劉 佳

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三維仿真技術(shù)在動畫中的應(yīng)用

劉 佳

海口經(jīng)濟(jì)學(xué)院,海南?？?570000

隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，整個世界都進(jìn)入了數(shù)字時代和網(wǎng)絡(luò)時代。計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展不僅推動了政治、經(jīng)濟(jì)、文化的發(fā)展，還藝術(shù)視覺領(lǐng)域，計算機(jī)技術(shù)也為動畫制作帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。傳統(tǒng)的二維動畫的主體地位已漸漸被三維技術(shù)所取代。本文針對三維仿真技術(shù)的特點(diǎn)，分析其在動畫制作中的運(yùn)用。

三維技術(shù)；質(zhì)感；視覺；動畫

動畫作為一種應(yīng)用廣泛的藝術(shù)形式，已經(jīng)在我們的日常生活中得到廣泛的普及，雖然動畫作為一種藝術(shù)形式而存在的壽命不過百年，但它的起源卻非常悠遠(yuǎn)，可追溯到距今二三萬年的遠(yuǎn)古時代。動畫作為人類文明中的寶貴財富，是集現(xiàn)代性和復(fù)古性的藝術(shù)形式之一。如今隨著科技的不斷發(fā)展，動畫技術(shù)已經(jīng)深入到我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€角落，在我們的生活中，尤其是娛樂消遣中占有極大的比重。動畫技術(shù)變幻莫測，卻又與我們的生活緊密相連?，F(xiàn)代的動畫，不僅僅只是作為一種藝術(shù)而存在，動畫產(chǎn)業(yè)也漸漸站穩(wěn)了腳根，得到了很好的發(fā)展。如今，由于電腦技術(shù)不斷向這高科技發(fā)展，動畫產(chǎn)業(yè)也深深受其影響，逐漸完成了由二維動畫向三維動畫的轉(zhuǎn)變。三維仿真技術(shù)為動畫的發(fā)展提供了更廣闊的發(fā)展空間和更大的競爭力。三維仿真技術(shù)在動畫中的運(yùn)用，值得我們對其進(jìn)行深入的探討，并對其應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 三維仿真技術(shù)的含義

三維仿真技術(shù)即我們所稱的3D動畫，隨著影視制作的需求和軟件技術(shù)的布點(diǎn)發(fā)展，三維仿真技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并受到業(yè)界的歡迎。三維動畫的制作模式如下：首先，設(shè)計師根據(jù)操作的實(shí)際需要，在計算機(jī)內(nèi)建立一個虛擬空間，虛擬空間建成后，按照腳本或者客戶需求，設(shè)計師對角色或者場景進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計和表現(xiàn)，再依據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)人物、事物的動作、狀態(tài)對其運(yùn)動的方向和軌跡進(jìn)行模擬設(shè)計，設(shè)計完成后，再對人物進(jìn)行蒙皮、事物進(jìn)行細(xì)節(jié)的勾畫設(shè)計。在完成對人物和事物的塑造后，便可依據(jù)腳本來進(jìn)入運(yùn)動狀態(tài)，形成一個極具動感和現(xiàn)實(shí)感的三維動畫。

2 三維仿真技術(shù)的特點(diǎn)

1）對于無法完成的實(shí)景拍攝，三維動畫可對其進(jìn)行模擬，以排除危險因素；2）三維動畫的制作不似實(shí)景拍攝，易受天氣及氣候的影響；3）對于操作人員的物性以及硬性技術(shù)要求較高可以用三維動畫進(jìn)行模擬，降低成本 ；4）可進(jìn)行隨意變更，回爐再造周期短；5）對于實(shí)拍來說，成本更易控制；6）通過三維動畫代替危險性較高的鏡頭 ；7）對無法重現(xiàn)的鏡頭進(jìn)行三維模擬；8）美化產(chǎn)品，達(dá)到特效制作；9）三維仿真技術(shù)制作時間與場景實(shí)拍相比較而言，時間長，處理精細(xì)。并且制作越精細(xì)越逼真，成本越高。

3 三維仿真技術(shù)的在動畫中的應(yīng)用

三維技術(shù)在動畫制作中得以廣泛運(yùn)用，不僅僅是由于電腦技術(shù)以及軟件操作技術(shù)所帶來的便捷性，除此之外，三維技術(shù)在動畫中的運(yùn)用突破了傳統(tǒng)二維技術(shù)制作的局限性，使屏幕內(nèi)的內(nèi)容更加豐富、更加動感，并且能夠給人耳目一新的感覺，因此三維技術(shù)在畫面的制作中，得以更廣泛的推廣及運(yùn)用。[2]三維動畫不僅僅是對于動畫片的運(yùn)用，還可以用于廣告和電影電視劇的特效制作（如爆炸、煙霧、下雨、光效等）、特技（撞車、變形、虛幻場景或角色等）、廣告產(chǎn)品展示、片頭飛字等。

三維技術(shù)在動畫的應(yīng)用中，主要是對現(xiàn)實(shí)事物的虛擬再造以及不存在事物的合理想象。由于三維動畫存在著自身優(yōu)勢，被越來越頻繁地運(yùn)用到動畫制作中。三維技術(shù)的發(fā)揮，使得動畫領(lǐng)域得以不斷發(fā)展和拓展。

一部完整的動畫制作不僅僅如我們在熒幕上看到的那樣簡單，總體上，動畫制作分為前期策劃、中期制作、后期合成三個方面。[3]

在動畫制作流程中，不論是前期策劃的劇本及角色的設(shè)置、中期制作中道具及場景的布置，還是后期合成中特效即片頭片尾的制作等等，都離不開三維技術(shù)的運(yùn)用。

3.1 三維技術(shù)在前期策劃中的運(yùn)用

制作短片之前，劇本的選擇非常重要。劇本決定了人物設(shè)計、情節(jié)結(jié)構(gòu)以及故事發(fā)展的主線和副線。在前期工作中，劇本確定后，根據(jù)劇情，制作人員會寫出文字分鏡頭，并對畫面與鏡頭進(jìn)行相應(yīng)的融合和分配，以使劇情連貫，構(gòu)成完整的敘事。在此期間，三維技術(shù)無需發(fā)揮太大作用，只用于動畫完成之前，畫面效果以及人物形象的的預(yù)估作用等等。

3.2 三維技術(shù)在中期制作中的作用

在中期制作中，三維技術(shù)開始派上較大的用場。其中包括道具、角色的設(shè)計，角色骨骼的綁定、蒙皮等等。中期制作流程任務(wù)量龐大，場景的復(fù)雜程度、人物的個性化、道具的精確性都為三維技術(shù)的運(yùn)用提供了寬闊的空間。

在道具場景的設(shè)計工作中，主要運(yùn)用Polygon，NURNS，SUBDIV三種技術(shù)對道具進(jìn)行建模工作，并根據(jù)劇情以及故事的風(fēng)格，設(shè)計出相應(yīng)的模型，與場景需求相匹配，在模型設(shè)計過程中，應(yīng)充分利用三維技術(shù)。[4]刻畫出道具的棱角和輪廓，使物體看起來更鮮活、更接近實(shí)物。

在人物角色設(shè)計中，為了體現(xiàn)角色的個性化和人物特征，制作過程總共分為兩部分：首先利用三維技術(shù)進(jìn)行角色建模，其次利用三維技術(shù)進(jìn)行角色的材質(zhì)貼圖制作。在角色的建模過程中，不僅僅是對人物形象的設(shè)計，還有關(guān)于人體結(jié)構(gòu)、肢體運(yùn)動、肌肉走勢等等，都應(yīng)注意變通。本項目中主要運(yùn)用的是Polygon技術(shù)，制作好人物模型后，在完成相應(yīng)的細(xì)節(jié)設(shè)計。

人物模型設(shè)計好后，要對骨骼進(jìn)行綁定，而后進(jìn)行人物的蒙皮，以達(dá)到仿真效果。在這一過程中，先從人物軀體的主干開始運(yùn)作，再經(jīng)由四肢、頭部，進(jìn)入Animation應(yīng)用，使用骨骼組建命令進(jìn)行骨骼的接合。在蒙皮環(huán)節(jié)，運(yùn)用pain-skin-weights-tool，對人物進(jìn)行蒙皮。蒙皮及骨骼設(shè)計完成后，即可對人物做出表情設(shè)定，肢體語言設(shè)置等等。

制作動畫的過程中，主要是運(yùn)用三維技術(shù)完成，主要包括非線性動畫、路徑動畫、關(guān)鍵幀動畫、驅(qū)動關(guān)鍵幀動力學(xué)動畫、運(yùn)動捕捉等等。主要的技術(shù)運(yùn)用還是應(yīng)依據(jù)動畫短片的特點(diǎn)、劇情走向、人物設(shè)置等等，挑選出與實(shí)際需求相適應(yīng)的三維技術(shù)。

3.3 三維技術(shù)在后期制作中的作用

后期制作主要包括特效和音效的制作渲染。在特效場景的制作環(huán)節(jié)中，主要是運(yùn)用After Effects工具制作與場景相符的特效現(xiàn)象，以豐富畫面，增加動感。音效及合成相對簡單，只需要在音效剪輯軟件中輸入原材料，僅是適當(dāng)?shù)暮铣杉糨?，便可適用于動畫中。

4 結(jié)論

隨著電腦技術(shù)的不斷發(fā)展，三維技術(shù)已在動畫制作中得到了越來越廣泛和靈活的運(yùn)用。三維技術(shù)已經(jīng)深入了動畫制作的整個流程之中，并以其高度的靈活性使得動畫的特技制作越來越嫻熟，使動畫具備了更好的品質(zhì)。在動畫的發(fā)展歷程中，只有不斷投入三維技術(shù)的使用，使創(chuàng)造性的思維方式與精湛的三維技術(shù)相結(jié)合，方能不斷推進(jìn)動畫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用，從而呈現(xiàn)出更多的優(yōu)秀作品。

[1]王軍.動畫技術(shù)大[J].兵器工業(yè)出版社,2011：35.

[2]王俊偉.3DMAX標(biāo)準(zhǔn)教程[J].清華大學(xué)出版社出版,2013：56.

[3]于鵬.PHOTOSHOP7.0[J].清華大學(xué)出版社出版, 2013：78.

[4]魏奇.數(shù)字角色與動畫[J].海南出版社,2012：56.

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1674-6708（2015）138-0070-02

劉佳,研究生,講師,研究方向：計算機(jī)多媒體技術(shù)