数字艺术设计概论 周苏 主编 第6讲：三维图形艺术设计新.pptVIP

史料數位化之METADATA與AUTHORITY CONTROL / 陳雪華 数字艺术设计概论 周 苏 教授 浙江大学城市学院计算机学院 Zs@mail.hz.zj.cn QQ:第6章 三维图形艺术设计 所谓“三维”是指构成普通立体的三个项度，即“长度”、“高度”和“深度”。计算机三维图形艺术设计是指以计算机硬件和软件为平台的、按照三维视觉艺术设计规律设计形成的静态、动态或动态交互的现实或虚拟现实的三维视听图形和图像艺术的过程。 计算机三维图形艺术设计包括三维静画图形艺术设计和三维动画图形艺术设计两大领域。 6.1 三维静画图形艺术设计 在传统艺术设计中，三维静画图形艺术设计主要涉及环境艺术设计、建筑设计、展示艺术设计、工业设计、服装艺术设计和陶瓷设计等领域。这些专业进行创作设计时，一般多用三维图形设计软件完成。 6.1 三维静画图形艺术设计 以前环境艺术设计和工业设计的效果图都是手工画的，费用很高。随着计算机图形艺术设计的普及，计算机硬件成本降低，运算速度提高、设计软件普及，特别是能够运用计算机图形设计软件进行三维图形艺术设计的人员也越来越多，计算机三维图形艺术设计的发展对传统三维艺术设计产生了很大的影响。无论从技术还是从艺术的角度讲，计算机三维静态图形艺术设计在速度、精度、艺术效果，特别是在“真实感”等方面，“手绘”是根本无法与之相比的。 6.1 三维静画图形艺术设计 如今，科学的视觉化、科学和技术产品模型的制作、教学课件、网页设计、多媒体、光盘设计中的三维静画图形设计，以及玩具、工艺品设计、艺术雕塑等领域，都是计算机三维静画图形艺术设计的用武之地。 6.1 三维静画图形艺术设计 由于计算机三维图形艺术设计的实现，形成了从设计到成品的工艺过程的数字化变革，如运用CAD (计算机辅助设计) 进行产品无纸化设计，使用RPM快速原型成型制造技术快速完成任意复杂形状三维实体零件的成型，以及CAM (计算机辅助制造技术) 等设计、模型成型和数字机床加工技术、设备和工艺等，都是以三维设计的计算机化和数字化为基础的。 6.2 三维动画图形艺术设计 由于加入了“时间”这一维，三维动态图形艺术设计应该称为是四维图形艺术。在这里，我们仍然以传统的说法为准，称其为“计算机三维动态图形艺术设计”。这里所说的三维动态图形艺术设计与在影视片中看到的影像不一样，因为影视片中的影像无论是人物、动物或者景物都是一个假的“三维立体”(除了激光全层摄影) ，我们无法通过移动观众的观察视点来看到物体其他部位的物象或者被物体遮挡了的物象。 6.2 三维动画图形艺术设计 而此处所讲的计算机三维动画图形艺术设计，虽然在最终生成或者转化为传统影视画面进行观看时与传统影视效果没有什么两样，但是它既不同于两维动画、也不同于电影和电视中的影像，而是真正三维的和可以交互的三维动画。 6.2 三维动画图形艺术设计 所谓计算机三维动画图形艺术设计，是指用计算机数字化技术生成的具有高、长、深三个空间维度的立体动态连续运动画面的一种形式。三维动画图形艺术设计综合了现代数学、系统控制论、图形图像学、人工智能、软硬件技术和艺术设计等学科的成果。目前，主要用于电影、电视特技、商业广告、电子游戏、影视片头、工业设计、建筑设计和飞行模拟等领域，随着科学与艺术的不断融合，将在更多的领域中实现计算机三维静画和动画的图形、图像设计。 6.2 三维动画图形艺术设计 三维动画图形艺术设计的视觉原理是在传统动画的基础上融入现代计算机图形技术而发展起来的，它利用三维动画图形设计软件，直接在计算机所构建的虚拟空间中制作数字模型和材质，配合模拟灯光和摄像机，再为模型或摄像机设置运动轨迹，通过最终的渲染从而在计算机屏幕上显示出运动的连续画面。 6.2 三维动画图形艺术设计 三维动画图形艺术设计具有以下特点： 1) 真三维性。计算机三维动画图形艺术设计中的影像，在其被渲染并以静帧画面生成之前都是真三维的，我们可以运用鼠标对其进行360o的旋转和观看，而且每一个角度都是真实的三维图像。 6.2 三维动画图形艺术设计 2) 交互性与虚拟现实性。计算机三维动画图形艺术设计与传统动画的区别，在于可以利用定位设备 (鼠标、操纵杆等) 对计算机屏幕、数字目镜以及数字头盔中的虚拟景物进行实时的、真三维的动态交互，就像在现实空间中摆弄一个物体一样，而这一点是传统二维动画无法实现的。 6.2 三维动画图形艺术设计 正是由于这些交互性与虚拟现实性，使得计算机图形艺术设计的应用空间远远大于传统的艺术设计的范围和领域，增加了设计者和使用者的参与感和身临其境感。这些特点已经在许多领域开始应用，例如游戏娱乐领域，由于有了以计算机为平台的交互性与虚拟现实性，使得游戏与娱乐的身临其境感倍增，这也是现在以计