計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)的研究與工程應(yīng)用

徐昆良

【摘 要】伴隨社會(huì)文明的進(jìn)步，動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)得到了快速的發(fā)展，而計(jì)算機(jī)技術(shù)在動(dòng)畫領(lǐng)域的推廣應(yīng)用更是將動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)推到了一個(gè)全新的發(fā)展階段。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)制作動(dòng)畫，可以大大縮短制作時(shí)間，提高畫面效果，具有非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。本文就當(dāng)前已發(fā)展較為成熟的計(jì)算機(jī)二維、三維動(dòng)畫技術(shù)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫相關(guān)軟件及兩種技術(shù)在工程應(yīng)用中的實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)論述，希望能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)動(dòng)畫的發(fā)展提供所需資料。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)；二維；三維；工程應(yīng)用

傳統(tǒng)動(dòng)畫制作整個(gè)過(guò)程均由手工完成，需要制作人員一格一格的繪制，而計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)的誕生可以說(shuō)是動(dòng)畫發(fā)展史上的一次重大改革。當(dāng)前，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家計(jì)算機(jī)二維、三維動(dòng)畫不僅電腦制作技術(shù)成熟，而且受到了全世界動(dòng)畫愛好者的青睞。相比發(fā)達(dá)國(guó)家，加之受自身?xiàng)l件的限制，使得中國(guó)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫長(zhǎng)期處于弱勢(shì)地位。因此，研究計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)及其工程應(yīng)用，對(duì)推動(dòng)中國(guó)動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。

一、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)

（一）計(jì)算機(jī)二維動(dòng)畫技術(shù)

使用計(jì)算機(jī)制作二維動(dòng)畫是從動(dòng)畫制作的中期階段開始的，而前期的腳本、造型、場(chǎng)景等的設(shè)計(jì)則與傳統(tǒng)手繪制作方式相同。計(jì)算機(jī)二維動(dòng)畫制作有兩種制作方式，即全計(jì)算機(jī)制作和輔助計(jì)算機(jī)制作。全計(jì)算機(jī)制作方式是指對(duì)于動(dòng)畫中期階段的制作內(nèi)容即動(dòng)畫原畫全部直接放在計(jì)算機(jī)上來(lái)完成，并由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成中間畫。輔助計(jì)算機(jī)制作方式是指按照傳統(tǒng)方式制作出原畫與中間畫后，將兩種畫的線稿存入到計(jì)算機(jī)中，對(duì)線條進(jìn)行相應(yīng)處理后上色。目前，制作計(jì)算機(jī)二維動(dòng)畫的軟件主要有Animo、Flash、Animator等。

（二）計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫技術(shù)

三維動(dòng)畫即立體動(dòng)畫，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)制作三維動(dòng)畫主要完成的是模型的制作與后期拍攝，而腳本，造型、場(chǎng)景、分鏡頭設(shè)計(jì)，錄音等都與傳統(tǒng)偶動(dòng)畫制作方式相同。計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫制作的基本步驟包括建模，貼圖與賦材質(zhì)，蒙皮，三維故事版，動(dòng)畫效果、燈光與攝影機(jī)設(shè)置、渲染等。建模主要是借助計(jì)算機(jī)動(dòng)畫軟件提供的線條、幾何形體和曲面來(lái)勾勒出動(dòng)畫人物角色與場(chǎng)景，與傳統(tǒng)手工繪制不同的是，計(jì)算機(jī)構(gòu)建出的模型可以無(wú)限循環(huán)使用，對(duì)于續(xù)集動(dòng)畫的制作可以大大節(jié)約生產(chǎn)成本，且人物動(dòng)作靈活。貼圖是指在模型表面上貼上事先選擇好的、設(shè)計(jì)好的具有某種文理、圖案的圖片，賦材質(zhì)是賦予模型一定的材質(zhì)屬性，如金屬、塑料、布料等，讓模型看起來(lái)質(zhì)感、逼真。蒙皮是專門針對(duì)骨骼的，動(dòng)畫角色靈活、形象、逼真、流暢的動(dòng)作全部依賴于骨骼的架設(shè)，將模型安放至骨骼上即為蒙皮，從而實(shí)現(xiàn)讓骨骼帶動(dòng)模型運(yùn)動(dòng)。渲染是動(dòng)畫制作的最后階段，即使用計(jì)算機(jī)對(duì)畫面進(jìn)行渲染，輸出動(dòng)態(tài)的圖像序列和影像文件，并進(jìn)行剪輯、特效等處理最終完成動(dòng)畫作品的制作。目前，制作計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫的軟件主要有Maya、3ds Max等。

二、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)工程應(yīng)用實(shí)例

（一）計(jì)算機(jī)二維動(dòng)畫工程應(yīng)用

以國(guó)產(chǎn)計(jì)算機(jī)二維動(dòng)畫《Friends》的制作為例，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在二維動(dòng)畫制作中的具體應(yīng)用流程進(jìn)行相應(yīng)介紹?！禙riends》動(dòng)畫中的主人公是一群小動(dòng)物，它們生活在森林中，故事以小動(dòng)物們的日常生活為主題，是一部?jī)和瘎?dòng)畫作品。首先，使用Flash軟件新建劇本文件并對(duì)其命名，分鏡頭設(shè)計(jì)將整個(gè)劇本劃分為開端（故事背景）、中端（故事發(fā)展）和終端（故事結(jié)尾）三幕，對(duì)每一幕再劃分幾個(gè)段落，細(xì)分故事情節(jié)，明確每一情節(jié)的主題和場(chǎng)景。將每個(gè)場(chǎng)景劃分為幾個(gè)鏡頭，確定每個(gè)鏡頭的焦距、角度等參數(shù)，經(jīng)修改最終確認(rèn)后制作分鏡攝影表。其次，角色設(shè)計(jì)。畫出每一角色的正視圖和多個(gè)角色的集體圖，創(chuàng)建角色文件并保存；畫出每個(gè)角色的正、側(cè)、背與3/4視角圖，標(biāo)出每個(gè)角色的頭、上身、下身高度；角色設(shè)計(jì)完成后開始制作原件，即在計(jì)算機(jī)軟件中將角色畫出來(lái)。對(duì)各個(gè)角色原件進(jìn)行上色，并設(shè)計(jì)角色的服裝與道具。畫出當(dāng)前鏡頭場(chǎng)景的正視等多個(gè)角度視圖，并給畫好的場(chǎng)景上色，保存場(chǎng)景文件。根據(jù)腳本和分鏡進(jìn)行錄音。制作中期，建立動(dòng)作文件與鏡頭文件，并對(duì)各個(gè)分鏡頭進(jìn)行合成，分鏡合成需及時(shí)完成當(dāng)天的上交鏡頭修改直至所有分鏡全部合成完畢。制作后期，利用Flash軟件提供的Premiere對(duì)視頻進(jìn)行非線性剪輯，剪輯完成后進(jìn)行配音和音效處理，最終完成該部短片動(dòng)畫的制作。

（二）計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫工程應(yīng)用

計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫的制作本文依舊以國(guó)產(chǎn)動(dòng)畫《星星歷險(xiǎn)記》為例，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)在三維動(dòng)畫制作中的具體應(yīng)用流程進(jìn)行闡述。該部動(dòng)畫作品是以冒險(xiǎn)為主題的，故事情節(jié)包括主人公在蘑菇島等多個(gè)奇妙世界的探險(xiǎn)旅行。制作前期，繪制劇本場(chǎng)景與人物活動(dòng)，開場(chǎng)鏡頭為海鷗在空中自由飛翔，緊接著鏡頭切換至海鷗劃過(guò)星星家的窗戶，窗戶內(nèi)星星趴在桌子上睡覺，特寫桌子上擺放著他爺爺?shù)恼掌Ｐ切亲旖锹冻鎏鹛鸬奈⑿?，?mèng)到與爺爺一起生活的點(diǎn)滴，然后夢(mèng)中出現(xiàn)一個(gè)神仙老頭，告訴星星要想找到爺爺會(huì)有許多艱難險(xiǎn)阻，但也會(huì)有朋友幫助，這一場(chǎng)景加閃光特效。在分鏡內(nèi)明確標(biāo)出每個(gè)畫面的構(gòu)圖、運(yùn)動(dòng)、人物對(duì)白等，以便于修改和節(jié)省時(shí)間、人力。制作中期，由設(shè)計(jì)師根據(jù)前期制作的二維故事情節(jié)、場(chǎng)景等來(lái)建立模型，利用三維軟件3ds Max將繪制的角色、道具、服裝等生成電子版形式。為提高三維動(dòng)畫制作效果，這里模型制作分為角色模型與場(chǎng)景模型兩部分。借助3D軟件依據(jù)二維設(shè)定制作角色模型，在模型中精確的描繪出角色的表情神態(tài)、動(dòng)作、性格、年齡等特征和布線、比例尺寸。場(chǎng)景模型依據(jù)前期制作的不同場(chǎng)景分別用三維軟件創(chuàng)建出對(duì)應(yīng)的三維立體場(chǎng)景模型。模型建立好之后進(jìn)行貼圖、賦材質(zhì)、骨骼蒙皮等一系列處理。后期，進(jìn)行特效、燈光、渲染處理，最終完成作品制作。

總結(jié)

從上文對(duì)計(jì)算機(jī)二維、三維動(dòng)畫制作技術(shù)及其在工程中的實(shí)例應(yīng)用分析中我們可以清楚的看到，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)較之傳統(tǒng)動(dòng)畫制作具有明顯、獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如節(jié)省制作時(shí)間，制作效率高，降低制作成本等。在國(guó)際動(dòng)畫市場(chǎng)狀態(tài)、市場(chǎng)前景良好的情形下，我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)的研究，并在工程實(shí)踐與應(yīng)用中創(chuàng)新思維，創(chuàng)新技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉卉.三維人物動(dòng)畫關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].中南大學(xué)，2012.