基于MOTIONBUILDER的动作捕捉三维动画制作教程(微课版)/陈明
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作者陈明编著 著
出版社清华大学出版社
ISBN9787302507512
出版时间2019-07
装帧平装
开本16开
定价89元
货号1201895243
上书时间2024-12-20
商品详情
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目录
第1章概述
1.1什么是动作捕捉
1.2动作捕捉技术的发展历史
1.3动作捕捉技术的分类
1.3.1机械式
1.3.2声学式
1.3.3电磁式
1.3.4光学式
1.3.5惯性式
1.4动作捕捉技术的应用
第2章使用动作捕捉技术制作动画的流程
2.1动画角色和场景的建立
2.2角色蒙皮
2.3动作拍摄
2.4动画处理
2.5渲染输出
第3章MotionBuilder简介
3.1MotionBuilder基本介绍
3.2安装MotionBuilder软件
3.2.1MotionBuilder安装软硬件要求
3.2.2MotionBuilder安装步骤
3.3启动与关闭MotionBuilder
3.4MotionBuilder的工作界面
3.4.1菜单栏
3.4.2Viewer窗口
3.4.3Character Controls窗口
3.4.4Transport Controls窗口
3.4.5Navigator窗口
3.4.6Key Controls窗口
3.4.7Animation Layerss窗口
3.4.8Resources窗口
3.5MotionBuilder的基本设置
3.5.1参数设置
3.5.2交互模式
3.6MotionBuilder软件布局设置
3.7MotionBuilder的视图与显示模式
3.7.1View设置
3.7.2Display设置
第4章MotionBuilder基本使用方法
4.1文件操作
4.2MotionBuilder与其他软件的数据交换
4.3视图调整
4.3.1旋转视图
4.3.2平移视图
4.3.3推拉视图和缩放视图
4.3.4转动视图
4.3.5ViewCube
4.3.6SteeringWheels
4.4对象基本操作
4.4.1选择对象
4.4.2选择模式
4.4.3Translate
4.4.4Rotation
4.4.5Scale Uniform
4.4.6状态栏
4.4.7Properties窗口
4.4.8参照模式
4.4.9Object Mode
第5章MotionBuilder动画基础
5.1Transport Controls窗口
5.2Key Controls窗口
5.2.1Menu
5.2.2Key Interpolation Type菜单
5.2.3Keying Mode菜单
5.2.4Layer菜单
5.2.5Keyframe buttons
5.3制作关键帧动画
5.3.1为普通对象添加关键帧动画
5.3.2使用FCurves窗口制作关键帧动画
5.3.3在FCurves窗口中调整关键帧插值与切向
第6章角色处理
6.1在Maya中为角色添加骨骼蒙皮和权重
6.1.1添加骨骼
6.1.2设置蒙皮和权重
6.2非标准命名骨骼的角色化
6.2.1调整角色的姿势
6.2.2建立骨骼映射
6.2.3使用Character Definition窗口定义角色
6.3标准命名骨骼的角色化
6.4角色控制
6.4.1创建控制器
6.4.2角色动作分类
6.4.3Pin工具
6.4.4Stance Pose
6.4.5Pose Controls
6.4.6Character Extension
第7章演员动作的拍摄
7.1Vicon T Series设备简介
7.2Vicon Blade软件简介
7.3系统校正
7.3.1校正摄像机的位置
7.3.2校正摄像机的参数
7.4演员贴点
7.5建立演员骨骼文件
7.5.1建立拍摄文件
7.5.2动作采样的录制
7.5.3数据重建
7.5.4导入骨骼模板
7.5.5计算演员骨骼
7.6正式拍摄
7.7数据处理与导出
第8章动作捕捉数据和角色的结合
8.1角色和拍摄数据的导入
8.2过滤动作捕捉数据
8.2.1Butterworth
8.2.2Constant Key Reducer
8.2.3Cut
8.2.4Key Reducing
8.2.5Peak Removal
8.3定义角色
8.4用拍摄数据驱动角色
8.5烘焙数据
8.6删除多余数据
8.7多个角色的处理
8.8仅有Marker点的动作捕捉文件处理
8.8.1创建Actor并与Marker点匹配
8.8.2映射Marker点到Actor
8.8.3Actor驱动角色
第9章动画层
9.1动画层简介
9.2Animation Layers窗口
9.3Animation Layers菜单
9.4使用动画层修正动画
9.5动画层的合并
第10章创建约束
10.1约束分类
10.2添加约束
10.3约束设置
10.4约束应用
第11章Story
11.1Story窗口简介
11.2Story工具
11.3在Character Animation Track中进行动作剪辑
11.4在Character Animation Track中进行动作连接
11.5在Character Animation Track上编辑片段
11.6使用Subtrack进行动作编辑与合成
11.7使用Command Track和Constraint Track来控制对象
11.8使用Shot Track来实现机位切换
11.9Video Track和Audio Track
第12章面部表情动画
12.1头部模型要求
12.2使用关键帧来制作面部表情动画
12.3使用动作捕捉来制作面部表情动画
12.3.1面部表情捕捉
12.3.2导入动作文件
12.3.3添加Actor Face并建立映射
12.3.4使用Actor Face驱动角色面部表情动画
12.4使用声音来驱动面部表情
12.4.1制作语音表情
12.4.2添加Voice Devices
第13章灯光与材质
13.1Lights
13.1.1Custom Light
13.1.2Global Light
13.1.3添加和设置Lights
13.2Shaders
13.2.1Shaders类型
13.2.2为模型添加和设置Shaders
13.3Surfaces
13.3.1Materials
13.3.2Texture
第14章动画的导出和渲染
14.1MotionBuilder渲染设置
14.2视频压缩选项
14.2.1AVI格式
14.2.2MOV格式
14.2.3SWF(Flash)格式
参考文献
内容摘要
本书首先介绍动作捕捉的相关概念与基础知识，以及使用动作捕捉技术制作三维动画的流程，同时也对MotionBuilder软件的基本操作进行讲解； 然后按照动画制作的流程，逐步说明如何基于MotionBuilder软件和相关的动作捕捉设备来制作三维动画，以及制作过程中的各种方法与技巧。
书中运用了典型的案例，全面、系统地介绍了动画角色的处理、演员动作的拍摄、动作捕捉数据与角色的结合、各种后期处理的方法与技巧，以及材质渲染等，旨在帮助读者理解并掌握使用MotionBuilder这一主要工具，创作出生动、逼真的动作捕捉动画。
全书共分为14章，其中第1~5章主要介绍动作捕捉以及MotionBuilder软件的基础知识，第6~14章则按照动作捕捉制作动画的流程依次介绍相关的方法与技巧。
本书适合作为高等院校数字媒体、动画、影视等专业本科生、研究生的教材。此外，本书也将引领动画爱好者进入动画制作的台前幕后，了解并掌握动画制作的相关知识与技能。
精彩内容
第3章MotionBuilder简介
前面提到过，使用动作捕捉系统制作三维动画，拍摄只是占了整个流程的一小部分，而大量的工作是在MotionBuilder软件中完成，因此，熟练掌握MotionBuilder软件的使用就成为制作动作捕捉动画的非常重要的环节。
3.1MotionBuilder基本介绍
MotionBuilder的前身是FILMBOX，如图3.1所示，由Kaydara公司开发。1994年，为了完成一个动作控制项目，Kaydara公司开发了FILMBOX，早期的FILMBOX并不是一个真正完全的动作捕捉系统而只是一个插件，它可以让用户导入Softimage的动画曲线。2004年，Kaydara公司被Alias并购，2006年Alias又被Autodesk并购并将软件更名为MotionBuilder，此后它逐步成为一个成熟的产品。MotionBuilder的文件格式FBX(FILMBOX的缩写)成为动画文件交换的标准。
图3.1FILMBOX软件界面
FILMBOX/MotionBuilder的开发者Benoit Sevigny在1999年左右目睹了一些艺术家利用音轨来制作面部动画非常困难，于是想到使用一些简单的工具，利用声音来实时驱动面部动画。因此用户可在捕捉动作的同时录制声音，后期再利用声音来驱动表情。这一功能被开发出来成为VoiceReality，一款利用声音实时驱动面部表情的软件，VoiceReality也最终成为MotionBuilder软件的一个部分。
随着时间的推移，Sevigny认为FILMBOX/MotionBuilder要成为一个实时的动画系统，并让其他数字设备与之相连，包括动作捕捉、手套、面部跟踪系统、MIDI、光源、输入设备和表面控制、网络、音频、视频、语音、时间码等。结果使得FILMBOX/MotionBuilder成为高效的动作捕捉工具，并被广泛应用于电视、游戏和电影等。著名影片《骇客帝国》中的Neo躲避子弹的镜头，就是使用FILMBOX来实现单反镜头画面的同步，如图3.2所示。
图3.2《骇客帝国》中的经典镜头
虽然MotionBuilder被认为主要应用于动作捕捉领域，但是MotionBuilder也是一个很好的关键帧动画工具，因为它可以让用户自由地利用层来将关键帧和动作捕捉动画融合到一起。
MotionBuilder是业界最为重要的3D角色动画软件之一。它集成了众多优秀的工具，为制作高质量的动画作品提供了保证。此外，MotionBuilder中还包括独特的实时架构、无损的动画层、非线性的故事板编辑环境和平滑的工作流程。
MotionBuilder完美地支持平台不受限制的FBX高端三维制作与交换格式。它能让用户从各种各样的资源中快速而轻松地获取和交换三维资源与媒体。FBX格式得到了业界领先的软硬件厂商的广泛支持，甚至已经成为三维模型的通用交换标准。
Autodesk MotionBuilder 2011已经与Autodesk HumanIK中间件进行整合，使得Autodesk MotionBuilder所包含的姿势控制、角色控制和角色定义表也可以与HumanIK插件共同使用。目前MotionBuilder的主要应用领域就是动作捕捉及其数据处理与动作编辑等。
3.2安装MotionBuilder软件
MotionBuilder可以支持Windows和Linux双平台，作为一个实时三维动画软件，它对计算机的硬件有着较高的要求。
3.2.1MotionBuilder安装软硬件要求
根据Autodesk官方给出的信息，MotionBuilder 2018支持64位操作系统，对系统软件的最低要求如表3.1和表3.2所示。
表3.1MotionBuilder软件要求
软件
操作系统√Microsoft？ Windows？ 7 (SP1) and Windows 10 Professional operating system
√Red Hat？ Enterprise Linux？ 6.5 & 7.2 WS operating system
√CentOS 6.5 & 7.2 Linux operating system
浏览器Autodesk推荐使用以下浏览器的最新版来获取在线补充内容Apple？ Safari？
√Google ChromeTM
√Microsoft？ Internet Explorer？
√Mozilla？ Firefox？
表3.2MotionBuilder硬件要求
硬件
CPU64位Intel或者AMD多核处理器
显卡参照Maya软件要求
内存至少8GB(推荐使用16GB及以上)
磁盘空间至少剩余4GB空间用于软件安装
鼠标3键鼠标
3.2.2MotionBuilder安装步骤
在开始安装之前一定要确认你的计算机软硬件是否满足MotionBuilder的最低要求。
首先解压缩安装文件到指定的目录，如图3.3所示。
图3.3解压缩安装文件
解压缩完成后，会自动启动MotionBuilder安装程序，如图3.4所示。
图3.4启动安装程序
单击Install按钮，进入License Agreement(许可及服务协议)界面，如图3.5所示。
图3.5许可及服务协议
这里选择I Accept(我接受)，然后单击Next(下一步)按钮，进入Configure Installation（配置安装）界面，如图3.6所示。
图3.6配置安装
选择需要安装的路径，可以单击Browser按钮选择其他安装路径，选择完成之后，单击Install按钮开始安装，如图3.7所示。
图3.7安装MotionBuilder
完成后，单击Launch Now或者在桌面上单击MotionBuilder图标即可进入激活界面，如图3.8所示。
图3.8MotionBuilder激活界面
选择Enter a Serial Number可以通过输入序列号激活软件，选择Use a Network License可以通过网络许可的方式激活，选择Start a trial可以进行试用。
3.3启动与关闭MotionBuilder
通过双击桌面上的MotionBuilder图标或者在“开始”菜单中选择MotionBuilder都可以启动MotionBuilder软件。初次启动MotionBuilder时，会弹出1？Minute Startup Movies(一分钟教学)窗口，如图3.9所示。
图3.91？Minute Startup Movies窗口
在这里共有4个时长1分钟左右的教学影片，帮助用户快速了解MotionBuilder软件的操作，包括Opening Sample Files(打开样例文件)、Selecting Body Parts(选择身体局部)、Adding Animation(添加动画)和Unlocking Pinned Body Parts(解锁被锁定的控制器)。教学影片有英文和日文两种语言供选择，但是没有简体中文。单击Beginner to Expert： More MotionBuilder Resources，则可以链接到Autodesk官方的教学页面。
这里的影片需要QuickTime软件的支持，如果不能播放，请下载并安装QuickTime 7.7及以上版本。
如果不希望每次都弹出1？Minute Startup Movies窗口，则可以取消勾选Show this at startup复选框，这样下次启动时就不再显示。如果需要再次打开新手教学窗口则可以在MotionBuilder的Help菜单中选择1？Minute Startup Movies即可。
若要退出MotionBuilder，只需要单击右上角的“关闭”按钮或者选择File菜单中的Exit命令即可。
3.4MotionBuilder的工作界面
启动MotionBuilder软件后，即可进入MotionBuilder默认的工作界面，如图3.10所示。
图3.10MotionBuilder工作界面
3.4.1菜单栏
当要使用菜单命令时，只需要将鼠标指针移动到菜单栏上并单击相应的菜单选项，即可弹出下拉菜单，此时，可以选择所需使用的命令。
File菜单主要包括文件的新建、打开、关闭以及导入导出等功能； Edit菜单主要包括撤销、重做，以及常规的复制、粘贴、剪切等功能； Animation菜单主要包括动画的烘焙、动画属性删除等功能； Setting菜单主要包括MotionBuilder的设置选项和操作习惯等功能； Layout主要是对软件布局的设置； Open Reality可以用来开启独立的工具窗口； Python菜单可以利用脚本对文件进行批处理； Window窗口用来打开或者关闭额外的窗口； Help菜单提供帮助功能。
3.4.2Viewer窗口
Viewer(浏览)窗口是MotionBuilder的主要工作窗口，编辑的内容全部显示在其中，可以在Viewer窗口对动画进行预览和编辑。在Viewer窗口的左上方有View与Display两个独立的菜单栏，用于调整观察的方式，以及对象显示的模式，如图3.11所示。
Viewer窗口的正上方是视角调整工具，可以对场景进行旋转、移动、缩放等操作，如图3.12所示。
Viewer窗口的右上方是一组特殊的工具，包括标尺、轨迹等，如图3.13所示。
Viewer窗口的右边是工具栏，用来对场景中的对象进行一系列的基本操作，如图3.14所示。
图3.11Viewer窗口菜单栏
图3.12视角调整工具
图3.13特殊工具
3.4.3Character Controls窗口
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