随着网络技术、软件技术和计算机技术水平的发展与提高，数字动画由此产生，电影等媒体制作手段中更多地采用了三维动画的制作技术，众多好莱坞大片，如：《指环王》、《蜘蛛侠》、《霍比特人》、《疯狂原始人》、《泰坦尼克号》等，无论是影片中的动画形象，还是影片中所传达的内容及寓意，都已经成为三维动画的标志，成为人们娱乐、休闲中的一种重要手段。在三维动画创作技术相对比较发达的国家，高境界、高水平的三维动画人才指的是那种能把艺术与技术进行完美融合的复合型人才，他们会同时拥有技术和艺术两个学位。但是在中国，数字媒体还处于起步阶段，对于该类人才的培养呈现两极化失衡的局势，常常只偏向一边，比如有些人往往只是掌握了一些通用的工具以及长时间积累的一些经验，但缺乏更高层次的技术开发和整合能力，在技术开发上与欧美等国家显然存在着一条鸿沟。本文系统研究了目前国际上处于领先地位的两种动画软件，即Maya和Mental Ray，对三维动画的制作过程进行了详细阐述，并与传统的动画技术进行了对比，同时在此基础上引入几何替换的技术，并原创了动画脚本，独立制作一部三维动画短片，目的是深入实践三维动画的制作过程，并借此分析和反思中国的动画产业。本文系统研究了三维动画在国内外的发展现状，以及当今流行的三维动画制作软件和渲染软件，并原创了植物卡通动画短片，详细叙述了三维动画软件在立体造型中的应用，完成了以下工作：在艺术上，比较成功地设计了简洁可爱的植物卡通角色，通过寓言的形式阐述了“真实自然才是最美的”这个当今流行的环保和谐的主题；在动画制作上，研究了Maya软件的三维立体造型技术、粒子动力学、MEL语言等，并通过设计植物卡通动画短片，详细介绍了三维动画的制作过程及关键技术。在动画渲染上，分析了MentalRay的几何替换技术在动画渲染优化中的重要作用，并通过一个具体实例解释了Mental Ray的Geometry Shader方案实现过程。