普及角色建模及骨骼动画的研究

熊影娜++彭国贵++朱诗谣++庞博

摘要：本文通过“角色建模”与“骨骼动画”两个案例分析，总结出专业教学的普及经验：按照事物自然顺序，通过直观演示，提炼出关键要领，让学生自己形成概念。

关键词：动漫与游戏制作；角色建模；骨骼动画；普及

中图分类号：G712 文献标识码：A文章编号：1005-1422（2016）05-0085-03

一、研究背景

这是一个丰富多彩的时代，一个信息高速发达的时代。如何直观、正确地认识这个眼花缭乱的世界，作为中职学校的信息技术科教师，要从自身的专业教学角度出发，不断思考，力求让“动漫与游戏制作”专业的学生能简单轻松地掌握本专业最基本、最关键的操作技术。

下面，通过研究“角色建模”与“骨骼动画”两个案例，进行内容阐述。试着总结出一种专业教学的普及经验，与大家共勉。

二、研究内容

（一）普及的概念

普及，从字面上讲，可以理解为大面积（普遍、广泛）地达到（涉及、传布），形容存在的范围很广泛。以学校教育为前提，可以理解为对本专业学生进行全体讲授。进而扩大到，对选修了这门课程的全校学生进行讲授。

让学生们以最简单、最轻松的方式掌握课程内容，是达到普及效果的有效方式。学生容易记忆，一学就会，是评价课程内容合理性的重要指标。那么，课程内容如何安排才能达到简单易学的效果？下面，以案例展示的方式，挑选本专业两块重点内容进行阐述。内容1为卡通角色头部建模案例；内容2为骨骼动画创建案例。

（二）角色建模教学案例展示

依照个人习惯，建模思路有很多。可以创建出大体，然后再雕琢出细节；也可以从局部出发，一片一片延展出全貌；还可以一部分一部分创建，最后拼接成整体。

本例以Maya软件中“卡通角色头部创建”作为展示内容，讲解如何在整体思路引领下，从局部出发，延展出全貌的创建过程。用到的主要建模方法为：以一个小小的多边形平面为基础，通过对该平面进行挤出，延展出头部轮廓。

1.确定模型创建的顺序

创建顺序也因各人习惯而略有不同，在本例的教学过程中，我们所采用的是：从嘴巴部位开始；然后是鼻子、脸颊区域；再往上做出眼眶；最后挤出后脑勺。创建好后的头部轮廓大致效果，如图1所示。

教师在讲解和演示的过程中，要注意语言描述的顺序，配合每一环节的相关图片展示，会更加直观便于理解。

2.找出关键操作要领

所谓关键，是指事物最要紧的部分，对事件情况起决定作用的因素。此例中，关键操作因素是什么呢？换一种说法，如何使一个小小的平面产生大的变化，变成想要的轮廓呢？

当教师抛出问题后，要求学生们找到原因，这就是从一大堆操作步骤中概括出关键要领的方法。如图2所示，一个简单的平面变成嘴巴的模型，我们主要做了什么操作呢？总结出来有3点：①通过对“边”进行挤出；②再对边进行适当的“旋转”和位置上的“移动”；③最后再调整边上的“点”以形成想要的效果。难点在于，如何使挤出的边符合角色的嘴部轮廓？因为是三维模型，所以要求学习者调换视角进行修改操作。观看教师现场示范或视频演示，可以直观获得解决方法。

同理，如何在嘴的基础上，制作出鼻子，关键的操作要领是什么？仍然是对“边”进行挤出，然后旋转/移动。再对“点”进行位置的调整。如图3所示。只有掌握了“边”和“点”的操作，制作眼眶、挤出后脑勺就可以让学生自己尝试了。对边和点的灵活操作就是该案例的关键要领，当学生意识到这一点后，教师也达到传授建模主要方法的目的。

由此可见，在具体的教学过程中，教师可以通过提问的方式让学生思考，再通过直观操作演示让他们观察，由学生自己总结出常用的修改步骤，逐步形成模型修改的思路。这一过程会费一些时间，需要耐心，如果顺利度过了这一阶段，你会发现后面的教学变得非常简单了。学生掌握了修改模型的思路，换句话说，掌握了建模的要领，他们就可以自主地创建模型、修改模型，达到自由建模的状态，这是非常令人期待的。

3.直观演示便于学生记忆

当文字表达不容易理解的时候，图片出现了。当图片拍摄角度太多容易混淆的时候，视频产生了。所以，技术的进步是有其自然发展的顺序的。意识到这一点，我们就能对信息化技术进课堂有更宽泛的理解。在这个案例中，角色建模的讲解就需要用到视频，或者教师现场演示操作步骤。

（三）骨骼动画教学案例展示

本例以3DS Max软件中的“CAT骨骼动画”作为讲解内容。

1.直观演示

该实例直观演示放在前面，通过教师自行制作的一个CAT角色动画视频，给学生们一个直观认识。这个动画是模拟人物行走，通过一个熟悉的二足动物行走动画，引起学生们思考：如何用软件来实现动画？以介绍CAT角色动画功能为契机，把握三维软件对角色动画制作的设计思路。为制作更具想象力、挑战性的动画做一个入门的准备。

2.思路分析

下面，开始分解行走动画，并与CAT动画制作思路联系起来。目的是简化步骤，找出关键要素，让学生们熟悉用软件形成动画的流程。

第一步，明确CAT的概念。CAT：Character Animation Toolkit （角色动画工具包），是3DS Max 2011中新增的角色动画制作系统。功能非常强大，使用很方便。这个实例就能让同学们直观感受。

第二步，CAT制作动画的思路。这是该案例的讲授重点。要求学生们仔细观察行走的视频，引导他们找出关键要领，动画是怎么产生的呢？我们知道，既然是动画，就会有不同的动作姿势。第1个姿势过渡到第2个姿势，第2个姿势再过渡到第3个，或许第2个又再回到第1个……以此类推，我们可否下一个定义：动画是不同动作姿势的转变。找出这句话的关键词：姿势、转变。那么，用软件如何记录不同姿势，用软件如何实现它们的转变？这就是该案例的关键要领。下面，结合CAT软件功能特点将关键要领按操作顺序表述出来。

3.操作顺序

（1）创建一个骨架，本例选择Clown（小丑）骨架。在3DS Max 2011及以后的版本中，我们可以在CAT骨骼库中找到现成的骨架，CAT骨骼库在哪？在该软件的“创建”面板→辅助对象→CAT Objects类目下，选择CATParent，在“CATRig Load Save（CATRig加载保存）”卷展栏中可以找到现成的骨架，此例用的是Clown（小丑）骨架。

（2）创建动作层，记录姿势。每一副骨架都有一个控制图标，就在骨架下面，一个带箭头的三角形。我们选中它，进入3DS工作界面中的“运动”面板，在该面板中，专门有一个区域可以记录姿势，该区域的名称为“Layer Manager”（图层管理器），其工作原理为：先创建一个动作层，有一个按钮专门用于创建动作层的操作。然后，打开记录按钮，当我们按下该按钮后（它就变得像我们播放器的播放按钮）。再然后，调整骨架、制作姿势。我们可以用“移动”工具和“旋转”工具对骨架中的单块骨骼进行调整，形成我们想要的姿势，它会全部记录下来。由于一个动作层只能记录一个姿势，根据熟悉的行走动画，同学们创建了两个动作层Abs1和Abs2，分别放了两个姿势。如图4所示。

（3）制作动画：让姿势转变。我们需要在不同时间点设置关键帧，将姿势1放在第1个关键帧，将姿势2放在第2个关键帧……以此类推。本例中，学生们在第0帧设第1个关键帧，放姿势1；在第30帧设第2个关键帧，放姿势2；在第60帧设第3个关键帧，又放姿势1；在第90帧设第4个关键帧，又放姿势2。想象一下，两个姿势的交替，我们的行走动画是不是产生了？答案是肯定的。

综上所述，CAT骨骼动画的制作思路与具体的操作步骤就完成了。

三、研究结论

通过以上的案例展示与分析，再结合实际教学中的学生表现，有70%的学生掌握了教学内容，体现在模型布线合理，动画创建达标。20%的学生有创意设计，能在原有基础上有自己的思想，可以多个姿势进行转变，产生丰富的动画效果。作为三维软件中两块重要的知识点，学生可以简单轻松地掌握，而且可以自主地创建，这种效果是令人满意的。

对于专业课中的重点教学内容，如何讲解才能简单轻松地让大多数同学掌握？换句话说，如何体现普及性？研究得出：应遵循以下教学内容设计原则。

（一）知识的自然顺序

此篇文档中体现在模型创建的顺序，以及骨骼动画的制作顺序。只有顺序合理，学生才能了解步骤之间的关联，合理的顺序便于找出直接的联系，这种联系与我们的逻辑思维形成，密切相关。很难想象没有顺序的讲解，对青少年产生的影响。就像走进了一间乱七八糟的房间，那种感觉比较糟糕，会带来厌烦与消沉，久而久之，对相关学科失去兴趣也就在所难免了。所以，顺序很重要。

（二）直观认识为先

抽象的概念总是让人困惑，直观生动的图片、视频会让人轻松、好理解。所以，教师光是口头描述不管用，只有利用信息化教学手段现场演示或视频演示才能说明问题。如果演示的某个操作过程能简单、便捷达到目的，最好是能吸引学生，那么，这个操作方法就会牢固存在于学生的记忆中。当观看了另外一种操作方法后，他头脑中的记忆就会与之前记忆深刻的内容进行对比。只要有对比，就会有选择和改进。只要有选择和改进，就能体现判断力和实用性。所以，直观演示除了能帮助我们形成概念外，还培养某种判断力和提升实用性。

（三）最关键的东西引导给学生

作为教师，我们如何将某一学科或者某一操作技术中，最关键的东西引导给学生？我们既要在过程中找到事物的共性，又要在产生突出变化的地方停顿一下，标出这个前后变化的关联点，然后再来比对这些关联点的共性。所以，关键的东西就是从一大堆复杂的东西里发现共性。而这样，又能便于我们理清顺序，让知识在大脑中有一个良好的排列，能更优化地利用记忆这一宝库。

总而言之，在讲授一个具体的教学内容时，当我们按照步骤一步步操作，我们需要前后比较一下，找到关键要领。这个关键要领既包括相同环节的共性，又涵盖产生突出变化的关联点的比较。一定要真正行动起来，才能体现出教学效果。

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责任编辑何丽华