3D數(shù)字技術(shù)在三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

杜麗

（棗莊科技職業(yè)學(xué)院 山東省滕州市 277599）

簡(jiǎn)單來說，3D 數(shù)字技術(shù)擁有著通用性表現(xiàn)，因此可以說是一種綜合性技術(shù)。3D 數(shù)字技術(shù)的主要內(nèi)容分為兩部分，分別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)。在未來三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)的過程中，使用3D 數(shù)字技術(shù)能夠幫助設(shè)計(jì)人員更好的協(xié)調(diào)三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)過程中的各類元素，能夠在將其進(jìn)行任意組合之后形成自己想要的動(dòng)漫作品。這類作品擁有自己的特性和氣質(zhì)，因此觀看之后往往能夠留給人獨(dú)有的回憶，也就能夠達(dá)到推廣效果。在未來三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)過程中3D 數(shù)字技術(shù)也擁有著一定的現(xiàn)實(shí)意義，可以進(jìn)行更深層次的推廣。

1 三維動(dòng)漫發(fā)展前景

在近些年來發(fā)展的過程中，伴隨著多部三維動(dòng)畫大片的上映，充分展示了三維動(dòng)畫的魅力以及活力。1939年世界首部動(dòng)畫片誕生，經(jīng)過了80年左右的迅猛發(fā)展，動(dòng)畫片如今已經(jīng)成為了發(fā)達(dá)國(guó)家的重要支柱產(chǎn)業(yè)。西方國(guó)家使用了大量資源來研究三維動(dòng)畫技術(shù)，并且也對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了開拓截止，至2012年全球動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)達(dá)到了2228 億美元。在很多國(guó)家發(fā)展的過程中，文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)甚至已經(jīng)超過了其他的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。然而作為消費(fèi)潛力巨大的中國(guó)動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)擁有著非常廣闊的前景，但是卻沒有得到進(jìn)一步的開發(fā)。2012年文化部頒布了文化改革發(fā)展規(guī)劃指出，未來需要大力發(fā)展動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)將動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)作為全新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，并且還需要將3D 以及數(shù)字技術(shù)與三維計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的制作，作為國(guó)家科學(xué)計(jì)劃中的一個(gè)重要部分和可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的重要內(nèi)容。

2 三維動(dòng)畫制作技術(shù)難點(diǎn)

20世紀(jì)80年代，初級(jí)計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)在發(fā)展過程中，為傳統(tǒng)動(dòng)畫提供了全新的發(fā)展空間。一些較為敏感的動(dòng)畫公司開始意識(shí)到了計(jì)算機(jī)帶來的強(qiáng)大功能以及巨大潛力，最早的計(jì)算機(jī)使用記錄是在《美人魚》一片中，女主角下樓時(shí)背景出現(xiàn)了透視性的變化，這一過程就使用了計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)。同時(shí)在有史以來最成功的原創(chuàng)動(dòng)畫《美女與野獸》中，迪士尼使用了大量的計(jì)算機(jī)技術(shù)來制作背景以及特效?？梢哉f計(jì)算機(jī)動(dòng)畫制作是一種高技術(shù)、高質(zhì)量、高智力、高藝術(shù)的創(chuàng)造性工作。目前計(jì)算機(jī)動(dòng)畫已經(jīng)發(fā)展成為了一個(gè)具有多種學(xué)科和技術(shù)的綜合性領(lǐng)域。這一領(lǐng)域?qū)⒂?jì)算機(jī)圖形學(xué)，尤其是實(shí)體造型和真實(shí)感顯示技術(shù)作為主要基礎(chǔ)，涉及到了非常多的相關(guān)技術(shù)。比如說圖像處理技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制原理、視頻技術(shù)、藝術(shù)甚至是視覺、心理學(xué)、生物學(xué)、機(jī)器人學(xué)、人工智能學(xué)科等等領(lǐng)域。這獨(dú)特的特點(diǎn)，幫助計(jì)算機(jī)動(dòng)畫成為了一門獨(dú)立的學(xué)科，伴隨著日后計(jì)算機(jī)水平和硬件技術(shù)的快速發(fā)展。計(jì)算機(jī)開展了三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)的水平正在逐漸提升，未來通過三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)，能夠更加生動(dòng)的生成人或動(dòng)物的動(dòng)作和表情，同時(shí)也能夠制造出各種逼真的虛擬場(chǎng)景。在未來發(fā)展過程中，三維動(dòng)畫的主要技術(shù)難點(diǎn)在于如何才能夠生動(dòng)的表現(xiàn)出虛擬角色的具體姿態(tài)運(yùn)動(dòng)以及表情，想要?jiǎng)?chuàng)建出三維動(dòng)畫角色的造型方式有非常多的方向。比如說曲面造型、子分曲面造型、多邊形網(wǎng)格造型等，在這些方式當(dāng)中多邊形網(wǎng)格造型憑藉著自身的靈活性與柔韌性，屬于設(shè)計(jì)師進(jìn)行建模的首選手段。并且多邊形網(wǎng)格造型還能夠設(shè)計(jì)動(dòng)畫角色的衣料，以及對(duì)衣料進(jìn)行動(dòng)態(tài)演算。在近些年來發(fā)展過程中，伴隨著三維成像技術(shù)的快速發(fā)展，動(dòng)畫師可以通過三維成像設(shè)備來獲取真實(shí)物體或角色原型的多邊形網(wǎng)格造型，這極大的簡(jiǎn)化了動(dòng)畫角色建模過程。因此未來針對(duì)于多邊形網(wǎng)格造型，尤其是來源于真實(shí)物體的模型想要進(jìn)行參數(shù)化網(wǎng)格、簡(jiǎn)化多分辨率分析、動(dòng)畫變形、光影計(jì)算、渲染處理等等成為了未來計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)域的發(fā)展熱點(diǎn)。

3 3D數(shù)字技術(shù)在三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)中的應(yīng)有優(yōu)勢(shì)

3.1 提升設(shè)計(jì)作品真實(shí)感

在很多三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員追求的主要目標(biāo)就是設(shè)計(jì)作品擁有更大的真實(shí)感，尤其是在人物設(shè)計(jì)的過程中人物設(shè)計(jì)，越真實(shí)大眾對(duì)于人物投來的目光也越多。但是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)很難提升人物的真實(shí)感，在這些感受當(dāng)中，視覺效果對(duì)于觀看的影響尤為關(guān)鍵，因此在三維動(dòng)漫發(fā)展尤其是視覺效果方面往往并不理想，因此在早期三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)發(fā)展過程中，這一現(xiàn)象的存在，對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說，屬于必須攻克的課題。而3D 數(shù)字技術(shù)出現(xiàn)之后，設(shè)計(jì)人員能夠使用技術(shù)功能來調(diào)整虛擬模型的實(shí)際狀況，爭(zhēng)取以真人的眼光來對(duì)模型進(jìn)行審視。這樣模型的真實(shí)度也就能夠隨之提升，在設(shè)計(jì)之后設(shè)計(jì)人員還可以使用技術(shù)功能來對(duì)整個(gè)作品進(jìn)行渲染加以相應(yīng)的特效，主要的好處就是能夠讓任務(wù)以及場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)更加的立體和真實(shí)。這種設(shè)計(jì)方式在根本上來講擺脫了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在技術(shù)水平上存在的限制問題，讓作品擁有了更加震撼的視覺效果。比如說《哪吒之魔童降世》就是我國(guó)使用3D 數(shù)字技術(shù)設(shè)計(jì)出的三維動(dòng)漫作品,這一作品的內(nèi)容能夠更好地展示出3D 數(shù)字技術(shù)，對(duì)于三維動(dòng)漫作品帶來的影響。

3.2 動(dòng)漫設(shè)計(jì)多元化

三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)的過程中，存在著一個(gè)非常常見的問題，那就是在同一個(gè)畫面中很難使用不同形式進(jìn)行展示。這一問題在如今的三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)過程非常常見，一直都處于無法解決的狀態(tài)，嚴(yán)重阻礙了設(shè)計(jì)水平的繼續(xù)提升。在未來三維動(dòng)漫發(fā)展的過程中，將會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)領(lǐng)域也造成一定的影響。設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的重要分支，就是三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)，因此這種限制將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域也受到影響。而使用了3D 數(shù)字技術(shù)之后，能夠更好地在同一畫面中融入不同形式的展示方式，比如說可以在3D 卡通的圖景中放入真人的圖像，這種設(shè)計(jì)形式的優(yōu)點(diǎn)在于能夠使用不同的方式來將設(shè)計(jì)作品的趣味性進(jìn)行提升，這對(duì)于三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)來說意味著全新的發(fā)展方向，能夠擺脫以往的傳統(tǒng)缺陷。

3.3 便于調(diào)控

在三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)發(fā)展的過程中，早期設(shè)計(jì)人員主要是對(duì)設(shè)計(jì)作品進(jìn)行分析，如果發(fā)現(xiàn)了問題，需要在第一時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。但是在任務(wù)的實(shí)際設(shè)置過程中，往往較為復(fù)雜，需要將任務(wù)進(jìn)行拆分。只有將任務(wù)進(jìn)行拆分之后，分步驟進(jìn)行處理，才能夠保證任務(wù)的整體修復(fù)質(zhì)量。未來使用了3D 數(shù)字技術(shù)之后，三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)中的所有元素都能夠使用更加清晰的方式來進(jìn)行展示，如果存在問題就可以直接針對(duì)于問題的本身來進(jìn)行處理。這種處理方式的好處就在于能夠讓人們降低工作量，防止直接全部拆分帶來的困擾。

4 3D數(shù)字技術(shù)在三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)中的應(yīng)用表現(xiàn)

4.1 人物動(dòng)作設(shè)計(jì)

人物動(dòng)作設(shè)計(jì)是三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)過程中的一大難點(diǎn)，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式設(shè)計(jì)出的人物往往動(dòng)作較為僵硬且不自然，而且這種人物在實(shí)際展示的過程中會(huì)導(dǎo)致三維動(dòng)漫的真實(shí)性下滑。這一問題非常常見，未來可以使用3D 數(shù)字技術(shù)來進(jìn)行更精細(xì)的處理，讓人物在每一幀的狀態(tài)都能夠處于最佳，隨后再使用傳統(tǒng)技術(shù)將每一幀的狀態(tài)連接在一起，這種設(shè)計(jì)方式能夠讓人物在每一幀都處于完美的狀態(tài)，避免平面設(shè)計(jì)存在的弊端對(duì)于人物狀態(tài)造成影響，保證設(shè)計(jì)質(zhì)量。同時(shí)需要注意的是3D 數(shù)字技術(shù)在人物中的設(shè)計(jì)過程中，雖然擁有著非常出色的表現(xiàn)以及功能，但是這一技術(shù)往往取決于人工。也就是說，這一技術(shù)再優(yōu)良也僅僅是設(shè)計(jì)工具，只有滿足人工要求才能夠更好地展示出3D 數(shù)字技術(shù)帶來的好處以及對(duì)人物動(dòng)作真實(shí)性的提升。

4.2 人物造型設(shè)計(jì)

未來三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)發(fā)展的過程中，造型設(shè)計(jì)非常重要，沒有造型，人物也就無從談起。而造型設(shè)計(jì)的實(shí)際質(zhì)量決定了未來三維動(dòng)漫的整體質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中需要關(guān)注造型設(shè)計(jì)的實(shí)際質(zhì)量，未來使用3D 數(shù)字技術(shù)的設(shè)計(jì)人員首先需要考慮的是三維動(dòng)漫中人物的服裝形式以及人物的自身樣貌等等盡量達(dá)到匹配的狀態(tài)。同時(shí)，還需要根據(jù)場(chǎng)景來選擇合適的人物，這就需要設(shè)計(jì)人員能夠?qū)π问?、樣貌、圖像進(jìn)行全方面的分析，從而達(dá)到最佳的匹配狀態(tài)，這也是3D 數(shù)字技術(shù)在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中的優(yōu)點(diǎn)之一。未來在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，需要根據(jù)場(chǎng)景的實(shí)際需求來尋找相應(yīng)的素材，并且還需要使用各種方式來調(diào)整相關(guān)素材的具體排列方式，主要的要求就是讓素材處于正確的位置，并且銜接效果較好。除此之外，造型設(shè)計(jì)的過程中細(xì)節(jié)也非常重要，很多時(shí)候細(xì)節(jié)將會(huì)直接決定效果，針對(duì)一些細(xì)節(jié)也需要進(jìn)行精細(xì)的調(diào)整。比如說動(dòng)漫中樹脂動(dòng)物毛發(fā)等等元素，都必須使用3D 數(shù)字技術(shù)進(jìn)行處理，否則將會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)作品出現(xiàn)瑕疵。例如鬼滅之刃中描述的是日本早年間的場(chǎng)景，因此就需要調(diào)查當(dāng)時(shí)日本具體居民生活環(huán)境來構(gòu)建出合適的場(chǎng)景，以及人物服裝。

4.3 環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)用

三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)發(fā)展的過程中，雖然環(huán)境設(shè)計(jì)的重要性不如人物重要，但是依舊是需要關(guān)注的一方面。一旦環(huán)境設(shè)計(jì)水平下降，將會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)背景和設(shè)計(jì)人物之間出現(xiàn)不匹配的問題。一旦出現(xiàn)這種情況，三維動(dòng)漫作品的觀看體驗(yàn)感將會(huì)急劇下降，因此也就會(huì)造成觀眾對(duì)于這方面的關(guān)注度隨之下降，甚至還會(huì)引來負(fù)面的影響。而3D 數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，代表著設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)物理環(huán)境來對(duì)各方面環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如說裙子的重力垂墜感等等，這些都是較為關(guān)鍵的視覺因素。再比如說風(fēng)吹過樹葉時(shí)，樹林必然會(huì)發(fā)出響聲，樹葉也會(huì)發(fā)生晃動(dòng)，因此在設(shè)計(jì)動(dòng)漫中風(fēng)吹過樹葉時(shí)，就需要來模擬樹葉的晃動(dòng)動(dòng)作。這樣做的目的主要是讓環(huán)境設(shè)計(jì)能夠擁有足夠的真實(shí)感，通過盡可能真實(shí)的襯托來讓三維動(dòng)漫實(shí)現(xiàn)更好的真實(shí)性提升。同時(shí)，這也是這項(xiàng)技術(shù)在環(huán)境設(shè)計(jì)應(yīng)用當(dāng)中的技術(shù)表現(xiàn)，尤其是對(duì)于一些環(huán)境比較重要的三維動(dòng)漫設(shè)計(jì)來說。比如國(guó)際上的知名作品海底總動(dòng)員設(shè)計(jì)人員就對(duì)其環(huán)境進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，經(jīng)過設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)之后，海底世界成為了一個(gè)惟妙惟肖的大樂園，并且擁有著自己的規(guī)則，就像人類小世界一樣，觀眾在觀看的過程中也不會(huì)覺得過于突兀。正是出于這一原因，這一動(dòng)漫之所以能夠取得成功，因此海底總動(dòng)員的成功需要將之也歸功于3D 數(shù)字技術(shù)。

圖1：《哪吒之魔童降世》上映海報(bào)

圖2：《海底總動(dòng)員》海報(bào)

5 結(jié)束語

未來發(fā)展過程中3D 數(shù)字技術(shù)在影視動(dòng)漫的制作中將會(huì)發(fā)揮出越來越重要的作用。這對(duì)于動(dòng)漫藝術(shù)的發(fā)展意味著全新的活力，伴隨著新時(shí)期我國(guó)動(dòng)漫水平的進(jìn)步，3D 數(shù)字技術(shù)將會(huì)帶來更多的發(fā)展方向，只有將3D 數(shù)字技術(shù)在動(dòng)漫創(chuàng)作中的優(yōu)勢(shì)以及與動(dòng)漫藝術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合，才能讓我國(guó)動(dòng)漫藝術(shù)實(shí)現(xiàn)未來的更長(zhǎng)久發(fā)展與進(jìn)步。