随着3D动画制作规模的逐渐扩大，对3D动画设计的流程也要求的更加严格，设计流程主要有以下几个方面：
1、数据的采集与规划。
3D动画设计人员要根据具体的主体来进行数据的采集，这其中包括产品的图像、实体、动能概述的数据、相关主体的作品等。数据采集的越全越好，尤其是对相关主题作品的收集，对以后动画构思灵感的激发有很大的帮助。设计人员将这些数据都研究透彻之后，配合特定的制作要求规划出制作的具体方向与设计的内容。并用简单的文字与草图大致的记录下来。
2、描写旁白与绘制分镜的脚本。
设计人员将大致记录下来的成活交给美工人员，用具体的文字与图片将要表现的内容展现出来。如果影片中需要有旁白介绍的话，那必须将旁白先撰写出来，再以分格分镜的方式绘制出来，以作为动画设计的参考资料。
3、模型的建立。
3D动画设计中最为重要的步骤就是3D模型的建立，在搜集了相关的画面和参考数据后，就要开始创建产品的3D模型了。模型的建立就是利用3D软件在电脑里构建立体的模型，这些模型只是有着单一颜色的物体，没有一丝生气。然后对这些模型进行光滑度和反光度以及透明度的编辑修饰过程。这样就可以将没有生气的模型变得有点生气。但是我们的生活中国的物体都不是单一颜色的物体，不论是人的肤色还是所穿的衣服，都是千变万化的颜色和图案。所以在3D动画设计建模过程中直接做成这样的效果是很难的，所以一般都是将一幅或者几幅平面的图像像贴纸一样粘贴在模型上。这个过程十分的重要，模型的真实性很大程度上都取决于贴图的真实性。事实上，材质处理属于图像处理的范畴，有良好的图像处理能力，在这个阶段对模型的真实与否有着非常重要的恶影响作用。所有的3D物体模型的建立，大多都是先分别创建各个零件，再重新组合形成完整的主体。在创建模型的过程中，要将3D物体在空间中加以快读的定位与组合。因为许多3D模型会陆续的被创建，所以，良好的物体管理结构及规划也成为了3D动画设计过程中比较重要的环节之一。
4、灯光的处理。
当3D模型库建立起来之后，就可以做灯光上的处理了。也许大家都比较了解数码摄像机的灯光处理，3D动画设计与此大体概念是一致的，如果多掌握一些拍摄的技巧和灯光的处理，对于3D动画设计的分镜取景和灯光设定效果有着很大的技术支持。在做好的3D模型场景中，放上几盏灯，烘托出不同的效果。
5、背景和场景气氛的具体设定。
3D动画设计的逼真必须要有好的背景与场景氛围的具体设定。这就好比舞台剧一样，舞蹈演员的肢体动作是表现剧情的主体，而舞台的背景与烟气缭绕的场景氛围则是用来突出和渲染剧情所用的，这是演出是否成功的主要条件。所以在3D动画设计过程中，不同的动画场景内同要与不同的背景及场景氛围相搭配，完美的表现动画设计的`初衷与目标。
6、渲染的实现。
当场景中已经定义了灯光处理后的3D物体模型就可以进行渲染了，渲染是3D动画设计中相对来说最为重要的一个步骤了。电脑的3D动画效果的显示对于电脑的配置要求是很高的，一帧的动画效果显示最短的也要十几秒，所以不可能一边制作一边的显示效果，都是在完成以上所有过程之后进行渲染。这个阶段的渲染过程主要是在于测试场景中各个方面数据配合的完整性上。比如材质与物体是否相符;材质与灯光创建的渲染效果是否适合;阴影生成的效果是否恰当等一系列的整体效果是否恰当。
7、后期制作。
动画从三维软件中渲染出来后，我们需要在后期软件里面进行调色和增加特效，使画面更有质感。动画制作是3D动画设计中比较难掌握的环节，因为所有的设置都要经过长时间的计算才能完成。动画摄制完成后，如果不需要进行深层次的特效制作的话，便可以将设置的效果直接通过渲染程序输出为动作制作。
8、剪辑合成。
剪辑配音合成是3D动画设计中的最后一步，针对镜头取景的场景内容，做进一步的特效合成运算。其中有两种主要的数据处理方式，一种是与动画场景中数据结合所创建的特殊效果。另外一种则是图像滤镜的后期处理模式。
9、输出成视频成品。
因为3D动画设计的软件适用范围比较的广泛，所以要设置不同的文件格式进行输出。一般应用到多媒体的动画文件都是以AVI的格式为主，而广播级的视频剪辑应用则选择为输出连续的图像文件。如果是单张的静态图片则选用JPG的文件格式。
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