趙楊++袁珊珊++甘燕++袁國(guó)武

摘要：動(dòng)畫(huà)作為一種特殊的視覺(jué)藝術(shù)形式，以其極強(qiáng)的包容性吸收融合了水彩藝術(shù)的獨(dú)特審美藝術(shù)，形成了一種新的視覺(jué)藝術(shù)形式——水彩動(dòng)畫(huà)。水彩畫(huà)是運(yùn)用水調(diào)和顏料在紙張上繪畫(huà)的一種方式，水彩表現(xiàn)技法豐富，有其他畫(huà)種無(wú)法展示的繪畫(huà)效果，一直深受到人們的欣賞。本文對(duì)運(yùn)用二維計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬及創(chuàng)造水彩畫(huà)的藝術(shù)效果及相關(guān)表現(xiàn)技法進(jìn)行了研究，為中國(guó)文化的傳播和新型的動(dòng)畫(huà)技術(shù)的開(kāi)拓提供新的思路和技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：水彩畫(huà)；水彩風(fēng)格；表現(xiàn)技法；二維計(jì)算機(jī)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）25-0145-04

Research on Simulation of Watercolor Painting Style by Using Two-dimensional Computer Technology

ZHAO Yang1，YUAN Shang-shang1，GAN Yan1 ，YUAN Guo-wu2

（1.Yunnan Normal University， Animation Department， Kunming 650500 China； 2 Department of Computer Science， Yunnan University， Kunming 650091， China）

Abstract. Animation as a special form of visual art， with its strong inclusive absorb combines the unique aesthetic art of watercolor art， formed a new form of visual art， watercolor animation. Watercolor painting in special paper is mixed with water paint a form of art， watercolor is of rich expressive force， with other pictures cannot reach the artistic effect， for hundreds of years， and has been popular to the people's favorite. Using computer technology to create the watercolor art effect， for the spread of Chinese culture and new types of animation technology development provides new ideas and methods.

Key words： watercolors paintings； watercolor style； representation； computer technology

在傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)制作過(guò)程中融入水彩元素可豐富其表現(xiàn)形式，使得動(dòng)畫(huà)作品具有極佳的藝術(shù)性和功能性，可拓寬動(dòng)畫(huà)的表現(xiàn)范圍，打破動(dòng)畫(huà)和水彩相互割裂的局面，使兩種不同的制作形式和藝術(shù)手段相互融合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，彌補(bǔ)各自的不足。

本文嘗試運(yùn)用二維計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬傳統(tǒng)水彩畫(huà)的風(fēng)格，并通過(guò)Photoshop軟件模擬水彩畫(huà)的表現(xiàn)技法。水彩技法與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合可給動(dòng)畫(huà)制作增加豐富的表現(xiàn)形式及元素，而且極大地節(jié)約成本，是計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)新的一種方式。

1 水彩動(dòng)畫(huà)發(fā)展研究概況

水彩畫(huà)發(fā)展可追溯到人類(lèi)原始社會(huì)，人類(lèi)祖先運(yùn)用水彩畫(huà)展示生產(chǎn)、生活和感情。可以說(shuō)水彩畫(huà)是人類(lèi)勞動(dòng)的產(chǎn)物，但原始社會(huì)的水彩畫(huà)表現(xiàn)技法非常單一，只需用水調(diào)和顏料就可進(jìn)行繪畫(huà)[1]。

“作為西方最古老的畫(huà)種之一，水彩本身所具有的透明、淋漓等特點(diǎn)，具有獨(dú)到的魅力”[2]，使其在動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作中被廣泛應(yīng)用。現(xiàn)今把水彩技法運(yùn)用到動(dòng)畫(huà)制作中的的案例較多。譬如《僧侶與魚(yú)》就運(yùn)用了水彩技法來(lái)表現(xiàn)特殊的風(fēng)格，水彩形式增加了場(chǎng)景的清雅恬淡、空靈悠遠(yuǎn)的趣味，畫(huà)面輕透，構(gòu)圖簡(jiǎn)單，形式感強(qiáng)[3]。

水彩的通透以及明亮也使得宮崎駿的動(dòng)畫(huà)作品得以成功。宮崎駿動(dòng)畫(huà)一個(gè)重要特點(diǎn)就是動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作過(guò)程中堅(jiān)持利用水彩技法表現(xiàn)人物、動(dòng)物、場(chǎng)景等元素。例如《懸崖上的金魚(yú)公主》、《龍貓》等動(dòng)畫(huà)作品，影片畫(huà)面中所表現(xiàn)出的詩(shī)情畫(huà)意是與水彩表現(xiàn)形式的運(yùn)用分不開(kāi)的。

2 運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件及相關(guān)技術(shù)模擬水彩動(dòng)畫(huà)風(fēng)格及表現(xiàn)技法

傳統(tǒng)水彩動(dòng)畫(huà)片在制作過(guò)程中，由于動(dòng)畫(huà)繪制都是在特殊的紙上完成，所以過(guò)程復(fù)雜、成本高。而利用二維計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬水彩效果極大地節(jié)約了成本縮短了周期，利用電腦技術(shù)繪制的動(dòng)畫(huà)色彩更鮮艷、細(xì)膩、有層次感，這是傳統(tǒng)手繪無(wú)法比擬的[4]。本節(jié)以原創(chuàng)動(dòng)畫(huà)《蝶泉》為例，系統(tǒng)闡述和分析了如何運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件及相關(guān)技術(shù)模擬水彩動(dòng)畫(huà)風(fēng)格及表現(xiàn)技法和形式。

2.1 水彩畫(huà)表現(xiàn)技法淺析

2.1.1干畫(huà)法

干畫(huà)法是一種著色時(shí)不求滲化的多層繪畫(huà)手法，通過(guò)多次重復(fù)著色，來(lái)表現(xiàn)結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確、清晰的形體和多樣的顏色層次[5]。如圖2中的樹(shù)枝線條清晰、形式準(zhǔn)確是水彩畫(huà)中典型的干畫(huà)法。干畫(huà)法又可分為：疊加法、并置法、枯筆法、留白法等。

2.1.2濕畫(huà)法

濕畫(huà)法是指在濕紙上或在未干的顏色上上色，以形成水和顏料融合的效果。濕畫(huà)法宜用以表現(xiàn)朦朧的意境[6]。如圖3中樹(shù)木的葉子、灌木、天空就是典型的暈染效果。濕畫(huà)法又可分為：濕的重疊法、濕接法、破色法等。

2.1.3其他技法

水彩畫(huà)的紋理效果是物質(zhì)的紋理結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)的形態(tài)。比如物體、樹(shù)皮、大理石的紋理和質(zhì)感等等，在進(jìn)行動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作時(shí)還會(huì)使用輔助方式形成不同的水彩紋理效果，這些技法主要為：撒鹽撒沙法和拓印法。

2.2基于流體力學(xué)的水彩渲染筆觸的模擬

2.2.1 基本物理模型

本節(jié)提出一種水彩粒子運(yùn)移、沉積、傳輸?shù)奈锢砟Ｐ汀Ｆ浞譃榱魉畬?、水彩粒子沉積層、水彩粒子擴(kuò)張渲染作用層，它們相互作用可產(chǎn)生不同的水彩筆觸渲染效果。

流水層用于模擬水彩粒子在紙張上的流動(dòng)。水彩粒子沉積層用于模擬其在紙上被吸附和解吸附的現(xiàn)象。水彩粒子擴(kuò)張渲染作用層模擬水在紙張上的遷移，在其作用下，水彩顏料會(huì)逐漸擴(kuò)展。

本文采用Jos Stam [7]提出的方法作為模擬水彩筆觸渲染的物理模型，同時(shí)運(yùn)用趙楊提出的擴(kuò)散的方程[8]，共同構(gòu)成水彩粒子運(yùn)動(dòng)的基本物理模型。定義為：

該方程可用Helmholtz-Hodge分解定理進(jìn)行求解，求解方法參考文獻(xiàn)[9]。

2.2.2算法實(shí)現(xiàn)偽碼

（1）流水層水流運(yùn)移算法偽碼

（2） 流水層水彩粒子運(yùn)移算法偽碼

（3） 水彩粒子沉積層運(yùn)移算法偽碼

詳細(xì)的代碼實(shí)現(xiàn)可參考文獻(xiàn)[9]。

2.3運(yùn)用二維計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬水彩畫(huà)表現(xiàn)技法

本文原創(chuàng)動(dòng)畫(huà)《蝶泉》是通過(guò)計(jì)算機(jī)二維技術(shù)模擬水彩風(fēng)格制作的二維水彩動(dòng)畫(huà)，制作時(shí)主要通過(guò)二維計(jì)算機(jī)軟件Adobe Photoshop來(lái)完成繪畫(huà)。

目前有很多的繪圖軟件可以模擬水彩繪畫(huà)技法，但想要百分之百模擬水彩效果是較難做到。本文研究發(fā)現(xiàn)，由于Adobe Photoshop提供了很好的畫(huà)筆，可以充分模擬水彩效果，再配合以涂抹、濾鏡、通道等用工具組合，水彩效果可以模擬近似百分之八十以上。

2.3.1運(yùn)用二維計(jì)算機(jī)技術(shù)在Photoshop中模擬水彩干畫(huà)法

首先在打開(kāi)的Adobe Photoshop軟件中的左邊工具欄選擇畫(huà)筆工具，打開(kāi)畫(huà)筆設(shè)置工具選擇Adobe Photoshop自帶畫(huà)筆75號(hào)，如圖6勾選濕邊，通過(guò)勾選濕邊可以來(lái)模擬干畫(huà)法清晰準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)痕跡。

設(shè)置干畫(huà)筆觸參數(shù)大小時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況修改設(shè)置，畫(huà)整體場(chǎng)景時(shí)可以使用高數(shù)值大筆觸，繪制細(xì)節(jié)時(shí)就可以使用低數(shù)值小筆觸，這里設(shè)置的畫(huà)筆大小為71。

硬度是畫(huà)筆的虛實(shí)的設(shè)置，硬度數(shù)值越大畫(huà)筆越實(shí)，數(shù)值越低畫(huà)筆越虛。間距是畫(huà)筆與畫(huà)筆之間的距離，可以通過(guò)設(shè)置間距來(lái)調(diào)節(jié)畫(huà)筆的散落狀態(tài)。由于水彩透明的特性筆觸與筆觸之間有明顯的疊加痕跡，這些疊加痕跡可以通過(guò)涂抹工具通過(guò)混合色彩來(lái)消除。

如圖7的山體在繪制時(shí)運(yùn)用計(jì)算機(jī)二維技術(shù)模擬了水彩干畫(huà)法。山體是較堅(jiān)硬的物體，通過(guò)利用水彩干畫(huà)法來(lái)繪制，能充分體現(xiàn)山體清晰準(zhǔn)確的輪廓，給人一種堅(jiān)硬利落感。從圖7可以清晰地看出在圖形繪制時(shí)利用了干畫(huà)法的各種不同技法，山體上清晰的色彩疊加效果是利用疊加法完成的，山體陰暗面的轉(zhuǎn)折處清晰的分界線使用了并置法以便形成的清晰準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)線。

2.3.2 運(yùn)用計(jì)算機(jī)二維技術(shù)在Photoshop中模擬水彩濕畫(huà)法

首先在打開(kāi)的Adobe Photoshop軟件中的左邊工具欄選擇畫(huà)筆工具，如圖9打開(kāi)畫(huà)筆設(shè)置工具選擇Adobe Photoshop自帶畫(huà)筆75號(hào)，勾選濕邊、噴槍來(lái)模擬畫(huà)筆水色朦朧的濕畫(huà)效果，此外還可以通過(guò)勾選散布雜色來(lái)模擬水彩畫(huà)筆的暈染時(shí)的隨機(jī)感。如圖9畫(huà)筆硬度設(shè)置為8%，間距設(shè)置為5%。半透明效果會(huì)使得畫(huà)面色彩和明暗強(qiáng)度不夠，因此需要用Photoshop里的色階，亮度對(duì)比度等調(diào)色方式進(jìn)行顏色強(qiáng)度的補(bǔ)充調(diào)節(jié)，一般數(shù)值要適畫(huà)面情況和需求而定。在Photoshop中使用濕筆觸的時(shí)候，最好在新建的圖層中進(jìn)行，方便使用橡皮擦來(lái)控制效果。

如圖10《蝶泉》劇照在繪制時(shí)運(yùn)用計(jì)算機(jī)二維技術(shù)模擬了水彩的濕畫(huà)法，濕畫(huà)法因水色特點(diǎn)呈現(xiàn)出朦朧柔美輪廓線模糊的畫(huà)面效果。圖10濕畫(huà)法的使用大大加深了圖形景深，在圖形繪制時(shí)同時(shí)使用了濕畫(huà)法的各種表現(xiàn)技法，云彩的顏色顏色疊加技法區(qū)別于干畫(huà)法的疊加技法，顏色疊加處分界線不明確是使用了濕的疊加法，山體與山體的交界處輪廓線相較于干畫(huà)法更模糊是使用了濕接技法，同一山體上不同顏色的疊加所形成的斑駁感是使用了破色技法。

2.3.3運(yùn)用二維計(jì)算機(jī)技術(shù)在Photoshop中模擬水彩紋理

運(yùn)用二維計(jì)算機(jī)技術(shù)科模擬水彩不同的肌理效果，具體而言，可在Photoshop中利用帶肌理的素材圖片，通過(guò)圖層混合模式疊加制作出想要的效果。

如圖11在Photoshop中通過(guò)疊加一個(gè)撒鹽的肌理圖案，用圖案填充層的方式，采用柔光的疊加模式，并配合圖層蒙版修飾，或使用橡皮擦，最后合并圖層就呈現(xiàn)出圖中帶有肌理的煙霧的效果了，此效果已接近傳統(tǒng)水彩畫(huà)撒鹽效果了。

3水彩表現(xiàn)技法在原創(chuàng)動(dòng)畫(huà)《蝶泉》中的應(yīng)用

動(dòng)畫(huà)角色的造型設(shè)計(jì)，在動(dòng)畫(huà)片創(chuàng)作中是極為重要的組成部分。動(dòng)畫(huà)角色幾乎承載了整部動(dòng)畫(huà)絕大多數(shù)的運(yùn)動(dòng)，角色需要通過(guò)運(yùn)動(dòng)來(lái)體現(xiàn)動(dòng)畫(huà)情節(jié)推動(dòng)劇情的發(fā)展[11]。水彩動(dòng)畫(huà)造型來(lái)源于水彩畫(huà)，由于水彩畫(huà)的虛實(shí)與暈染效果，較難與動(dòng)作制作對(duì)接，所以類(lèi)似《哪吒鬧?！防锖〞车拇蚨穭?dòng)作的制作難以在水彩動(dòng)畫(huà)中實(shí)現(xiàn)。

原創(chuàng)《蝶泉》動(dòng)畫(huà)的主要人物是圖12中的小女孩和蝴蝶，這些角色都是需要運(yùn)動(dòng)的實(shí)體，水彩透明的藝術(shù)特點(diǎn)決定了其過(guò)強(qiáng)的透明性不適合運(yùn)用在運(yùn)動(dòng)的角色造型上。

因此在《蝶泉》動(dòng)畫(huà)角色的創(chuàng)作中水彩技法的使用上運(yùn)用了一種不透明干畫(huà)法，在畫(huà)筆設(shè)置上通過(guò)增大畫(huà)筆硬度來(lái)加深水彩畫(huà)的輪廓線，這樣有利于角色的運(yùn)動(dòng)展現(xiàn)，在增加了畫(huà)筆硬度的基礎(chǔ)上通過(guò)層層的色彩疊加來(lái)加深色彩，減弱色彩的透明性。

干的不透明畫(huà)法使角色具有實(shí)體感，厚重感更有利于角色活動(dòng)的體現(xiàn)，同時(shí)又對(duì)動(dòng)畫(huà)角色進(jìn)行了勾邊，這樣使得動(dòng)畫(huà)角色的輪廓感更強(qiáng)，就彌補(bǔ)了水彩模糊的邊界不適于運(yùn)動(dòng)展現(xiàn)的不足，利用了水彩干的不透明畫(huà)法在角色造型設(shè)計(jì)上即與動(dòng)畫(huà)風(fēng)格相符合又具有普通動(dòng)畫(huà)角色的特點(diǎn)。

4總結(jié)

運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬水彩效果拓寬了動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作范圍，但由于水彩技法自身和計(jì)算機(jī)模擬的局限性使得水彩動(dòng)畫(huà)存在一些不足之處。例如水彩畫(huà)中水的流動(dòng)，色彩的透明，以及兩者結(jié)合所形成的交融以及透明重疊后產(chǎn)生的隨機(jī)效果是使用計(jì)算機(jī)技術(shù)較難模擬的。畢竟一些隨機(jī)的水色交融的效果是計(jì)算機(jī)軟件是無(wú)法制作的[8]。

實(shí)驗(yàn)表明，通過(guò)運(yùn)用基于流體力學(xué)物理方法對(duì)水彩渲染筆觸進(jìn)行模擬，并結(jié)合使用Adobe Photoshop軟件模擬二維水彩技法是可行的。通過(guò)實(shí)際計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)制作過(guò)程進(jìn)行研究，本文發(fā)現(xiàn)運(yùn)用二維計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬水彩表現(xiàn)技法效果相似度極高，同時(shí)有著制作成本低，制作周期短的特點(diǎn)。

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