描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302507512丛书名: 21世纪高等学校数字媒体艺术专业规划教材
（2）动画的制作离不开角色和场景的搭建，因此读者应在学习了相关的基础知识之后再使用本书。
（3）讲究学有所得，注重培养学生的动手能力，以及分析问题和解决实际问题的能力。
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。
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 /
一、 为什么要写本书
动作捕捉技术已经在影视动画、游戏等领域得到广泛的应用，而利用动作捕捉技术来制作三维动画也因设备门槛的降低，变得越来越普及。它可以有效地填补传统动画制作方法中的一些不足，实用性日益增强。
在使用动作捕捉技术制作动画的流程中，目前最主要的工具就是MotionBuilder软件。但是市场上关于MotionBuilder软件的教材却凤毛麟角，除极少数外文版教材外，很难找到有价值的资源，而国内开设有相关课程的院校却不在少数。本书的推出，将打破动作捕捉相关课程无教材可用的僵局。
动作捕捉设备的价格一般比较昂贵，不少院校也因此没有购置动作捕捉设备，进而无法开设相关课程。本书的侧重点在如何制作动画，绝大多数流程是使用MotionBuilder软件而非动作捕捉设备，并且MotionBuilder软件是通用软件，而动作捕捉设备则会出现不同厂商、不同品牌的产品使用流程各不相同。因此，即便没有动作捕捉设备，也可结合配套中的相关资源来进行学习。从而大大降低开设动作捕捉相关课程的门槛。
二、 内容特色
使用动作捕捉技术来制作动画，需要一系列软件的协同处理，本书以动画制作的流程为线索，对动作捕捉技术、MotionBuilder软件以及动作捕捉设备操作等进行了全面、详细的阐述。读者通过书中的案例可快速上手，通过学习可以获得熟练的动画技能与高超的使用技巧。
与同类书籍相比，本书有如下特色。
1. 逻辑严密，条理清晰
作为读者，最担心的就是一本书逻辑混乱，从而导致阅读困难。本书内容涉及MotionBuilder软件、动作捕捉技术和动画制作等，三者看似孤立，实则统一。本书的目的是教会读者如何制作动画，而动作捕捉技术和MotionBuilder软件则是制作动画的方法和手段，这是本书一再强调的概念。有了清晰的概念，相信即便不能让读者事半功倍，但至少不至于事倍功半。
2. 案例丰富，内容翔实
本书的重点是制作动画，因此所有的内容最终都落实到制作上来。如何制作，仅有方法没有案例是无法掌握的。因此本书运用了大量丰富的案例，并辅以相关的电子资源，让读者真正做到即学即用，从而体会到学习的乐趣。通过案例了解操作方法，可以做到举一反三。
3. 资源丰富，注重交互
配套资源下载
提供教学课件，请到清华大学出版社本书页面下载。
提供案例工程文件和相关素材，请扫描此处二维码下载。
配套微课视频，扫描书中二维码即可观看相应的视频内容。书中共有60个微课视频，共计160分钟。
三、 结构安排
本书主要介绍基于MotionBuilder的动作捕捉动画制作的相关知识，共14章，内容包括动作捕捉技术的概念与分类、动作捕捉系统制作动画的流程、MotionBuilder简介与基本使用方法、MotionBuilder动画基础、角色处理、演员动作的拍摄、动作捕捉数据和角色的结合、各种后期处理的方法与技巧，以及材质渲染等。本书所有案例资源都可从清华大学出版社网站（www.tup.com.cn）下载。
四、 读者对象
对MotionBuilder、动作捕捉以及三维角色动画感兴趣的读者；
数字媒体、动画、影视等相关专业的本科生、研究生；
动画制作从业人员。
五、 致谢
感谢清华大学出版社对本书出版的支持。
感谢三峡大学计算机与信息学院对本书的支持。
感谢数字媒体教学团队，特别是王俊英老师对本书的支持。
感谢我的家人，本书的出版离不开家人给予我的支持，特别是我的妻子和孩子。
由于编者的水平和经验有限，加之时间比较仓促，疏漏之处在所难免，敬请读者批评指正，可发送邮件到[email protected]。
编者
2019年2月
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
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