个:粗糙度、透明度。掌握好这两个主要参数的调节和表现，就至少能够表达出大多数的常见质感。

2.1 粗糙度与材质表面的映像状态有关

所谓的“粗糙度”，就是指材质表面的凹凸程度。有时，这种凹凸并不像想象中起伏得那么夸张，但也足以在视觉上创造出不同的质感特征。 从图2.1的序列1到序列5是球体表面材质的粗糙度持续减少的过程。对比这几个序列，可以明显感受到材质产生的质感上的变化。序列1中这种粗糙度很高的材质称为漫反射材质；序列5中这种粗糙度很低的材质称为镜面反射材质。它们之间处于过渡状态的材质则各具备了不同的粗糙程度。对比序列1、3、5，能够发现，三图的区别在于环境和光源在球体表面的映像有所不同。序列5的映像是清晰锐利的，可以通过球体辨识环境内容和光源，序列3是模糊隐约的，序列1则几乎看不到环境和光源的映像。前文说到，粗糙度指的是材质表面的凹凸程度。而通过粗糙度不同的球体的对比，可以得到粗糙的质感取决于环境和光源在材质表面的映像。由此可得，材质表面的凹凸程度与材质表面的映像状态有关。

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