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摘要：本文专业系统的对产品表现中的三维动画的运用进行了分析。首先分析了三维动画表现的必要性，再简要简述了其常用动画技术的特点，对三维动画表现流程和表现难点进行了详细细致的分析并找到了解决办法。
关键词：产品表现；三维动画；制作流程；表现难点
1产品表现中三维动画表现的必要性
表现对于产品设计来说非常重要，产品表现是设计师记录设计的重要手段，与他人沟通的桥梁。现在随着技术的发展，以及商业竞争的需要，产品表现也成为了产品商业宣传的重要组成部分。
现在产品设计中常用的产品表现手法是设计速写与计算机效果图。设计速写侧重于设计，主要运用于产品创意阶段；计算机效果图侧重于表现，主要作用是方便设计师与客户交流沟通，二者在商业宣传上的作用是有限的。在商业宣传上传统的表现手法主要是摄影，但摄影有其自身固有的缺陷，如较难表现大型机械产品，对产品的内部结构表现缺乏有效手段等等，因此随着经济的发展，需要一种能更好满足商业宣传上的产品表现方法。
产品三维动画因其侧重于解说，其表现形式直观、详实、易懂，动态的展现方式更加吸引人的眼球，能较为容易的展现出产品的结构、装配流程、工作原理等状况，所以可以被广泛的运用于产品广告、产品售后以及企业员工培训等方面，它不仅能促进产品的销售工作，还能节约企业成本，提高企业品牌知名度，因此随着商业竞争的日趋激烈，能满足产品商业宣传需求的产品三维动画越来越受到人们的重视，成为产品表现的一个新的发展方向。
2产品三维动画常用动画技术简介
制作产品三维动画所涉及到动画技术主要有移动、旋转、缩放动画，摄相机动画，IK解算动画和表达式动画。其中移动、旋转、缩放动画，摄相机动画是最简单也是最基本的动画技术，几乎所有的镜头都会涉及到这两种动画技术。IK解算动画在产品三维动画中主要运用到机械动画中，如机械臂的运动动画、发动机动画等等，比较适合制作机械产品工作原理或工作状态的动画，其难点主要是需要制作者根据IK解算动画制作的特性，结合机械结构原理设置产品各部件之间的层级关系，这需要制作者有较丰富的动画知识，同时也要了解一定的机械设计知识，因此较难。表达式动画主要作用是制作一些IK解算动画无法制作的机械动画，如齿轮传动动画，皮带、链条传动动画等，表达式动画要求制作者熟悉机械运动的原理，并能用计算机语言将机械运动的数学关系式表述出来，对制作者的要求较高。当然除了以上四种常用的动画技术外，一个完整的产品动画还会涉及到其他一些诸如特效动画、粒子动画等动画技术，但这些动画技术相对于影视角色动画所用动画技术还是相对简单的，较容易掌握。
3产品表现中三维动画制作流程
产品三维动画的制作可分为前期规划、分镜头制作、后期合成三大步骤，根据制作的需求，每个大步骤之中又有若干小项。
前期规划的主要任务和目的就是确定如何去展现产品。在实际制作之前制作者必须确定产品动画的表现风格是什么；有哪些分镜头，每一个镜头表现的主题是什么，时间大约多少，动画表现的顺序结构又是什么；解说文字的内容以及如何与画面相结合；选择什么样的背景音乐……，这些都属于前期规划的工作内容。详细前期规划能使我们在制作时避免很多不必要的问题，因此最好能在规划时像影视动画那样制作出详细分镜头剧本。
分镜头制作就是利用三維软件根据前期规划制作动画片段的过程，这是产品动画制作的主要内容。现在制作产品动画由于工作量较大一般采用的都是团队流水线作业，即建模、材质、灯光、动画设置、渲染都由专人或小组制作，各小组各司其职，互不干涉。因此为了保证制作的效率就必须在整个团队之间制定一套严谨的管理制度，否则非但不能提高效率，反而会增加制作困难。例如，产品模型一般由很多部件组成，各部件用什么样的规则来命名就非常重要，因为混乱的命名会给后续工作带来很多问题；又如现在动画渲染一般采用联机渲染，如果渲染时产品的材质路径中存在中文，渲染就容易出错，那么材质路径如何设置也必须制定详细的规范。
后期合成就是将分镜头的动画按前期规划顺序合成，加入转场、配音输出成动画影视文件的过程。此过程需要处理好两个问题：一是解说文字、旁白与画面的搭配问题。产品三维动画强调解说，但我们的画面是有限的，因此解说的内容应尽量精炼概括，重点的地方还应用一些动画的声光手段进行强调。二是分镜头的剪辑与背景音乐剪辑的配合问题。一般背景音乐是由多段音乐剪辑组合而成，在制作时应注意每一段音乐在时间上与相应的镜头匹配，以及在节奏上与镜头展现内容匹配的问题。
4产品表现中三维动画制作难点简析
4.1模型制作与产品表达的结合
在产品三维动画中，无论是产品外观展示还是产品结构、工作原理展示都会涉及到模型的制作，因此模型制作是产品三维动画制作的基础。那么在制作产品模型时，我们应注意哪些方面才能使模型更好的适用于产品的表达呢？
一是模型尺寸应精确。精确的模型尺寸能将产品的各个部位的比例如实的表达给观众，给人以精工细作之感，能加强动画的解说能力；其次，一些动画——如齿轮传动动画，皮带、链条传动动画等——会涉及到动画表达式等动画技术，在制作这类动画时肯定会涉及到产品的一些机构的尺寸，精确的模型尺寸可以使动画制作相对容易一些；再次，产品模型的尺寸往往决定了整个动画场景尺寸的大小，而之后的灯光布置中，很多灯光参数必须要考虑场景尺寸的大小。同时在制作模型时，精确地尺寸亦可起到部分验证设计的作用，因此在模型制作中应尽量按产品的设计尺寸进行制作。
二是模型细节结构应适合于镜头的表达。从理论上讲，越精细的模型越接近于产品真实形态，因此产品的模型是越细越好，但实际上在动画制作中并非如此，因为越精细的模型占用系统资源越多，由于不同的镜头所展现的内容不同，有一些模型的细节结构是看不见的，因此没有必要每一个镜头的模型都是非常精细、具有很多细节的模型。我们可以根据产品表达的需要，制作一个具有所有产品结构细节的模型，然后在这个模型的基础上根据镜头表现的需要改出数个具有产品局部细节“粗”模，以满足不同镜头制作的需要，提高制作速度。 4.2镜头的设计与产品表达的结合
产品三维动画具有较强的解说性，其动画制作是围绕着表现产品的各特点从整体到局部而展开的，常通过以下几类分镜头来表述产品的特点：产品外观整体与细节展示类镜头，产品使用状况类镜头，产品工作原理、产品内部結构展示及组装类镜头。
产品外观整体与细节展示类镜头的作用就是让人从整体上对产品有一个大体的认知，同时了解一些产品外观细节的体位、尺寸关系。在放置顺序上此类镜头一般较为靠前，在制作中应强调产品的质感，场景布置应以产品为主并尽量简单明了，同时为了引起观看者的兴趣，可适当加入一定的光影变化、特效等动画，以增加视觉的表现效果。
产品使用状况类镜头主要表现的是产品使用情况与方法，其侧重点是是产品的功能介绍，也是吸引消费者的重点之一。但笔者认为这类镜头应尽量的直白明了，将产品的功能特色讲清楚是其重点，因此不一定需要花哨的镜头特效，简单明了的内容远比复杂花哨的讲述更容易理解，也不易产生误会。
产品工作原理、产品内部结构展示及组装类镜头主要是针对设计业主或生产、维修人员制作的，此类镜头并不是每一个产品三维动画都必须具有的。在这类镜头中材质灯光等内容不是其表现的主要内容，因此在制作中不应过度追求灯光、质感的真实性，而应紧紧围绕产品的内部结构、原理、维修方法等内容展开材质灯光的制作，只要能配合动画将产品的这些内容讲述清楚就可以了。
4.3渲染与产品三维动画制作
动画的渲染效果对产品表现影响巨大。首先，产品三维动画的渲染不仅要求要有良好的表现效果、艺术效果，还要能体现产品材料真实的视觉特性，这要求在进行渲染制作时要充分考虑与产品效果有关的材质、环境、灯光等因素。其次，渲染是整个产品动画中费时最多的一项，因此在相同的硬件条件下，越快的渲染速度意味着越高的工作效率。现在为了提高制作效率，产品渲染要么是在专业的渲染公司完成，要么就是采用数台计算机进行联机渲染，而联机渲染因能节约大量的制作经费，是现在较普遍的一种制作方式。同时，制作者对渲染相关技术的掌握也影响着制作速度，因此制作者大多喜欢简单易学的渲染软件，复杂的渲染软件不仅意味着操作困难，使用人数少，也意味着制作人员能获得的与该软件相关资料也较少。
现在国内主流的产品渲染软件是Mental Ray、Brazil、FinalRender 和VRay，它们均支持联机渲染，综合渲染速度、渲染效果、操作难易度几项因素，以及目前市场上设计人员使用渲染软件的信息反馈和一些实际操作经验，笔者认为VRay因其较为容易学习，运算速度较快，渲染效果较好，且运用人群广泛，是制作产品三维动画的首选渲染器。
5结语
随着技术的进步和设计市场的发展完善，产品三维动画已成为产品设计表现发展的一个新方向，但我们在研究产品三维动画时不能因为技术而学习技术，还应该正确认识它设计表现中的地位及作用，这样我们才能制作出大家欢迎的，为消费者服务的产品，同时带给我们设计师自身的快乐。
参考文献：
[1] 裴耀东.IK/FK正向/反向动力学经典范例[J].电视字幕·特技与动画，2003（11）.
[2] 聂欣如.动画概论[M].复旦大学出版社.
[3] 孟男，侯南，张甲秋.三维动画项目开发教程[M].电子工业出版社.
[4] 李宇宁.飚三维：3ds max7深入精髓高级动画师学习手册[M].兵器工业出版社.
作者简介：胥程飞（1980—），男，2002年毕业于太原科技大学工业设计专业，现于四川交通职业技术学院产品造型专业任教，主要从事产品外形设计研究与产品表现技法研究。
肖体江，男，毕业于四川师范大学，现为四川交通职业技术学人文系讲师，主要从事计算机表现技法研究。
关键词：产品表现；三维动画；制作流程；表现难点
1产品表现中三维动画表现的必要性
表现对于产品设计来说非常重要，产品表现是设计师记录设计的重要手段，与他人沟通的桥梁。现在随着技术的发展，以及商业竞争的需要，产品表现也成为了产品商业宣传的重要组成部分。
现在产品设计中常用的产品表现手法是设计速写与计算机效果图。设计速写侧重于设计，主要运用于产品创意阶段；计算机效果图侧重于表现，主要作用是方便设计师与客户交流沟通，二者在商业宣传上的作用是有限的。在商业宣传上传统的表现手法主要是摄影，但摄影有其自身固有的缺陷，如较难表现大型机械产品，对产品的内部结构表现缺乏有效手段等等，因此随着经济的发展，需要一种能更好满足商业宣传上的产品表现方法。
产品三维动画因其侧重于解说，其表现形式直观、详实、易懂，动态的展现方式更加吸引人的眼球，能较为容易的展现出产品的结构、装配流程、工作原理等状况，所以可以被广泛的运用于产品广告、产品售后以及企业员工培训等方面，它不仅能促进产品的销售工作，还能节约企业成本，提高企业品牌知名度，因此随着商业竞争的日趋激烈，能满足产品商业宣传需求的产品三维动画越来越受到人们的重视，成为产品表现的一个新的发展方向。
2产品三维动画常用动画技术简介
制作产品三维动画所涉及到动画技术主要有移动、旋转、缩放动画，摄相机动画，IK解算动画和表达式动画。其中移动、旋转、缩放动画，摄相机动画是最简单也是最基本的动画技术，几乎所有的镜头都会涉及到这两种动画技术。IK解算动画在产品三维动画中主要运用到机械动画中，如机械臂的运动动画、发动机动画等等，比较适合制作机械产品工作原理或工作状态的动画，其难点主要是需要制作者根据IK解算动画制作的特性，结合机械结构原理设置产品各部件之间的层级关系，这需要制作者有较丰富的动画知识，同时也要了解一定的机械设计知识，因此较难。表达式动画主要作用是制作一些IK解算动画无法制作的机械动画，如齿轮传动动画，皮带、链条传动动画等，表达式动画要求制作者熟悉机械运动的原理，并能用计算机语言将机械运动的数学关系式表述出来，对制作者的要求较高。当然除了以上四种常用的动画技术外，一个完整的产品动画还会涉及到其他一些诸如特效动画、粒子动画等动画技术，但这些动画技术相对于影视角色动画所用动画技术还是相对简单的，较容易掌握。
3产品表现中三维动画制作流程
产品三维动画的制作可分为前期规划、分镜头制作、后期合成三大步骤，根据制作的需求，每个大步骤之中又有若干小项。
前期规划的主要任务和目的就是确定如何去展现产品。在实际制作之前制作者必须确定产品动画的表现风格是什么；有哪些分镜头，每一个镜头表现的主题是什么，时间大约多少，动画表现的顺序结构又是什么；解说文字的内容以及如何与画面相结合；选择什么样的背景音乐……，这些都属于前期规划的工作内容。详细前期规划能使我们在制作时避免很多不必要的问题，因此最好能在规划时像影视动画那样制作出详细分镜头剧本。
分镜头制作就是利用三維软件根据前期规划制作动画片段的过程，这是产品动画制作的主要内容。现在制作产品动画由于工作量较大一般采用的都是团队流水线作业，即建模、材质、灯光、动画设置、渲染都由专人或小组制作，各小组各司其职，互不干涉。因此为了保证制作的效率就必须在整个团队之间制定一套严谨的管理制度，否则非但不能提高效率，反而会增加制作困难。例如，产品模型一般由很多部件组成，各部件用什么样的规则来命名就非常重要，因为混乱的命名会给后续工作带来很多问题；又如现在动画渲染一般采用联机渲染，如果渲染时产品的材质路径中存在中文，渲染就容易出错，那么材质路径如何设置也必须制定详细的规范。
后期合成就是将分镜头的动画按前期规划顺序合成，加入转场、配音输出成动画影视文件的过程。此过程需要处理好两个问题：一是解说文字、旁白与画面的搭配问题。产品三维动画强调解说，但我们的画面是有限的，因此解说的内容应尽量精炼概括，重点的地方还应用一些动画的声光手段进行强调。二是分镜头的剪辑与背景音乐剪辑的配合问题。一般背景音乐是由多段音乐剪辑组合而成，在制作时应注意每一段音乐在时间上与相应的镜头匹配，以及在节奏上与镜头展现内容匹配的问题。
4产品表现中三维动画制作难点简析
4.1模型制作与产品表达的结合
在产品三维动画中，无论是产品外观展示还是产品结构、工作原理展示都会涉及到模型的制作，因此模型制作是产品三维动画制作的基础。那么在制作产品模型时，我们应注意哪些方面才能使模型更好的适用于产品的表达呢？
一是模型尺寸应精确。精确的模型尺寸能将产品的各个部位的比例如实的表达给观众，给人以精工细作之感，能加强动画的解说能力；其次，一些动画——如齿轮传动动画，皮带、链条传动动画等——会涉及到动画表达式等动画技术，在制作这类动画时肯定会涉及到产品的一些机构的尺寸，精确的模型尺寸可以使动画制作相对容易一些；再次，产品模型的尺寸往往决定了整个动画场景尺寸的大小，而之后的灯光布置中，很多灯光参数必须要考虑场景尺寸的大小。同时在制作模型时，精确地尺寸亦可起到部分验证设计的作用，因此在模型制作中应尽量按产品的设计尺寸进行制作。
二是模型细节结构应适合于镜头的表达。从理论上讲，越精细的模型越接近于产品真实形态，因此产品的模型是越细越好，但实际上在动画制作中并非如此，因为越精细的模型占用系统资源越多，由于不同的镜头所展现的内容不同，有一些模型的细节结构是看不见的，因此没有必要每一个镜头的模型都是非常精细、具有很多细节的模型。我们可以根据产品表达的需要，制作一个具有所有产品结构细节的模型，然后在这个模型的基础上根据镜头表现的需要改出数个具有产品局部细节“粗”模，以满足不同镜头制作的需要，提高制作速度。 4.2镜头的设计与产品表达的结合
产品三维动画具有较强的解说性，其动画制作是围绕着表现产品的各特点从整体到局部而展开的，常通过以下几类分镜头来表述产品的特点：产品外观整体与细节展示类镜头，产品使用状况类镜头，产品工作原理、产品内部結构展示及组装类镜头。
产品外观整体与细节展示类镜头的作用就是让人从整体上对产品有一个大体的认知，同时了解一些产品外观细节的体位、尺寸关系。在放置顺序上此类镜头一般较为靠前，在制作中应强调产品的质感，场景布置应以产品为主并尽量简单明了，同时为了引起观看者的兴趣，可适当加入一定的光影变化、特效等动画，以增加视觉的表现效果。
产品使用状况类镜头主要表现的是产品使用情况与方法，其侧重点是是产品的功能介绍，也是吸引消费者的重点之一。但笔者认为这类镜头应尽量的直白明了，将产品的功能特色讲清楚是其重点，因此不一定需要花哨的镜头特效，简单明了的内容远比复杂花哨的讲述更容易理解，也不易产生误会。
产品工作原理、产品内部结构展示及组装类镜头主要是针对设计业主或生产、维修人员制作的，此类镜头并不是每一个产品三维动画都必须具有的。在这类镜头中材质灯光等内容不是其表现的主要内容，因此在制作中不应过度追求灯光、质感的真实性，而应紧紧围绕产品的内部结构、原理、维修方法等内容展开材质灯光的制作，只要能配合动画将产品的这些内容讲述清楚就可以了。
4.3渲染与产品三维动画制作
动画的渲染效果对产品表现影响巨大。首先，产品三维动画的渲染不仅要求要有良好的表现效果、艺术效果，还要能体现产品材料真实的视觉特性，这要求在进行渲染制作时要充分考虑与产品效果有关的材质、环境、灯光等因素。其次，渲染是整个产品动画中费时最多的一项，因此在相同的硬件条件下，越快的渲染速度意味着越高的工作效率。现在为了提高制作效率，产品渲染要么是在专业的渲染公司完成，要么就是采用数台计算机进行联机渲染，而联机渲染因能节约大量的制作经费，是现在较普遍的一种制作方式。同时，制作者对渲染相关技术的掌握也影响着制作速度，因此制作者大多喜欢简单易学的渲染软件，复杂的渲染软件不仅意味着操作困难，使用人数少，也意味着制作人员能获得的与该软件相关资料也较少。
现在国内主流的产品渲染软件是Mental Ray、Brazil、FinalRender 和VRay，它们均支持联机渲染，综合渲染速度、渲染效果、操作难易度几项因素，以及目前市场上设计人员使用渲染软件的信息反馈和一些实际操作经验，笔者认为VRay因其较为容易学习，运算速度较快，渲染效果较好，且运用人群广泛，是制作产品三维动画的首选渲染器。
5结语
随着技术的进步和设计市场的发展完善，产品三维动画已成为产品设计表现发展的一个新方向，但我们在研究产品三维动画时不能因为技术而学习技术，还应该正确认识它设计表现中的地位及作用，这样我们才能制作出大家欢迎的，为消费者服务的产品，同时带给我们设计师自身的快乐。
参考文献：
[1] 裴耀东.IK/FK正向/反向动力学经典范例[J].电视字幕·特技与动画，2003（11）.
[2] 聂欣如.动画概论[M].复旦大学出版社.
[3] 孟男，侯南，张甲秋.三维动画项目开发教程[M].电子工业出版社.
[4] 李宇宁.飚三维：3ds max7深入精髓高级动画师学习手册[M].兵器工业出版社.
作者简介：胥程飞（1980—），男，2002年毕业于太原科技大学工业设计专业，现于四川交通职业技术学院产品造型专业任教，主要从事产品外形设计研究与产品表现技法研究。
肖体江，男，毕业于四川师范大学，现为四川交通职业技术学人文系讲师，主要从事计算机表现技法研究。