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淺談影視動漫設(shè)計中3D技術(shù)的應(yīng)用研究

2015-04-02 04:18徐霞
科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年10期
關(guān)鍵詞:動漫影視動畫

摘 要:隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)發(fā)展水平的提高,人們對生活品質(zhì)的追求也越來越高,在文化娛樂方面顯得尤為突出。文化體驗、影視動漫行業(yè)已經(jīng)融入了人們的日常生活。而人們對生活質(zhì)量和文化體驗的強(qiáng)烈需求,為影視動漫行業(yè)的發(fā)展提供了支持。如今的影視動漫之所以飽受熱捧,與其很好地利用了一種全新的科學(xué)技術(shù)——3D技術(shù)密切相關(guān)。3D技術(shù)的切入,加快了我國影視行業(yè)的發(fā)展腳步,把影視動漫帶進(jìn)了一個全新的視覺層面。最近幾年,3D技術(shù)一直是動漫影視行業(yè)熱議的話題。影視動漫創(chuàng)作者利用3D技術(shù)制作出全新的作品,也為觀眾朋友帶來了一場場的視覺盛宴。在3D技術(shù)受到廣泛的認(rèn)可和贊揚(yáng)的當(dāng)下,為了能夠保持這種發(fā)展勢頭,不少專業(yè)影視創(chuàng)作者和學(xué)者對3D技術(shù)開展了一些列研究與討論。通過對3D技術(shù)的細(xì)分和創(chuàng)新,可以為我國影視動漫行業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大的技術(shù)和理論支持。文章對3D技術(shù)的常用軟件、運(yùn)用3D技術(shù)進(jìn)行設(shè)計的主要步驟、影視動漫中的3D技術(shù)運(yùn)用和3D技術(shù)的實現(xiàn)技術(shù)展開了討論,并對其中的幾個問題提出了一定分析,給影視動漫設(shè)計中的3D技術(shù)創(chuàng)作者提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞:影視動漫;3D技術(shù);3D應(yīng)用;實踐原理

在計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的推動下,我國的3D技術(shù)得到了較快發(fā)展,影視動漫行業(yè)也開創(chuàng)了全新的發(fā)展模式,擺脫了傳統(tǒng)生硬、平淡的影視模式。3D技術(shù)的應(yīng)用,使影視中展現(xiàn)的場景更加宏大,場景顯得更為逼真與形象,帶給觀眾一種身臨其境的視覺效果,3D技術(shù)在影視動漫業(yè)的發(fā)展具有巨大的潛力,其應(yīng)用范圍還將得到繼續(xù)擴(kuò)大。

融入3D技術(shù)的動漫作品也讓動漫的市場進(jìn)一步擴(kuò)大,動漫作品越來越受到觀眾的好評,不僅被年青人、小孩所接受,也得到了成年人的喜愛和追逐。

3D技術(shù)理念對于人們來說已經(jīng)不再是一個新名詞。專業(yè)的影視動漫制作者想要滿足更多消費(fèi)者的需求,需要從3D技術(shù)的本質(zhì)出發(fā),從實踐中總結(jié)經(jīng)驗,為人們創(chuàng)造出更多優(yōu)秀的影視作品,從而滿足市場的需求。

1 影視動漫設(shè)計中常用的3D技術(shù)軟件

計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和演變催化了3D技術(shù),計算機(jī)3D技術(shù)在動漫設(shè)計中被廣泛運(yùn)用,也取得了較大的成果。1994年伴隨著迪斯尼《獅子王》影片誕生,一場電腦圖形圖像學(xué)的革命也就此展開。動漫設(shè)計師逐漸把3D技術(shù)融入到作品創(chuàng)作中,完成了許多以前不可能完成的動畫設(shè)計,讓作品展現(xiàn)出更宏偉壯觀的爆炸場景,真實的云霧仙境效果,奇幻的粒子變化等。這樣的作品受到了人們的喜愛和追捧,三維動畫事業(yè)也受到了人們的關(guān)注。

依靠三維動畫軟件,動漫創(chuàng)作者設(shè)計出虛擬的動畫場景,非常形象和逼真的場景烘托著劇情故事。在這個三維場景中,動漫創(chuàng)作者根據(jù)故事情節(jié)設(shè)置的大的場景環(huán)境、場景中的事物,制作出它們的模型;創(chuàng)作者再根據(jù)整個動漫設(shè)計的要求,虛擬特定的內(nèi)容,把攝像機(jī)和虛擬事物的運(yùn)動軌跡結(jié)合起來,以設(shè)計事物的參數(shù)為依據(jù),在已經(jīng)設(shè)定的模型上添加材質(zhì)和色彩效果。在這些準(zhǔn)備工作做好之后,創(chuàng)作者利用計算機(jī)的3D動畫軟件,對最后的動畫效果進(jìn)行渲染呈現(xiàn),產(chǎn)生最后的組合到影片中去的3D畫面。

影視動畫中的3D技術(shù)一般依靠這三種計算機(jī)軟件來實現(xiàn):Maya軟件、3dsmax軟件和Lightwave 3D軟件。

影視創(chuàng)作者利用Maya軟件進(jìn)行作品中的3D模型的構(gòu)建。Maya軟件可以提高電影、電視、游戲等領(lǐng)域開發(fā)設(shè)計和創(chuàng)建制作的工作效率,同時對多邊形建模的處理上也進(jìn)行了創(chuàng)新和簡化。按發(fā)布Maya軟件的Autodesk稱,Maya軟件運(yùn)用了全新的運(yùn)算法則,在多線程支持方面可以發(fā)揮多核心處理器的優(yōu)勢,提高軟件的性能;新的HLSL著色工具和硬件著色API則可以大大增強(qiáng)新一代主機(jī)游戲的外觀,另外在角色建立和動畫制作方面也體現(xiàn)了很強(qiáng)的柔性設(shè)置。①M(fèi)aya軟件采用的非線性動畫制作的方法,突破單一的時間順序編輯限制,對所要處理的虛擬場景進(jìn)行編輯,具有較大的獨(dú)特性,這樣的方式讓影視動漫創(chuàng)作者工作時候得到更多的方便,受到了廣泛的歡迎,也讓Maya軟件在影視創(chuàng)作中得到了廣泛的應(yīng)用。在需要處理一些如角色動畫、運(yùn)動學(xué)模擬等復(fù)雜要求時,Maya軟件明顯有優(yōu)勢。Maya的CG功能十分全面,包括了:建模、粒子系統(tǒng)、毛發(fā)生成、植物創(chuàng)建、衣料仿真等??梢哉f,在建模、動畫和速度方面,Maya都非常出色。

相對于高端的三維Maya軟件軟件,同屬Autodesk公司的3ds max則是屬于中端軟件,易學(xué)易用。3dsmax軟件主要實現(xiàn)了對造型進(jìn)行設(shè)計的功能,在三維動畫編輯處理上,其功能主要表現(xiàn)在將動畫、渲染和建模的結(jié)合,通過三者的結(jié)合,可以根據(jù)實際事物建立起三維造型。該款軟件的操作界面比較簡單,容易上手,通過一個窗口就能實現(xiàn)基本操作。其較高的功能性和簡單的操作性,受到了許多影視動漫初學(xué)者的青睞;一方面,該3D技術(shù)可以被影視創(chuàng)作者很快地掌握;另一方面,其廣泛的應(yīng)用性為更多的影視作品帶來了全新的視覺體驗。同時,3ds對設(shè)備平臺的要求相對較低,軟件本身的價格也比較低,這就讓一些小成本小制作的影片、游戲的CG制作成為了可能。

Lightwave 3D軟件的最大優(yōu)點(diǎn)是具有相對較高的性價比。很多專業(yè)的影視動漫創(chuàng)作商在對影視動漫制作成本有要求時,通常都會選擇這款軟件。Lightwave 3D軟件操作簡便,易學(xué)易用。相對來說,它在生物建模和角色動畫方面的功能更為強(qiáng)大;同時基于光線跟蹤、光能傳遞等技術(shù)的渲染模塊,也讓使用該軟件進(jìn)行處理得到的作品的渲染品質(zhì)更高。它的優(yōu)異性能可以滿足游戲、廣告、網(wǎng)頁和電影動漫制作上的需求,同時其較低的價格也倍受影視特效制作公司和游戲開發(fā)商的青睞。

一部影視動漫作品中的的三維軟件,并不是一成不變的,影視創(chuàng)作者會根據(jù)具體的情況進(jìn)行分析,選擇最合適的軟件綜合使用。

2 3D影視動漫設(shè)計的主要步驟

2.1 動畫制作準(zhǔn)備階段

影視動漫創(chuàng)作者通過計算機(jī)來制作三維動畫時,需要提前把動畫設(shè)計出來。這時就要依靠專業(yè)的繪畫人員把所要設(shè)計的動畫圖案繪制出來,再把動畫手繪材料準(zhǔn)備好,主要是動畫的內(nèi)容設(shè)置和動畫的場景設(shè)置,動畫手繪材料的質(zhì)量將直接影響最后的3D動畫整體效果。動畫的場景設(shè)置包括了聲音處理、概念體現(xiàn)、主體分格、整體色調(diào)等。endprint

2.2 動畫制作中間階段

該階段也是整個動漫制作最為重要的環(huán)節(jié),涉及的操作較為復(fù)雜和繁多。例如:建立模型,創(chuàng)作者在進(jìn)行制作時,首先要通過三維幾何體和擴(kuò)展三維幾何體把模型制作出來。利用這兩種方式建立模型的好處是:有利于后期對有關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改、縮放,從而改變模型,這類模型的美感和使用價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他一般模型。材質(zhì)選擇,材質(zhì)的反射、質(zhì)感和硬度等一些特性將對3D動畫的光影效果產(chǎn)生較大的影響。貼圖制作,該過程也是比較關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),通過軟件工具,以實際事物的質(zhì)感為依據(jù),可以實現(xiàn)二維形式的圖片和三維形式的圖片的轉(zhuǎn)換。再把已經(jīng)制作好的事物三維模型與設(shè)計框架進(jìn)行結(jié)合,通過二者的連接,可以實現(xiàn)同時運(yùn)動,從而模擬出真實的運(yùn)動效果。根據(jù)現(xiàn)實場景在燈光設(shè)定上做出適當(dāng)修改,模擬出一種真實的場景,在調(diào)整時注意考慮參數(shù)的設(shè)定、位置的改變和燈光顏色的變化等。

2.3 后期合成階段

創(chuàng)作者需要在后期對3D動畫作品進(jìn)行整體效果的修改,結(jié)合視覺、聽覺等因素,逐步完善3D特效。

3 影視動漫設(shè)計中3D技術(shù)的應(yīng)用

3.1 影視動漫角色設(shè)計的3D技術(shù)

影視動漫中的角色設(shè)計是整個影視設(shè)計中運(yùn)用最重要的基礎(chǔ)部分。動漫角色的設(shè)計是以創(chuàng)作者自己的創(chuàng)新思維和獨(dú)特見解為基礎(chǔ)進(jìn)行的。通常在動漫角色創(chuàng)作時創(chuàng)作者可以融入獨(dú)特的文化元素,從而吸引更多觀眾的注意,帶動影視作品的劇情發(fā)展,保持了故事情節(jié)的有效性,提高了影片的可觀賞性。3D技術(shù)賦予了動漫角色立體三維效果,加強(qiáng)了角色的真實感,在肢體、表情、動作的表現(xiàn)上顯得更加流暢和逼真,給觀眾帶來震撼的感覺。如果動漫角色設(shè)計得平淡粗糙,則會大大降低人們對影片的觀賞性。

3.2 影視動漫環(huán)境設(shè)計的3D技術(shù)

影視動漫中的環(huán)境設(shè)計一般是角色所在的、故事發(fā)生發(fā)展所處的場景環(huán)境設(shè)計。3D技術(shù)可以根據(jù)劇本要求創(chuàng)建出一個虛擬的逼真環(huán)境,例如:草原、河流、街道等;而且這些環(huán)境可以是以動態(tài)的方式進(jìn)行呈現(xiàn),其三維效果把故事里的場景表現(xiàn)得栩栩如生,讓觀眾可以感受到事物場景的運(yùn)動性。這種真實感猶如把觀眾帶到了虛擬的場景中,熒屏中的事物有種奪屏而出的感覺,這種身臨其境的體驗,受到了觀眾的喜愛。

3.3 影視動漫動作設(shè)計的3D技術(shù)

影視動漫中的動作設(shè)計主要體現(xiàn)在動漫人物的動作和表情上。3D技術(shù)的動作設(shè)計參考了真人的動作表情,例如:人走路的一系列動作表現(xiàn),不同年齡不同性格不同情緒時的不同的走路姿態(tài)。3D技術(shù)可以模擬了人走路時的每一個動作和相應(yīng)的表情,手臂擺動、衣服褶皺、面部表情變化等。通過對這些細(xì)節(jié)的處理和模擬,可以使得整個人物動作看起來較為連貫和逼真。此外,3D技術(shù)還可以通過設(shè)備將人的某個身體部位與電腦連接,通過人的動作變化,電腦可以直接給3D場景中的人物加入特殊的動作,提高了人物動作的真實性。而在真實的人物活動之外,計算機(jī)技術(shù)還可以賦予角色超現(xiàn)實的各種魔幻性的表現(xiàn)。

3.4 影視動漫畫面設(shè)計的3D技術(shù)

影視動漫中的畫面設(shè)計是3D技術(shù)的一大特色,作品畫面的真實感和震撼度吸引了各個年齡層觀眾。在現(xiàn)代技術(shù)的支持下,3D畫面主要表現(xiàn)得流暢真實、燈光柔和、景色自然和場景震撼等,整個動畫的清晰度超過了一般的二維動畫,給人不同的視覺感受。3D技術(shù)比較有利于制作出場面浩大的畫面,特別是戰(zhàn)爭、科幻、魔幻等場面。在色彩設(shè)計上的各種搭配,賦予動畫場面豐富的動畫層次感;多種色彩的撞擊,給觀眾帶來視覺上的沖擊,提高了畫面的可觀賞性和震撼性。

4 影視動漫中3D技術(shù)的探討與實踐

4.1 三維實時渲染

圖形渲染作為圖形學(xué)發(fā)展的重要組成部分,在各行各業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。特別是計算機(jī)輔助設(shè)計、影視動漫制作和各類可視化應(yīng)用中,圖形渲染的真實感效果被越來越多的創(chuàng)作者所看中,其制作要求也在逐漸提高。三維實時渲染算法決定了一個交互式圖形系統(tǒng)能否進(jìn)行有效運(yùn)轉(zhuǎn),通過對每個算法的合理組合,可以建立起一條渲染管線。再對渲染管線進(jìn)行多次測試,避免了計算機(jī)硬件對其產(chǎn)生排斥;對各個管線算法的性能進(jìn)行對比,提取性能較高的管線,最終二維模型到三維模型的轉(zhuǎn)換。渲染管線是三維實時渲染系統(tǒng)的核心,也是圖形學(xué)研究領(lǐng)域的重要方面。

4.2 影視CG設(shè)計

ComputerGraphics簡稱CG,主要是通過計算機(jī)技術(shù)實現(xiàn)了視覺設(shè)計。影視CG也隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展而被應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域,主要包括了:影視動漫、3D網(wǎng)絡(luò)游戲、3D電影、電影特效、室外建筑、室內(nèi)設(shè)計、三維模型,此外,在眾多二維設(shè)計作品中也包含了CG技術(shù)。數(shù)字化藝術(shù)設(shè)計的概念已經(jīng)被人們所認(rèn)同,再加上信息傳播的多樣性和高效性,加快了CG在影視動漫應(yīng)用領(lǐng)域的多樣化發(fā)展。

創(chuàng)作者通常在模型建立的時候會選擇Maya和3dmax這兩款功能豐富的三維設(shè)計軟件。在對這兩個建模軟件進(jìn)行使用前,需要對人體、動物和自然環(huán)境提前有一個了解;再通過結(jié)合Photoshop繪圖軟件的學(xué)習(xí),創(chuàng)作者需要具備一定的繪畫基礎(chǔ),給模型制作貼圖;最后,通過AfterEffects和Premiere等軟件,在動畫后期的調(diào)整和修改時,給動畫加入特效,從而改善動畫的整體效果。

影視動漫中經(jīng)常會遇到各種角色的設(shè)計,我們就以機(jī)器人的制作為例,需要通過建立模型、燈光調(diào)試、材質(zhì)貼圖和后期合成等環(huán)節(jié)。建立模型,因為機(jī)械建模和場景、工業(yè)建模存在較大的差別。如果想要讓體形較為大的機(jī)械模型能夠在做完后擁有一個逼真的形象,那么就要求對模型之間的穿插、重疊、位置和擺放關(guān)系等進(jìn)行合理設(shè)計。拿變形金剛模型來說,對它的三維模型建立時,需要考慮模型中的每個部位通過位置的變化,可以最終變換成一輛汽車的模型,所以在模型建立階段,需要創(chuàng)作者考慮多種因素。

三維軟件對于模型建立的方法其實有很多,但是現(xiàn)在比較普遍的的方法是多邊形建模法。這種方法操作相對比較簡單、容易上手,而且制作效率很高,軟件兼容性好,有利于軟件間的相互轉(zhuǎn)換。3DMAX軟件在模型建立時一般采用BOX轉(zhuǎn)化為多邊形模型,在多邊形工具的幫助下,創(chuàng)作者很容易將模型的定點(diǎn)、邊、邊面、多邊形、元素等展開操作,配合上一個渦輪平滑修改器,就可以制作出一個初步的模型。在對模型頭部的各個部位進(jìn)行制作時,考慮到細(xì)節(jié)較多,可以先把頭部拆分成幾個小部件,再進(jìn)行模型建立。這樣,頭部的模型創(chuàng)建就變得非常簡單了。首先以修改器中的標(biāo)準(zhǔn)基本體為參考,建立出一個圓柱體;再把這部分轉(zhuǎn)換為可編輯的多邊形,剩下的幾個小部件則利用可編輯多邊形把它分離出去,形成一個獨(dú)立的部分,單獨(dú)對其實施編輯。在把原始形體轉(zhuǎn)換為多邊形物體的時候,一般可以采用兩種方法:第一種方法是先選中要編輯的物體,再單擊鼠標(biāo)右鍵,會彈出一個對話窗口,再根據(jù)窗口顯示內(nèi)容選擇“轉(zhuǎn)換為可編輯多變形”即可。第二種方法是先選中要編輯的物體,然后在修改器面板中添加“可編輯多邊形”。endprint

4.3 3D技術(shù)中的燈光知識

燈光方面的應(yīng)用通常在產(chǎn)品的表現(xiàn)扮演著一個至關(guān)重要的角色。從科學(xué)角度來說,光是一種電磁波,而且可以被人類的肉眼所看見。這里我們主要把光用在三維模型設(shè)計中,此時就需要運(yùn)用光的多種屬性來完成三維動畫效果呈現(xiàn)。比如利用光的傳遞性,在藝術(shù)創(chuàng)作中對于光的理解可以幫助我們設(shè)計出更加符合現(xiàn)實的場景和模型,光的方向可以控制整個場景的氣氛,從而表達(dá)出不同的情感,給觀眾傳遞不同的意思。燈光在時間表現(xiàn)和物體結(jié)構(gòu)上也發(fā)揮著重要作用,例如:前置光照的光源顯得比較僵硬,不利于對影視作品的形態(tài)和肌理的表達(dá)。陰影部分不容易出現(xiàn)在觀眾視線中,使得物體在結(jié)構(gòu)上缺乏立體感,從而容易變現(xiàn)為平面物體。鑒于燈光的這個特點(diǎn),根據(jù)不同的主題,創(chuàng)作者可以借助燈光來對物體的缺點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)隱藏,從而對動畫整體效果起到一個輔助作用。這種方法也被利用于人物的肖像畫中,所以也被稱為傳統(tǒng)用光。通過人為的影響,錄影棚及遮光棚的搭建,實現(xiàn)對這種光的利用。隨著模型位置的變化,燈光也需要隨之變化。通過對燈光的認(rèn)識,在影視動漫設(shè)計時,可以大大提高作品的質(zhì)量。

4.4 3D技術(shù)中的貼圖的制作

3D技術(shù)中的貼圖過程,主要是依靠PS的高級應(yīng)用進(jìn)行繪圖。通過對軟件的操作命令進(jìn)行解讀,可以發(fā)現(xiàn),在操作時,要求創(chuàng)作者需要具備一定的美術(shù)繪畫和藝術(shù)鑒賞功底,這樣才能良好地完成該階段的創(chuàng)作。在貼圖中,diffuse貼圖對模型的材質(zhì)影響是最大的,有時也被稱為漫反射貼圖。因為通過漫反射可以很直接地了解貼圖的樣子,知道了實際貼圖與標(biāo)準(zhǔn)要求之間的差距后,創(chuàng)作者就可以通過對上下左右的四個視口進(jìn)行渲染,從而查看到貼圖是否有被拉伸掉的情況。如果貼圖被拉伸,可以通過添加VUW貼圖的方式,對里面的預(yù)設(shè)選項進(jìn)行挑選,選擇一個合適的選項添加即可。按照這樣的方法,創(chuàng)作者可以對CG機(jī)械類作品進(jìn)行一個良好的設(shè)計。

5 結(jié)束語

3D技術(shù)在如今的影視動漫設(shè)計中顯得越來越重要,隨著3D技術(shù)的應(yīng)用,一方面,影視動漫行業(yè)可以給觀眾提供了大量新型的、優(yōu)美的影視作品,吸引了眾多各個年齡段的觀眾的眼球;另一方面,也加促進(jìn)了我國影視動漫行業(yè)的發(fā)展。在我國,3D技術(shù)雖然發(fā)展的很快,但是也還處于剛起步階段。所以,3D技術(shù)在影視動漫也中的應(yīng)用,還有很長的路要走,需要更多的創(chuàng)作者在實踐中多總結(jié)經(jīng)驗,勇于創(chuàng)新,不斷提高3D技術(shù)的應(yīng)用范圍。因為3D技術(shù)對于創(chuàng)作者也有一定的美術(shù)和計算機(jī)操作要求,所以,在人才培養(yǎng)上,相關(guān)部門和機(jī)構(gòu)需要加大投入力度,為3D技術(shù)的擴(kuò)展和發(fā)展提供人才保證。文章對3D技術(shù)的常用軟件、設(shè)計的主要步驟、影視動漫中的運(yùn)用和3D技術(shù)的實現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了探討,可以說3D技術(shù)本身并不是一項很復(fù)雜的技術(shù),在模型建立上創(chuàng)作者可以根據(jù)實際需求選擇適合自己的軟件;在軟件的運(yùn)行環(huán)境上,對于計算機(jī)硬件配備的要求并不是很高;在創(chuàng)作上,需要創(chuàng)作者結(jié)合對實際模型運(yùn)用的思考,對模型的位置、色彩和燈光進(jìn)行整體分析,依靠創(chuàng)作者的創(chuàng)新型思考和創(chuàng)造可以實現(xiàn)不同效果的動畫??偟膩碚f3D技術(shù)影視動漫的發(fā)展起到了很重要的作用。

注釋

①武振枝.Autodesk Map的應(yīng)用與開發(fā)[D].桂林工學(xué)院,2005.

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作者簡介:徐霞(1963,5-),女,江蘇省南通市人,講師,研究方向:動漫設(shè)計與制作(計算機(jī)類別)。endprint

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