章前导读
3ds Max 2010为用户提供了多种制作动画的方法。例如，可以通过记录模型、摄影机、灯光、材质等在不同时间段的变化来制作动画。本章将从基础动画的制作入手，系统地介绍一下三维动画制作方面的知识。
7.1基础篇
7.1.1基础动画
制作动画前，需对三维动画有一个初步的了解，下面将从动画的原理和基本创建方法入手，介绍一下三维动画的基础知识。
1.动画原理
看过露天电影的人都知道，电影放映就是使用强光照射不断移动的电影胶片，将胶片上连贯的影像投射到电影银幕上。那么，为什么这些单个的影像在连续播放时，就变成了人们看到的电影呢？
这是利用了人眼的“视觉滞留”特性，某一事物消失后，其影像仍会在人眼的视网膜上滞留0.1~0.4秒。因此，只要将一系列连贯的静止画面以短于视觉滞留时间的间隔进行连续播放，在人眼中看到的就是连贯的动作，摇晃火把时看到一条光带就是这个原因。
在动画中，每个静止画面称为动画的一“帧”，每秒钟播放静止画面的数量称为“帧频”（单位为FPS，帧每秒）。
在3ds Max中制作动画也是利用了这一原理，但制作过程更简单，用户只需创建出动画的起点和终点关键帧（记录运动物体关键动作的图像），系统就会自动计算这两个关键帧之间的插补值，在这两个帧之间生成完整的动画。最后，对动画场景进行渲染输出，即可生成高质量的三维动画。
在3ds Max中，可以通过改变不同时间点（关键帧）上模型的位置、角度、缩放程度、修改器参数，或材质、灯光和摄影机等来制作动画。
2.创建动画
在3ds Max中可以利用程序窗口底部的时间滑块、轨迹栏和动画控制区来创建动画，有两种创建方式，一种是自动关键点模式，一种是设置关键点模式。分别说明如下。
（1）自动关键点模式
启用该模式时，将时间滑块拖到某一帧上，然后对模型进行移动、缩放和旋转等操作时，系统会自动将模型的变化记录为关键帧，并在前后两个关键帧之间生成动画。例如：
Step01在场景中创建一个球体。
Step02单击动画控制区的“时间配置”按钮，打开“时间配置”对话框，将动画帧频设为“自定义”的“20”，动画长度设为“50”，单击“确定”按钮。“时间配置”对话框各重要设置区的作用如下。
帧速率：设置动画帧频。其中，“NTSC”为美国和日本视频标准，帧速率为30帧/秒；PAL为中国和欧洲视频标准，帧速率为25帧/秒；“电影”为电影胶片标准，帧速率为24帧/秒；选择“自定义”选项后，可在下方的编辑框中输入自定义的速率。
时间显示：设置在轨迹栏中的动画时间的显示方式。其中，“帧”表示完全使用帧来显示时间，单个帧代表的时间取决于当前设置的帧速率；“SMPTE”表示使用电影电视工程协会指定的格式显示时间，该格式从左到右依次显示分钟、秒和帧，适用于大多数专业动画制作；“帧：TICK”表示使用帧和程序的内部时间增量显示时间；“分：秒：TICK”表示以分钟、秒和TICK显示时间。
动画：设置动画的开始时间、结束时间、总长度、帧数（指可渲染的总帧数，它等于动画的时间总长度加1）、当前时间（当前滑块所在时间）等。
Step03在的动画控制区中单击按下“自动关键点”按钮，开启动画记录模式。
Step04将时间滑块拖动第50帧处，然后使用缩放工具将球体沿Z轴进行压缩。
Step05单击时间控制区的“播放”按钮，或按【Enter】键在场景中预览动画效果。
（2）手动关键点模式
若选中“设置关键点”按钮，则需要单击“设置关键点”按钮来创建关键帧。例如：
Step01重置场景，然后同样在场景中创建一个球体。
Step02在动画控制区单击“设置关键帧”按钮，开启设置关键帧模式。
Step03单击“设置关键点”按钮在第0帧处创建一个关键帧。
Step04将时间滑块移动到第50帧处，并缩放对象，然后单击“设置关键点”按钮，在该帧处创建一个关键帧，将对象的变化记录为关键帧。
Step05按【Enter】键在场景中预览动画效果。
要移动关键帧，可在轨迹栏中单击选中（按住【Ctrl】键依次单击可同时选中多个关键帧）要移动的关键帧，然后按住鼠标左键并拖动；若在拖动过程中按住【Shift】键，则移动操作变为复制操作。此外，选中关键帧后，按【Delete】键可将其删除。
3ds Max时间控制区中其他重要按钮的作用如下。
关键点过滤器：过滤可以设置关键帧的对象变化。
转至开头：将时间滑块移动到活动时间段的第0帧。
上一帧：将时间滑向后移动一帧。
播放/播放选定对象：单击“播放”按钮可在活动视口中播放整个场景中的动画；单击“播放选定对象”按钮可播放选定对象的动画。播放动画时，该按钮变为“停止播放”按钮，单击可停止动画播放。
下一帧：将时间滑向前移动一帧。
转至结尾：将时间滑移动到活动时间段的最后一帧。
当前帧：显示当前帧编号，指出时间滑的位置。也可以在此字段中输入帧编号来转到该帧。
关键点模式切换：切换帧跳转模式。按下该按钮后，“上一帧”和“下一帧”按钮将变为“上一个关键点”和“下一个关键点”按钮。
7.1.2修改器动画
3ds Max为用户提供了许多修改器，使用其中的一些修改器可以非常方便地为模型创建动画，如“融化”修改器、“柔体”修改器、“路径变形”修改器、“链接变换”修改器、“曲面变形”修改器、“噪波”修改器和“变形器”修改器等。例如，要使用“融化”修改器制作冰融化效果，可执行以下操作。
Step01打开本书配套光盘“素材与实例”>“第7章”文件夹中的“融化修改器.max”文件；然后选中冰块模型，并选择“编辑”>“克隆”菜单，通过原位克隆再复制出一个冰块。
Step02为任一冰块模型添加“融化”修改器，然后在“参数”卷展栏中设置融化的“数量”（融化的程度）、“融化百分比”（数量增加到多少时对象会产生扩散及扩散的程度）、“固体”类型（融化过程中对象凸出部分的相对高度）和融化轴（沿哪一轴进行融化），模拟冰块已融化的部分。
Step03为另一冰块添加“融化”修改器，然后单击动画控制区中的“自动关键点”按钮，开启动画的自动关键帧模式。在第60、90和100帧处设置融化的“数量”分别为60、116和166；再选中另一块冰块（可利用“按名称选择”工具进行选择），在第60、90和100帧处设置融化的“数量”分别为500、600和650。
Step04单击“自动关键点”按钮，退出动画的自动关键帧模式，完成融化动画关键帧的设置。此时，单击动画控制区中的“播放”按钮，即可观察到冰块融化的过程为不同帧处冰块的融化效果。
7.1.3动画制作技巧
3ds Max提供了许多动画设置工具，使用户可以轻松地制作出更精确、更复杂的动画，如轨迹视图、动画约束和动画控制等，下面分别介绍。
1.轨迹视图
使用轨迹视图可以对动画中创建的所有关键点进行查看和编辑。另外，您还可以在轨迹视图中指定动画控制器，以便插补或控制场景对象的所有关键点和参数。
轨迹视图使用两种不同的模式：曲线编辑器和摄影表，用户可以选择“图形编辑器”>“轨迹视图-曲线编辑器”和“轨迹视图-曲线编辑器”菜单打开他们。下面我们主要讲解一下曲线编辑器。
曲线编辑器左侧列出了场景中所有对象的参数树，选中某个参数后，在编辑右侧将显示出该参数随时间变化的轨迹曲线，此时，利用对话框工具栏中的工具调整轨迹曲线的形状，即可调整对象的运动效果。
下面介绍几个比较常用的轨迹曲线调整工具，具体如下。
移动关键点：此工具用于调整选中关键点在轨迹视图中的位置。
滑动关键点：使用此工具向左（或向右）移动关键点时，轨迹曲线中关键点左侧（或右侧）的部分将随之移动相同的距离。
添加关键点：使用此工具可以在轨迹曲线中插入关键点。
绘制曲线：使用此工具可以为选中的参数绘制轨迹曲线，或使用手绘方式编辑原有的轨迹曲线。
减少关键点：单击此工具将打开“减少关键点”对话框。设置好阈值后，单击“确定”按钮，即可根据阈值精简轨迹曲线中的关键点，常用来消除手绘轨迹曲线中不必要的关键点。
将切线设置为自动：单击此按钮，系统将调整选中关键点处切线的斜率，且关键点两侧将出现蓝色的虚线控制柄（用于手动调整关键点处切线的斜率）。此外，按住此按钮不放将弹出“将内切线设置为自动”按钮和“将外切线设置为自动”按钮，分别用于调整关键点输入侧和输出侧切线的斜率。
将切线设置为自定义：单击此按钮，关键点处切线的斜率不变，但关键点两侧会出现黑色的实线控制柄，用于手动调整关键点处切线的斜率。
将切线设置为快速：单击此按钮，系统将调整选中关键点处切线的斜率，使参数在关键点附近快速增加或快速减少。
将切线设置为慢速：单击此按钮，系统将调整选中关键点处切线的斜率，使参数在关键点附近的变化变为缓慢增加或缓慢减少。
将切线设置为阶跃：单击此按钮，轨迹曲线在关键点处变为阶跃曲线，此时参数在关键点处的变化为阶跃式的突变。
将切线设置为线性：单击此按钮，关键点两侧将变为直线段，类似于可编辑样条线中的角点型顶点，此时参数在关键点附近匀速增加或减少。
将切线设置为平滑：单击此按钮，关键点两侧将变为平滑的曲线段，类似于样条线中的平滑型顶点。
2.动画约束
动画约束就是在制作动画时，将物体A约束到物体B上，使物体A的运动受物体B的限制（物体A称为被约束对象，物体B称为约束对象，又称为目标对象）。下面以制作沿曲线运动的小球为例，说明一下什么是动画约束。
Step01在视图中创建一条S形曲线和一个球体。
Step02选中球体，然后选择“动画”>“约束”>“路径约束”菜单，再单击前面创建的S形曲线，即可将球体的运动约束到S形曲线上。此时系统将自动创建小球沿路径运动的动画。
Step03单击动画和时间控件中的“播放”按钮，可观察到，小球将自动沿S形曲线从曲线的始端向末端运动。
将小球约束到S形曲线后，读者可使用“选择并移动”工具调整小球的位置，观察小球是否能按正常的情况移动。
3dsMa为用户提供了多种约束方式，不同的约束方式具有不同的用途，下面介绍几种比较常用的动画约束。
附着约束：附着约束就是将物体A附着于物体B的表面，以约束物体A的移动范围（此时物体A只能在物体B的表面移动）。需要注意的是，物体B必须是网格对象或能转换为网格对象的对象，否则无法进行附着约束。
链接约束：链接约束可以用来创建对象与目标对象之间彼此链接的动画。
注视约束：注视约束是使物体A的某一局部坐标轴始终指向物体B，以保持物体A对物体B的注视状态。常用于摄影机的跟踪拍摄和灯光的跟踪照射。
方向约束：方向约束是使物体A的局部坐标与物体B的局部坐标相匹配，并始终保持一致。约束后，旋转物体B时，物体A将随之产生相同的旋转。
路径约束：路径约束就是将物体约束到指定的曲线中，使物体只能沿曲线运动。
位置约束：位置约束就是将物体A的轴心与物体B的轴心对齐，并保持二者的相对位置不变。当物体A有多个目标对象时，其位置为所有目标对象的加权平均位置。
曲面约束：曲面约束也是将物体A约束到物体B的表面。需要注意的是，物体B的表面必须能用参数来表示，符合条件的三维对象有球体、圆锥体、圆柱体、圆环、四边形面片、放样对象和NURBS对象。
3.动画控制器
简单地讲，动画控制器就是控制物体运动动画的工具。使用动画控制器可以在物体原有动画的基础上附加其他动画效果，以调整物体的运动效果。下面以“躁动的茶壶”动画为例，说明一下什么是动画控制器，以及如何为物体添加动画控制器。
Step01在透视视图中创建一个茶壶，然后开启动画的自动关键帧模式；再拖动时间滑块到第100帧，并将茶壶放大。
Step02选中茶壶，打开“运动”命令面板；接下来，选中“参数”选项卡“指定控制器”卷展栏参数列表中的“位置：位置XYZ”项，再单击“指定控制器”按钮，利用打开的“指定位置控制器”对话框为茶壶添加“噪波位置”控制器，
Step03单击动画和时间控件中的“播放动画”按钮，观察茶壶的运动动画，可以发现：茶壶在膨胀的过程中四处跳动。
3dsmax为用户提供了许多用途不同的控制器，根据控制器作用的不同，可分为变换控制器、位置控制器、旋转控制器和缩放控制器四类，在此着重介绍如下几个控制器。
Beizer控制器：该控制器是许多参数的默认控制器，它利用一条可调整的Bezier曲线将物体运动轨迹的各关键点连接起来，调整各关键点处曲线的曲率即可调整关键点之间的插值。
