面向数字媒体技术专业的“动画设计与制作”课程开发

◆张海翔

面向数字媒体技术专业的“动画设计与制作”课程开发

◆张海翔

数字媒体技术专业是面向广告、动画、游戏、影视等信息传媒领域的新兴专业，“动画设计与制作”课程是数字媒体技术专业开设的专业课。本文在分析“动画设计与制作”传统教学内容和数字媒体技术发展方向的基础上，将传统三维动画设计制作等内容与三维游戏引擎相结合，形成了三维动画制作基础与交互性三维动画设计制作相结合的课程教学内容和实验内容，加强了“动画设计与制作”课程对数字媒体技术专业的针对性。

数字媒体；动画设计与制作；课程开发

数字媒体技术专业是面向广告、动画、游戏、影视等信息传媒领域的新兴专业，毕业生除了在广播电视、广告制作等传媒行业进行媒体技术方面动作外，越来越多的学生进入了游戏开发、多媒体会展、虚拟仿真等行业。学生除了需要传统的计算机三维动画制作技术外，也越来越需要游戏引擎、虚拟现实、三维交互等方面的计算机交互动画设计与制作基础。

“动画设计与制作”传统上是以计算机三维动画设计与制作为主的课程，在数字媒体技术专业上是一门专业课程，主要包括三维模型设计与制作、三维模型纹理材质灯光等制作、三维动画设计、三维动画渲染等内容，是一门注重实践操作的课程。

本文在分析数字媒体技术专业所面临的行业现状基础上，讨论了最新的交互动画相关最新发展，确定以三维游戏引擎为交互动画主要内容，将传统三维制作与交互动画设计与制作相结合，并就面向数字媒体技术专业的“动画设计与制作”课程的教学内容和实验设计进行讨论。本文的“动画设计与制作”课程开发加强了对数字媒体技术专业的针对性，使学生能够更好地适应行业新的发展趋势。

一、三维交互动画的发展趋势

1.交互动画和传统动画的差别

传统动画以动画的顺序播放为主要特征，交互动画能够与用户产生互动，对用户做出反应，典型的应用类型包括：汽车飞机模拟驾驶、房地产漫游、产品仿真、虚拟水族馆、三维游戏、三维教学模拟系统、虚拟现实技术，等等。这些交互动画不仅能够展示逼真的三维效果，而且能够对用户做出即时反应，用户体验更加逼真，在教育、商业会展、产品展示、游戏预览等各个行业得到越来越多的应用。

2.三维交互动画的定义

三维交互动画的技术平台一种是以VRML语言为基础发展起来的面向网络的虚拟显示技术，以三维图形图像的建模展示为主，能够支持与用户交互的虚拟显示系统开发。三维交互动画的另一种技术平台是以游戏引擎为核心的技术，三维图形图像可以由第三方建模软件完成并导入，包含了多媒体音效、三维图形实时渲染、物理引擎系统、UI界面系统等完整的技术平台，主要用于三维动画游戏的开发，也可以用于虚拟显示系统的开发。

这类游戏引擎发展比较迅速，原来主要用于商业游戏的开发，价格昂贵，目前已经出现多款费用低廉的性能卓越的产品，包括Unity3D、UE4等产品，入门门槛非常低，对教学免费，甚至还有全部开源的Blender软件，产品精巧，全部免费，能够支持三维建模，也能够支持交互游戏开发。而且由于游戏引擎的功能支持比较完备，现在越来越多的交互动画系统以游戏引擎为基础技术平台来开发。因此，在动画设计与教学中，有必要引入三维交互动画设计的最新内容，以适应多媒体技术行业的最新发展趋势。

3.Blender软件的运用

Blender软件是一套三维模型设计、编辑开源软件。该软件的核心思想和宗旨是，为独立的艺术家和小团体提供一条完整、免费、开源的3D创作流水线。Blender软件使用非常方便，程序内存小，而其提供功能却相当完善。其在建模、游戏开发和代码等各方面，都有相当优秀的表现。其中的游戏引擎 （Blender Game Engine，简称BGE)，则为三维游戏开发提供了一种完整和方便的开发平台。在本文中选择BGE游戏引擎作为交互动画的制作平台。

二、“动画设计与制作”课程教学内容设计

“动画设计与制作”总学时数48学时，理论教学24学时，实验教学24学时。理论教学内容分为以下8讲：

1.三维动画概述及基础建模

主要介绍3dmax 2012基本界面，三维建模软件的基本操作要点，讨论创建基础模型的基本方法，以及修改基础模型的方法。课时为3个课时。

2.三维动画的高级建模

主要介绍三维模型建模中的修改器应用基本原理，讨论三维建模的常用修改器种类和应用特点，讨论三维建模中的多边形建模方法和应用特点。课时为3个学时。

3.灯光技术和摄影机技术

主要介绍三维建模中的灯光的作用，灯光的参数含义，以及室内外场景的布光思路及相关技巧；介绍真实摄影机的基本原理，讨论目标摄影机的使用方法，和VRay物理像机的使用方法。课时为3个学时。

4.材质与贴图技术、环境与效果

主要介绍“材质编辑器”对话框的使用方法，常用材质的使用方法，常用贴图的使用方法，讨论环境系统的应用方法和效果系统的应用方法。课时为3个学时。

5.渲染综合运用

主要介绍默认扫描线渲染器和mental ray渲染器的使用方法，讨论VRay重要参数的含义及渲染参数的设置方法，讨论家装与工装效果图的制作思路及相关技巧。课时为3个课时。

6.粒子系统、动力学、动画技术

介绍粒子系统使用方法、动力学系统，介绍常规动画技术设计技术，课时为3个学时。

7.动画模型的输出输入

主要介绍三维模型软件的模式输入方法，和Blender软件的三维模型输入方法，并介绍Blender软件对三维模型的基本浏览、操作修改、材质修改以及动画设置等基本操作。课时为3学时。

8.BGE交互动画设计方法

介绍BGE交互动画，包括传感器、控制器和触动器结构的交互脚本开发、BGE脚本开发、BGE游戏生成等内容，课时为3学时。

与传统的计算机动画设计课程相比，本课程在介绍三维动画设计技术的基础上，增加了交互动画制作技术的内容，减少了三维动画设计技术中传统顺序动画渲染的课时，将更多的课时用于介绍最新的开源游戏引擎技术平台，使学生可以利用所学知识做出自己的交互三维动画，提高学生的学习兴趣与制作能力。

三、“动画设计与制作”课程实验内容设计

“动画设计与制作”是一门实践性很强的课程，必须坚持理论与实践并重的原则，在讲清楚基本知识的基础上，要特别重视案例教学，通过将理论知识和实际操作经验有机地结合起来，学习三维动画，特别是三维交互动画的设计与制作。实验教学内容是在保留传统的计算机动画的基础上增加了以BGE平台为基础的三维交互动画实验。

实验类型包括基本型、设计型和综合型三种。实验1是动画基础建模实验，主要练习三维动画建模的基本操作，是基本型实验。实验2是高级建模实验，主要实现复杂三维建模，是设计型实验。实验3是灯光、摄像机实验，联系三维模型的灯光布置和设计，摄影机布置，是基本型实验。实验4是纹理材质实验，完成三维模型的纹理材质设置实验，是基本型实验。实验5是渲染综合运用，练习用材质、灯光、设想等完成三维模型的综合渲染，是设计型实验。实验6是三维动画特效实验，使用粒子系统、完成烟火、下雨、喷泉等粒子系统制作，是基本型实验。实验7是Blender软件的模型基本设计实验，练习Blender软件完成三维模型的输入输出、基本浏览和修改，是基本型实验。实验8是基于BGE游戏引擎的交互动画设计，使用BGE引擎，设计相应的传感器、控制器和触动器结构的交互脚本开发、BGE脚本开发，实验完整的交互动画设计，是综合型实验。以上实验的课时都为3个学时。

四、结论

本文就数字媒体技术专业的培养目标，分析了传统的“动画设计与制作”课程的特点，数字媒体技术专业的相关行业的最新发展，以及交互动画领域的技术趋势，以及在“动画设计与制作”课程引入交互动画设计内容的必要性。面向数字媒体技术专业的“动画设计与制作”的教学目标是既要讲教授三维动画设计和制作的基本原理，又能适当结合当前数字媒体技术相关行业的最新发展，并开展案例教学。本着这一目标，我们设计了课程的教学内容和实验内容，希望学生学习完课程后能够学到最新的三维动画设计技术，并能进行具体的交互动画设计与制作。

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（编辑：郝 婵）

本文系浙江理工大学动画设计与制作精品课程项目(编号：JPKC1201)资助。

张海翔，男，博士，浙江理工大学副教授。研究方向：数字媒体。

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