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系统地、有针对性地讲解三维角色动画的制作是本书的特色。从内容上看，本书所讲解的表情与口型的结合、表情动画的传递、角色动画制作流程、动画素材资源化管理、动作叠加、动作传递等高端制作内容都是同类教程中所没有的。
本书是专门针对高等院校动画专业中“三维角色动画制作”课程而编写的专业课教程。动画的核心是针对动体的制作，而角色动画又是动体制作中的重点与难点。本书从Maya角色动画的基础讲起，结合实战，系统地讲解Maya角色动画制作理论、制作过程与制作技巧。完整的角色动画制作应该包括： 角色建模、表情动画制作、材质与贴图制作、骨骼绑定、蒙皮权重处理、非线性动作制作、镜头输出。有高级要求的角色动画还要进行肌肉的添加制作，因此涉及的内容很多。然而，一部好的教程应该内容简洁、重点突出、通俗易懂，并且能够举一反三。因此，本着这样一种理念，本教程从角色骨骼绑定之后的操作开始讲起，重点放在角色的动作制作与编辑上。而对于动作制作之前的准备及辅助性工作则放到其他教程的内容当中。角色动画不仅是软件制作的问题，而且涉及表演学、动画运动规律等理论知识的应用。三维角色动画高效率的制作还需要有先进的制作流程以及动作库素材的配合。因此，本书在介绍角色动画制作的同时还对其制作流程以及相关素材资源化管理等问题进行讲解，以便使读者全面、系统地掌握角色动画制作的知识与技术。
基础篇Maya角色动画制作工具
第1章非线编辑器与曲线图编辑器
1.1非线编辑器
1.1.1非线性动画
1.1.2非线编辑器基本用法
1.1.3对动作片段的操作
1.2曲线图编辑器
1.2.1曲线图编辑器基本用法
1.2.2曲线图编辑器的操作
1.2.3曲线图编辑器与非线编辑器的配合使用
1.3角色动画与运动规律
1.3.1角色动画的特点
1.3.2动画运动规律
1.3.3动作关系
1.3.4动作制作练习
第2章动画层工具
2.1动画层的特点
2.1.1动画层的基本概念
2.1.2动画层的工具
2.1.3动画层的命令
2.2动画层制作流程
2.2.1动画层的基本制作流程
2.2.2动画层的导出与导入
2.2.3添加、移除与提取
2.2.4动画层的权重
2.3约束动画与表达式动画
2.3.1动画层与约束动画
2.3.2动画层与表达式动画
2.3.3关键帧烘焙
2.4动画层的配合制作
2.4.1动画层与曲线图编辑器的配合使用
2.4.2动画层与动作片段的转换
第3章分镜头
3.1分镜头的概念
3.1.1影视艺术的基本表现手法
3.1.2电影剧本的基本结构
3.1.3分镜头的一般概念
3.2三维动画的镜头划分
3.2.1三维动画的分镜头特点
3.2.2按情节片段划分
3.2.3按动作段划分
第4章姿势位动画与动作混合
4.1姿势位动画的基本概念
4.1.1姿势位片段的创建
4.1.2姿势位片段的保存
4.1.3姿势位片段的导出与导入
4.2姿势位片段的混合与合并
4.2.1姿势位片段的混合
4.2.2姿势位片段的合并
4.3姿势位动画制作
4.3.1姿势位动画的制作方法
4.3.2姿势位片段的属性
4.3.3姿势位动画的其他应用
第5章动作的组合制作与修改
5.1动作的组合制作
5.1.1子角色集的创建与合并
5.1.2子角色集动作片段的创建与修改
5.1.3动作片段的导出与导入
5.1.4IKFK转换制作
5.1.5时间扭曲
5.2组合动作的修改
5.2.1动作片段的修改
5.2.2插入姿势位片段
5.2.3动作片段的属性
5.2.4动作片段的权重
5.2.5简单的动作连接
5.3约束动画与表达式动画
5.3.1约束动画制作
5.3.2表达式动画制作
高级篇Maya角色动作的综合制作
第6章表情及口型动画制作
6.1表情变形制作
6.1.1表情序列制作
6.1.2表情混合变形
6.1.3表情的二级控制
6.2口型变形制作
6.2.1口型序列制作
6.2.2口型混合变形
6.2.3口型的二级控制
6.3表情与口型动画的非线制作
6.3.1创建表情角色集
6.3.2表情位片段制作
6.4表情动画的非线编辑
6.4.1口型动画制作要点
6.4.2片段缩略图制作
6.4.3表情位片段的非线编辑
第7章表演动作
7.1肢体语言
7.1.1动作的表意
7.1.2动作的夸张
7.1.3动作的情绪化
7.2肢体语言的表演性
7.2.1动作三要素
7.2.2动作强调
7.2.3动作创美
7.3动作的协调性
7.3.1眼神配合
7.3.2表情配合
7.3.3动作节奏感
第8章角色的动作设计
8.1动作分析
8.1.1动作类型分析
8.1.2动作过程分析
8.1.3动作心理分析
8.2动作设计与制作
8.2.1动作设计步骤
8.2.2动作设计要点
8.3表情动画的传递
8.3.1场景文件的合并与表情动画的导入
8.3.2包裹变形器传递
8.3.3表情与动作对位
第9章动作连接
9.1动作连接的条件
9.1.1动作连接的概念
9.1.2动作连接的三个条件
9.2动作连接的制作
9.2.1动作片段的导出与导入
9.2.2动作连接的调整
9.2.3合并动作片段
9.3动作连接的推广制作
9.3.1姿势位动画的连接问题
9.3.2子角色集的动作连接
9.3.3多角色集的制作
第10章动作叠加
10.1动作叠加的概念与分类
10.1.1动作叠加的概念
10.1.2动作叠加的分类
10.2动作叠加的制作
10.2.1第一类动作叠加制作
10.2.2第二类动作叠加制作
10.3动作叠加的综合制作
10.3.1两个角色集动作的叠加
10.3.2截取动作叠加片段
10.3.3提取动作叠加的姿势位片段
第11章动作传递
11.1动作传递的概念
11.1.1动作传递的意义
11.1.2控制器动作烘焙到骨骼
11.1.3运动捕捉数据的应用
11.1.4简单的动作传递
11.2角色映射传递动作
11.2.1角色映射传递的特点
11.2.2角色映射传递的制作过程
11.3骨骼约束传递动作
11.3.1骨骼约束传递的特点
11.3.2骨骼约束传递的制作过程
11.4骨骼动画的修改
11.4.1利用姿势位来修改
11.4.2动作属性修改
11.4.3动作对位
11.4.4关于重新安装控制器
11.4.5角色集群动画制作
第12章镜头输出与动画资源化管理
12.1镜头输出
12.1.1镜头关系
12.1.2动态输出设置
12.1.3动态输出操作
12.2动作节奏
12.2.1动作节奏设计
12.2.2动作节奏调整
12.3角色动画制作流程总结
12.3.1总体制作架构
12.3.2数据传递操作
12.3.3文件的修改与替换
12.4三维角色动画资源化管理
12.4.1动作库创建与应用
12.4.2表情库创建与应用
12.4.3口型库创建与应用
……精彩书摘 第3章分镜头
动画影片属于电影的范畴，电影自发明以来已走过了百年历史，在发展过程中逐渐形成电影学、电影美学、编剧学、导演学等专业学科。电影学的一些理论、研究方法和基本规律对动画影片都是适用的。也可以这样讲，动画影片也是依据电影的一般规律及表现方式来进行创作的。
一部动画电影的创作是从电影剧本的写作开始的。电影剧本的写作应具有这样的结构： 一部电影—段落—场面—片段，并且有明确的叙事链和逻辑链。然而，电影的拍摄与制作是以镜头为单位的，因此在拍摄之前必须将剧本的情节镜头化，这个过程就是分镜。即根据电影剧本所提供的思想与形象经过总体的艺术构思，将影片的文学内容分切成一系列的镜头视觉画面，通过分镜头的方式予以体现，塑造成为未来影片中声画结合的银幕形象。因此，电影是镜头的表现艺术。影视艺术最基本的表现单元是镜头，每个镜头的表现力决定了整部电影的艺术质量。
在分镜头剧本的编制中，依据剧本段落结构已经完成了： 镜头长度划分、镜头画面内容、镜头调度、场景变化、色调变化以及镜头组接方式等视听要素的设计。因此，分镜头剧本已经体现出对一部动画片的视觉艺术构思和基本表现风格的确定。分镜头不仅决定了整部电影的艺术质量，同时，分镜头又为动画制作提供了参照系。
然而，在三维动画片的制作中，不是完全针对分镜头来进行制作的，而是在分镜头的基础上转化为适应于计算机操作的动画制作单元。这些制作单元既能够体现出分镜头的表现风格，又能够使角色动作连贯并且与剧情不产生脱节。角色动画师是从事动态部分制作的，他的制作与分镜头的关系密切。因此，作为一名角色动画师必须要了解分镜头，灵活地运用分镜头知识来制定自己的制作单元。只有具备这样的专业素质，才能成为一名合格的动画师。
（1） 建立起镜头的理念，能够通过对电影的观摩对镜头做出判断。
（2） 对剧本的基本结构有正确的认识。
（3） 熟练掌握镜头特性、镜头景别划分和镜头的基本运动方式。
（1） 本章重点是理解三维动画的制作单元与分镜头的基本概念。
（2） 本章难点是区分在制作过程中二维动画与三维动画分镜头的不同。
（1） 能够对三维角色动画的制作单元进行划分。
（2） 能够对三维角色动画的制作与输出有清晰的认识。
3.1分镜头的概念
我们在观看电影时，看到的是一个一个的镜头。这些镜头的组接没有使我们感到突兀，而是自然流畅地展现画面。这是镜头蒙太奇在起作用，加之我们头脑中对情节联想的结果。在制作动画的过程中，也是一个镜头一个镜头地制作，然后再将它们连接起来构成整部电影。因此，镜头的正确划分是体现一部电影艺术表现力和制作水平的关键。分镜头是动画影片制作的基本单位。
3.1.1影视艺术的基本表现手法
影视是一种大众化艺术，也是一种叙事艺术。一部影视作品包含主题、人物、情节、结构、语言等视听要素，相比其他艺术来讲，影视艺术有它自身的表现特点。
（1) 影视是造型与叙事相结合的艺术。通过镜头造型性的画面展现人物的视觉形象，影视剧要用具有视觉造型性的画面去讲故事。
（2) 影视是画面与声音相结合的艺术。声音与画面的结合更加强了影片的真实感。同时各种音响的加入对情节起到了烘托作用。
（3) 影视是时间与空间相结合的艺术。相对于其他艺术形式而言，影视的时间与空间的转换更加自由。
以上这些特点在影片的具体创作中都离不开视听语言的基础——蒙太奇艺术表现手法。因此，电影艺术的表现手段可总结为4大类： 造型，音响，表演和蒙太奇。其中，蒙太奇是影视艺术区别于其他艺术形式的特殊表现手段，是影视艺术的独立语言。无论是造型与叙事、声画结合还是时空的转换都离不开镜头画面或声音的组接与转换。这些视听要素的分解与组合就是蒙太奇。
“蒙太奇”一词来自于法语，意思为拆分与组合。在电影中存在着很多视听要素间、情节要素间的拆分与组合，凡是涉及拆分、组合的创作方法都被称为蒙太奇。蒙太奇理论诞生于苏联，产生于著名的库理肖夫实验。早期的电影主要是记录式或依据戏剧的样式来进行拍摄的，当然造型、音响、表演这三个要素是存在的并通过镜头来表现。库理肖夫将几个毫无关联的镜头进行了重新组接，放映后镜头的并列产生了意想不到的效果，且通过观众的联想产生了第三种效应——即两个镜头分别播放所不能产生的效应。库理肖夫实验奠定了蒙太奇理论的基础。在电影中蒙太奇的运用使得画面更具表现力，画面与声音的结合具有多样化，时空转换更加自由，进而推动了叙事节奏。
蒙太奇的出现使得早期的电影摆脱了单纯的记录式拍摄，使电影进入了表现艺术的时代。蒙太奇观念被引进电影之后，镜头的切分重组、视角的多向变化与对时空的灵活转换等成为电影的基本表现手段，电影的美学特质才得以确立。从视听要素上划分，凡是有组接、转换就有蒙太奇效应在其中。影视作品中涉及的组接与转换的要素很多，那么每一种组接与转换都有相应的蒙太奇效应。镜头的组接与转换产生了镜头蒙太奇，声音的组接与转换产生了声音蒙太奇，正是由于蒙太奇手法的大量运用，才使得电影具有了独立的艺术语言，摆脱了戏剧表演样式的制约。动画电影的发展也由独幕剧的形式逐渐发展成为今天的动画电影。
3.1.2电影剧本的基本结构
一部电影的创作首先是从电影剧本的写作开始的，但它的写作与一般的文学写作有所不同。在表现方法上，电影剧本的写作不同于写小说，原因如下。
（1) 它不进行角色内心活动的描写。如果要揭示角色的内心活动，就要通过角色的肢体动作、说话语气、面部表情等表演手段来展现。
（2) 电影剧本也不同于散文，抒情性的描写不适于剧本的写作。如果有抒情的需要也是通过画面联想来达到抒情的目的。
（3) 故事发展的逻辑关系是电影叙事的主线索。然而对于结果的起因，不是用文字描写而是靠情节铺垫。
电影剧本要求按照电影文学的写作模式去创作。即通过画面信息来讲述故事，并用视听语言和时空结构去构思与创作剧本。它的写作虽然比较直白，但带有较强的视觉效应和画面效应。它要求故事结构严谨、逻辑清晰、情节详细、时空关系具体，而最忌讳的是用夸张性、议论性、比喻性、象征性的语言来描写。并且也不需要对人物的性格、服饰道具以及背景等进行详细描述，这些都要通过表演或视觉造型手段直接传达给观众。
电影剧本在故事构思的基础上不仅要使故事链清晰、逻辑性强、写作架构符合电影剧本的结构，而且要在叙事过程中逐渐明确角色以及角色之间的关系，明确故事背景、事件发生时间、地点等故事要素，为下一步的分镜头剧本及视觉设定环节奠定基础。目前，对于电影剧本的蒙太奇结构设计多以苏联电影理论家普多夫金对电影剧本蒙太奇的结构划分作为参照。
普多夫金认为一个真正能用来拍摄电影的剧本，必须具备电影的基本结构： 一部电影—段落—场面—片段—镜头。这样的结构才能精确地说明每一个镜头的内容以及它在一个段落里的地位。电影的叙事结构才会紧凑、流畅，故事情节环环相扣。
回到剧本基本结构的概念上来，一部动画电影的结构为： 一部动画片—段落—场面—片段—镜头。即一部动画片由若干段落组成，每个段落由若干场面组成，每个场面含有若干情节片段，而每个情节片段又是由若干个镜头来表现的。那么可以简而言之，电影是由镜头组成的。因此，我们有必要先认识镜头。
一部电影是由若干镜头连接组成的，镜头之间的连接称为镜头的切换。镜头的切换反映在我们视觉上的结果就是画面的构图关系发生了变化，这种变化是由于镜头之间的视角与视距的不同而造成的。因此，我们就是根据这种变化对镜头做出判断的。经过这样的镜头判断训练，我们应该在镜头的运用上有了基本的认识。从镜头的表现性上讲，电影是通过镜头的转换完成对人物的塑造和景物的描绘。从镜头切换上讲，电影是利用镜头切换来表现故事的发展进程。而从镜头切换的视觉效果上讲，可以认为只有不同特性的镜头之间的转换才是有意义的，而相同特性的镜头之间的转换是没有意义的。
在影片中，镜头不仅是造型表现的基本单元，也是视觉传达与叙事表现的基本单元。因此，每一个镜头的存在，对剧情的展开和人物的塑造都应该有积极的推动作用。我们在镜头划分时要充分地考虑到镜头与叙事结构的关系，只有这样才能精确地说明每一个镜头的内容以及它在一个段落里面的地位。电影的叙事结构才会紧凑、流畅，故事情节才能环环相扣。镜头的概念虽然来自于实拍电影的制作，但在二维手绘动画制作中起到至关重要的作用(这个问题在后面的章节中还要详细讲解)。我们要有这样的专业认识——在动画制作时，不是在制作一幅幅画面，而是在制作一个镜头。只有正确地表现了镜头特性，才能获得连续、流畅、自然、生动的画面效果。
我们在欣赏一部影片时首先要注意它的镜头划分关系。不同的分镜头有不同的表现重点，不同的镜头组接也具有不同的含义。
3.1.3分镜头的一般概念
镜头的概念最早来自于实拍电影，镜头是指摄影机开机到停机所拍摄的一组动态画面，是影片中的最小表现单元。在影片中，镜头是造型表现的基本单元，也是视觉传达与表现的基本单元。通过镜头完成对人物的塑造和景物的描绘。因此每一个镜头的存在，对剧情的展开和人物的塑造都应该有积极的推动作用。
镜头的基本表现要素如下。
1. 镜头的时间长度
从镜头的基本定义可以看出来，每个镜头是有一定时间长度的。当然，这个时间长度是人为设置的。从镜头的表现性上看，镜头的时长与画面的细节、观看的清晰度、画面的信息量等都有直接关系。因此，镜头的时间长度是镜头设计的一个要素。
2. 镜头的角度
镜头角度指拍摄时摄影机与被摄对象之间的角度。角度是镜头画面构图的重要因素，有着丰富的艺术表现力。一般可分为平视、仰视、俯视以及倾斜几种。可以单独使用或综合使用，种类变化多样。
（1) 平视的特点是视平线在画面人物或主体的头部或上部。平视拍摄画面庄重、平稳，给人平实和自然的感觉，如图31所示。平视是人的习惯视角，因此动画片中平视画面较多，大量的客观镜头也都是采用平视角度。
图31
（2) 俯视的特点是摄影机在画面人物头部或主体的顶部以上。俯视镜头的被拍摄对象显得矮小、空旷，空间层次和运动方向比较清晰，但表情不容易被看清，如图32所示。俯视角度下，被拍摄的物体处于弱势，有被压抑的感觉。
图32
（3) 仰视的特点是摄影机在画面人物的腰部或主体的下半部以下。仰拍镜头对象显得高大、雄伟，但也会产生主体形象变形的特点，如图33所示。仰视角度下被拍摄物体处于强势和主导低位，因此从画面造型上富于戏剧效果。
（4) 倾斜不是人的正常视角，而是将摄影机相对拍摄对象倾斜一定的角度，如图34所示。用于表现一些特殊的视点，如醉汉眼中看到的物象。这种特殊的构图关系经常被使用在主观镜头中，具有构图生动的特点。
图33
……
……前言/序言 前言
在动画的基础理论课“动画原理”的学习中，我们应该知道动画中的动体分为两种类型，一种是有生命的动体，如人物、动物或一些拟人化的生物； 一种是无生命的动体，如树木、火焰、流水、道具等。按照动画专业的分类，有生命的动体被称为角色动画。本书就是针对角色动画制作学习的教程，也就是教读者利用Maya软件平台来制作三维角色动画。
动画是动的艺术，运动和动作的表现是动画创作的核心。三维角色动画是一部动画片制作的重要一环，角色的运动、动作以及表演的生动性都包含在其中。一个完整的角色动画制作应该包括： 角色建模、表情动画制作、材质与贴图制作、骨骼绑定、蒙皮权重处理、非线动作制作、镜头输出。有高级要求的角色动画还要进行肌肉的添加制作，因此涉及的内容很多。然而，一部好的教程应该内容简洁、突出重点、通俗易懂，并且能够举一反三。因此，本着这样一种理念，本书从角色骨骼绑定之后的操作开始讲起，重点放在角色的动作制作与编辑上。而对于动作制作之前的准备及辅助性工作则放到其他教程的内容当中去。角色动画不仅是软件制作的问题，而且涉及表演学、动画运动规律等理论知识的应用。从表演学上讲，肢体的动作常与表情动画配合以加强对角色心理活动的表现。为了适应专业制作的要求，表情动画的制作也纳入到本书的讲解内容中来，并且将表情动画与肢体动作的结合作为重点来讲解。
学习角色动画不仅要概念清晰，熟悉制作流程，更重要的是在制作实践中积累经验，因此，平时的制作练习很重要。另外，值得提醒读者注意的是，学习动作制作不能使用短肢的卡通角色作为练习实例，而要使用正常比例的角色来进行制作，这样才能真正认识关节的变换形态，准确地做出动作判断，将动作制作到位。一段好的角色动画应该是动作流畅、富有表演性、生动传神、富有美感。在手绘动画中，复合动作的制作非常复杂。不要说是一个动作，就是一帧画面都需要经过反复的对位、多次同描才能够完成。与手绘动画不同，在三维计算机动画中角色的动作可以一部分一部分地制作，然后再叠加起来。这种对复杂动作所采用的叠加制作方法主要是依赖于计算机的合成技术。这就需要我们掌握动作分析、表演学等理论知识，并且熟练应用动作流的编辑技巧，通过动作的组合来实现。对动作流的编辑以及动作节奏的制作固然重要，而掌握软件制作的内在逻辑更为重要。
随着计算机技术的高速发展、软件技术性能的提高、技术手段的强化，三维计算机动画具有便捷的修改技术、神奇的合成技术、灵活的替换技术、强大的数据交换技术的支持。三维计算机动画具有这样的制作特点，就为各种计算机动画素材进行资源化管理创造了条件。这也是三维计算机动画与二维手绘动画的最大不同，因此，通过本书的学习，读者在掌握动作设计的同时，还要学会制作动作库、表情库、口型库等资源，以及对这些资源的扩充、整理与调用。这些资源素材的积累不仅是平时制作练习的成果，而且可以作为资源文件储备。一旦有所需要，经过一些修改、整理、组合就可以成为新的样式，并且变化无穷。这对于提高制作效率，无疑又是一个飞跃，只有具备这样的素质才能成为一个合格的动画师。
在动画各专业中，动作设计师不同于其他的制作人员，动作设计师一般要求掌握两种以上三维软件的动作制作技术，而对于其他的制作人员则没有这样的要求。两种软件的交互使用会使角色动作的制作更加完美而生动，因此，好的动作设计师都具有这样的素质。要达到这样一个目标，先要脚踏实地地学好Maya角色动画制作技术，才具备深入学习的可能性。
动作设计师不仅负责对角色动作的设计与制作，还负责对整体制作流程的总体掌控。目前，对制作流程的把握能力和应变能力已经成为衡量动画制作人员专业水平的一项重要标准。本书也利用一个章节来对角色动画的制作流程进行全面的介绍，对流程的熟悉是真正掌握高效率制作方法的基础，并融会贯通，只有这样才能融入高效、快速的制作流程中来，充分发挥计算机动画的技术优势，通过技术整合来发挥计算机动画制作的最高效率。特别是对于动画监制人员来说，只有全面掌握了三维动画的制作技术，才能提出最佳解决方案，率领团队完成高难度的制作任务。
按照常规，三维动画教程的编写一般都以演示教学为主要手段，本书也不例外，在每一章的后面都配有两个典型实例的制作。在制作实例的选择上，我们省略了双人对打、四足动物的动作制作等内容，而选择具有代表性的、能够与实战制作流程相对应的实例来讲解，并且录制成了视频教程，以便于读者学习。
作者2018年4月于哈尔滨理工大学
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