0. 課程導覽 :
BLENDER 與 3D 動畫簡介
主題 1 : 動畫的歷史
日期 : 2015/4/8
Thaumatrope - 1825
陳鍾誠 2015/4/8

Round board with a cage on
one side and a bird on the
other. A piece of string is
attached to each edge. When
the disc is spun the bird
appears to be inside the cage
2
Phenakistiscope - 1832
陳鍾誠 2015/4/8

Disc with images drawn in sequential order around
its surface. Above each image is a slit. The user
holds the disc up to a mirror with the image facing
the mirror. The user spins the disc and look through
the slit at the image in the mirror. Since slit is narrow
each image is only seen in a single position.
'optimal' number of fframes per second found to be
16.
3
Zeotrope - 1834
陳鍾誠 2015/4/8

(Daedalum - Wheel of the Devil - Wheel of Life)
4
Kineograph (flipbook) - 1868
陳鍾誠 2015/4/8


Set of sequential drawings bound
together as a book. User looks at the
pages while flipping through them.
wikipedia entry:
http://en.wikipedia.org/wiki/Flipbook
5
Praxinoscope - 1877
陳鍾誠 2015/4/8

Band of pictures is placed inside an
outer cylinder. Each picture is reflected
by a set of flat mirrors on the inner
cylinder. The number of mirrors is equal
to the number of pictures. The user looks
down into the device at the mirrors.
When the cylinder rotates, the reflected
pictures gives the illusion of motion.
Brighter, clearer image than Zeotrope. If
you want to see a simple version of one
of these, go to the Life Over Time
exhibit at the Field Museum
6
Zoopraxiscope - 1877
陳鍾誠 2015/4/8

Eadweard Muybridge
7
7
陳鍾誠 - 2015/4/8
Mutoscope – 1895

Mechanized version of
the flipbook
The Movies and Cell Animation
陳鍾誠 2015/4/8



First animated cartoon - 1906 - J. Stuart Blackton
First use of translucent cells (celluloid) - 1910 - John Bray
Out of Bray's studio:





multiple layers of cells
using greyscale drawings
using pegs/peg holes to align the layers (registration)
color in 1920
people like Max Fleischer (Betty Boop. Superman), Walkter Lantz
(Woody Woodpecker)
9
素描與上色
陳鍾誠 2015/4/8
10
搭配背景
陳鍾誠 2015/4/8
11
Rotoscoping - 1915
陳鍾誠 2015/4/8

trace live action images to create individual
animation trames
12
Walt Disney and associates
陳鍾誠 2015/4/8

storyboards to review story

pencil drawings to review motion


multi-plane camera stand - instead of laying the cells directly onto the
backdrop, place each element on a separate plane. Each plane can move
independantly from the others and the camera. Can create the illusion of
depth, zooming, motion blur
sound - Steamboat Willie with Ub Iwerks - 1928 (though Max Fleisher did
sound in 1924 in Oh! Mabel)

two-strip technicolour - Ub Iwerks - Fiddlesticks - 1930

three-strip technicolour - Flowers and Trees - 1932

stereo sound - Fantasia - 1940
13
Computer Animation
陳鍾誠 2015/4/8


University of Utah, Ohio State University, Cornell, North
Carolina State pioneered the field in the 60s and early 70s.
Large numbers of people would begin to see computer
animation in the mid to late 70s at the movies.
14
陳鍾誠 2015/4/8
星際大戰 (Star Wars) – 1977
- vector graphics

Rebel Pilots trench briefing done with computer graphics
created here at EVL (then called the Circle Graphics Habitat)
at the University of Illinois at Chicago Circle by Larry Cuba.
15
電子世界爭霸戰 (Tron) - 1982 coloured, shaded graphics
陳鍾誠 2015/4/8
16
星艦迷航記 (Star Trek) II - 1983
陳鍾誠 2015/4/8

particle system for the Genesis Effect
17
無底洞 (Abyss) - 1989
陳鍾誠 2015/4/8

realistic natural object (water) moving in an
unrealistic way - water tentacle)
18
侏儸紀公園 (Jurassic Park) - 1993
陳鍾誠 2015/4/8

- back to animating dinosaurs but now with CG
19
玩具總動員 (Toy Story) - 1995
陳鍾誠 2015/4/8

- first full length computer animation feature
20
龍捲風 (Twister) - 1996
陳鍾誠 2015/4/8

- lots of particles
21
鐵達尼號 (Titanic) - 1997
陳鍾誠 2015/4/8

- Computer generated people in the background
22
星際大戰首部曲 (Star Wars) I
陳鍾誠 2015/4/8

- the Phantom Menace - 1999 - computer
generated jar jar and yoda and others. We should
see more of this in the later Star Wars
prequels, and with Gollum in the Lord of the Rings
films. Computer generated stunt people would be
used for action scenes in films like Spiderman.
23
太空戰士 (Final Fantasy) :
陳鍾誠 2015/4/8

The Spirits Within - 2001 - fairly realistic looking
human characters, and by 2005 with Final Fantasy:
Advent Children even more realistic looking human
characters, and by 2007 there was Beowulf with
even more realistic looking characters
24
魔戒 (Lord of the Rings) :
陳鍾誠 2015/4/8

Fellowship of the Ring - 2001 - lots and lots and
lots of CG people fighting, which would be further
enhanced in the Two Towers and the Return of the
King.
25
Timeline
陳鍾誠 2015/4/8

http://www.evl.uic.edu/aej/527/
 http://www.evl.uic.edu/aej/527/lecture03.html
 http://www.evl.uic.edu/aej/527/lecture03.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Timeline_of_CGI_in_f
ilm_and_television
26
資料來源
陳鍾誠 2015/4/8

http://www.evl.uic.edu/aej/527/lecture01.html
27
0. 課程導覽 :
BLENDER 與 3D 動畫簡介
主題 3 : 3D 動畫的基本概念
日期 : 2015/4/8
CG
陳鍾誠 2015/4/8

三維計算機圖形（3D computer
graphics）是計算機和特殊三維軟體
幫助下創造的藝術作品。一般來講，
該術語可指代創造這些圖形的過程，
或者三維計算機圖形技術的研究領域，
及其相關技術。


http://en.wikipedia.org/wiki/3D_computer_
graphics
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=
%E4%B8%89%E7%BB%B4%E8%AE%A1%E
7%AE%97%E6%9C%BA%E5%9B%BE%E5%
BD%A2%E5%AD%A6&variant=zh-tw
29
Computer games
陳鍾誠 2015/4/8


電腦遊戲（Personal computer games, Computer games 或 PC
games）是指在電子計算機（即「電腦」）上運行的遊戲
軟體。是一種具有娛樂功能的電腦軟體。電腦遊戲產業與
電腦硬體、電腦軟體、網際網路的發展聯繫甚密。有人認
為，電子遊戲也是一門藝術，稱之為「第九藝術」。因為
電腦遊戲為遊戲參與者提供了一個虛擬的空間，從一定程
度上讓人可以擺脫現實世界中的自我，在另一個世界中扮
演真實世界中扮演不了的角色，遊戲給了人們很多體驗和
感受。
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%9B%BB%E8
%85%A6%E9%81%8A%E6%88%B2&variant=zh-tw
30
computer animation
陳鍾誠 2015/4/8


計算機動畫（computer animation）是
通過使用計算機製作動畫的藝術。它是
計算機圖形學和動畫的子領域。它越來
越多的借助於三維計算機圖形學，雖然
二維計算機圖形學仍然被廣泛使用著。
有時動畫最後使用的地方就是計算機本
身，有時候則是另外的媒體，譬如電影。
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title
=%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%B
A%E5%8A%A8%E7%94%BB&variant=zh
-tw
31
3D Computer Graphics Software
陳鍾誠 2015/4/8

http://en.wikipedia.org/wiki/3D_computer_graphi
cs_software
32
Shading
陳鍾誠 2015/4/8




Shading refers to depicting depth in 3D models
or illustrations by varying levels of darkness.
濃淡處理是用較大壓力在紙上繪製較深顏色、
用較小壓力繪製較淺顏色從而表示不同明暗
程度的過程。有許多不同的濃淡處理技術，
其中交叉影線是用不同距離互相垂直的網格
線繪製不同區域的濃淡。影線距離越近，所
繪製區域越暗；相反，距離越遠，所繪製區
域越亮。這個術語近來用來泛指使用濃淡工
具的場合。
http://en.wikipedia.org/wiki/Shading
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E6
%B5%93%E6%B7%A1%E5%A4%84%E7%90%
86&variant=zh-tw
33
Reflection (physics)
陳鍾誠 2015/4/8

波從一個介質進入另一個介質
時，其傳播方向突然改變而回
到其來源的介質，這種現象稱
為反射。波被反射時會遵從反
射定律，即反射角等於其入射
角。光線進入時反射的角度必
與光線進入的角度相等。
34
Transparency
陳鍾誠 2015/4/8

透明
 在光學里，透明是允許光穿透的屬性。透明材料可
以被透視；即，它們允許明晰的圖像穿過。相反的
屬性被稱為不透明性。半透明材料只允許光散射穿
透，即為，材料會扭曲圖像。也被稱為透明度，一
個在礦物學中常用的術語。
 http://en.wikipedia.org/wiki/Transparency_(optics)
 http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%80%
8F%E6%98%8E&variant=zh-tw
35
Video Card
陳鍾誠 2015/4/8



顯示介面卡（Video card，Graphics card），
又稱為顯示適配器（video adapter），香
港與台灣簡稱為顯示卡，是個人電腦最基
本組成部分之一。顯示卡的用途是將計算
機系統所需要的顯示信息進行轉換驅動顯
示器，並向顯示器提供行掃描信號，控制
顯示器的正確顯示，是連接顯示器和個人
電腦主板的重要元件，是「人機對話」的
重要設備之一。
http://en.wikipedia.org/wiki/Video_card
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%
E6%98%BE%E5%8D%A1&variant=zh-tw
36
GPU
陳鍾誠 2015/4/8

圖形處理器（Graphic Processing Unit，簡寫為GPU），是一種專門用
來處理影像顯示相關運算的微處理器。GPU是NVIDIA公司在發布
GeForce 256圖形處理晶片時首先提出的概念，在此之前，電腦中處
理影像輸出的顯示晶片，通常很少被視為是一個獨立的運算單元。而
對手ATI亦提出VPU（Video Processing Unit)概念。GPU使顯示卡減少
了對CPU的依賴，並分擔了部分原本是由CPU所擔當的工作，尤其是
在進行3D圖形處理時，功效更加明顯。GPU所採用的核心技術有硬體
座標轉換與光源（T&L）、立方環境材質貼圖和頂點混合、紋理壓縮
和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256位渲染引擎等。

http://en.wikipedia.org/wiki/Graphics_processing_unit

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=GPU&variant=zh-tw
37
VRML v.s X3D
陳鍾誠 2015/4/8



VRML是一種專為WWW(萬維網)而設計的三維
圖像置標語言。全稱是虛擬現實建模語言，是
由 VRML 協會設計的。VRML 標準中既定義了描
述三維模型的編碼格式，也定義了描述交互或
腳本的編碼及行為模式。VRML 協會現已更名為
Web3D聯盟，VRML 標準現在也已經升級為 X3D
標準。
http://en.wikipedia.org/wiki/VRML
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=VRML&
variant=zh-tw
38
Distance fog
陳鍾誠 2015/4/8




距離模糊是三維計算機圖形學中用來增強距離深度感的一項技術。
由於圖形環境中的許多形狀相對來說比較簡單，並且難於渲染複雜的
陰影，所以許多圖形處理引擎都使用了「模糊」梯度，距離照相機越
遠的物體漸進地被霧化而變得模糊。它的原理是由於光的繞射效應，
距離越遠的物體看起來越模糊，尤其是在戶外環境中更是這樣。
http://en.wikipedia.org/wiki/Distance_fog
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E8%B7%9D%E7%A6%BB%E
6%A8%A1%E7%B3%8A&variant=zh-tw
39
Subdivision surface
陳鍾誠 2015/4/8

子分曲面
 http://zh.wikipedia.org/
w/index.php?title=%E5
%AD%90%E5%88%86
%E6%9B%B2%E9%9D
%A2&variant=zh-tw
40
CSG
陳鍾誠 2015/4/8

構造實體幾何（英文為 Constructive solid
geometry，縮寫為 CSG）
41
Ray Tracing
陳鍾誠 2015/4/8

光線跟蹤（en:Ray tracing）來自於幾何光學的一
項通用技術，它通過跟蹤與光學表面發生交互
作用的光線從而得到光線經過路徑的模型。它
用於光學系統設計，如照相機鏡頭、顯微鏡、
望遠鏡以及雙目鏡等。這個術語也用於表示三
維計算機圖形學中的特殊渲染演算法，跟蹤從
眼睛發出的光線而不是光源發出的光線，通過
這樣一項技術生成編排好的場景的數學模型顯
現出來。這樣得到的結果類似於光線投射與掃
描線渲染方法的結果，但是這種方法有更好的
光學效果，例如對於反射與折射有更準確的模
擬效果，並且效率非常高，所以當追求這樣高
質量結果時候經常使用這種方法。
42
POV-Ray
陳鍾誠 2015/4/8


POV-Ray，全名是Persistence of Vision Raytracer，
是一個使用光線跟蹤繪製三維圖像的開放原始碼
免費軟體。運行POV腳本語言。它是基於
DKBTrace來開發的, DKBTrace是由 David Kirk Buck
和 Aaron A. Collins編寫在 Amiga上的. POV-ray早
期也受到了Polyray raytracer 作者 Alexander
Enzmann 的幫助。很多漂亮的圖片就是由POVray來製作的。
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=POVRay&variant=zh-tw
43
Radiosity
陳鍾誠 2015/4/8

輻射著色（Radiosity）是一種全局光照演算法，
用於三維計算機圖形學繪製。和傾向於只在一
個表面上模擬一次光的反射的直接光照演算法
(例如光線跟蹤)不同，象輻射著色這樣的全局光
照演算法模擬光在一個場景里的多次反射，通
常會導致更柔和更自然的影子和反射。
44
Particle system
陳鍾誠 2015/4/8


粒子系統（en:particle system）表示三維
計算機圖形學中模擬一些特定的模糊現
象的技術，而這些現象用其它傳統的渲
染技術難以實現的真實感的 game
physics。經常使用粒子系統模擬的現象
有火、爆炸、煙、水流、火花、落葉、
雲、霧、雪、塵、流星尾跡或者象發光
軌跡這樣的抽象視覺效果等等。
參考


http://en.wikipedia.org/wiki/Particle_system
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E7%B2
%92%E5%AD%90%E7%B3%BB%E7%BB%9F&varia
nt=zh-tw
45
Texture Mapping
陳鍾誠 2015/4/8



在計算機圖形學中，紋理映射(texture mapping)把存儲在內存里的點陣圖包裹
到3D渲染物體的表面。紋理給物體提供了豐富的細節，用簡單的方式模擬出
了複雜的外觀。一個圖像（紋理）被貼(映射)到場景中的一個簡單形體上，
就像印花貼到一個平面上一樣。這大大減少了在場景中製作形體和紋理的計
算量。例如，可以建立一個球並把臉的紋理貼上去，這樣就不用處理鼻子和
眼睛的形狀了。
http://en.wikipedia.org/wiki/Texture_mapping
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BA%B9%E7%90%86%E6%98%A0%E5%B0
%84
46
UV mapping
陳鍾誠 2015/4/8


UV mapping is a 3D modeling process of
making a 2D image representing a 3D
model. The map transforms the 3D object
onto an image known as a texture. In
contrast to "X", "Y" and "Z", which are the
coordinates for the original 3D object in the
modeling space, "U" and "V" are the
coordinates of the transformed object. This
creates the effect of painting the image
onto the surface of the 3D object.
http://en.wikipedia.org/wiki/UV_mapping
47
bump mapping
陳鍾誠 2015/4/8


凸凹紋理映射（bump mapping），又稱為
皺面貼圖，是一項計算機圖形學技術，在
這項技術中每個待渲染的像素在計算照明
之前都要加上一個從高度圖中找到的擾動。
這樣得到的結果表面表現更加豐富、細緻，
更加接近物體在自然界本身的模樣。法向
映射是一項常用的凸凹紋理映射技術，另
外還有許多其它的實現技術，如視差映射
等等。
參考


http://en.wikipedia.org/wiki/Bump_mapping
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E5
%87%B8%E5%87%B9%E7%BA%B9%E7%90
%86%E6%98%A0%E5%B0%84&variant=zhtw
48
3D Rendering
陳鍾誠 2015/4/8


渲染（Render）是用軟體從模型生成圖像的過
程。模型是用嚴格定義的語言或者資料結構對
於三維物體的描述，它包括幾何、視點、紋理
以及照明信息。圖像是數字圖像或者點陣圖圖
像。渲染這個術語類似於「藝術家對於場景的
渲染」。另外渲染也用於描述計算視頻編輯文
件中的效果以生成最終視頻輸出的過程。
http://en.wikipedia.org/wiki/3D_rendering
49
Boolean Operation
陳鍾誠 2015/4/8
50
OpenGL v.s. Direct3D
陳鍾誠 2015/4/8

OpenGL
 http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=OpenGL&v
ariant=zh-tw
 OpenGL ES
 http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=OpenGL_ES&va
riant=zh-tw

Direct3D
 http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=Direct3D&v
ariant=zh-tw
51

Polygon Mesh (網格)

Polygon Mesh



陳鍾誠 2015/4/8

http://en.wikipedia.org/wiki/Polygon_mesh
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%9A%E8%BE
%B9%E5%BD%A2%E7%BD%91%E6%A0%BC
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E7%BA
%BF%E6%A1%86%E6%A8%A1%E5%9E%8B&varia
nt=zh-tw
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%9D
%9E%E7%BB%93%E6%9E%84%E7%BD%91%E6%A
0%BC&variant=zh-tw
多邊形網格是三維計算機圖形學中表示多面體形狀的頂點
與多邊形的集合，它也叫作非結構網格。
52
NURBS
陳鍾誠 2015/4/8

非均匀有理样条（NURBS），（non uniform rational Bspline），是在计算机图形学中常用的数学模型，用于产
生和表示曲线及曲面。


http://en.wikipedia.org/wiki/NURBS
http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E9%9D%9E%E5%9D%87
%E5%8C%80%E6%9C%89%E7%90%86B%E6%A0%B7%E6%9D%A
1&variant=zh-tw
53
NURBS v.s. Polygon
陳鍾誠 2015/4/8
光滑物件
多面體物件
54
3D modeling
陳鍾誠 2015/4/8


三維模型是物體的三維多邊
形表示，通常用計算機或者
其它視頻設備進行顯示。顯
示的物體是可以是現實世界
的實體，也可以是虛構的東
西，既可以小到原子，也可
以大到很大的尺寸。任何物
理自然界存在的東西都可以
用三維模型表示。
http://en.wikipedia.org/wiki/3
D_modeling
55
Polygonal modeling
陳鍾誠 2015/4/8


在三維計算機圖形學中，多邊形造型是用多邊
形表示或者近似表示物體曲面的物體造型方法。
多邊形造型非常適合於掃描線渲染，因此實時
計算機圖形處理中的一項可以使用的方法。其
它表示三維物體的方法有 NURBS 曲面、子分曲
面以及光線跟蹤中所用的基於方程的表示方法。
http://en.wikipedia.org/wiki/Polygonal_modeling
56
Wire frame model
陳鍾誠 2015/4/8



線框模型（en:wire frame model）是三維電子錶示或者三
維計算機圖形中的物體的可視化表示方法。線框由物體上
兩個數學上連續光滑的表面相交生成或者用直線或者曲線
連接物體頂點得到，通過繪製每一條邊就可以將物體映射
到計算機屏幕上。
http://en.wikipedia.org/wiki/Wireframe_model
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BA%BF%E6%A1%86%E6
%A8%A1%E5%9E%8B
57
Motion capture
陳鍾誠 2015/4/8

Motion capture, motion tracking, or mocap are terms used to describe the process
of recording movement and translating the movement onto a digital model. It is
used in military, entertainment, sports, and medical applications. In filmmaking it
refers to recording actions of human actors, and using that information to animate
digital character models in 3D animation. When it includes face, fingers and
captures subtle expressions, it is often referred to as performance capture.
58
關鍵術語 – IK v.s FK
陳鍾誠 2015/4/8

IK (Inverse Kinematic Animation) :
 逆運動學
or反向動力操控
 透過將3D 模型與骨架關節綁定後，利用操控子物
件以影響母物件的方式，稱為 IK.

FK (Forward Kinematic Animation)
 反之、透過操控母物件以影響子物件的方式，稱為
Forward Kinematic
59
Skeletal animation
陳鍾誠 2015/4/8

Skeletal animation, sometimes referred to as
rigging, is a technique in computer animation,
particularly in the animation of vertebrates, in which
a character is represented in two parts: a surface
representation used to draw the character (called
the skin) and a hierarchical set of bones used for
animation only (called the skeleton).
60
Inverse kinematics
陳鍾誠 2015/4/8



逆运动学（Inverse kinematics）是决定要达成所需要的姿
势所要设置的关节可活动对象的参数的过程。例如，给定
一个人体的三维模型，如何设置手腕和手肘的角度以便把
手从放松位置变成挥手的姿势？这个问题在机器人学中是
很关键的，因为操纵机械手臂通过关节角度来控制。逆运
动学在游戏编程和三维建模中也很重要，虽然其重要性因
为运动捕获数据的大型数据库越来越多的使用而降低了。
http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_kinematics
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%80%86%E8%BF%90%E5
%8A%A8%E5%AD%A6
61
Forward kinematics
陳鍾誠 2015/4/8

Forward kinematics is computation of the position
and orientation of robot's end effector as a function
of its joint angles. It is widely used in robotics,
computer games, and animation. The reverse
process is known as inverse kinematics.
62
Crowd simulation
陳鍾誠 2015/4/8

Crowd simulation is the process of simulating the
movement of a large number of objects or
characters, now often appearing in 3D computer
graphics for film.
63
Virtual reality
陳鍾誠 2015/4/8
64
RenderMan
陳鍾誠 2015/4/8

RenderMan,既Pixar動畫工作室的PhotoRealistic RenderMan產品,簡稱為
PRMan。是用於影視效果製作的三維渲染軟體包。RenderMan一詞習
慣上也指符合RenderMan界面規範(RenderMan Interface Specification)
定義的API的3D渲染套件。由於RenderMan稱謂由Pixar擁有,所以其他
兼容於此規範的渲染器產品均不以RenderMan命名。Pixar公司的
PhotoRealistic RenderMan是這一體系中最重要的產品。目前PRMan 13
符合RenderMan界面規範第3.3版。其他著名的兼容於RenderMan界面
規範的3D渲染軟體如Exluna的BMRT和Entropy(這兩種產品已不再發行)，
開源的Aqsis等。 RenderMan 使用RenderMan著色語言(RenderMan
Shading Language)進行Shader編程，可靈活的定製材質特性。
RenderMan渲染器可以渲染高素質圖像。如果使用得當，RenderMan可
以提供相當優異的渲染速度。 歷史上，很多著名電影的特殊效果以
及Pixar的全部3D電影與短片使用RenderMan製作。
65
3D 物件格式
陳鍾誠 2015/4/8






3ds
x
Dxf
Obj
VRML
X3D
66
Sprite
陳鍾誠 2015/4/8


In computer graphics, a sprite (also known by other names; see Synonyms
below) is a two-dimensional/three-dimensional image or animation that is
integrated into a larger scene.
Sprites were originally invented as a method of quickly compositing several
images together in two-dimensional video games using special hardware.
As computer performance improved, this optimization became unnecessary
and the term evolved to refer specifically to the two dimensional images
themselves that were integrated into a scene. That is, figures generated by
either custom hardware or by software alone were all referred to as sprites.
As three-dimensional graphics became more prevalent, the term was used
to describe a technique whereby flat images are seamlessly integrated into
complicated three-dimensional scenes.
67
關鍵術語 - NURBS
陳鍾誠 2015/4/8

NURBS : non uniform rational B-spline
 非均勻有理樣條（NURBS），（non
uniform rational
B-spline），是在電腦圖形學中常用的數學模型，用
於產生和表示曲線及曲面。
68
NURBS v.s. Polygon
陳鍾誠 2015/4/8
光滑物件
多面體物件
69
關鍵術語 – IK v.s FK
陳鍾誠 2015/4/8

IK (Inverse Kinematic Animation) :
 逆運動學
or反向動力操控
 透過將3D 模型與骨架關節綁定後，利用操控子物
件以影響母物件的方式，稱為 IK.

FK (Forward Kinematic Animation)
 反之、透過操控母物件以影響子物件的方式，稱為
Forward Kinematic
70
0. 課程導覽 :
BLENDER 與 3D 動畫簡介
主題 3 : 3D 動畫的開發流程
日期 : 2015/4/8
電影與 3D 動畫
陳鍾誠 2015/4/8

成龍 v.s. 皮克斯 (or 史帝芬史匹柏)

左腦 v.s. 右腦
 邏輯思考
v.s. 圖像式思考
72
粗略製作流程
陳鍾誠 2015/4/8

建模 (Modeling)


操縱 (Rigging)



建立骨架關節 (Motion Skeletons) 模型
使用正向關節運動 FK (Forward Kinetics) 與 反向關節運動 IK (Inverse
Kinetics) 進行操控測試
動畫製作 (Animation)


建立角色、物品、環境等模型
Key frame animation
算圖 (Rendering)
73
小團隊製作流程 – 前製
陳鍾誠 2015/4/8
決定拍攝
靈感發想
尋找贊助廠商
撰寫腳本
組織團隊
故事分鏡
錄製口語對白
角色設計
動態腳本拍攝
視覺發展
製作流程及進度表
場景區分及工作分配
74
小團隊製作流程 – 主製
陳鍾誠 2015/4/8
製作角色模型
製作道具模型
製作IK 骨架
製作人物動畫
規畫場景及射影機位置
著色掃描物品質感
看
片
及
修
正
製作陰影部份
算圖測試
動畫特效
臉部合成及對嘴
場景打光
錄製對白及原聲帶
75
小團隊製作流程 – 後製
陳鍾誠 2015/4/8
整個場景或層次的最後算圖
合成
回顧、預覽、修訂、改正
最終剪輯
編輯影像及聲音
品管以及發行
76
Digital Production
Pipeline











Story
Visual Development
Character Design
Storyboards
Scene Layout
Modeling
Animation
Shading and Texturing
Lighting
Rendering
Post Production
Story

Different types of stories

beginning/middle/end with conflict and resolution
(drama)


sequences built around a situation


Mickey Mouse
String of Gags


Red’s Dream
Roadrunner
Story is the most important part of any
animation



1 big, simple idea
the story you can tell in 2 sentences
Shorts are particularly hard to get right
Visual Development






What look will your scenes have?
Who are the characters and how do they look?
Develop style
Includes the creation of characters, environments
(desert, swamp), props, etc.
Involves painters, sculptors, illustrators, etc.
Lots of drawings pasted up on the wall !
Character Design


After story come characters
Consists mostly of drawings, or sculptures
 body
poses
 facial expressions
 key features from multiple points of view

Note the lack of computers at this stage!
Storyboards

The film in outline form
 specify
the key scenes
 specify the camera moves and edits
 specify character gross motion



Typically paper and pencil sketches on individual
Sheets taped on a wall
Still not very many computers…
Story Boarding (from “A Bug’s Life”)
What makes a good storyboard?

Does the shot sequence
maintain continuity
 not confuse the audience
 contain variations in pacing






Is the information clearly presented?
Are the characters clearly portrayed?
Is the story clear?
Do you have the techniques necessary to pull it off?
Can you do it with the time and $ you have?
Scene Layout





Design the scenes
for example, build the room with an understanding
of the camera pan
create colors, textures, props
keep in mind camera and character motion within
the scene
use placeholder geometry and start to design
camera moves
Digital Production Pipeline











Story
Visual Development
Character Design
Storyboards
Scene Layout
Modeling
Animating
Shading and Texturing
Lighting
Rendering
Post Production
Modeling (1)



Create geometric models of
environment, props, characters
Keep in mind the ultimate
purpose of the model – feature
film, game, etc.
Set up internal skeleton and
animation handles
appropriately for that
character’s behaviors
Modeling (2)
Modeling (3)
Rendering



Frames can take hours
to render
1800 frames for a
single minute of
animation
Pixar has a HUGE
renderfarm
Post Production



Sound track sync
Titles
Cuts and effects (dissolves, fades, etc)
Costs:
Lilo and Stitch $80 Million
Spirited Away $20 Million
Pirates of the Caribbean $140 Million
Walking Tall $46 Million
Computer Graphics Animation Jobs





Character Animators
Effects/Prop (道具) Animtors
Modelers
Lighting Artists
Technical Directors – the interface to technology.
Long List of CG Jobs

Character animators

Effects animators

Modelers

Lighting artists

Compositors

Motion Technical Directors

Modeling Technical Directors

Look Development Technical Directors

Look Development Artists

Production Software Technical Directors
Critical CG Activities





Modeling
Animation
Shading and Texturing
Lighting
Rendering
0. 課程導覽 :
BLENDER 與 3D 動畫簡介
主題 4 : 3D 動畫的相關軟體
與 BLENDER 簡介
日期 : 2015/4/8
3D 動畫的相關軟體
陳鍾誠 2015/4/8
Google Earth
MS Virtual Earth
Autodesk Maya
Google Sketchup
MS TrueSpace
Autodesk 3Dmax
Autodesk
AutoCAD
99
OpenSource
Blender
3D 模型建構軟體
陳鍾誠 2015/4/8

Maya, 3Dmax, Blender



Google SketchUp




具備 IK 骨架關節功能，可製作動畫
Maya Personal Learning Edition (PLE) 免費, 但會有購買提示與浮水印
適合單純塑模用，可搭配 Google Earth
有 3D Warehouse，現成模型豐富
基本版免費, Pro 版要錢
TrueSpace

微軟為了對抗 Google ，買下了 TrueSpace 這家軟體公司, 將原先要
600 元美金的軟體變成免費。
100
Blender
陳鍾誠 2015/4/8

http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=Blender
&variant=zh-tw
101
Blender 簡介


Blender是一個免費 (Open Source) 又全功能的 3D
繪圖軟體，具有建構模型、彩現輸出、動畫的
功能，並支援多種平台與作業系統。可以應用
在製作動畫短片、技術視覺特效、商業圖表、
變形、或設計使用者介面等用途上。
1.不僅完全免費，而且有高品質的動畫輸出。
2.支援多種平台與作業系統。
3.可以應用在製作動畫短片、技術視覺特效、
商業圖表、變形、或設計使用者介面等用途上。
Blender的歷史

歷史
最初，這個程式是被荷蘭的一個影片工作組NeoGeo 與
Not a Number Technologies (NaN)設計為內部使用的程式。
但後來其主要程式設計者Ton Roosendaal於1998年6月將
其進一步發展，並對外發佈這個程式。
 在經過債權人同意後，Blender繳付一次性報酬十萬歐元
後變為自由軟體，並以GNU通用公共許可證發佈。在
2002年7月18日，Roosendaal開始為Blender籌集資金，
在2002年9月7日，Blender宣佈籌集足夠資金，並將其
源碼對外公佈。所以，Blender現在是自由軟體，並由
Blender基金會維護與更新。

Blender 的功能

功能

Blender的安裝後所佔空間很少以及可以運行於不同的平台。
雖然它經常不連說明文檔或範例發佈，但其擁有極豐富的功
能，而且很大部份是高端模組塑造軟體。其特性有:






支持不同的幾何圖元，包括多邊形網紋，快速表層塑模，曲線
及向量字元。
多用途的內部洵染及整合YafRay這個開源的射線追蹤套件。
動畫工具，包括了反向動作組件，可設定骨幹，結構變形，關
鍵影格，時間線，非線性動畫，系統規定參數，頂點量重及柔
化動量組件，包括網孔碰撞偵察和一個具有偵察碰撞的粒子系
統。
使用Python語言來創作及製作遊戲及工作自動化腳本。
基本的非線性影像編輯及製作功能。
Game_Blender，一個子計劃，用以製作實時的電腦遊戲。
Blender 的先進功能

先進功能
在Blender中，物體與數據是分離的，這使其可以快速塑
模。
 可以將多個場景合併至單一檔案(稱為".blend" 的檔案)。
 所有blender所生成的".blend"檔案均有完善的向前，向
後版本的兼容性，同時亦具有完整的跨平台支援。
 自動定時儲存".blend"免得因當機而出現資料遺失。
 所有場景，物件，材料，材質，聲音，圖片，後期製作
特效均可整合至最後生的的".blend"動畫檔裡。
 可透過 ".blend"檔案來自行定使用者介面。

Blender 的用互介面

用戶介面
 Blender提供了非常多的工具，因此其使用者介面對
初學者來說是複雜的，但通常要花點時間看說明文
件便能上手。一般來說，可大致分為以下各種介面
模式和技巧。
 編輯模式. 包含了兩種基本模式 ，分別為物件模式
及 編輯模式。
 大量運用熱鍵，並和選單相配合，增加使用效率。
 可自行調節工作空間。
Blender的新功能

發展









在下一個版本，即Blender 2.40中，將會加入以下的新功
能:[1]:
動畫系統自動更新 [2]。
新的變更設定 [3]。
改善使用者介面 [4]。
而因為 Google Summer-of-Code 計劃的影響，以下的功能將
會被加入:
流體動作 [5].
曲線及 NURBS 更新 [6].
改善布爾模組工具 [7].
同時，這裡有一個計劃以整合開線及多功能的三維引擎 Crystal Space至Blender為目標。(參看Project CrystalBlender)
註：現在 Blender 為 2.47, 上述的功能早就都有了, 本文的資料來源是維基百科中文版。
Blender 的社群

支持
 在世界各地有大約
25 萬Blender使用者，並有很多
熱心人士自行寫了不少教學和架設使用論壇，其中
最為著名的論壇是Elysiun現在已經改名為Blender藝
術家，伺服器由美國遷到了荷蘭.
 中文的Blender藝術家和開發者論壇 于2005年6月成
立,翻譯完成整部手冊，成功解決了中文顯示難題，
得到了官方的認可，籌建中的Blender中國開發團隊
致力於Blender的功能提升和動畫製作以及中小企業
支持。
使用Blender的藝術家

使用Blender的藝術家










以下的著名藝術使用Blender為其主要或唯一的製片工具
Andreas Goralczyk (@ndy)，winner of two subsequent Suzanne
Blender Awards (2003 - Best Animation，2004 - Best Still)
Stefano Selleri (S68) (Suzanne Blender Awards 2003 - Best Still)
Bassam Kurdali (slikdigit) (Suzanne Blender Awards 2004 - Best
Animation)
Bastian Salmela (basse)
Endre Barath (endi)
Jean-Sébastien Guillemette (Ecks，formerly X-WARRIOR)
Robert Tiess (RobertT)
Huanghai(DeathBlood)2006 Blender F1藝術大賽第二名
Blender Animation
電影工業中的 Blender

在製片工業的使用
第一套使用Blender作為其主要製作工具的專業影片是蜘
蛛俠2，並獲得很多的回響，普遍認為此片的動作相比
其他影片毫不遜色。
 「橙」影片計劃



在2005年9月，有部份使用Blender的藝術家打算使用自由軟
體製作一套短片，並將此計劃命名為橙色影片計劃。此計劃
同時亦回饋了一些功能至Blender，詳情可參看 hair rendering
及橙色影片計劃在Blender的介紹網站
「桃」影片計劃

Big Buck Bunny是Blender基金會第2部開放版權、創作共用受
權的動畫電影。
Blender 的相關網站

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您可以在維基教科書中查找此百科條目的相關電子教程： Blender 3D
相關的維基共享資源： Blender
Blender官方網站
Blender Animation
elYsiun - Blender官方使用者論壇
官方網站上羅列的Blender相關網站
Blender 開發者維基
為數據機用戶而設的影像教學
Greybeard的影像教學網站
Blender外掛程式庫
星球大戰，Blender樣式
Blender相簿
Blender 戰爭 -高速模組化比賽
Blender 計劃 - 開放影片計劃社群
Blender中文官方網站
Blender中文手冊
網路教材 (1)

iamar's Site - Blender Lecture -- http://iamar3d.com/

Greybeard's Blender Tutorials -- http://www.ibiblio.org/bvidtute/

Computer Graphics Tietokonegrafiikka 52493S Winter-Spring 2004 - Blender -http://www.ee.oulu.fi/~kapu/cg_course/compgrfx-27.htm

Wikipedia:Blender -- http://zh.wikipedia.org/wiki/Blender

Blender 中文站 -- http://www.blendercn.org/

Blender 中文手册 -- http://wiki.blendercn.org/index.php/Manual/Manual

Quick Start -- http://www.blender.org/education-help/quickstart/.

Getting Started -- http://www.blender.org/education-help/tutorials/getting-started/



Blender User Interface Tutorial -- http://www.blender.org/education-help/tutorials/tutorialfolder/blender-user-interface-tutorial/
The Blender Windows -- http://www.blender.org/education-help/tutorials/tutorial-folder/theblender-windows/
Blender Nation -- http://www.blendernation.com/tutorials/
網路教材 (2)







http://www.blender.org/features-gallery/featurevideos/
http://www.pixel2life.com/tutorials/blender_3d/begin
ner_guides/
http://forum.nystic.com/blender.php
http://homepages.inf.ed.ac.uk/tkomura/can/#notes
http://www.inf.ed.ac.uk/teaching/courses/vis/
http://www.vtk.org/
http://graphics.ucsd.edu/courses/cse169_w08/sessions
.html
Blender 的書籍


http://en.wikibooks.org/wiki/Blender_3D
http://en.wikibooks.org/wiki/Blender_3D:_Tutorial
_Links_List
用 Blender 拍的影片

Big Buck Bunny (Open Source)
 http://youtube.com/watch?v=YE7VzlLtp-4

Orange
 http://orange.blender.org/

ElephantsDream
 http://orange.blender.org/

Ceature Teaser
 http://www.youtube.com/watch?v=KZHGJ0DF6q4&fe
ature=related
台灣學生的影片 – 非 Blender


英熊 -http://www.wretch.cc/blog/lion455/20887442
雲想 -http://blog.xuite.net/sat00149/blog/16596148
影音教材









Shper3boy's Blender Tutorial -http://hk.youtube.com/profile_videos?user=super3boy&p=r
Video Tutorial -- http://www.blender.org/education-help/video-tutorials/
Model, Material and Light -- http://www.blender.org/educationhelp/video-tutorials/modelmateriallight/
Animation -- http://www.blender.org/education-help/videotutorials/animation/
Advance Tools -- http://www.blender.org/education-help/videotutorials/advanced-tools/
Miscellaneous -- http://www.blender.org/education-help/videotutorials/miscellaneous/
Feature Video -- http://www.blender.org/features-gallery/featurevideos/
Movie -- http://www.blender.org/features-gallery/movies/
Rigging -- http://tw.youtube.com/watch?v=bglXLszGd3o
中文的 Blender 資源

http://www.blendercn.org/

http://fhkkta.blogspot.com/search/label/3D
Blender 藝術家雜誌

http://www.blenderart.org/
 http://www.blenderart.org/issues/
參考文獻

http://zh.wikipedia.org/wiki/Blender
0. 課程導覽 :
BLENDER 與 3D 動畫簡介
主題 5 : BLENDER 軟體的安裝
日期 : 2015/4/8
使用 Blender 的基本配備

1G 以上的記憶體

三鍵式有滾輪的滑鼠

支援 OpenGL 的顯示卡
Blender 的下載

到 blender.org 下載
 http://www.blender.org/download/get-blender/

平台
 Windows,
Linux, Mac, Solaris, FreeBSD 都有
Blender 的安裝


按照一般軟體安裝程序
顯示卡必需支援 OpenGL, 若文字輸入部份有問
題，可能是顯示卡驅動程式未安裝，請更新或
另買顯示卡。
啟動
第一個畫面