建筑动画项目教学过程的思考

朱波

摘 要 本文探討了在建筑动画项目教学实施过程中的关键步骤和教学心得体会。重点是如何在课程实施中体现真实的工作过程，让学生获得专业技能和职业体验。

关键词 三维建模 UVW拆分 相机动画 反射折射材质

中图分类号：G424   文献标识码：A   DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.09.059

Thinking on "Architectural Animation" Project Teaching Process

ZHU Bo

（Hubei Industrial Polytechnic， Shiyan， Hubei 442000）

Abstract This paper discusses in "architectural animation" project teaching process of critical steps and teaching experiences. Focus is on how to reflect the real work in curriculum implementation process， so that students acquire professional skills and professional experience.

Key words three-dimensional modeling; UVW Split; camera animation; catadioptric material

0 前言

建筑动画是数字媒体制作专业课程体系中一门综合性较强的课程。它涉及到了三维制作、材质贴图制作、动画制作、特效制作、后期制作等多方面的专业知识，属于专业技术要求较高、所需知识点较多、交叉课程较多的一门课程。笔者在实际的教学中发现，要想取得较好的教学效果，达到项目教学目的，在教学过程中就要注意培养学生掌握以下几点：（1）建筑动画制作流程和制作规范——严格遵守建筑动画制作流程和相关规范，既可以让学生掌握企业真实的工作流程，便于以后的工作对接，同时又有利于培养学生的团队协作能力，便于项目管理保证项目进度和项目质量;（2）熟练的操作能力——能够熟练的操作工具软件如：3dmax、photoshop、after effect等，这些可以有效提高学生的工作效率，保障工作进度;（3）娴熟的专业技能——能够掌握熟练的三维建模、材质制作、场景布光、动画制作、渲染优化及后期处理技能技巧，这些是项目教学的的重点和难点，也是学生必备的专业技能，它是实现动画脚本完成建筑动画任务的技术保障;（4）思考问题解决问题的能力——在项目实施过程中，会遇到各样的难题和困难，应该引导学生积极思考、勇敢创新，自主解决问题，这也是职业素养养成的重要一环;（5）检查与评价能力——在项目实施中，应引导学生能依照客观的工作准则和工作标准结合自身的审美标准来检查判断工作成果，努力做到积极自我检查、客观评价他人与自己，这有助于学生提高职业素养和形成良好的工作关系。

1 项目教学实施过程

咨询、计划、决策阶段：该阶段教学要引导学生分组形成一个个制作团队选出负责人，教师讲解项目背景和项目要求及愿景，然后引导学生分工讨论搜集相关的素材和参考图片及视频资料。同时，教师应给学生介绍项目实施必备的基础知识，如：建筑动画的制作流程、工程管理及文件对象的命名规范以及协同工作的一些技巧和方式、视频格式及常见的建筑动画形式等等。这些背景知识有助于学生开展工作计划的制订，特别是动画脚本的制订。

动画脚本及分镜表制作阶段：这一阶段的工作是整个动画项目的起点和基础，它决定了建筑动画的表现内容和工作内容，也直接决定了工作的难度和工作量。教师应该带领学生学习解读一些建筑动画脚本的范本，让学生了解建筑动画脚本的写作方式、写作主线、镜头如何表现、镜头如何衔接等等，引导同学们根据客户需求和动画表现主题来完成动画脚本的写作。以笔者的制作经验可以提示学生以时间、空间、事物关联性等作为组织镜头的线索。然后带领大家了解分镜表的制订方式和注意事项特别是如何设定每个镜头的景别、内容、相机动作以及时长等等。然后引导学生根据分镜表完成项目计划和分工，这也是团队分工协作的依据。这一阶段的工作，教师应发挥引导作用，一方面引导学生根据广告主题发挥想象力积极创意;另一方面，又要实事求是，根据学生的水平能力，简化脚本中过于复杂的场景和情节，保证学生团队能实现脚本内容。

简模制作及动画预演阶段：这一阶段主要组织学生根据脚本、分镜表和搜集的参考素材，制作场景地形、建筑模型、植物、公共设施等的简单模型如用立方体、球体等等组合表示。这一阶段的简模制作主要是为了快速得到场景模型以及基于此来添加相机动画以准备动画预演。这一阶段的建模主要是要求大小和位置要准确，建模难度较低。简模制作完毕，引导学生根据分镜表添加相机制作相机动画，在相机动画制作中要强调相机基本动作：推、拉、摇、移、跟的动画实现方法以及匀速运动和变速运动相结合表现动画的节奏。相机动画制作完成后发布成视频文件主要是给客户（这里是老师和其他评委）审查看看动画内容是否合适并能反映动画主题，如有偏差可以再修改分镜表或动画。这一步很重要可以将因脚本和分镜表问题产生的修改工作量大大降低，想象一下，如果场景精细模型乃至材质动画都制作完毕后发现脚本或分镜表有问题再来修改，工作量将会多大！

三维建模制作阶段：这一阶段的工作任务量最重，最好组织学生小组分工完成场景建模任务。对于建筑模型来说主要掌握CAD图的整理和导入、二维线的绘制、多边形建模及编辑等技巧;对于公共设施来说主要是大小尺寸要准备，善于结合多种建模方法完成建模，同时根据场景大小合理控制模型精度和大小;对于植被模型要合理制作远景、中景、近景植物，远景可以采用forest森林插件、中景可以采用speed tree、stree strom等植物插件、近景可以采用高精度植物模型，做到合理控制场景大小，在保障图像质量的前提下尽量加快渲染速度;对于一些生物模型如飞鸟、游鱼、人物等可以采取不同的策略，如飞鸟可以采用建模因为一般是远景镜头、游鱼可以采用中等精度模型结合贴图拆分等、人物为加快项目进度和降低难度可以直接导入或下载商业人物模型来使用。这一阶段的教学重点是讲授多边形建模的思路、学习如何从物体的造型和结构入手分析、灵活使用多种建模和编辑方法、注意合理的布线同时保持合理的边面数。同时需注意对于不重要的但同时结构和纹理较为复杂的对象，比如带浮雕的墙壁等，可以考虑利用贴图置换等方式表现凹凸细节，而不是花很多时间去建模实现。这也是一种工作策略，它反映了在工作中采取合适的策略可以大大提高效率。

场景布光阶段：在完成场景建模后，应指导学生完成场景布光的工作。根据笔者的经验，许多学生往往热衷于三维建模、动画制作等工作，对于场景布光往往忽视或者不重视，殊不知建筑动画是视觉表现形式，而视觉表现效果好坏往往是由光影效果决定的，而光影效果除了与物体的材质特性有关外主要是场景灯光决定的。这也是很多同学总是觉得材质无论如何调节总是得不到想要的表现效果，场景画面整体不佳的原因。这一阶段的教学难度较大，首先要引导学生认识光影的重要性，通过分析查看一些素材图片，了解不同季节、不同时段、不同空间的光影特点;同时要引导学生熟练掌握3dmax中各种类型灯光的特点和参数调节方式，使学生有能力掌握“舞台灯光”;另外根据场景大小（小区、园区）、空间的不同（室内室外）要采用不同的布光策略，特别是如何利用灯阵模拟环境光和间接照明效果;要注意培养学生采用主光+环境光+辅助光的布光思路、依据先主后次、划分空间的原则来布光，同时注意灯光调节要有层次感，注意影调的调节。

材质贴图制作阶段：这一阶段的教学重点是材质制作，而材质制作的核心是教会学生分析表现对象的质感特点（可以从表面色、反射、折射、纹理图案、凹凸等方面分析和表现）;同时应培养学生利用PS等工具绘制或加工自己所需的贴图素材（常见的如漫反射贴图素材、反射贴图素材、遮罩贴图素材、凹凸贴图素材等），这也是材质制作中比较繁重的一项工作和必备的技能;教授学生多种的材质调节技巧以满足复杂材质的表现（如混合、多维、衰减等材质的组合使用等等）。这一阶段的工作必须结合合理的灯光效果来完成，因为好的材质效果与合理的灯光表现是密不可分的。同时，教师应该引导学生认识到材质决定了图像的细节，但是材质同时也影响了渲染速度，甚至有时候过高的材质参数会导致渲染时间急剧增加，特别是默认扫描线渲染器甚至会因为内存耗尽而退出程序。对于建筑动画来说动辄就是几百上千帧的画面需要渲染，单帧渲染时间过长的话会导致最终项目不能按时收尾。

动画制作阶段：因为相机动画在动画预演阶段已经完成，所以这一阶段的动画主要一些物体动画和场景动画。其中比较常见的动画如人物动画主要训练学生掌握骨骼设定与模型绑定方法、骨骼动画的设计与调节，行走动画较简单而复杂肢体动画和表情动画比较复杂可以采用导入bip文件等方式;汽车动画等，这类动画比较简单注意运动路径的调节、运动节奏的调节;特效类动画如云的动画、下雨等天气特效动画，这类动画要引导学生学习掌握主要的粒子动画制作方法以及结合力及导向板等空间绑定方法。动画制作主要的问题是动画时间长度合适、动画节奏符合镜头要求、动画没有变形等等。这里需要引导学生通过动画预演观察动画存在的问题，并给出有针对性的解决方法，比如3dmax默认的关键帧动画采用的动画过度是贝塞尔曲线方式运动存在先加速后减速的现象，而我们通常需要的是匀速运动即线性运动。

渲染优化阶段：这一阶段的工作包括测试渲染、渲染优化、渲染出图。在正式渲染出图前一定要做好测试渲染的工作，通过渲染测试查看图像效果、渲染时间，然后适当提高灯光参数、渲染参数、设置适当的抗锯齿参数、反射折射参数等努力在画质与渲染时间之间找到平衡。限于学院电脑的性能，笔者一般建议学生在保证画质的前提下，尽可能采用标清画幅，单帧渲染时间控制在3分以内。当然针对不同的渲染器如扫描线渲染器和vray渲染器，渲染优化的方法也不尽相同。但总的来说，可以从材质、灯光、反射、折射、阴影、抗锯齿等方面来进行优化设置。

后期处理阶段：这一阶段主要是教授学生利用后期合成软件如after effect等完成素材图片、声音等的导入、剪辑及字幕制作等等，同时针对画面的调色处理也是重点，因为它直接影响最终成品的视觉效果。教师应指导学生根据项目成果应用的场合（如电视广告、网络广告等）有针对性地进行视频发布，如选择合适的编码器和压缩比。在教学过程中，发现学生对于视频合成与剪辑方法掌握的较好，但对于视频较色与调色往往没有清晰的认识和明确的思路，这里教师应引导学生分析一下生活中的真实场景图片，看看生活中的真实色彩是什么样子的，较色、调色的目的就是为了把画面中失真的色彩还原为我们记忆中的真实色彩。当然对于色彩的判断和使用是需要一定的美术基础和审美能力的。

项目的最后阶段是教师指导学生进行总结与检查，可以采用讨论与答辩的方式，每个小组进行作品展示和陈述，其它小组进行点评和打分，這样让同学们既分享成功的喜悦，又警醒失败的教训，让这一次的项目教学获得最大的“收益”！同时这也是教师的一次自我检查和总结的机会，在项目教学实施中的得与失，都会成为宝贵的财富，以便在下次的项目教学中继续提高教学水平。