三維動畫制作課程教學(xué)改革——以三維水墨動畫教學(xué)為例

夏三鰲

（湖南科技學(xué)院 信息技術(shù)與教育系，湖南 永州 425199）

一 引 言

2014年2月國務(wù)院做出“引導(dǎo)一批普通本科高校向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型”這一重大決策，大力推動專業(yè)設(shè)置與產(chǎn)業(yè)需求、課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程“三對接”，積極推進(jìn)學(xué)歷證書和職業(yè)資格證書“雙證書”制度，做到學(xué)以致用[1]。

三維動畫制作是一門專門以三維動畫技術(shù)學(xué)習(xí)為主的課程。它是當(dāng)今影視動畫行業(yè)高速發(fā)展的產(chǎn)物。在各種影視動畫已進(jìn)入千家萬戶的今天，三維動畫技術(shù)已在影視動畫制作業(yè)中有著舉足輕重的地位，而學(xué)習(xí)這門課程是對數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的學(xué)生具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。由于三維動畫制作這門課程具有一定的特殊性，教學(xué)堅持“以應(yīng)用為導(dǎo)向，以能力為目標(biāo)、理論知識以必需、夠用為度”的定位原則，以重能力、重應(yīng)用、求創(chuàng)新的總體思路，加強(qiáng)專業(yè)針對性教學(xué)，探討動畫教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的銜接，針對不同接受能力的學(xué)生，進(jìn)行分層教學(xué)，做到因材施教。使學(xué)生能制作更完善的制作出優(yōu)異的作品。如何對《三維動畫制作》課程教學(xué)改革，通過這門課的教學(xué)，幫助學(xué)生掌握三維動畫角色的基本動畫技術(shù)和角色動畫的動畫技術(shù)，為發(fā)展我國的第三產(chǎn)業(yè)(服務(wù)業(yè))特別是影視動畫生業(yè)服務(wù)。

二 《三維動畫制作》課程教改理念

本課程需要學(xué)生具備一定的美術(shù)基礎(chǔ)和造型能力，具備一定的文化素養(yǎng)，熟悉設(shè)計原理、構(gòu)成原理、了解動畫運(yùn)動的規(guī)律，了解人體工程學(xué)的知識，目標(biāo)是讓學(xué)生具備動畫設(shè)計的能力。本課程以培養(yǎng)三維動畫制作高技能創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生的崗位核心能力為中心，構(gòu)建“真實(shí)項目驅(qū)動、教學(xué)做一體”的工學(xué)結(jié)合人才培養(yǎng)模式。深化課程教學(xué)改革，創(chuàng)建項目驅(qū)動教學(xué)的“教、學(xué)、做”一體化的創(chuàng)意設(shè)計工場，搭建校內(nèi)工學(xué)結(jié)合的實(shí)訓(xùn)平臺，增建校外頂崗實(shí)習(xí)基地，在學(xué)校頂崗實(shí)習(xí)管理制度下，建立項目制管理的頂崗實(shí)習(xí)管理辦法，形成工學(xué)結(jié)合、師資校企崗位互換的有效機(jī)制，打造一支高水平的“雙師結(jié)構(gòu)”教學(xué)團(tuán)隊，把專業(yè)建成全國高職藝術(shù)設(shè)計類專業(yè)中具有廣泛輻射力的、三維建模的高技能人才培養(yǎng)高地。

三 任務(wù)驅(qū)動、項目導(dǎo)向，改進(jìn)三維動畫制作課程教學(xué)模式

當(dāng)今對于以培養(yǎng)優(yōu)秀技術(shù)人才的高校來說，動畫專業(yè)既要有理論知識，更要突出軟件技術(shù)的知識，以便學(xué)生畢業(yè)后可以與公司里的辦公環(huán)境進(jìn)行無隙接軌，因此在課程的后期知識的講述中，以實(shí)際運(yùn)用案例為主，將水墨動畫案例與課程教學(xué)緊密結(jié)合，通過帶領(lǐng)學(xué)生們完成一部整個的水墨動畫項目來詮釋三維動畫制作的課程。課程可以分為以下二部分。

（一）三維水墨動畫理論：非真實(shí)感技術(shù)在水墨動畫中運(yùn)用

隨著計算機(jī)技術(shù)，特別是計算機(jī)圖形技術(shù)的快速發(fā)展，動畫制作開始逐步脫離手工繪制，轉(zhuǎn)向無紙化制作，CG在水墨風(fēng)格模擬和動畫制作中也發(fā)揮了越來越重要作用。近年來隨著圖形處理器（GPU）的迅猛發(fā)展，3D圖形繪制速度得到很大提高，特別是非真實(shí)感技術(shù)的發(fā)展，非真實(shí)感技術(shù)是指基于計算機(jī)圖形技術(shù)生成具有手繪風(fēng)格的圖形技術(shù)，其目標(biāo)不在于表現(xiàn)圖形真實(shí)感，而著眼于表達(dá)圖形藝術(shù)特質(zhì)，在藝術(shù)作品的模擬方面發(fā)揮了越來越重要的作用，在模擬油畫、素描、技術(shù)圖紙和動畫卡通中應(yīng)用非常廣泛[2]。水墨畫創(chuàng)作過程中運(yùn)筆時毛筆筆觸角用力而加寬，為了模擬此效果，提出了兩個參數(shù)來模擬筆觸，分別是每一步寬度和最大寬度，前者描述相鄰筆觸寬度變化，而后者表征用力過程中產(chǎn)生的最大寬度。運(yùn)筆寬度可以通過以下公式計算：

其中i表示每次運(yùn)筆控制點(diǎn)，ncp表示控制點(diǎn)數(shù)，add[i]表示每個控制點(diǎn)運(yùn)筆寬度增量，width[i]表示控制點(diǎn)運(yùn)筆寬度。

內(nèi)部著色包括以下3步：顏色量化，墨色擴(kuò)散和過濾。為模擬手工繪制的暈染效果，方建文等提出在模型上制定控制暈染變化的中心位置（CP）基礎(chǔ)上，模型表面任意定點(diǎn)暈染灰度可以表征為

其中N是模型表面定點(diǎn)V的法向量，暈染變化速度和范圍分別由參數(shù)a和b控制。為使繪制效果更佳，也可以從手工繪制的水墨畫中提取暈染效果作為紋理，并在此基礎(chǔ)上按照紋理顏色計算W并按比例進(jìn)行混合，以期達(dá)到更好繪制效果。CG技術(shù)的快速發(fā)展以及在電影，廣告等商業(yè)領(lǐng)域的廣泛需求，使得計算機(jī)圖形技術(shù)專業(yè)軟件的開發(fā)和運(yùn)用呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢，這些專業(yè)軟件在模型模擬，著色等諸多方面功能強(qiáng)大，可以預(yù)期的是這些軟件將在水墨動畫中發(fā)揮重要作用[3]。

水墨動畫作為一個獨(dú)特的中國傳統(tǒng)藝術(shù)，越來越多的人用當(dāng)今的計算機(jī)技術(shù)試圖模擬的特殊藝術(shù)形式。2003年由學(xué)國畫出身的動畫導(dǎo)演許毅制作的三維數(shù)字水墨動畫短片《夏》（Ode to Summer），這是中國大陸作品第一次入選計算機(jī)圖像技術(shù)的世界盛會SIGGRAPH的三維計算機(jī)水墨動畫作品，它是運(yùn)用Maya技術(shù)通過“搭建模型”與“渲染”出來的中國傳統(tǒng)水墨動畫作品，如圖1所示。

圖1 《夏》水墨動畫

（二）水墨動畫項目實(shí)訓(xùn)：《荷塘月色》水墨動畫

項目實(shí)訓(xùn)是學(xué)生掌握整套動畫制作流程不可缺的環(huán)節(jié)。教師可以與學(xué)生一起參入整個項目流程，這樣可以進(jìn)行師生信息、情感和行為的雙向流通與對接，有利于構(gòu)建和諧師生關(guān)系。整個水墨動畫的項目實(shí)訓(xùn)分為以下幾部分：

（1）項目的流程

《荷塘月色》三維水墨動畫根據(jù)朱自清散文《荷塘月色》改編創(chuàng)作而成，根據(jù)前面三維水墨動畫關(guān)鍵技術(shù)的研究，《荷塘月色》三維水墨流程如圖2所示。

圖2 流程圖

（2）題材創(chuàng)作

《荷塘月色》水墨動畫根據(jù)朱自清散文《荷塘月色》改編創(chuàng)作而成，《荷塘月色》是一篇寫景抒情的文章，借景抒情，融情于景，情隨景移，情景交融是它的主要特色。在一個皓月當(dāng)空的夜晚，作者來到荷花池畔，看到荷塘里一片片碧綠，朵朵蓮花，月光如流水一般，靜靜地瀉在這一片葉子和花上，夜闌人寂，蟬聲和蛙聲不時傳來，月色迷人，微風(fēng)吹過來，作者在荷塘美景中全身心地沉醉，這些均是分鏡頭稿本基本素材。立意是動畫創(chuàng)作最重要的部分，是如何加強(qiáng)人與動植物思想與情感的交流，周圍環(huán)境的觀察對人的思想產(chǎn)生了某種聯(lián)系，通過景色表達(dá)人內(nèi)心的精神追求。本創(chuàng)作試圖利用3ds Max軟件再現(xiàn)作者當(dāng)時所見之月夜荷塘美景，在見景抒情的同時，也試圖使用畫面和音樂來表現(xiàn)中國傳統(tǒng)文化的獨(dú)特魅力。畫面上，本動畫采用由遠(yuǎn)及近，由實(shí)到虛的過渡方式表現(xiàn)荷香月色美景，用動畫軟件虛實(shí)相生表現(xiàn)中國傳統(tǒng)文化中國畫的清新典雅，空靈清曠?；A(chǔ)色調(diào)上采用藍(lán)色調(diào)表現(xiàn)月夜的靜謐與美好，用晶瑩的蝴蝶牽引畫面與節(jié)奏。聲音上，本動畫由配音朗讀文章，并運(yùn)用二胡與鋼琴搭配的背景音樂《風(fēng)居住的街道》，用低沉的鋼琴襯托出中國傳統(tǒng)文化中二胡婉轉(zhuǎn)與悠揚(yáng)的獨(dú)特魅力。

本動畫制作主要流程和軟件技術(shù)如下：

a.運(yùn)用Autodesk 3ds Max 2012進(jìn)行三維人物動作和場景的設(shè)計與制作。

b.運(yùn)用Adobe After Effects 進(jìn)行畫面鏡頭組接與特效制作。

c.運(yùn)用 Adobe Audition進(jìn)行文章配音與背景音樂音效編輯。

d.運(yùn)用Adobe Premiere進(jìn)行音頻與視頻的合成與輸出。

（3）水墨動畫后期合成

渲染3ds max動畫后，如果效果不太理想，仍然需要在Photoshop里處理某些不理想的單幀畫面，使之達(dá)到理想的效果。在背景問題的處理上，因其要達(dá)到中國畫中那種虛虛實(shí)實(shí)意境，水的建模和貼圖不是直接制作，而是在運(yùn)用After Effects里制作流動背景并進(jìn)行虛化處理，這樣即可以滿足水墨動畫的需要，同進(jìn)也可達(dá)到中國畫的意境。然后運(yùn)用Adobe Audition進(jìn)行文章配音與背景音樂音效編輯，最后運(yùn)用Adobe Premiere進(jìn)行音頻與視頻的合成與輸出，這樣一個彰顯中國民族特色的水墨動畫作品制作完成，所有工作均在計算機(jī)上操作完成，達(dá)到和傳統(tǒng)水墨動畫相同的藝術(shù)效果。

結(jié) 語

水墨動畫是中國的獨(dú)一特色，雖然國外很少有研究中國水墨動畫，但是國外動畫產(chǎn)業(yè)廣泛利用中國傳統(tǒng)文化資源，然后設(shè)計與創(chuàng)造出具有中國特色的動畫作品，例如，美國迪斯尼公司制作的《花木蘭》；電影《功夫熊貓》等。中國文化在進(jìn)步，中國動畫也應(yīng)該是一個不斷發(fā)展的動態(tài)過程，應(yīng)在繼承中有創(chuàng)新。雖然，水墨動畫具有濃厚的中國特色，細(xì)膩動人，有很大的發(fā)展?jié)摿?，但是中國動畫仍然有待深入發(fā)展，在許多方面有待提高。如果我們在創(chuàng)造上有所突破，水墨動畫必定大有作為。無論是傳統(tǒng)水墨動畫的生產(chǎn)，或今天的三維技術(shù)在現(xiàn)代中國水墨動畫的制作，都應(yīng)保留傳統(tǒng)中華文化精華，尋求當(dāng)代視覺藝術(shù)，應(yīng)是中國水墨動畫的出發(fā)點(diǎn)和立足點(diǎn)。

將水墨動畫項目實(shí)訓(xùn)與課程教學(xué)緊密融合，對活躍課堂、增加學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、提高三維動畫的教學(xué)質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)意義。目前，三維動畫制作的課程教學(xué)還處于初級階段，需要高校在課程安排及教學(xué)設(shè)施等方面進(jìn)行進(jìn)一步的改革和完善。

[1]吳濤.國務(wù)院:引導(dǎo)一批普通本科高校向應(yīng)用技術(shù)型轉(zhuǎn)型[EB/OL].http://www.chinanews.com/gn/2014/02-26/588724 5.shtml.

[2]A.Hertzmann.Painterly Rendering with Curved Brush Strokes of Multiple Sizes[C].Proceedings of SIGGRAPH,1998.

[3]Yu Y,Lee D H.Interactive Rendering Technique for Realistic Oriental Painting[J].Journal of WSGG, 2003.

[4]楊雪果.3ds Max高級程序貼圖的藝術(shù)[M].北京:中國鐵道出版社,2010.