徽雕三维仿真动画的应用研究

陈旺，朱米娜

（1.武汉理工大学艺术与设计学院，湖北武汉430070；2.安徽机电职业技术学院信息工程系，安徽芜湖241000）

徽雕三维仿真动画的应用研究

陈旺1，2，朱米娜2

（1.武汉理工大学艺术与设计学院，湖北武汉430070；2.安徽机电职业技术学院信息工程系，安徽芜湖241000）

数字化作为当今保护非物质文化遗产的一种新兴手段，正在成为数字媒体技术一个新的应用领域和发展重点.本文重点阐述利用数字化软件SketchUp来建立三维建模的流程、材质贴图、灯光和摄像机的设置过程，具体阐述了徽雕三维仿真动画的应用研究.

徽雕；三维仿真；SketchUp；数字化传承

文化遗产作为不可再生的珍贵资源，包括物质文化遗产和非物质文化遗产.而非物质文化遗产的传承是一个国家和民族的历史文化和价值观念，蕴含着中华民族特有的精神价值、思维方式、想象力，体现着中华民族的生命力和创造力，是各民族智慧的结晶.然而，我国的非物质文化遗产在一段历史中曾遭到严重的破坏，随着全球化发展的冲击和环境恶化的威胁，目前正面临加速消失的危险[1].所以，我国在非物质文化遗产保护方面加大了力度，出台了许多新的遗产保护措施和项目.而徽雕艺术作为非物质文化遗产的一部分，我们更有必要采取一系列的措施来传承和保护他，现在，随着现代虚拟现实技术的兴起和网络的高速发展，对徽雕艺术进行数字化传承的进程已成为不可逆转的发展趋势，数字化时代是人文精神充分彰显的时代，因此，必须要有非物质文化遗产数字化的新思维.徽雕艺术的数字化建设就是一项将先进的数字技术应用到非物质文化遗产的保护、研究、传承等领域的建设项目，是非物质文化遗产保护事业的一项基础工作，也是一个长期的可持续发展的过程，势必对徽雕艺术的传承和发展有着积极的作用.

近年来，随着城市环境艺术和旅游纪念品的发展，徽州雕刻开始以不同的表现形式存在着，越来越多的公共环境装饰艺术或是家居环境装饰中都把徽州雕刻融入其中.譬如：他们可以是公园和社区的园林小品文化柱，也可以是城市雕塑、茶楼、酒店等公共环境的装饰物[2].徽州雕刻在建筑中的应用,是中国传统建筑的一种装饰表现手法,反映了一种传统的建筑文化.而这种雕刻与建筑的结合形成了徽州独特的建筑风格.“三雕”中所表现出来的艺术和文化价值,也恰好反映了徽州人民在思想上和精神上的追求以及对美好生活的向往.整个设计过程的宗旨就是力求强调将徽州雕刻中的精神元素融入到设计中，以此来实现传统与现代的结合.在徽州三雕中，徽州砖雕以其独特的表现手法成为我国砖雕艺术中的一朵奇葩，在中国传统古建筑装饰中有着重要的意义[3].如：安徽省芜湖市，“芜湖市福禄街改造”，在这个项目中三雕的运用上不是机械地采用三雕的某些的传统成果，而是将徽州雕刻中的砖雕设计成建筑立面的闪光点，其表现的内容也不再是传统的人物故事.迹象图案，而是能凸显徽州自然景观和人物景观的浮雕作品的内在意蕴，使其在建筑中起到了画龙点睛的作用.设计者在建筑物的外立面设计中融合了徽州雕刻中所特有的雕刻图案元素，设计时特地选取徽派建筑中最典型的形象符号，加以组合和概括，让人在现代建筑中可以联想到徽州三雕.那么，在完成这个项目的过程中，施工之前的三维仿真动画草案是必不可少的，我们必须要把草案以三维的方式快速呈现出来，目的是为了达到与客户切实的沟通交流.而SketchUp便不言而喻的成为了帮助设计师快速完成该任务的一种利器.整个建筑物的装饰构件都采用了徽州雕刻中砖雕元素，并通过在电脑上运用SketchUp软件将其打造成为具有徽派风格的特色摊点小吃群的一个整体表现效果，它将三维动画技术应用于项目的动态演示及表现.本课题首先采用SketchUp三维建模,并制作动画,用PowerPoint综合制成多媒体课件.整个制作过程分为三维建模、材质设计、贴图设计、摄像机的参数设置以及渲染输出等几个环节，从数字三维的角度展现了“芜湖市福禄街改造”项目的全貌[4].以下内容就是SketchUp在徽雕三维仿真动画中应用研究的具体实施过程

1 数据采集

项目在完成的前期有很多的资料收集与整理工作，比如有：主辅街道地形勘测、沿街店铺与楼房物高度尺寸、重点街区照片取样等.

（一）现场测绘（二）重点街区照片取样

2 生成底图

底图的生成是通过AutoCAD软件对Google Earth拍屏的图片进行处理，按照测量数据的比例绘制产生平面化底图.

3 建筑模型绘制

3.1 主体建筑模型建模

根据前期采集阶段所获得的数据进行整理编组，并对实地勘测的尺寸数据进行层次感分析，按照各类主次建筑物的南北方位、各建筑间距、横竖结构分布，参照编绘的底图和现实建筑结构进行三维建模[5]，方法是：将平面化底图依1:1比例导入GoogleEarthSketchUp（后以SU表达）软件中，利用“选择”、“复制”、各类“线绘制“工具生成二维平面图，然后对该平面图进行挤出命令的操作，并将产生的三维模型和采集图进行照片在重点视角进行微调，再运用“矩形”、“阵列”、“跟随”、“缩放”、“偏移复制”等工具，综合编辑使简单的模型体块升级为的较复杂的建筑模型.（注意：1.该环节制作过程中要尽可能减少布尔运算等插件的使用，以免加大文件计算错误的概率.2.在不影响整体美观度的情况下，真假三维技术的运用也能帮助我们提高运行速度，提升效率.）

3.2 街道和配景制作与材质贴赋

3.2.1 街道等副景建模

街道建模的前几个步骤与建筑模型基本一致，即在平面图的基础上进行“挤出”命令的操作，使其生成三维模型[5]，对重点区域进行尺寸微调，近景区域要添加一些必要的副景模型，比如下水管道盖板，马路沿，电线杆，消防栓等，然后进入材质贴赋阶段.（注意：副景的安排要遵循客观事实，不能够盲目的安排和回避，以免后续带来后期对接问题.）

3.2.2 配景制作

配景重点是车辆，人物，植被等.配景一般在制作上有近、远景两种情况：一是近景创作安排，近景要求有细节，因此可以利用SU模型库中的真三维精细模型；二是远景创作安排，远景可以直接创建平面物体，利用“徒手画笔”工具扣出贴图即可，再创建“组件”并打开“总是面对相机”选项.将前期完成的建筑模型、道路、植被等统一整理，相同的模型可以直接复制，调整细节，添加必要设施，最终形成全景.

3.2.3 材质与贴图

前期模型完成后就要给其赋予材质和贴图，把前期整理好的材质逐一通过“材质编辑器”工具贴到三维模型中.在SU中常采用2种方法给模型贴赋材质和贴图：基本材质和利用位图.根据各区域模型需要来选择不同的方法，其中基本材质由SU“油漆桶”内自带的18项软件提供.而位图主要取自于Photoshop处理过的实景照片，利用Photoshop对实景拍摄照片进行编辑，获取所需的材质和贴图要求合理、细腻、美观；不符合要求的照片利用“剪裁”、“魔棒工具”、“仿制图章”、“自由变换”等命令进行处理，控制图片单边分辨率和最大像素，以保证项目后续出图的要求，然后放入该项目的材质资料库.在制作的过程中，为了提高效率，降低建模摄像机穿梭时的串面干扰，可将暂不需要编辑的单体模型进行隐藏或者冻结（注意：贴赋材质可根据摄像机取景需要完成模型，不是所有区域都贴，这样可以节省很多时间.）

4 摄像机与动画渲染

4.1 灯光

灯光投射是SU中的一种自定义对象，它本身不需要布广度学文件，只要通过视图对季节、时间等命令操作时就能呈现，会产生合理的阴影，并提高正面迎光面的亮度.灯光亮度和材质有一定的关系，材质颜色越深，吸光亮就越强，颜色就越暗，反之越亮.SU内置有两种类型的灯光阴影：“显示阴影”和“启用光影”.通过“阴影设置”菜单命令，将默认照明方式转变成阳光投射方式，从而对场景灯光进行编辑.在面板中可以设置灯光是否在场景中显示及灯光的各项参数[6].

图1 阴影设置参数

4.2 摄像机

摄像机是一个场景中很重要的组成单元，最终定稿的2D图像，动画对象都要在摄像机视图中表现.摆放好“相机位置”再配合“绕轴旋转”命令将摄像机画面定位好，添加页面并调整顺序，最后设置“动画导出选项”，渲染出所需要的效果图或动画，见图2.

图2

图3

4.3 动画设置

SU中的动画是通过对前后2个摄像机画面的摆设而自动产生的连续过渡，见图3.

5 结语

现在越来越多的人关注徽雕文化的传承和保护，徽州三雕的装饰效果在现代建筑中的运用刚好符合这种呼吁和要求，我们可以根据徽州三雕中的雕刻主题，提取出一些有徽雕特点的元素，并将其广泛的运用到各个领域和建筑中.通过这样设计后的建筑，不仅建筑的语言丰富，更多的是增加了其文化底蕴[3].因此，我们必须要有非物质文化遗产徽雕艺术的数字化新思维，达到徽雕艺术与现代技术的高度结合，从而获得徽雕艺术在三维仿真动画应用研究方面的新突破.

〔1〕王文章.非物质文化遗产论[M].北京：文化艺术出版社，2010．10.

〔2〕现代徽州建筑中装饰雕刻的分析、运用和推广[J]．工程与建设，2012（3）：292-294．

〔3〕徽州“三雕”在现代建筑装饰设计中的价值[J]．美与时代，2012（8）：75-77．

〔4〕徐杰．基于3DMAX三维虚拟校园的设计与实现[J]．中国管理信息化，2012（9）：122-123．

〔5〕基于SketchUp的虚拟城市三维建模[J]．海南师范大学学报（自然科学版），2010:334-337.

〔6〕冯莉莉，武卫玲．基于SketchUp的虚拟校园三维模型的创建[J]．林业科技情报，2009（1）：10－11．

J218.7

A

1673-260X（2013）03-0030-03

淮国家社科基金艺术学项目（08BF35）；省教育厅人文社会科学基地一般项目（2011sk797）