动画创作中现代数媒艺术手法运用变革探析

姜文东

（福州外语外贸学院艺术与设计学院，福州 350202）

艺术形式的诞生离不开社会经济与科技发展水平。作为一种新的艺术创作形式，数字媒体艺术的应用领域越来越广泛，特别是动画创作领域将面临前所未有的发展机遇与挑战。数字媒体艺术对动画设计师提出一个新要求，即掌握计算机图形编程技术。行业发展要求动画设计师既懂艺术又懂技术，要学习新的动画创作艺术表现形式，学习数字媒体艺术交互领域的创作思维，以适应数字时代中国动画行业的发展。

数字媒体艺术是指以现代计算机软件为工具载体的数字媒体技术应用于艺术设计。数字技术和媒体技术是数字媒体艺术创造的主要形式，而计算机是其主要介质。数字媒体艺术的本质是一种全新形式的计算机技术与艺术设计的完美结合。数字媒体是相对高级的信息载体，主要借助于二进制表达对数据和信息的记录、处理与传播。随着数字技术和现代媒体技术的不断开发和革新，新时代的媒体艺术设计者在将自己的艺术思考和艺术理念融入数字媒体的过程中使得数字媒体艺术独具魅力[1]。数字媒体艺术的亮点之一是其绘画艺术与传统的绘画艺术不同，它将数字技术和数字媒体结合在一起。对于数字媒体艺术的受众而言，他们是通过视觉、听觉、触觉来感知数字媒体艺术。

一、数字媒体艺术对影视动画行业的影响

（一）提升艺术设计效率，降低影视动画制作成本

传统的动画设计人员都是利用手绘进行动画设计，制作工序和难度等都是限制动画设计人员制作产出高水准、高质量作品的难题。在一定程度上，人力资源和材料资源的消耗也比较大。

随着信息技术的快速发展，数字媒体艺术的手绘板电脑实时传输系统，不但大大降低了动画设计的难度，还提高了动画制作过程的整体设计质量、精度与效率。不仅如此，动画设计的数字媒体应用更注重工作人员自身的创新思维，尤其是数字媒体动画特效，在具象化文学描绘场景的过程中有天然的技术优势，经过动画建模、UV 贴图、灯光渲染、动画设计等工序之后，影视作品的大场景画面渲染会更加精美，相较于实景搭建也会节省不少经费。

（二）提高影视动画特效品质

目前人们对于影视作品视觉效果品质的要求越来越高，更加注重影视作品中特效是否真实、炫酷。在影视作品制作过程中，利用数字媒体技术完成影视作品后期的剪辑、特效加持工作，向观众展示更为华丽的特效、场景，能够更加完美地表达出影视作品的情感，满足人的审美要求。

（三）增强广告视效效果

在广告视效方面，数字媒体与动画相结合使动画更加鲜明和独特，给观众带来不同的视觉观赏体验。中国传统的广告设计，大多是利用真人拍摄，很少启用动画技术。而现在设计师可采取当前极其受欢迎的动画设计，将动画设计融入广告中去，以独特的设计来征服消费者。此外，数字媒体动画的广告设计可利用各种特殊的视觉效果来唤起消费者的购买欲望，形式更容易被人们接受。

二、数字媒体时代动画技术变革分析

数字时代动画艺术的技术变革，主要集中在三维几何建模技术、二维绘图技术、材质渲染技术、色彩渲染技术、动画（动作）设计技术、素材特效编辑合成技术以及与美术艺术软件开发密切相关的数字软件计算机编程技术。总而言之，数字媒体时代的动画技术变革涵盖了动画艺术制作整个过程。

（一）三维技术与二维技术发展变革

三维几何建模技术与二维绘图技术的数学方法描述空间关系本质是同一的，但是三维图形的数学方法描述在纵深空间的描述比之二维图形多了一个物理维度。自从18世纪数学家笛卡尔使用X、Z、Y 三个方向轴描述三维空间后，这种精确定位几何图形位置与空间关系的描述方法在此后的计算机模型技术开发过程中便被模型化、数据化。

在模型描述方法中，早期的计算机建模技术多采用Polygon（多边形法）。虽然Polygon 存在倒角、复杂细节破面的情况，但它的简单和应用属性经过改良、优化后已经基本满足用户需求。此后，由多边形建模技术渐渐过渡到自由曲面技术建模，再由自由曲面技术渐渐过渡到面片建模和Nurbs（曲线曲面非均匀有理B 样条）建模技术。美国克斯（Pixar）工作室在创制出此种建模技术之后，细分法逐渐成为数字媒体时代工业光模建模的主流技术。由此，动画艺术借助现代媒体技术在建模领域便形成了完整成型的建模技术体系。

进入20世纪，MAYA、ZBRUSH 软件的出现，渐渐解决了高模细分领域的建模问题，使得手绘设计师在进行动画模型制作过程中能够对数字雕塑模型进行雕刻。自此动画建模的造型塑造便更加形象化，毛发、草丛、树木、花石、人、动物等以往多边形建模技术、自由曲面建模技术无法解决的精细细节可直接在模型表面利用立体绘图技术进行自由设计与雕刻[2]。如今建模技术高度成熟，能限制艺术家进行动画模型创作的只有艺术家本身的想象力了。

三维动画材质调整技术发展变革，现代数字媒体技术的发展变革集中在动画模型的材质调整技术方面，主要涉及四个方面的技术小门类，分别是色彩渲染技术、纹理贴图技术、物体质感属性还原技术、光源特效技术。

色彩渲染技术是数字媒体技术利用计算机光线色彩分析原理，模拟还原在真实的自然环境场景之中，物体与光线、物体与物体之间发生的环境光漫反射、入射光漫反射、入射光高光反射之间的关系。

纹理贴图技术的变革主要集中在Texture 贴图、Pacity 贴图、Reflection 贴图、Decal 贴图、Bump贴图、Procedural 贴图等贴图样式的转变上。各种贴图方式依据不同的物理纹理贴图原理在计算机数据的算法模拟之中，逼真地还原模拟客观物质世界。贴图的实现手段有二维贴图与三维贴图之分，但不管是利用物理镜面映射原理进行贴图，还是将纹理图像反射到物体表面上，殊途同归都能使数字模型达到更真实的效果。因为具体材质的不同，诸如大理石纹理、木材花纹、皮肤肌理、石头花纹等材质，不同的材质有不同条件适配的几种贴图方式。

And reduce 4 hours per unit due to exempt from measure, cut and transfer.

动画设计处理技术发展变革，现代数字媒体艺术对于动画设计处理技术的变革主要集中在关键帧法、关节运动法（通常是人、动物、昆虫等生物模型）、变形运动法、物理量模拟法四个基础性动画设计细分门类上。

现代数字媒体技术已经基本实现24 帧/S 的动画帧基数，各种模型对象的各种属性变化基本都可以通过关键帧记录下来。对于创作者而言，这些关键帧在现代技术条件下，可以通过三维动画制作软件计算出自然、平滑的动画效果。

对于人、动物、昆虫等生物模型的动作设计，关节运动法依据发项运动学（IK）的发展，对每一个运动关节都能够控制约束，实现生物动作、动态的动画设计。依托于最先进的动作捕捉涉及，动画电影的动作设计通常由绑缚在人身体上的空间信息采集点捕捉生物动作流程。如《指环王》里的“咕噜”角色、《哪吒·魔童转世》里“饺克力”导演饰演动作演员的哪吒角色、《金刚》电影里的大猩猩等都是利用动作捕捉技术采集动作（表情）演员的动画（动态、表情、动作）空间位置关系信息完成动作流程的动画制作。简而言之，现代媒体技术的先进性，对于动画动作捕捉技术的运用已经接近极致，基本还原到真实自然的生物动作状态[3]。

此外，对于运动的算法还包括（非生物）物体与物体之间的形体变化关系。依靠三维动画软件制作不同形态的形体可以通过变形运动插植线性与非线性（立体）形体，形成非常规形态的形体变形过程动画，且变化的形态自然生动。而需要动画虚拟引擎的软实现物理动画效果，则使用算法编程语言基于直接和间接方法求解，计算出有什么样的形态。

现代媒体技术下的物理量动画模拟法是计算物理性质的大自然现象（旋涡、弹跳、涟漪、碰撞）等体现磁场力、重力、弹力、万有引力等物理世界规律或自然现象规律的一种动画制作算法[4]。

（二）平面矢量绘图技术改进与变革

现代媒体技术对于平面矢量绘图技术的改进主要集中在纹理图像的后期制作方面，利用各类调色工具实现绘图效果的功能软件，如调色板、线宽、线型、画笔、矢量提线等功能都属于平面绘图技术的一部分。在PS（Photoshop）软件中还包括画面的对比度、饱和度、锐化、羽化、图像剪裁等功能，都是平面绘图软件的属性功能。Aodobe公司生产开发的各类型绘图软件（SAI、Pinter）都属此类。毫无疑问，对于绘图设计师而言，只要掌握了绘图原理与造型技巧，便基本可以在各式各样的绘图软件中实现影像的重构与创造。

（三）着色输出技术变革分析

现代媒体技术通过KESHORT 等类似的着色渲染软件，依据光照模型的计算公式，可以根据物体的材质属性，静态地合成动画效果图像。在算法定性的情况下，模型物体的表面造型越是复杂，则着色渲染的过程就越复杂，色彩的数学计算公式计算量也会成指数倍增，当然，最终的画面质量展现的物体质感也就越好。如图1所示。

图1 张竑《数字媒体时代的三维动画变革研究》

（四）合成编辑与特效处理方面的技术变革

通常动画的后期制作都是需要对画面、剧情桥段进行编辑，以保证动画的图形图像图层合理，时间顺序等内容合乎逻辑，合乎创作需要。现代数字媒体技术对于动画电影的制作变革，最突出的特点是把整个动画的后期制作过程可以无缝衔接到数字合成媒体的计算机软件中完成。合成模式主要是over、xor、add、difference 等无限层次图像序列嵌套合成方法，动画的抓帧处理、淡入/淡出、图像柔化/锐化、Gamma 校正、图像镜像、亮度/对比度/饱和度调整、马赛克等各式各样的特效处理都属于编辑合成范畴。所采用的合成软件也大多是Adobe 公司旗下的PR、AE、Edius 等视效视像剪辑软件。

（五）软件开发的技术变革因素与新时代要求

由于动画制作的流程复杂，工作量繁重，利用软件开发技术对数字动画软件进行优化或者小插件制作会给繁重的动画制作工程带来诸多便利，同时也能节省制作人员的宝贵时间，提升动画制作效率。可以说，一个优秀的电影动画特效制作人员精通软件编程技术与插件的开发技术会使自己的工作效率倍增。

其次，软件开发之于动画制作的价值不仅仅在于制作流程的优化与动画制作效率的提升，更重要的是不同的计算机图形编程算法会带来不同的数字视觉效果，不同的视觉效果会带来不同的审美意境与审美形象。动画艺术的高质量得益于动画制作技术的先进与科学，同时动画艺术的审美品位却取决于变化，编程技术给图形图像的合成创作带来的各式各样的视效变化，正是动画艺术的审美所追求的“不拘一格是艺术”的审美境界。

三、新时代数字媒体与动画行业人才所面对的机遇与挑战

数字媒体与动画设计的结合既是机遇又是挑战，在当今动画产业不断发展下，对设计师的技术要求更高。与传统手绘动画设计相比，现代动画艺术创作对于设计师的软件操作能力、艺术创作能力都提出了更高的要求。换而言之，新时代的动画设计者不仅要具备传统手绘动画的绘画艺术设计功底，同时还要具有熟练操作各类注入MAYA、3DMAX、ZBRUSH、KEYSHOT、犀牛、AI、UV 等建模、渲染、矢量线稿、动作捕捉等动画创作软件的技能。

当今社会，随着科学技术的发展，从原始二维动画再到如今的三维动画，以及下一阶段使用的CG 动画，动画设计给人们带来了视觉的冲击。在更高级的设计模式下，设计的难度大大增加给设计师自身的技术带来了更高的要求。在一定程度上技术的进步倒逼着设计师要不断进步，更新自身的想象能力、技术以及实现动画设计的具象化创作能力[4]。数字媒体艺术的动画设计过程随着人们对画面品质与建模品质、渲染品质等的要求会变得烦琐、细致。虚拟引擎动画，以其先进的技术实现多维空间画面效果，在全世界范围内得到迅速的推广和普遍的发展，取得辉煌的成就。例如《Zafari》就是一部在虚幻4 引擎中完成的动画片，除了模型和贴图以外的灯光、特效、渲染等工作都是在虚幻4 引擎中完成，我们可以看到在视频中复杂的画面特效和场景依然可以保持基本的交互，而且因为使用了引擎，没有传统的渲染环节，节省了时间和预算。动画片的镜头和剪辑也都可以基于虚幻4 引擎的功能得到实时的反馈。

目前国内已经有动画公司在使用虚幻4 的流程完成动画片的制作，这对于传统的动画制作流程来说，极大地优化了项目的时间和制作流程。对于动画剧集来说具有无可比拟的优势。

因此动画虚拟引擎应用孕育而生，艺术与技术的融合与交叉，在特定范围内使用数字媒体艺术，一定程度不是简化动画设计流程，而是增加了设计过程中动画设计的流程与难度。动画设计随着人们的审美需求提升，使得动画制作的艺术设计看似比以前更复杂了，但一旦拥有计算机编程言语能力，能够有效控制软件的计算效果，就能达到前所未有的艺术效果。数字媒体艺术设计软件操作下的动画艺术制作是一个最需要有耐心、想象力的工作，同时需要掌握动画虚拟引擎的运用技术，开拓新的动画创作领域。

四、结语

近年来信息技术与网络技术衍生下的数字媒体艺术广泛影响着人们的生活，极大地改变了人们的生活方式（娱乐方式）。数字媒体艺术创作理念与制作模式的出现为动画发展做出了极大的贡献，数字媒体艺术在动画设计中的应用显然是紧随新时代人们审美需求与审美品位的。数字媒体艺术在动画设计中的应用更是有效地丰富了动画设计的形式。对于设计师而言，面对数字媒体艺术创作背景下的动画设计，既是机遇也是极大的挑战，这就要求设计师既要学会应用现代设计软件，又要学习计算机技术，跟上时代的步伐。而新一代的设计师不能过分依赖于电脑设计，要提升自身的创新能力和审美能力，作品中必须体现出创新意识，在创新过程中还要能够将中国传统优秀文化融入动画设计之中，使中国传统文化得以继承并发扬光大。