第1章 計算機動畫概述 1
1.1 感知 1
1.2 動畫的變遷 3
1.2.1 早期設備 3
1.2.2 早期的傳統動畫 5
1.2.3 迪斯尼（Disney） 6
1.2.4 其他貢獻者 7
1.2.5 其他動畫媒介 8
1.2.6 動畫的原理 8
1.2.7 電影制作的原理 9
1.3 動畫的生產 12
1.4 計算機動畫的生產 16
1.4.1 計算機動畫的生產任務 17
1.4.2 數字編輯 19
1.4.3 數字視頻 21
1.4.4 數字音頻 22
1.5 計算機動畫簡史 23
1.5.1 早期的活躍者（1980年以前） 23
1.5.2 中間的幾年（1980年左右） 25
1.5.3 動畫時代（20世紀80年代中期至今） 27
1.6 本章總結 30
參考文獻 30
第2章 技術背景 33
2.1 空間與變換 33
2.1.1 顯示流水線 34
2.1.2 齊次坐標和變換矩陣 38
2.1.3 變換的合成：級聯變換矩陣 38
2.1.4 基本變換 39
2.1.5 任意方位的重新表達 41
2.1.6 從矩陣中分解變換 44
2.1.7 顯示流水線中的變換操作 45
2.1.8 誤差估計 46
2.2 方位的表達 49
2.2.1 固定角度（Fixed-Angle）表示法 50
2.2.2 歐拉角度（Euler Angle）表示法 52
2.2.3 角度與軸（Angle and Axis）表示法 53
2.2.4 四元數（Quaternion）表示法 54
2.2.5 指數映射（Exponential Map）表示法 56
2.3 本章總結 56
參考文獻 56
第3章 運動捕捉入門 57
3.1 運動捕捉與表演動畫 57
3.2 表演動畫在娛樂業的發展歷史 57
3.2.1 轉描（Rotoscope） 57
3.2.2 Brilliance 58
3.2.3 Pacific Data Images 60
3.2.4 deGraf/Wahrman 63
3.2.5 Kleiser-Walczak公司 63
3.2.6 Homer and Associates 64
3.3 動作捕捉的類型 66
3.3.1 光學動作捕捉系統 66
3.3.2 電磁追蹤器 69
3.3.3 機電設備 72
3.3.4 數字電樞 73
3.3.5 其他動作捕捉系統 75
3.4 動作捕捉在各行各業中的應用 77
3.4.1 醫學界 77
3.4.2 體育界 78
3.4.3 娛樂界 78
3.4.4 法律界 79
第4章 運動數據 81
4.1 運動數據類型與格式 81
4.1.1 Acclaim文件格式 82
4.1.2 .asf文件 83
4.1.3 .amc文件 85
4.1.4 .bva文件格式 87
4.1.5 .bvh文件格式 88
4.1.6 .trc文件格式 91
4.1.7 .htr文件格式 94
4.2 編寫運動捕捉解析工具 102
第5章 面部特征動畫 132
5.1 人臉 132
5.1.1 面部結構解析 132
5.1.2 面部表情編碼系統（FACS） 132
5.2 面部模型 134
5.2.1 構建連續的表面模型 135
5.2.2 紋理 139
5.3 制作面部動畫 139
5.3.1 參數化模型 139
5.3.2 融合變形 140
5.3.3 肌肉模型 140
5.3.4 表情 143
5.3.5 總結 144
5.4 口型同步動畫制作 144
5.4.1 發音器 144
5.4.2 音素 145
5.4.3 協同發音 146
5.4.4 韻律學 146
5.5 本章總結 146
參考文獻 146
第6章 實體空間的動畫 149
6.1 動畫路徑 150
6.2 實體紋理（solid texture）的動畫化 150
6.2.1 大理石生成 151
6.2.2 大理石運動 153
6.2.3 實體紋理透明（solid-textured transparency）的動畫 154
6.3 氣體體積的動畫 155
6.4 三維晶格體 162
6.4.1 訪問晶格體數據 163
6.4.2 功能流程形式的晶格體 163
6.4.3 功能流程函數 164
6.4.4 功能的集合 167
6.5 超紋理（hypertexture）的動畫化 170
6.6 粒子系統：另一種過程動畫技術 171
6.7 本章總結 174
參考文獻 174
第7章 流體和氣體的動畫化 176
7.1 特殊的流體類型 176
7.1.1 水的模型 176
7.1.2 云的模型（作者：David Ebert） 185
7.1.3 火的模型 192
7.2 計算流體力學 194
7.2.1 建模流體的一般方法 195
7.2.2 計算流體力學方程 196
7.3 本章總結 200
參考文獻 200
第8章 動畫生物學 203
8.1 概述 203
8.2 動畫和電影的感知 203
8.2.1 視覺的簡述 203
8.2.2 運動和動畫的視覺 205
8.3 動畫師的工作流程 206
8.4 工作流程三段論 207
8.4.1 流程階段1：預生產 208
8.4.2 流程階段2：生產 213
8.4.3 流程階段3：生產后處理 220
8.4.4 放在一起考慮 220
8.5 動畫 221
8.6 Maya 221
8.6.1 過程式動畫與關鍵幀動畫 221
8.6.2 關鍵幀與內存 222
8.6.3 Animation菜單集 222
8.6.4 設置關鍵幀 223
8.6.5 自動關鍵幀 224
8.6.6 圖示動畫 224
8.6.7 刪除關鍵幀 226
8.6.8 時間單位 226
8.6.9 回放設置 226
8.7 教程08.01：關鍵幀動畫 227
8.7.1 準備工作 227
8.7.2 設置關鍵幀 228
8.7.3 播放、拖動和停止動畫 229
8.7.4 編輯動畫曲線 229
8.7.5 Graph Editor 230
8.7.6 Graph Editor的Graph View 230
8.7.7 Graph Editor工具欄 231
8.7.8 移動關鍵幀項 232
8.8 Hypergraph和Attribute Editor中的動畫節點 232
8.9 教程08.02：簡單的過程式動畫 233
8.9.1 動畫表達式概述 233
8.9.2 創建動畫表達式 233
8.9.3 動畫表達式節點 235
8.10 本章總結 235
參考文獻 236
第9章 基于點的動畫 237
9.1 導言 237
9.2 無網格的有限元 237
9.2.1 概述 237
9.2.2 連續彈力 238
9.2.3 無網格的離散化 241
9.2.4 移動最小二乘法 242
9.2.5 更新應變與應力 243
9.2.6 通過應變能量計算受力 244
9.2.7 彈性物體的動畫化 245
9.2.8 塑料 247
9.2.9 被動的表面點集（surfel）對流 248
9.2.10 總結 248
9.3 碎裂材質的動畫 248
9.3.1 概述 249
9.3.2 歷史背景 250
9.3.3 不連續的建模 250
9.3.4 表面模型 252
9.3.5 裂縫的初始化和增殖 253
9.3.6 拓撲控制 253
9.3.7 體積采樣 255
9.3.8 破碎的控制 257
9.3.9 模擬流水線 257
9.3.10 結論 258
9.4 流體模擬 258
9.4.1 概述 258
9.4.2 模擬方法 258
9.4.3 平滑粒子的流體動力學 260
9.4.4 表面表達 264
9.4.5 使用采樣點進行表面跟蹤 265
9.4.6 總結 268
參考文獻 268
第10章 Maya內部原理解析 272
10.1 為什么要剖析Maya內部原理 272
10.2 從屬圖、屬性、屬性連接 272
10.3 范例1：使用Hypergraph瀏覽從屬圖 277
10.4 變換層次與父子關系 280
10.5 檢查層次結構 281
10.6 變換節點（Transform）和形狀節點（Shape） 282
10.7 范例2：了解變換節點和形狀節點、實例化，以及歷史節點 282
10.8 MEL和Maya用戶界面 285
10.9 Maya場景的后臺處理備忘錄 285
第11章 MEL動畫 286
11.1 動畫 286
11.1.1 時間 286
11.1.2 實時回放 288
11.1.3 動畫曲線 289
11.1.4 骨骼系統 305
11.1.5 運動路徑（motion path） 317
第12章 MEL的剛體動力學范例 320
12.1 范例1：粒子碰撞 320
12.1.1 創建場景 320
12.1.2 與粒子碰撞 323
12.1.3 對碰撞進行控制 325
12.1.4 geoConnector中的其他控制手段 325
12.1.5 在MEL中完成場景 326
12.2 范例2：碰撞事件 327
12.2.1 概述 328
12.2.2 添加發射器和粒子 328
12.2.3 動力學關系 330
12.2.4 限制粒子數目，添加重力 331
12.2.5 添加更多的碰撞 332
12.2.6 事件 332
12.2.7 籃子的表達式 334
12.2.8 編輯設置來修復問題 336
12.2.9 速度 337
12.3 范例3：剛體動力學的物體間碰撞 337
12.3.1 編寫復制和定位的腳本 339
12.3.2 組裝字符串變量時的常見錯誤 340
12.3.3 創建碰撞盒 341
12.3.4 反轉碰撞盒的法線 342
12.3.5 主動和被動的剛體 343
12.3.6 將每個網格平面都變成被動碰撞對象 346
12.3.7 打開碰撞數據選項 347
12.3.8 改變網格碰撞時的顏色 348
12.4 范例4：剛體動力學與粒子 351
12.4.1 使用MEL創建瞄準窗口 352
12.4.2 向工具欄添加新的窗口控件 353
12.4.3 將平面轉換為多邊形，并且分解為多片 354
12.4.4 向分片添加動力學和表達式 356
12.4.5 創建完整的MEL腳本 358
12.4.6 加載場景并運行腳本 360
12.4.7 向panelBreakup傳遞一個浮點數 361
第13章 MEL的角色裝配范例 362
13.1 范例1：角色控制 362
13.1.1 場景載入 363
13.1.2 場景概述 363
13.1.3 mrBlah控制的概述 364
13.1.4 鎖定屬性 366
13.1.5 手臂控制 367
13.1.6 建立mrBlah的脊柱控制 368
13.1.7 選中足部時產生搖擺的效果 371
13.2 范例2：創建角色的用戶界面 373
13.2.1 加載保存的mrBlah場景 374
13.2.2 設計用戶控件 374
13.2.3 創建 mrBlahControls.mel 375
13.2.4 創建滑塊來控制spinCtrl的屬性 378
13.2.5 為窗口空間創建布局 379
13.2.6 測試窗口 380
13.2.7 向用戶顯示有限的信息 381
13.2.8 給窗口創建一個腳本節點 381
13.2.9 創建工具欄圖標來打開窗口 382
13.2.10 mrBlahControls.mel的完整代碼 382
第14章 建立你的角色 386
14.1 設置角色的旋轉數據 386
14.2 設置角色的平移數據 387
14.3 提示與技巧 396
14.3.1 改變旋轉的順序 396
14.3.2 旋轉的分配 398
14.3.3 使用三次參數曲線 402
14.3.4 插值 403
14.3.5 關鍵幀簡化 405
14.3.6 捕捉數據的重適應 406
第15章 MEL命令基礎 407
15.1 不寫腳本也能使用MEL嗎 407
15.2 命令行和命令反饋行 407
15.3 Shell 408
15.4 腳本編輯器 408
15.5 腳本編輯器 VS Shell 409
15.6 腳本編輯器的信息作為MEL代碼 410
15.7 把一個MEL腳本制作成工具欄按鈕 411
15.8 保存一個MEL腳本 411
15.9 狀態消息區的危險誘惑 412
15.10 whatIs命令 413
15.11 MEL命令的基本結構 413
15.12 在網絡上哪里可以找到關于Maya 和MEL的信息 414
15.13 如何使用在網上找到的MEL腳本 414
15.14 備忘錄 415
計算機動畫設計指南——運動捕捉、角色特征、點圖及Maya Winning技術
　　
目 錄
　　
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