基于青少年人格素養(yǎng)提升的國學動畫設計與實現(xiàn)

趙艷 劉金明 車延玲 孫曉倩 王佳麗

摘 要：本文針對青少年品德教育和人格素養(yǎng)提升進行國學動畫設計與實現(xiàn)，將三維動畫融入啟發(fā)性和趣味性設計，研究與開發(fā)以國學經(jīng)典表達的“仁義禮智信”等中華民族的核心價值觀念為中心的國學動畫產(chǎn)品。進一步探索研究國學動畫在青少年人格素養(yǎng)提升方面的應用。

關鍵詞：國學動畫;人格素養(yǎng)

本文在將動畫運動規(guī)律、圖形圖像處理、三維動畫以及影視后期合成有機結(jié)合，以使發(fā)散思維和聚合思維能夠內(nèi)在統(tǒng)一，探索并開發(fā)出適合青少年德育和人格素養(yǎng)提升的國學動畫創(chuàng)新產(chǎn)品。借助數(shù)字媒體技術，以青少年人格素養(yǎng)提升為中心，進行民族化和個性化風格元素的融入，創(chuàng)作出具有原創(chuàng)性的適合青少年的國學動畫作品。

一、主場景模型的設計與實現(xiàn)

場景模型是影視動畫中的重要元素，整體場景模型搭建和畫面的色彩材質(zhì)和燈光表現(xiàn)，對于動畫整體氛圍的表現(xiàn)至關重要，根據(jù)建筑造型特點結(jié)合現(xiàn)代和古代建筑造型特點，通過多邊形擠出、附加曲線、插入循環(huán)邊、交互式分割工具、放樣、編輯網(wǎng)格和晶格化等命令的使用來進行創(chuàng)作，模型搭建完成后，賦予材質(zhì)并加入燈光和攝像機。

（一）主場景模型的設計與實現(xiàn)過程

首先通過視圖中的圖像平面導入模型圖，分析其構(gòu)成特點，主要由房體、房頂、煙囪、柵欄、窗戶和裝飾等部分組成。

1.房體和房頂模型的設計與實現(xiàn)

房體造型的設計采用兩層小樓加一層閣樓的主體設計，再加入兩個側(cè)面小屋造型。 根據(jù)參考圖，通過多邊形長方體面擠出模擬整體小屋造型，并通過網(wǎng)格的提取功能，得到分離提取的面，抽出側(cè)面造型。房頂造型的設計采用長條型木制材料，木條長短不一，造型不規(guī)則，以充分體現(xiàn)造型的特點。同樣使用多邊形來模擬，并通過網(wǎng)格將其結(jié)合，采用動畫模塊的創(chuàng)建變形器進行晶格化，調(diào)節(jié)房頂?shù)脑煨褪蛊洳灰?guī)則化，體現(xiàn)特色。

3.出風口和煙囪模型的設計與實現(xiàn)

小屋側(cè)面出風口和煙囪造型的設計，采用花邊造型中間加十字造型。實現(xiàn)時使用多邊形管道創(chuàng)建圓管造型，沿Z軸旋轉(zhuǎn)至正面，選擇底面將底面的面刪除，進入對象層級，進行網(wǎng)格填充洞。再次進入面層級選擇上方的面，在編輯網(wǎng)格中取消“保持面的連接性”，并擠出一定的厚度，適當縮放其面的大小。

4.柵欄模型的設計與實現(xiàn)

柵欄造型的設計采用管狀體加圓柱造型。管狀體考慮拐角處的細節(jié)情況，在透視圖中使用貝茲曲線沿柵格線繪制1/4的圓角造型，再創(chuàng)建多邊形圓柱體，調(diào)節(jié)段數(shù)為12，將其沿X軸旋轉(zhuǎn)90度，先選擇圓柱的頂面再選擇貝茲曲線，通過編輯網(wǎng)格擠出命令使得面沿線擠出，創(chuàng)建并復制多個圓柱體模擬小欄桿，從而得到管狀柵欄效果。

5.窗戶模型的設計與實現(xiàn)

窗框造型設計采用花邊造型，窗戶內(nèi)部采用花紋圖案效果。窗框的實現(xiàn)同出風口和煙囪模型的制作過程?；y圖案的窗戶，主要采用創(chuàng)建面片并進行邊擠出（多次按G鍵重復操作），調(diào)節(jié)點的位置并使用網(wǎng)格命令進行點合并，直到完成1/4圖案的繪制。在對象模式下選擇該圖案，再次通過網(wǎng)格命令來鏡像幾何體（+X向右鏡像，-Y向下鏡像）。同理，鏡像出其余三個圖案?？蜻x所有的面進行多邊形面擠出（注意不保持面的連接性），得到最終的花紋窗戶圖案。

6.裝飾模型的設計與實現(xiàn)

為了更好地體現(xiàn)特點，在場景的設計中融入的各種造型的裝飾元素，比如門造型的設計采用彎曲的圓柱體，裝飾塊的設計采用造型各異的多邊形長方體、管狀體和心形，并加入了點和線、面的細節(jié)處理。

7.花園環(huán)境設計與實現(xiàn)

柵欄內(nèi)小花園的設計中融合的各種顏色和種類花和綠色的小草，體現(xiàn)出一片生機勃勃的場景。實現(xiàn)時首先創(chuàng)建多邊形面片模擬土地并使其可繪制，再使用Paint Effects筆刷工具，獲取筆刷分別選取不同的花和草在多邊形面片上進行繪制，注意整體構(gòu)圖，根據(jù)近大遠小的特點調(diào)整好全局參數(shù)。

8.材質(zhì)貼圖

材質(zhì)主要是通過設置材質(zhì)庫中的Ramp Shader節(jié)點，通過設置Color、Interpolation、Transparency、Ambient Color、Bump Mapping、Diffuse、Specular等參數(shù)，然后在建立好的材質(zhì)球上按右鍵，選擇Assign Material To Selection。

9.燈光和攝像機

真實世界中的燈光會照亮其范圍內(nèi)的物體，而Maya中的燈光可以隨意地控制其所能照射的物體。通過Create中的Light可以靈活選擇所需燈光類型，同時根據(jù)場景需求，設定相應的顏色和HSV等參數(shù)，設定目標攝像機并調(diào)節(jié)好目標點，最后渲染并觀察場景效果。

二、動畫的設計與實現(xiàn)

（一）魔方動畫效果實現(xiàn)

1.魔方模型的實現(xiàn)

創(chuàng)建切角長方體（參數(shù)為100、100、100、2），轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形，進入修改面板的可編輯多邊形元素層級，將整個切角長方體材質(zhì)ID設為7，然后進入可編輯多邊形的多邊形層級，分別將每個面材質(zhì)ID設為1、2、3、4、5、6。

2.賦予魔方材質(zhì)

打開材質(zhì)編輯器進入多維/子對象，設置材質(zhì)數(shù)量為7，然后分別賦予不同的材質(zhì)ID以國學經(jīng)典人物形象為貼圖。

3.魔方造型的實現(xiàn)

將魔方的軸心點定位在其中心位置，在層次面板中調(diào)整軸使其僅影響軸，居中到對象，使用選擇并移動工具將中心點的坐標定為零點，陣列出魔方造型。

4.魔方動畫的實現(xiàn)

使用選擇并移動工具調(diào)整絕對世界坐標系軸心點至x、y、z值均為100。激活角度捕捉并設置角度為90度，按下自動關鍵點按鈕，調(diào)節(jié)不同幀上的動畫旋轉(zhuǎn)效果。采用自動關鍵幀記錄動畫過程，渲染輸出為AVI動畫。

（二）變形動畫效果實現(xiàn)

1.創(chuàng)建變形物體，使用選擇并移動工具按住Shift鍵復制三個。

2.分別為第二個物體添加拉伸修改器，第三個物體添加彎曲修改器。

3.選擇第一個物體作為源變形物體，單擊復合對象中的變形，依次拾取變形物體2和變形物體3。

4.將主窗口的時間滑塊移到第0幀，然后在變形目標列表框中單擊變形物體1，并單擊創(chuàng)建變形關鍵點，滑塊第40幀，在變形目標列表框中單擊變形物體2，滑塊第70幀，在變形目標列表框中單擊變形物體3，滑塊第100幀，在變形目標列表框中單擊變形物體1，最終實現(xiàn)物體變形動畫效果。

（三）卷軸動畫效果實現(xiàn)

1.啟動3Ds Max中文版軟件，單擊“創(chuàng)建”面板下的“幾何體”中的“標準基本體長方體”按鈕，在“頂”視圖中創(chuàng)建長方體，設置具體的參數(shù)。

2.切換到3Ds Max “修改面板”，在“修改器列表”下拉列表框中選擇“編輯多邊形”選項，將選擇集定義為“多邊形”，在3Ds Max場景中使用 “選擇對象”工具選擇正面的多邊形，在“多邊形：材質(zhì)ID”卷展欄中設置“設置ID：”為1。

3.在3Ds Max菜單欄選擇“編輯”中的“反選”命令反選多邊形，在“多邊形：材質(zhì)ID”卷展欄中設置ID為2，然后關閉選擇集。

4.在“修改器列表”中選擇“彎曲”修改器，在“參數(shù)”卷展欄中設置“角度”為-1800，設置“彎曲軸”為X軸。

5.在“限制”選項組中選擇“限制效果”選項，在堆棧欄中設置“彎曲”修改器的選擇集為“中心”，使用 “選擇并移動”工具，在3Ds Max “前”視圖中調(diào)整中心到模型的右側(cè)。

6.打開自動關鍵點，在第0幀自動插入關鍵點。

7.拖動時間滑塊到100幀，然后在3Ds Max場景中移動“中心”使其展開，實現(xiàn)卷軸動畫效果并渲染輸出。

三、片頭片尾視頻剪輯輸出

（一）片頭設計與實現(xiàn)

1.設置環(huán)境背景：將“環(huán)境效果”和“材質(zhì)編輯器”結(jié)合應用，通過對位圖貼圖設置關鍵幀，是動畫背景處于運動狀態(tài)。

2.創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)的地球：利用“圓”線條制作出地球的經(jīng)緯線，導入“地球模型”，擠出厚度，層級面板-僅影響軸，前視圖創(chuàng)建300的方形面片，使方形面片中心對齊到地球。進行彎曲修改;設置金屬材質(zhì)，地球框架和經(jīng)線緯線。創(chuàng)建“流星001”進行“拉伸”修改，并賦予流星材質(zhì);選擇“流星001”、 “流星002”添加修改命令面板的“路徑變形綁定（WSM）”修改器。

3.創(chuàng)建攝像機：創(chuàng)建目標攝像機并設置攝像機的關鍵幀動畫。

4.創(chuàng)建粒子系統(tǒng)：創(chuàng)建粒子流源，設置發(fā)射“徽標大小”為143，長寬比為198*210，選擇材質(zhì)頻率選項，并添加到“事件003”，設置粒子流為金屬材質(zhì)，

5.創(chuàng)建文字：設置文本“數(shù)字時代”，添加“倒角”修改器，選擇“粒子流”材質(zhì)指定給創(chuàng)建的文字。設置自動關鍵幀動畫。

6.添加視頻特效：動畫制作完成對創(chuàng)建的對象添加特效，“視頻后期處理”中的特效濾鏡可以添加各種特效。

（1）選擇“路徑01”和“路徑02”取消“可渲染”。

（2）選擇“流星01”和“流星02”設置“對象ID”為2。

（3）選擇“地球”對象設置“對象ID”為1。

（4）“渲染”—“視頻后期處理”，單擊“添加場景事件”為“Camera001”，選擇“星空”、“鏡頭效果光暈”、“鏡頭效果光斑”，單擊“VP隊列”和“預覽”，設置相應的參數(shù)。

（二）片尾特效和表達式的應用

1.放大鏡動畫特效

（1）新建項目文件，導入放大鏡.psd和背景素材，以背景層大小創(chuàng)建合成;

（2）使用 定位點工具設置放大鏡的中心到鏡片的中心位置;

（3）添加鏡面遮罩并翻轉(zhuǎn);

（4）設置放大鏡位置和旋轉(zhuǎn)的動畫;

（5）背景層添加球面化特效，將球體中心設置動畫—添加表達式thisComp.layer（"fdj.psd"）.position

（6） 收集文件，添加到渲染隊列，渲染輸出FLV文件。

2.水晶球動畫特效

（1）新建項目文件，導入素材，以載體的大小創(chuàng)建水晶球背景合成;

（2）為載體的位置添加表達式wiggle（1，200）;

（3）以背景層大小創(chuàng)建水晶球合成;

（4）為水晶球背景合成層添加CC Lens特效;

（5）收集文件，添加到渲染隊列，渲染輸出FLV文件。

四、小結(jié)

本文通過圖形圖像處理、三維動畫以及影視后期合成等軟件技術，根據(jù)國學動畫對青少年人格素養(yǎng)的提升展現(xiàn)內(nèi)容的需求，主要針對國學動畫主場景搭建、關鍵的三維動畫設計與實現(xiàn)、片頭片尾的設計與實現(xiàn)部分進行闡述。綜合應用了Maya 多邊形建模技術、3Ds Max動畫設計與制作、影視后期特效技術，不僅將不同的場景造型風格特點，融入到三維動畫場景的模型設計中，展現(xiàn)了場景元素造型多樣化，同時賦予三維場景以美感，而且三維動畫通過多樣化的表現(xiàn)形式展現(xiàn)了國學動畫中青少年人格素養(yǎng)提升的元素，片頭片尾部分也做了較為充分的展現(xiàn)。

參考文獻：

[1]鄭莉瓊. 中國影視動畫中傳統(tǒng)文化元素的運用現(xiàn)狀研究[D].西南大學，2018.

[2]TVart技法Cinema 4D/After Effects電視包裝案例解密[M]. 人民郵電出版社 ， TVart培訓基地， 2014.

[3]曹園園. 影視動畫色彩節(jié)奏的表現(xiàn)研究[D].武漢理工大學，2018.

（山東省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目? 項目編號：S201913324011 項目名稱：國學動畫對提升青少年人格素養(yǎng)的研究）

作者簡介：

趙艷（198204），山東費縣， 女， 漢， 山東濟南，研究方向 三維動畫，數(shù)字媒體技術， 碩士， 山東協(xié)和學院，副教授.

劉金明（199901），山東淄博 ， 數(shù)字媒體技術 ，山東協(xié)和學院 ，學生.

車延玲（199812），山東德州，? 數(shù)字媒體技術， 山東協(xié)和學院， 學生.

孫曉倩（199907），山東莒縣 ， 數(shù)字媒體技術， 山東協(xié)和學院， 學生.

王佳麗（199905，）山東萊州 ， 數(shù)字媒體技術 ，山東協(xié)和學院 ，學生.