3D Studio 作品: 跳動的檯燈

問題與答案 (FAQ)

Q&A 類別 A: 概念理解類

Q1: 什麼是「跳動的檯燈」作業？

• A簡: 以檯燈作為角色，完成建模、階層綁定與跳躍循環動畫，並輸出展示的入門練習。
• A詳: 「跳動的檯燈」是電腦圖學/動畫課常見的入門作業，透過檯燈這種具關節、可擬人化的機械物，練習建模、設定階層與樞紐、建立 FK/IK 控制、打關鍵影格、調曲線節奏、配置光材與攝影機，最後輸出成短動畫或 GIF。題材簡單卻涵蓋角色動畫的核心流程，有助初學者理解從靜態模型到具生命力動作的完整管線。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q2,A-Q3,B-Q1,C-Q4

Q2: 為什麼以檯燈作為電腦圖學入門題材？

• A簡: 檯燈結構簡單、關節清楚，便於學習階層、IK、節奏與表演的基礎。
• A詳: 檯燈具有可見的機械關節（底座、手臂、燈頭），幾何形狀易於建模，能清楚對應階層與樞紐設置；其「跳躍、點頭、轉向」等動作也利於練習 IK、緩入緩出與重量感。題材具象、不需複雜變形，即可專注於動畫原則（時序、拋物線、擠壓拉伸）與基礎光影，快速建立整體製作管線的概念與信心。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q1,A-Q4,A-Q8,B-Q6

Q3: 3D Studio/3ds Max 是什麼？

• A簡: 一款主流 3D 建模、動畫與渲染軟體，常用於視覺化與動畫製作。
• A詳: 3D Studio（後續為 3ds Max）是 Autodesk 出品的 3D 軟體，整合多邊形/樣條建模、骨架與控制器、材質與燈光、攝影機與渲染器（Scanline、Arnold 等），並具 MaxScript 自動化能力。它廣泛用於遊戲資產、建築視覺化與動畫短片製作。對於「跳動的檯燈」這類入門作業，3ds Max 提供完整的階層、IK、曲線編輯與輸出工具。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q15,C-Q1,C-Q10

Q4: 建模、綁定與動畫有何差異？

• A簡: 建模塑造形體；綁定建立控制結構；動畫通過關鍵影格賦予動作。
• A詳: 建模（Modeling）是建立幾何形體與拓撲的過程；綁定（Rigging/Setup）則配置階層、樞紐、骨架、控制器與約束，使模型可被直覺操控；動畫（Animation）以關鍵影格與曲線調整，賦予時間維度的動作與表演。三者各司其職又相互依存：良好的模型與綁定讓動畫更順暢，動畫回饋又可修正綁定與建模的需求。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q6,B-Q14,C-Q3

Q5: FK 與 IK 有什麼差異？

• A簡: FK逐節旋轉控制，IK由末端目標反算；FK自然順暢，IK定位穩定。
• A詳: FK（Forward Kinematics）透過自上而下逐節旋轉控制，適合圓弧與表演性動作；IK（Inverse Kinematics）則指定末端位置，由求解器計算各關節角度，適合接觸地面、支撐或定位精準需求。檯燈手臂常以 IK 控制跳躍落點，搭配 FK 微調姿態。兩者可混用，並以切換或分層控制實現兼顧自然與穩定。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q2,C-Q3,D-Q1

Q6: 什麼是關節階層與樞紐點（Pivot）？

• A簡: 階層定義父子關係；樞紐為旋轉縮放中心，影響運動結果。
• A詳: 階層（Hierarchy）建立父子節點，子節點承襲父節點的變換；樞紐點是物件旋轉、縮放的中心位置與方向。檯燈的每節手臂與燈頭都需正確的樞紐對齊關節軸，並以底座為根建立層級。錯誤的樞紐或階層會導致旋轉偏移、動畫難以控制，是綁定與動畫前最重要的基礎設定。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q3,B-Q4,C-Q2,D-Q4

Q7: 什麼是關鍵影格與曲線編輯器？

• A簡: 關鍵影格記錄狀態；曲線編輯器以貝茲曲線調整速度與節奏。
• A詳: 關鍵影格（Keyframe）在特定時間保存位置、旋轉、縮放等屬性；曲線編輯器（Graph/F-Curve Editor）以貝茲曲線插值控制速度、緩入緩出與動作弧線。對跳動檯燈，利用曲線控制拋物線頂點、落地前加速、接觸瞬間擠壓與落地後反彈的節奏，是展現重量感與生命力的關鍵。
• 難度: 初級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q5,B-Q6,C-Q4,D-Q7

Q8: 動畫中的「擠壓與拉伸」是什麼？

• A簡: 影格間形狀變化以強化速度與重量感，盡量保持體積不變。
• A詳: 擠壓與拉伸（Squash & Stretch）是經典動畫原則，透過壓縮或延展物體形狀，強化速度、彈性與重量感的感知。雖檯燈是硬體，仍可在跳躍落地瞬間對整體比例進行細微非均勻縮放或使用變形工具，營造更有生命的表演。關鍵是方向、幅度與體積近似保持，避免違和的過度變形。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q7,C-Q5,D-Q7

Q9: 什麼是 LookAt（方向）約束？

• A簡: 讓物體自動朝向目標向量的約束，常用於燈頭追視。
• A詳: LookAt 或 Orientation 約束透過向量計算與四元數插值，使物體的指定軸朝向目標物。對檯燈，將燈頭或燈罩以 LookAt 指向一顆目標或控制器，可達成自然的追視與轉頭效果。搭配角度限制與平滑插值，可避免反轉與抖動，並保持動作一致性。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q8,C-Q6,D-Q2

Q10: 常見光源種類與用途有何差異？

• A簡: 點光泛照、聚光定向投影、面光柔和陰影，各有場景適用性。
• A詳: 點光源（Omni）向各方向發光，適合環境補光；聚光燈（Spot）具錐形光束與可控投影邊緣，適合舞台或聚焦；面光/區域光（Area）模擬有面積的發光體，陰影柔和更自然；方向光（Directional）模擬遠距光如太陽。檯燈題材可用聚光或面光模擬燈泡，搭配環境補光與陰影控制營造立體感。
• 難度: 初級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q9,C-Q7,D-Q5

Q11: Blinn/Phong 與 PBR 材質有何差異？

• A簡: 傳統高光模型易調但不物理；PBR物理一致，金屬/粗糙度驅動。
• A詳: Phong/Blinn 屬經典高光模型，參數直觀、快速出圖，但缺乏能量守恆與物理一致性；PBR（Physically Based Rendering）以金屬度與粗糙度描述材質，搭配線性色彩與正確光照，具跨場景的一致性與寫實度。檯燈常見金屬、塑料、玻璃等材質，用 PBR 更易獲得自然反射與高光。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q10,C-Q8,D-Q6

Q12: 陰影貼圖與光線追蹤陰影有何差別？

• A簡: 貼圖快但可能鋸齒/漏光；追蹤精準柔和但渲染較慢。
• A詳: 陰影貼圖（Shadow Map）以深度貼圖近似陰影，速度快、資源省，但受解析度與偏移影響，易鋸齒或漏光；光線追蹤（Ray Traced）直接模擬光線遮蔽，邊緣自然，支援透明/柔和陰影，但計算成本高。檯燈近景特寫可用追蹤陰影，廣角或預覽可先用高解析陰影貼圖加快迭代。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q9,C-Q7,D-Q5

Q13: 為什麼要採用線性工作流程（Gamma 2.2）？

• A簡: 線性光能計算更準確，確保光影能量與材質表現一致。
• A詳: 多數貼圖與顯示器在 sRGB（約 Gamma 2.2），而著色需在線性空間計算光能。透過啟用 Gamma/LUT 校正、輸入 sRGB 貼圖自動去伽瑪、渲染線性出圖再套回顯示 Gamma，可得到正確的光影融合與能量守恆，避免灰霧或過度對比。這對金屬高光、玻璃透光與陰影過渡尤為重要。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q12,C-Q8,D-Q6

Q14: 為何動畫中的時序與節奏如此重要？

• A簡: 時序決定重量與情感；節奏掌控期待與釋放，影響可讀性。
• A詳: 同一軌跡若時間分配不同，觀者對重量、動機與情緒的感受完全改變。藉由緩入緩出、停頓（hold）、快慢交替，建立期待與釋放，讓動作更具表演。跳動檯燈的「蹲—跳—落—回彈—穩定」節奏，直接影響重量感與擬人化的性格呈現，是曲線編輯的核心目標。
• 難度: 初級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q7,B-Q5,C-Q4

Q15: 發表為 GIF 與影片（MP4）有何差異？

• A簡: GIF色彩少檔大易色帶；MP4壓縮佳支援聲音與高解析播放。
• A詳: GIF 僅 256 色，適合短循環與網頁預覽，但易色帶、檔大；MP4（H.264/H.265）具高壓縮效率、支援聲音與高解析播放，適合作品集與投遞。流程上可先輸出影格序列，再用 ffmpeg 轉檔；GIF 需抖動與降幀優化，MP4 可調 CRF/Bitrate 與幀率，取得尺寸與品質平衡。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: C-Q10,D-Q10

Q&A 類別 B: 技術原理類

Q1: 檯燈的機械結構如何抽象為 3D 階層？

• A簡: 以底座為根，依鉸鏈順序建立父子節點與正確樞紐方向。
• A詳: 技術原理說明：將實體的連桿與鉸鏈抽象成節點樹，父節點的變換乘到子節點上。關鍵步驟或流程：1) 分析實物關節；2) 建立幾何並對齊樞紐軸向；3) 以底座→下臂→上臂→燈頭的順序連結；4) 測試旋轉自由度與限制。核心組件介紹：節點（Node）、樞紐（Pivot）、父子關係（Parent/Child）、限制（Limits）。良好的階層是穩定 IK、LookAt 與動畫的基礎。
• 難度: 初級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q6,C-Q2,D-Q4

Q2: IK 求解器在兩節手臂中如何運作？

• A簡: 以末端目標與極向向量，反解兩關節旋轉角，達成精準定位。
• A詳: 技術原理說明：二節 IK 以幾何法或數值法根據鏈長與目標點，解出肩、肘角度；極向向量（Pole Vector）決定平面方向。關鍵步驟：1) 設置骨架長度；2) 指定目標與極向；3) 限制角度；4) 測試奇異點。核心組件：Solver（HI/FK-IK Blend）、End Effector、Pole Vector、Angle Limits。正確設置可避免翻轉並穩定落地/接觸動作。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q5,C-Q3,D-Q1

Q3: 父子節點的變換如何以矩陣傳遞？

• A簡: 子世界變換等於父世界矩陣乘以子本地矩陣，依序鏈式相乘。
• A詳: 技術原理說明：每個節點有本地矩陣 Mlocal，世界矩陣 Mworld = Mparent_world × Mlocal。旋轉、位移、縮放以分解或四元數/仿射矩陣處理。關鍵步驟：1) 正確樞紐定義本地坐標；2) 建立父子關係；3) 驗證世界位姿。核心組件：仿射矩陣、四元數、分解/組合（Decompose/Compose）。理解此機制能解讀「為何子物件會跟著動」與「縮放污染」問題。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: A-Q6,B-Q4,D-Q4

Q4: Pivot 對旋轉與比例有何影響機制？

• A簡: Pivot 定義旋轉/縮放中心與本地軸，錯誤會導致運動偏移歪斜。
• A詳: 技術原理說明：Pivot 決定仿射矩陣的原點與軸向，旋轉繞該點進行，非均勻縮放沿本地軸作用。關鍵步驟：1) 對齊 Pivot 到幾何關節；2) 設本地軸方向；3) 測試旋轉/縮放效果；4) 冻結轉換避免累積誤差。核心組件：Pivot、本地軸、凍結變換、坐標系。精確的 Pivot 設定是機械關節運動可信度的前提。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q6,C-Q2,D-Q4

Q5: 貝茲插值與緩入緩出如何影響動作？

• A簡: 控制速度曲線切線，塑造停頓、加速與拋物線頂點的節奏。
• A詳: 技術原理說明：動畫曲線以貝茲樣條插值，切線斜率決定瞬時速度；Ease In/Out 透過平坦切線形成停頓與平滑過渡。關鍵步驟：1) 設關鍵姿勢；2) 以曲線編輯器調整切線；3) 對 Y 位置塑造拋物線；4) 使用步進/線性輔助分段阻尼。核心組件：F-Curve、切線、插值模式、時間重映射。良好曲線是重量感的直接來源。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q7,B-Q6,C-Q4

Q6: 跳躍與落地的物理機制如何近似？

• A簡: 以等加速度拋物線與非彈性碰撞近似，搭配阻尼反彈。
• A詳: 技術原理說明：上拋下落可用 y = y0 + v0 t − 0.5 g t^2 近似；落地為動量交換與恢復係數 e，反彈高度約為 e^2 比例。關鍵步驟：1) 粗配時間與高度；2) 設落地關鍵；3) 用曲線微調非線性加速度；4) 施加阻尼（每次反彈縮短時間/降低高度）。核心組件：重力 g、恢復係數 e、阻尼係數。動畫不必嚴格物理，但遵循趨勢更可信。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q14,C-Q4,D-Q7

Q7: 擠壓拉伸如何保持體積近似？

• A簡: 以非均勻縮放並調整其他軸補償，讓體積總量接近不變。
• A詳: 技術原理說明：對主運動軸施加縮放 s，對其餘軸用 1/√s 或近似比率補償，以維持體積。關鍵步驟：1) 決定主運動方向；2) 設置比例關係（表達式/連動）；3) 對齊 Pivot；4) 限制幅度與時機。核心組件：Scale Controller、Parameter Wiring/Expressions、FFD/Lattice。機械物可用輕微比例與次級晃動替代大變形以避免違和。
• 難度: 中級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: A-Q8,C-Q5,D-Q7

Q8: LookAt 約束背後用到哪些數學？

• A簡: 基於目標向量建立方向基底，使用四元數插值避免萬向節鎖。
• A詳: 技術原理說明：由目標減當前位置得方向向量，正規化後與參考向量做叉積建構正交基底，再轉為四元數以避免萬向節鎖與內插翻轉。關鍵步驟：1) 設置目標；2) 指定 Up 軸/參考；3) 應用角度限制；4) 平滑濾波輸入。核心組件：向量、叉積、四元數、限制器。正確 Up 向量與角度夾具能大幅降低抖動。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: A-Q9,C-Q6,D-Q2

Q9: 陰影貼圖與光線追蹤的工作流程差異？

• A簡: 貼圖預計算深度比較；追蹤逐像素/樣本發射光線判遮蔽。
• A詳: 技術原理說明：陰影貼圖渲染光源視角深度，著色時比較片元深度決定遮蔽；光線追蹤自表面向光源採樣光線，測試是否被阻擋。關鍵步驟：1) 設解析度/偏移；2) 或設採樣數/半徑；3) 驗證邊緣品質與漏光。核心組件：深度貼圖、Bias、PCF 濾波、Ray Sampler、MIS。選擇取決於速度、品質與材質/透明度需求。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q12,C-Q7,D-Q5

Q10: Phong/Blinn 與金屬-粗糙度 PBR 如何計算？

• A簡: 前者以經驗高光項近似；PBR 以微表面 BRDF 與能量守恆計算。
• A詳: 技術原理說明：Phong/Blinn 用餘弦冪次與半角向量估高光；PBR 採用 Cook-Torrance BRDF，結合法線分布（GGX）、幾何遮蔽（Smith）、菲涅耳（Schlick），並分離金屬/介電反射。關鍵步驟：1) 選著色模型；2) 設金屬度、粗糙度；3) 線性空間計算；4) 驗證 IBL/環境貼圖。核心組件：BRDF、F0、NDF、IBL。PBR 在跨照明下更穩定一致。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: A-Q11,C-Q8,D-Q6

Q11: 景深（DOF）與鏡頭視角的成像原理？

• A簡: 透過光圈與焦距決定焦外模糊；視角由感光尺寸與焦距決定。
• A詳: 技術原理說明：鏡頭以薄透鏡模型近似，焦距與光圈（f/#）決定景深範圍與散景大小；視角由感光面與焦距比值決定。關鍵步驟：1) 設焦點距離；2) 調光圈模擬淺景深；3) 控制快門/曝光；4) 檢查運動模糊一致性。核心組件：焦距、光圈、圈差、圓形孔徑核。適度 DOF 能聚焦主體（燈頭），避免過度抖動與顆粒。
• 難度: 中級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: C-Q9,D-Q9

Q12: 線性色彩空間與 Gamma 校正流程為何？

• A簡: 輸入貼圖去伽瑪、線性著色、輸出再套顯示伽瑪，確保能量正確。
• A詳: 技術原理說明：人眼/顯示器非線性，貼圖多為 sRGB。正確流程：1) 啟用 Gamma/LUT（2.2）；2) 色彩貼圖 sRGB → Linear；3) 計算光照/BRDF 在線性空間；4) 輸出影像 Linear → sRGB。關鍵步驟：區分色彩與數據貼圖（如粗糙度不去伽瑪）。核心組件：EOTF/OETF、LUT、sRGB。此流程避免灰霧與過曝，材質在不同光照下更一致。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q13,C-Q8,D-Q6

Q13: 反鋸齒與採樣如何影響動畫閃爍？

• A簡: 時域與空域採樣不足會閃爍；提高樣本與過濾可緩解。
• A詳: 技術原理說明：渲染採樣涵蓋空域（像素內多樣本）與時域（動態模糊/時間樣本）。高頻幾何、陰影、反射若欠採樣會出現閃爍。關鍵步驟：1) 提升像素樣本；2) 降低高頻（貼圖/微細格柵）；3) 使用動態模糊與降噪；4) 穩定燈光/陰影參數。核心組件：MSAA、Supersampling、Temporal AA、Denoiser。品質與時間需權衡。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: C-Q7,D-Q8

Q14: 約束與控制器應如何組合設計？

• A簡: 以分層控制與限制器，混合 FK/IK、LookAt 與比例連動，穩定可控。
• A詳: 技術原理說明：控制架構將多控制器（Position/Rotation/Scale）分層堆疊，透過約束（Position、Orientation、LookAt）與權重混合。關鍵步驟：1) 定義需求（定位/表演）；2) 設 FK/IK 切換；3) 導入 LookAt 與角度限制；4) 以參數連動比例/擠壓。核心組件：Controller Stack、Constraints、Parameter Wiring、States。良好架構提升可用性並減少出錯。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: A-Q4,A-Q5,C-Q3,C-Q5

Q15: 3ds Max 渲染管線從場景到輸出如何運作？

• A簡: 幾何→材質燈光→取樣著色→合成→色彩管理→序列/影片輸出。
• A詳: 技術原理說明：場景經可見性判定，逐像素/樣本執行著色器與光照，整合直射/間接光（路徑追蹤），輸出 AOV/Render Elements 供合成。關鍵步驟：1) 設渲染器（Arnold/Scanline 等）；2) 配置採樣、燈光、材質；3) 設色彩管理與 AOV；4) 輸出 EXR/PNG 序列，再剪輯或轉成 MP4/GIF。核心組件：渲染器、AOV、採樣、色彩管理。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q3,C-Q7,C-Q10,D-Q8

Q&A 類別 C: 實作應用類（10題）

Q1: 如何在 3ds Max 建立基本檯燈模型？

• A簡: 以基本體與樣條拉伸建模，分段對應關節，保持拓撲簡潔。
• A詳: 具體實作步驟：1) 用 Cylinder、Box、Tube 建底座、手臂、燈頭；2) 轉 Editable Poly，對應關節處加支撐邊；3) 對燈罩用 Spline+Lathe；4) 命名物件。關鍵設定：保持四邊形、合理邊迴圈，避免非均勻縮放破壞法線。注意事項：預留樞紐空間，避免過密拓撲；用 Smooth Groups/Weighted Normals 確保高光連續。最佳實踐：參考實物比例與關節寬鬆度，便於後續旋轉。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q1,A-Q6,C-Q2

Q2: 如何設定正確的 Pivot 與階層連結？

• A簡: 對齊樞紐至鉸鏈軸，依底座到燈頭的順序建立父子關係。
• A詳: 具體步驟：1) 開啟 Affect Pivot Only；2) 用 Align 將 Pivot 對到幾何關節；3) 設本地軸方向一致；4) 使用 Link 工具連結：Base→LowerArm→UpperArm→Head。關鍵設定：Freeze Transform 後再測試旋轉；啟用角度限制。注意事項：避免縮放父節點；用 Dummy 作為中介控制器。最佳實踐：在 0 幀儲存 T-Pose 參考姿勢，便於重置。
• 難度: 初級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q6,B-Q4,D-Q4

Q3: 如何為檯燈手臂建立 IK 並限制關節？

• A簡: 建立二節 IK 鏈，設定目標與極向向量，並添加角度限制器。
• A詳: 具體步驟：1) 以骨骼或物件建立下臂與上臂；2) 建立 HI Solver IK 鏈；3) 新增 Pole Vector 控制器；4) 設上/下臂角度限制（Min/Max）；5) 測試極向位置避免翻轉。MaxScript 片段（示意）：bone1 = boneSys.createBone [0,0,0] [20,0,0] [0,0,1]; IKSys.ikChain bone1 undefined solverName:#HI。注意事項：鏈長應匹配幾何；避免父層縮放。最佳實踐：以 Dummy 作 IK 目標，便於動畫。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q5,B-Q2,D-Q1

Q4: 如何製作「跳」的關鍵影格與節奏？

• A簡: 先擺定姿勢，再以曲線調緩入緩出，塑造拋物線與落地擠壓。
• A詳: 具體步驟：1) 設「蹲」姿（預備）；2) 設「起跳」與「頂點」；3) 設「落地接觸」與「反彈」；4) 調整 Y 位置曲線為拋物線；5) 底座著地瞬間加擠壓。關鍵設定：使用步進預覽姿勢、再改貝茲；時間比例可 2:1:2（蹲:空中:回彈）。注意事項：確保接觸幀位置精準；避免穿透。最佳實踐：用姿勢緩存與循環，形成無縫迴圈。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q7,B-Q5,B-Q6,D-Q7

Q5: 如何加入擠壓拉伸以增強生命感？

• A簡: 以比例連動或 FFD 輕微變形，保持體積近似並控制時機與幅度。

• A詳: 具體步驟：1) 在底座與整體建立 Scale 控制；2) 以 Parameter Wiring 設 Y 向速度驅動縮放；3) 或加 FFD/Lattice 對整體做小幅變形；4) 限制最大 5–10%。關鍵程式片段（示意）：將

  vy

  映射至 scaleZ = 1+ k*

  vy

  ，scaleY,X = 1/√scaleZ。注意事項：機械物不宜太大變形。最佳實踐：只在落地接觸幀附近短暫觸發。

• 難度: 中級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: A-Q8,B-Q7,D-Q7

Q6: 如何用 LookAt 讓燈頭追隨目標？

• A簡: 將燈頭加 LookAt 約束至 Dummy 目標，設 Up 軸與角度限制。
• A詳: 具體步驟：1) 建 Dummy 作目標；2) 對燈頭 Rotation 加 LookAt；3) 設定 Up Node 或軸；4) 加角度限制避免反轉；5) 測試移動目標。關鍵設定：平滑（Smoothing）或濾波避免抖動。MaxScript（示意）：constr = lookAt_Constraint(); $.rotation.controller = constr; constr.appendTarget targetDummy 100。注意事項：確保本地軸對齊。最佳實踐：目標路徑平滑，避免突變。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q9,B-Q8,D-Q2

Q7: 如何設定光源與陰影，呈現立體感？

• A簡: 用聚光/面光作主光，配合補光與環境；選擇追蹤陰影或高解析貼圖。
• A詳: 具體步驟：1) 主光（Spot/Area）對準燈頭；2) 補光降低對比；3) 背光勾輪廓；4) 設陰影類型與解析度/樣本；5) 加地面反光。關鍵設定：Ray Traced 陰影 Samples 4–8 起，或 Shadow Map 2–4K + Bias。注意事項：避免雙重陰影；保持燈光不閃爍。最佳實踐：以灰卡檢查曝光與對比，確保材質表現。
• 難度: 初級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q10,A-Q12,B-Q9,D-Q5

Q8: 如何配置材質與簡易 PBR 效果？

• A簡: 以金屬/塑膠為基材，設定金屬度與粗糙度，啟用線性與 IBL。
• A詳: 具體步驟：1) 對金屬部件金屬度=1，粗糙度 0.2–0.5；2) 塑膠金屬度=0，粗糙 0.4–0.8；3) 玻璃使用透光與IOR；4) 啟用環境光照（IBL/HDRI）。關鍵設定：啟用 Gamma/LUT；數據貼圖不去伽瑪。注意事項：避免過度反光；貼圖要符合實際比例。最佳實踐：使用校色過的 HDRI 與合理曝光，跨場景表現一致。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q11,B-Q10,B-Q12,D-Q6

Q9: 如何設置攝影機、景深與構圖？

• A簡: 設合適焦距與視角，對燈頭對焦，適度 DOF 聚焦主體不致抖動。
• A詳: 具體步驟：1) 選 35–50mm 焦距；2) 對燈頭設焦距；3) 光圈 f/2.8–f/5.6 視景深需求；4) 調整三分法構圖與視線方向；5) 軌道/搖臂輕微運鏡。關鍵設定：鎖定相機，避免誤碰。注意事項：運鏡過度會破壞動作可讀性；DOF 過淺易噪點。最佳實踐：將相機與燈頭互動節奏對齊，增強敘事。
• 難度: 中級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: B-Q11,D-Q9

Q10: 如何輸出成 GIF 與 MP4，並最佳化檔案？

• A簡: 先輸出影格序列，再以 ffmpeg 轉 MP4/GIF，調整幀率與色彩抖動。
• A詳: 具體步驟：1) Render Elements/EXR/PNG 序列；2) MP4：ffmpeg -r 24 -i %04d.png -c:v libx264 -crf 18 -pix_fmt yuv420p out.mp4；3) GIF：ffmpeg -i out.mp4 -vf “fps=12,scale=640:-1:flags=lanczos” -loop 0 out.gif；4) 使用調色盤與抖動：-lavfi palettegen/paletteuse。注意事項：GIF 色帶需抖動；控制長度與解析。最佳實踐：社群平台用 MP4，網頁預覽用短 GIF。
• 難度: 初級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q15,B-Q15,D-Q10

Q&A 類別 D: 問題解決類（10題）

Q1: IK 解算翻轉或關節突然跳動怎麼辦？

• A簡: 設極向控制、角度限制與合理鏈長，避免奇異點與反向解。
• A詳: 問題症狀：末端接近關節直線時突然翻轉，或肘部方向亂跳。可能原因：極向未設或與鏈共線、鏈長不符、角度限制缺失。解決步驟：1) 新增/對齊 Pole Vector；2) 設角度 Min/Max；3) 調整鏈長與初始姿；4) 避免目標貼近奇異點。預防措施：建立預置極向位置、限制目標工作範圍，必要時切換 FK 過渡。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q5,B-Q2,C-Q3

Q2: 燈頭 LookAt 抖動或鎖死怎麼處理？

• A簡: 設 Up 軸/參考、平滑濾波與角度限制，避免奇異姿勢。
• A詳: 症狀：微動目標即抖動，或角度接近 180° 時鎖死翻轉。原因：Up 向量不穩、目標軌跡不連續、角度超出範圍。解法：1) 指定 Up Node/世界軸；2) 對目標進行路徑平滑；3) 加角度限制；4) 在 180° 區域改用手動關鍵或臨時禁用約束。預防：保持本地軸一致，避免目標穿越奇點。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q9,B-Q8,C-Q6

Q3: 跳躍時底座打滑或穿透地面怎麼辦？

• A簡: 鎖定位姿幀、對齊接觸幀，使用接觸約束或碰撞預覽檢查。
• A詳: 症狀：落地時底座滑動、穿模。原因：接觸幀位置不精準、插值導致滑移、無碰撞檢查。解法：1) 為接觸幀設定嚴格位置鍵；2) 在接觸段改為線性插值；3) 使用接觸約束或臨時碰撞代理預覽；4) 調整地面法線/高度。預防：先鎖定接觸幀再做中間變化，建立「黏地」段落的時間區間。
• 難度: 初級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q6,C-Q4

Q4: 階層或樞紐錯誤導致旋轉亂飛怎麼辦？

• A簡: 重新對齊 Pivot、檢查父子連結與凍結變換，消除縮放污染。
• A詳: 症狀：旋轉發散、軸向錯亂。原因：Pivot 偏移、本地軸不對、父節點縮放污染、連結順序錯。解法：1) 用 Align 重設 Pivot；2) Reset XForm/凍結；3) 檢查父子關係並重建；4) 測試旋轉自由度。預防：建模期避免非均勻縮放，使用 Dummy 中介，關鍵姿勢另存初始狀態。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q6,B-Q3,C-Q2

Q5: 陰影鋸齒、閃爍或漏光如何排除？

• A簡: 提升解析或採樣、調 Bias 與過濾，必要時改用光線追蹤。
• A詳: 症狀：陰影邊鋸齒、閃爍、接觸處漏光。原因：貼圖解析不足、Bias 不當、燈光/物件抖動、貼圖過濾差。解法：1) 提高 Shadow Map 解析與 PCF 濾波；2) 調小 Bias（避免自遮蔽）；3) 改用 Ray Traced，增樣本；4) 穩定燈光與物件。預防：近景用追蹤陰影，建立統一曝光與採樣規範。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q12,B-Q9,C-Q7

Q6: 畫面灰霧或對比不足（Gamma 問題）怎麼解？

• A簡: 啟用 Gamma/LUT，正確標記貼圖色域，線性著色後再套 sRGB。
• A詳: 症狀：整體發灰、材質沒力。原因：未啟用線性流程、色彩/數據貼圖混用錯誤。解法：1) Preferences 啟用 Gamma 2.2；2) 色彩貼圖 sRGB 標記，數據貼圖保持線性；3) 渲染到 16/32-bit；4) 用視覺參考校正亮度對比。預防：建立色彩管理檢查清單，專案初期即固定工作流程。
• 難度: 初級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q13,B-Q12,C-Q8

Q7: 動畫僵硬、沒有重量感要如何改善？

• A簡: 強化姿勢對比與時間分配，調曲線緩入緩出並加入次級動作。
• A詳: 症狀：動作平淡、像「機器移動」。原因：姿勢不明確、曲線線性、缺少擠壓/二級震動。解法：1) 建立關鍵姿勢的強烈對比；2) 調整停頓與加速；3) 在落地加入擠壓拉伸；4) 添次級晃動（頭部延遲、臂彈性）。預防：先「姿勢到姿勢」再補中間，常看整體節奏與剪影可讀性。
• 難度: 初級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q7,A-Q8,B-Q5,C-Q4

Q8: 渲染有閃爍雜訊與顆粒怎麼辦？

• A簡: 提升採樣、降高頻、用去噪與時間一致化，平衡品質時間。
• A詳: 症狀：反射/陰影/DOF 中顆粒閃爍。原因：樣本不足、高頻貼圖/幾何、時域不穩。解法：1) 提升主要採樣與光照樣本；2) 降低粗糙度高頻、增加模糊；3) 使用 Temporal/Spatial Denoiser；4) 鎖定噪點源參數。預防：測試局部 Region 渲染，建立最小可接受樣本標準。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q13,C-Q7,B-Q15

Q9: 景深過度模糊或抖動如何解決？

• A簡: 合理焦距與光圈，增採樣或後期 DOF，限制運鏡與焦距變化。
• A詳: 症狀：主體模糊或 DOF 顆粒/閃爍。原因：光圈過大、採樣不足、運鏡/對焦頻繁。解法：1) 收小光圈；2) 提升 DOF 樣本；3) 轉為後期 DOF（Z-Depth）控制；4) 穩定相機動畫。預防：先無 DOF 確認構圖，再逐步加強；避免在高頻反射面使用過淺景深。
• 難度: 中級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: B-Q11,C-Q9,B-Q13

Q10: GIF 色帶嚴重且檔案過大怎麼辦？

• A簡: 降幀率與解析、使用自訂調色盤與抖動，必要時改用 MP4。
• A詳: 症狀：漸層出現色帶、檔案肥大。原因：Gif 256 色限制、無損壓縮效率差。解法：1) 轉 MP4 為主；2) Gif 用 palettegen/paletteuse 產生最佳調色盤；3) 啟用 Floyd-Steinberg 抖動；4) fps 12–15、scale 480–720p；5) 限迴圈。預防：避免大面積漸層背景，優先以 MP4 發佈，Gif 僅作預覽。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q15,C-Q10

學習路徑索引

• 初學者：建議先學習哪 15 題
  • A-Q1: 什麼是「跳動的檯燈」作業？
  • A-Q2: 為什麼以檯燈作為電腦圖學入門題材？
  • A-Q3: 3D Studio/3ds Max 是什麼？
  • A-Q4: 建模、綁定與動畫有何差異？
  • A-Q6: 什麼是關節階層與樞紐點（Pivot）？
  • A-Q7: 什麼是關鍵影格與曲線編輯器？
  • A-Q10: 常見光源種類與用途有何差異？
  • A-Q12: 陰影貼圖與光線追蹤陰影有何差別？
  • A-Q15: 發表為 GIF 與影片（MP4）有何差異？
  • B-Q1: 檯燈的機械結構如何抽象為 3D 階層？
  • C-Q1: 如何在 3ds Max 建立基本檯燈模型？
  • C-Q2: 如何設定正確的 Pivot 與階層連結？
  • C-Q4: 如何製作「跳」的關鍵影格與節奏？
  • C-Q7: 如何設定光源與陰影，呈現立體感？
  • D-Q4: 階層或樞紐錯誤導致旋轉亂飛怎麼辦？
• 中級者：建議學習哪 20 題
  • A-Q5: FK 與 IK 有什麼差異？
  • A-Q8: 動畫中的「擠壓與拉伸」是什麼？
  • A-Q9: 什麼是 LookAt（方向）約束？
  • A-Q11: Blinn/Phong 與 PBR 材質有何差異？
  • A-Q13: 為什麼要採用線性工作流程（Gamma 2.2）？
  • A-Q14: 為何動畫中的時序與節奏如此重要？
  • B-Q2: IK 求解器在兩節手臂中如何運作？
  • B-Q4: Pivot 對旋轉與比例有何影響機制？
  • B-Q5: 貝茲插值與緩入緩出如何影響動作？
  • B-Q6: 跳躍與落地的物理機制如何近似？
  • B-Q9: 陰影貼圖與光線追蹤的工作流程差異？
  • B-Q12: 線性色彩空間與 Gamma 校正流程為何？
  • B-Q15: 3ds Max 渲染管線從場景到輸出如何運作？
  • C-Q3: 如何為檯燈手臂建立 IK 並限制關節？
  • C-Q5: 如何加入擠壓拉伸以增強生命感？
  • C-Q6: 如何用 LookAt 讓燈頭追隨目標？
  • C-Q8: 如何配置材質與簡易 PBR 效果？
  • C-Q9: 如何設置攝影機、景深與構圖？
  • D-Q1: IK 解算翻轉或關節突然跳動怎麼辦？
  • D-Q5: 陰影鋸齒、閃爍或漏光如何排除？
• 高級者：建議關注哪 15 題
  • B-Q3: 父子節點的變換如何以矩陣傳遞？
  • B-Q7: 擠壓拉伸如何保持體積近似？
  • B-Q8: LookAt 約束背後用到哪些數學？
  • B-Q10: Phong/Blinn 與金屬-粗糙度 PBR 如何計算？
  • B-Q11: 景深（DOF）與鏡頭視角的成像原理？
  • B-Q13: 反鋸齒與採樣如何影響動畫閃爍？
  • B-Q14: 約束與控制器應如何組合設計？
  • C-Q5: 如何加入擠壓拉伸以增強生命感？
  • C-Q9: 如何設置攝影機、景深與構圖？
  • C-Q10: 如何輸出成 GIF 與 MP4，並最佳化檔案？
  • D-Q2: 燈頭 LookAt 抖動或鎖死怎麼處理？
  • D-Q6: 畫面灰霧或對比不足（Gamma 問題）怎麼解？
  • D-Q7: 動畫僵硬、沒有重量感要如何改善？
  • D-Q8: 渲染有閃爍雜訊與顆粒怎麼辦？
  • D-Q9: 景深過度模糊或抖動如何解決？