浅谈数字动画中的三维动画技术

张婉静



浅谈数字动画中的三维动画技术

张婉静

（武汉理工大学，湖北武汉 430000）

在新时代，电脑技术的发展给动画产业带来了生机和制作便利。强大的三维动画技术也在改变着人们对动画的认识，丰富着人们的视野，给设计者提供了更宽泛的设计空间。本文从数字动画谈起，对三维数字动画的制作过程及其优势进行了探讨，并对三维动画技术的发展进行展望，论证了三维动画技术在整个动画行业中有着不可比拟的作用。

三维数字动画；制作过程；发展现状

一、关于数字动画

21世纪以来，数字技术的发展给动画带来了翻天覆地的变化。随着科技的发展，数字技术几乎参与到每一个动画镜头里。数字动画与传统动画有着根本上的区别，传统动画能做好的，数字动画可以做得更加完美，传统动画效果达不到的，数字动画可以出色的完成。

数字动画是利用计算机数字技术而生成的动画，其所呈现的是采用连续播放静止图像的方法投射到屏幕上，让人们能够看到物体运动的效果。与传统动画不同的是，其关键体现在动画制作的软件和硬件上。数字动画制作软件很多，由于各动画软件的功能不同，其制作的复杂程序也就不同，使之呈现的动画效果也不尽相同。在动画还停留在传统动画与二维动画的时候，对动画技术比较规范的定义是“采用逐帧拍摄对象并连续播放而形成运动的影像技术。”[[1]]早期动画的操作技法集中体现在对动画的简单分解与绘制上，并研究出一系列动画运动规律，方便动画艺术的创作。随着计算机的发展，三维动画技术的产生，运动的创造方式可以直接运用计算机程序生成活动的影像，不必运用传统动画对于运动过程表现的技术来实现了。从广义上来说，三维动画是指由计算机生成的、具有真实空间的视觉效果，在影视、游戏、建筑、制造等多个行业都能见到它的身影。

二、三维数字动画的制作过程

现在世界各地所运用的动画工序一般都是按照美国迪斯尼公司20世纪50年代所使用的程序，再依据各自的工作条件和环境而发生变化。数字技术的参与，使动画制作变得更为方便、快捷。但是总的来说，动画制作依旧是一个既繁琐又繁重的工作，其各项分工非常细致明确。在三维动画中，通常分为“前期制作、中期制作、后期制作”。[[i]]前期制作包括了企划、作品设定、募集资金等。[[ii]]前期制作部门向三维中期制作部门提供：剧本、人物设定、场景、故事板、气氛图、实体雕塑等制作参照依据。三维中期制作包括分镜、建模、镜头预览、设置、动画、材质灯光、渲染、摄影、配音、录音等。三维后期制作包括声效、动作特效、输出等。三维动画是在计算机平台上制作出来的虚拟数字影像，三维动画与二维动画在前期策划设计和后期合成工作中是基本相同，由于三维动画的制作手法不同于传统的影视作品拍摄，它能利用计算机模拟出各种存在想象中的影视画面，包括人物、自然现象、微观世界等几乎所有人们能够想象到的东西，所以说三维动画的优势主要体现在中期的制作过程。

在制作中期，首先由前期创作部门根据剧本设计出动画制作中所需要的元素，包括动画角色、动画场景、道具等，同时创作出动画制作中所需要的一切创作依据，例如向镜头预览部门提供分镜头，向灯光部门提供设计稿和环境气氛图等。接着由建模部门进行三维角色、场景、道具等的建模。动画人员在三维软件中制作出动画所需要的场景、角色、道具的粗略模型，然后用这些物品模型组合起来，装饰成一个个真实可信的影片环境。材质部门可以进行模型材质和贴图。材质与其相对应的建模表面是完全不同的两种元素。材质的整体形状是来源于模型的外形，而模型的表面颜色和肌纹理却是来源于材质。材质是指模型物体构成元素的外观效果。比如玻璃窗上的玻璃是镶嵌起来的，它具有玻璃独有的透明度和颜色的特性；木质家具是用木头为制作材料制作的，所以它具有木头的外在特征。在动画技术中，材质就是赋予所制作的模型这些特征，材质同时是通过纹理贴图来表现的。纹理附着在材质之上，比如霉变长毛的食物、一尘不染的大理石地面、毛衣的制线纹理等等。只有具备这两个方面，一个物体的质感才能被描述出来。其次，动画设计师就可以对角色动作的设定和调整，为角色制作动画，一般以镜头或者角色为单位对镜头中的角色进行动画调试。三维动画人员不需要手工绘制出每个镜头，计算机能够计算出每个画面角色动作和面部表情。动画师可以将动作生成关键帧，然后计算机再生成补间动画。这时，三维动画可以创造出摄像机镜头无法拍摄到的影像。例如灭绝的恐龙，跳舞的婴儿，会说话的猫等等。例如影片《蜘蛛侠》中的马圭尔畅快淋漓的飞行动作，影片《黑客帝国》中表现机械章鱼的宏大场面，无一不是三维动画技术的杰作。最后，灯光设置、摄像机布置、特效和渲染。使用“数字灯光”，每一幕的灯光布置方法和实际的舞台灯光布置方法相同，可以定义和增强每一个镜头的气氛和情绪。动画、灯光制作完成后由渲染人员把每个镜头文件分层渲染，提供合成用的图层和通道。然后根据具体故事，由特效师利用软件进行制作，可以制作出动画作品中不同的特效镜头，这些特效渲染同样经常运用到一些不明显的镜头，这些镜头通常是演员或客观条件无法达到的，例如在影片《少林足球》中主角们高超的球技，影片《功夫》中棒棒糖拼好后又碎落的镜头，这些镜头通常是在现实中存在，但是又很难捕捉到的，三维动画技术就在这里有着广阔的发挥天地。而且，现如今的三维技术已经发展到让人们分不出来哪些镜头是真实拍摄的，哪些是由计算机制作的了。

在制作三维数字动画的过程中，利用三维数字动画技术这种特有的功能，根据材质、贴图、场景、光线等，通过计算机运算，进行渲染，再由特效部门加入视频特效，由工具部门编写计算机软件、脚本、特殊效果插件等，来满足所有的制作需要。合成部门会将渲染出来的图像进行合成、调整并加入音效和声效。最后转片部门会将数字格式录制成电影或者其他数字放映的格式。实现三维动画的硬件平台则是以计算机为主，还有一些其他的辅助设备，例如动作捕捉设备，用于捕捉真人动作以辅助动画制作等等。

三、三维动画技术的发展现状

现如今，三维动画行业发展的速度很快，无论是从各大影院的三维电影动画，还是到平时生活中无处不见的广告、游戏中我们可以看到，三维动画的影子无处不在。在1995年，由皮克斯工作室制作的第一部三维动画长片《玩具总动员》获得了空前成功，到了2004年，《怪物史莱克》这部三维动画片成为了梦工厂史上最为卖座也是最具代表性的动画，迪斯尼在其后发行的《怪物电力公司》，《虫虫特攻队》等也同样获得了巨大的成功。三维动画迅速取代传统动画成为最卖座的动画片品种。同时，我们看到的每一部3D科幻大片都有着三维动画技术的参与。同时，三维动画技术同样可以应用于传统的手绘动画中，并且这种形式越来越受欢迎。像动画片《狮子王》中奔跑的牛群，《星银岛》中浩大的城市都是这种形式的完美体现。它不仅可以让传统手绘动画突破原有的镜头限制，而且还能在应对群集场景的时候节省很多时间和人力。现在已经有越来越多的传统动画采用这种辅助方法进行制作。总而言之，三维动画技术是一种应用层面非常广泛的计算机图像技术，特别是在现代影视创作中更起着不可替代的作用。它既可以辅助完成影视作品中无法拍摄到的镜头，也可以让创作者任意挥洒想象力，制作出纯三维的动画电影。

三维动画技术拥有广阔的市场，在日本和韩国，动画已经成了支柱产业之一。现如今，在我国，三维动画技术也在逐日稳步发展，但与动画起步较早的国家相比，中国的数字三维刚刚起步，真正的动画从业人员还是少之又少的，远远不能满足国家动漫产业对人才的需求。尤其是三维动画技术的从业人员，更是十分抢手。但是现在很多影视、动画、广告公司都表示，企业真正缺的是具有动画制作经验的技术人才。三维动画创作人员其实要求很高，不但要求其是一个美术设计人才，而且还需要其能够认知市场，熟悉市场。因为从三维制作的行业特点来说，生产线上需要的是某个方面的专家，只有各个不同领域的专家组成的制作团队才能使其作品成为高效率和高质量的商品进入市场。但在国内，目前数字培养机构大多培养的都是低端的纯制作人员或者高端的纯研究人员，使得人才结构失衡。往往有些人只是掌握了一些通用的工具和长时间累积的一些经验，而缺乏更高层次的技术开发和整合能力。

这些年，随着动画生源大幅度地上涨，动画专业成为近年来招生最火爆的专业之一，在各个赛事上也可以看到学生风格各样的动画短片，这样的活动无疑也会推动动画的发展，但即使如此，离真正制作出优秀的动画电影还是有很大差距。

四、结语

通过对三维数字动画的场景建模、模型材质和贴图、角色动画的设计和调整、灯光、摄影机、特效和渲染等环节进行探讨，我们不难发现，有着三维动画技术参与的数字动画是一个综合了诸多艺术样式和科技领域的复合体。但当我们感叹三维数字动画的无穷艺术魅力的同时也要想到，究其根底，三维动画最需要的还是设计者的创意和构思。动画是艺术与技术的结合，有了好的动画创意，借助三维动画技术丰富的表现手法，才能够更完美，更巧妙地表现动画的灵魂。

三维动画数字技术是今日高科技发展的产物，在具备了良好的艺术修养和深厚的美术功底，以及对动画基础和影视语言全面掌握的基础上，利用三维数字动画技术的便捷和精确，相信不久的将来，数字动画一定会更加辉煌！

[1]施指南. FLASH动画制作研究与探索[J].中国电子商务,2012（8）:224-226.

[2]陆莎. 引擎电影3D即时动画制片技术研究 [D].湖南大学,2012.

[3]付昭仟,曹汉，高靖轩.动画专业毕业生创业的可行性分析[J].文教资料,2013(28):152-153.

责任编辑：邵文红

Introduction to Three Dimensional Animation Technology of Digital Animation

Zhang Wanjing

(Wuhan University of Technology, HubeiWuhan 430000)

In the new era, the development of computer technology has brought vitality and production facilities to the animation industry. Powerful three dimentional animation technology is changing people’s understanding of animation and enriching people's vision, which provides the designer with a broader design space. From the digital animation, the writer discussed three-dimensional digital animation production process and its advantages in this article. Meantime, the development of the three dimensional animation technology was forecasted and the incomparable role of it in the whole animation industry was also demonstrated.

three-dimensional digital animation; production process; current situation of development

TP391.41

A

1672-4437（2015）02-0060-03

2015-01-09

张婉静（1987-），女，安徽阜阳人，武汉理工大学硕士研究生，阜阳职业技术学院助教。主要研究方向：艺术设计。