新媒體時(shí)代三維動(dòng)畫教學(xué)的轉(zhuǎn)型

傳統(tǒng)動(dòng)畫教學(xué)中的三維動(dòng)畫教學(xué)已經(jīng)不能夠滿足新媒體時(shí)代動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)對(duì)人才的需求。本文通過對(duì)三維動(dòng)畫重要的技術(shù)分支——即時(shí)渲染動(dòng)畫的分析，找到其在新媒體產(chǎn)業(yè)中被廣泛應(yīng)用的主要原因，即和傳統(tǒng)CG動(dòng)畫相比的優(yōu)勢：更小的體積，更強(qiáng)的互動(dòng)性。以其為指導(dǎo)，在動(dòng)畫專業(yè)教學(xué)中，三維動(dòng)畫教學(xué)應(yīng)該以即時(shí)渲染類動(dòng)畫的教學(xué)為突破口轉(zhuǎn)型。解決三維動(dòng)畫和新媒體產(chǎn)業(yè)需求日漸脫離的矛盾。

動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)已然成為獨(dú)一無二的高速發(fā)展產(chǎn)業(yè)，她的獨(dú)一無二體現(xiàn)在三個(gè)方面，首先她是一種幾乎包含人類歷史上其他八大藝術(shù)形式的第九種綜合藝術(shù)。其次，在實(shí)用性上來說動(dòng)畫技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域也是前所未有的廣泛。最后，自動(dòng)畫和電影一同誕生以來，其發(fā)展歷史其實(shí)也是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷史。科技是動(dòng)畫的基礎(chǔ)，動(dòng)畫是科技的體現(xiàn)。動(dòng)畫毋庸置疑在很長一段時(shí)間內(nèi)依然會(huì)是“朝陽產(chǎn)業(yè)”。而反觀動(dòng)畫教育，大多數(shù)院校依然采用傳統(tǒng)的動(dòng)畫教學(xué)模式，畢業(yè)生脫離產(chǎn)業(yè)需求越來越遠(yuǎn)，專業(yè)大環(huán)境堪憂。尤其在新媒體發(fā)展浪潮下，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)終端的技術(shù)發(fā)展為動(dòng)畫相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了前所未有的助推作用。而作為動(dòng)畫專業(yè)中最能體現(xiàn)專業(yè)技術(shù)的部分，三維動(dòng)畫的教學(xué)成果仍顯疲軟，很多院校仍然以標(biāo)準(zhǔn)的三維動(dòng)畫流程來培養(yǎng)人才，本文從技術(shù)角度對(duì)三維動(dòng)畫教學(xué)做一些粗淺的分析和研究。

即時(shí)演算動(dòng)畫是三維動(dòng)畫中重要的組成部分

動(dòng)畫的分類有很多種，就技術(shù)層面而言也有很多分類方式。僅從渲染和播放關(guān)系上說，可以分為預(yù)渲染動(dòng)畫和即時(shí)渲染動(dòng)畫。我們一般看到的動(dòng)畫、電影等都是在完全制作渲染完畢后展現(xiàn)給觀眾的，這些我們都?xì)w類于預(yù)渲染動(dòng)畫。俗稱CG動(dòng)畫。

另一類是即時(shí)演算動(dòng)畫，廣泛用于游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)、互動(dòng)媒體等新媒體中?！凹磿r(shí)演算”英文為Real Time Rendering，也叫做實(shí)時(shí)渲染或者程序動(dòng)畫等，這種動(dòng)畫播放和渲染是同一時(shí)間完成的。用一般動(dòng)畫制作的概念來解釋就是，計(jì)算機(jī)渲染一幀播放一幀，放完再渲染下一幀。這種渲染和播放的特殊關(guān)系使得傳統(tǒng)預(yù)渲染動(dòng)畫的策劃、制作、營銷、售后的流程和形式完全不能適用。在實(shí)際產(chǎn)業(yè)中，甚至從硬件到人員團(tuán)隊(duì)，兩類動(dòng)畫之間都沒有太多共享的余地。從業(yè)人員必須重新建立起全新的流程體系和軟硬件團(tuán)隊(duì)來適應(yīng)即時(shí)演算動(dòng)畫的特點(diǎn)。在這種基礎(chǔ)上，我們的傳統(tǒng)教學(xué)和新媒體產(chǎn)業(yè)脫節(jié)也就不足為奇了。

即時(shí)演算動(dòng)畫和傳統(tǒng)三維動(dòng)畫的區(qū)別

即時(shí)演算動(dòng)畫的流程體系其實(shí)并沒有一個(gè)完全固定的模式，但是大部分的即時(shí)演算動(dòng)畫都遵循一個(gè)基本的模式，也就是在面對(duì)客戶的硬件系統(tǒng)上，通過一套引擎程序?qū)㈩A(yù)制的素材按照客戶的硬件條件和要求播放出來。制作人員只需要給引擎提供基本的模型貼圖素材，動(dòng)畫文件，而引擎構(gòu)建一套客戶和軟硬件的溝通界面；處理來自鍵盤、鼠標(biāo)、攝像機(jī)、麥克風(fēng)等輸入設(shè)備的控制信息，以及網(wǎng)絡(luò)和不同主機(jī)之間的信息交流；通過動(dòng)畫、光照、渲染等子系統(tǒng)最終完成成品動(dòng)畫。

即時(shí)演算動(dòng)畫技術(shù)主要依賴引擎，不同規(guī)模和模式的引擎生成的動(dòng)畫質(zhì)量和風(fēng)格也有所不同。比如：簡單的互動(dòng)FLASH動(dòng)畫不需要任何附加程序，只需要FLASH軟件自帶的播放程序即可操控和觀賞。而有些大型網(wǎng)絡(luò)游戲所使用的引擎卻花費(fèi)數(shù)百萬美元，數(shù)年時(shí)間不斷開發(fā)升級(jí)，同時(shí)配合超大型服務(wù)器組承擔(dān)服務(wù)端，以及數(shù)量巨大分布全球的客戶端同時(shí)運(yùn)作，才形成完整的系統(tǒng)。

傳統(tǒng)動(dòng)畫中重要的動(dòng)畫設(shè)計(jì)和渲染大部分被引擎取代。而且引擎可以比傳統(tǒng)的人工設(shè)計(jì)做的更多，比如物理引擎的核心部分：碰撞檢測，現(xiàn)在已經(jīng)成為引擎好壞的重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)之一。碰撞檢測會(huì)依據(jù)兩個(gè)物體之間的相對(duì)參數(shù)計(jì)算并模擬出碰撞后的結(jié)果。這一系統(tǒng)的優(yōu)勢是就在于不增加數(shù)據(jù)負(fù)荷的情況下可以模擬出不同成因下的千變?nèi)f化的運(yùn)動(dòng)結(jié)果。這也是新媒體動(dòng)畫互動(dòng)性的重要技術(shù)保障。風(fēng)靡一時(shí)的《憤怒的小鳥》即是二維物理碰撞引擎帶來的無限可玩性的體現(xiàn)。

即時(shí)演算動(dòng)畫在制作流程上大幅度減少了傳統(tǒng)三維動(dòng)畫中繁復(fù)的部分，讓藝術(shù)家們可以更專注基本的模型貼圖的創(chuàng)作和整體風(fēng)格的把控。

即時(shí)演算動(dòng)畫的技術(shù)特點(diǎn)在新媒體中的優(yōu)勢

由于即時(shí)演算動(dòng)畫的架構(gòu)形式特殊，其在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方面和CG動(dòng)畫完全不同。傳統(tǒng)CG動(dòng)畫數(shù)據(jù)主要是圖像的序列幀按照相應(yīng)的格式壓縮而成。而即時(shí)演算動(dòng)畫的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存分為兩部分，一部分是構(gòu)成引擎的程序文件，另一部分是生成動(dòng)畫所調(diào)用的預(yù)制素材。其儲(chǔ)存數(shù)據(jù)構(gòu)成中引擎程序只占較小的比重，大部分為預(yù)制素材文件。而預(yù)制素材文件中，骨骼文件，動(dòng)畫關(guān)鍵幀信息等也占較小比例，而絕大部分是模型文件和貼圖文件。這與傳統(tǒng)CG動(dòng)畫相比容量要小的多的多。

比如科幻3D電影《阿凡達(dá)》，于 2009年底發(fā)行，而幾乎同期，育碧公司也發(fā)行了一款同名改編游戲《阿凡達(dá)》。無論是電影還是游戲的畫面和技術(shù)在當(dāng)時(shí)都屬于業(yè)界頂尖水平。電影中60%的鏡頭完全由CG技術(shù)制作，可以說是一部典型的CG動(dòng)畫電影。而游戲雖然劇情和電影不完全一樣，但是其背景設(shè)計(jì)、角色設(shè)計(jì)、美術(shù)風(fēng)格同電影卻是完全一樣的，并且游戲主要部分都屬于即時(shí)渲染三維動(dòng)畫（包括過場動(dòng)畫和實(shí)際操作部分）。我們將其官方藍(lán)光DVD版本作為母本壓縮成1024x768分辨率的RMVB格式，力求在不影響觀賞的情況下將容量減少到最小。藍(lán)光版電影全長178分鐘，其壓縮后最終容量為1.88GB。游戲官方版本安裝后容量為3.98GB。約為電影壓縮版本的兩倍，而其游戲內(nèi)容卻達(dá)到數(shù)十個(gè)小時(shí)以上，如果計(jì)算更換角色，支線劇情等，其游戲時(shí)間可達(dá)30個(gè)小時(shí)以上。超出電影時(shí)間十倍以上。并且游戲支持1680x1050的高清分辨率，3D設(shè)備觀看，其畫質(zhì)遠(yuǎn)超壓縮版電影，直逼影院效果。由此可見即時(shí)渲染動(dòng)畫所占用的儲(chǔ)存空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于CG動(dòng)畫。更極端的例子是有位程序員制作了一段無限循環(huán)的動(dòng)畫，畫面就是從一段螺旋狀的管道中穿過的鏡頭，其容量只有45KB，和本論文的容量大致相當(dāng)。

這種更加程序化的算法和儲(chǔ)存模式，帶來更小的容量，打一個(gè)不太恰當(dāng)?shù)谋确?，即時(shí)演算動(dòng)畫更像是動(dòng)畫界的“矢量圖”。而新媒體產(chǎn)業(yè)下，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)終端的需求恰恰是更小的容量和更快的速度，即時(shí)演算動(dòng)畫呈現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。

談到技術(shù)差別就不得不說硬件，即時(shí)演算動(dòng)畫和CG動(dòng)畫在硬件設(shè)備方面的比較要分成兩個(gè)方面來看。從制作方面來看，兩者之間并沒有明顯的差距。即時(shí)演算動(dòng)畫在制作上比CG動(dòng)畫要多出引擎的設(shè)計(jì)工作，而這部分工作對(duì)計(jì)算機(jī)的要求并不是太高，事實(shí)上獨(dú)立開發(fā)引擎的現(xiàn)象在業(yè)界來說也是相當(dāng)少見的，大多數(shù)情況下，從業(yè)人員都是購買現(xiàn)成的引擎來減少成本和工作量。而CG動(dòng)畫比起即時(shí)演算動(dòng)畫，渲染的工作在時(shí)間上的壓力是非常巨大的，尤其是高質(zhì)量的CG動(dòng)畫，如果不借助“渲染農(nóng)場”類型的設(shè)備，很多動(dòng)畫的制作將是一件不可能完成的事情。而“渲染農(nóng)場”的價(jià)格不菲，不是一般的人或者公司能夠承受得起的，所以大多數(shù)情況下，動(dòng)畫制作以租用的形式來解決渲染問題。兩者的硬件投入實(shí)際上都是在硬件預(yù)算和制作周期之間找出一個(gè)平衡點(diǎn)。

而另一個(gè)比較方面是從客戶角度來看，兩者之間具有明顯的不同，即時(shí)演算動(dòng)畫對(duì)渲染和播放的同步要求使得他們往往對(duì)硬件設(shè)備的需求要全面的多。面對(duì)即時(shí)渲染動(dòng)畫的引擎運(yùn)行要求，客戶需要準(zhǔn)備的設(shè)備一般來說需要包含計(jì)算、儲(chǔ)存、顯示、輸入、輸出等功能，這幾乎包括一整套個(gè)人終端的配置。而CG動(dòng)畫客戶有時(shí)候只需要顯示設(shè)備即可，比如在傳統(tǒng)電視上觀看動(dòng)畫片。即時(shí)演算動(dòng)畫的這種特點(diǎn)不僅僅是對(duì)客戶的硬件投入有較高的要求，同時(shí)也對(duì)客戶的硬件操作技術(shù)同樣也有一定的要求，否則客戶很可能無法獨(dú)立運(yùn)行即時(shí)演算動(dòng)畫類型的產(chǎn)品。好在移動(dòng)媒體發(fā)展勢頭迅猛，解決了這一矛盾，但是也使得即時(shí)演算動(dòng)畫對(duì)移動(dòng)媒體的技術(shù)發(fā)展非常依賴。不過換句話說實(shí)際上傳統(tǒng)CG動(dòng)畫是沒有辦法發(fā)揮出新媒體的技術(shù)優(yōu)勢的。

即時(shí)演算動(dòng)畫最大的優(yōu)勢體現(xiàn)在他的互動(dòng)性上，雖然傳統(tǒng)CG動(dòng)畫領(lǐng)域也曾做過一些嘗試，互動(dòng)電影（INTERACTIVE MOVIE）曾是娛樂媒體的一個(gè)創(chuàng)新概念，早在十幾年前就已經(jīng)形成，雖然制作人員可以根據(jù)觀眾的意圖改變劇本走向，但是受限于影片制作的制作環(huán)節(jié)，其互動(dòng)范圍仍然十分有限，目前也極少有人去涉足了。

即時(shí)演算動(dòng)畫卻成功的打破了任何一種傳統(tǒng)手段對(duì)互動(dòng)性的束縛。這種互動(dòng)形式最終形態(tài)可能完全超乎想象，比如：劇情是樹狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)人都可以按照自己想法發(fā)展劇情。沒有鏡頭的概念，同一時(shí)間，你可以從任意角度觀看任意的場景，甚至是完全不同的角色。沒有片長的概念，你想看多久就看多久，甚至有可能是一個(gè)永遠(yuǎn)沒有結(jié)束的故事。這其實(shí)并不是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢想。

《上古卷軸》（The Elder Scrolls，簡稱 TES）是由Bethesda工作室制作的魔幻風(fēng)格角色扮演游戲系列。自1994年上市的開始到現(xiàn)在，已有五代游戲。歷代版本皆獲獎(jiǎng)無數(shù)，其中《上古卷軸5：天際》更是獲得有游戲界奧斯卡之稱的VGA獎(jiǎng)（年度最佳游戲）。而究其原因正是其前所未有的互動(dòng)性。游戲提供了一個(gè)廣闊的可自由探索的劍和魔法的奇幻世界，其自由度和互動(dòng)性的廣泛程度已經(jīng)是前所未有的。同時(shí)，游戲引擎提供第三方接口，允許玩家按照自己的想法制作程序拓展游戲體驗(yàn)，俗稱“游戲MOD”。這些MOD可以隨意改變或者拓展畫面渲染風(fēng)格、場景外觀、人物角色、物品道具、劇情對(duì)話、音效音樂等方面。這類高自由度，無限可塑性的游戲，我們通常稱之為“沙盒游戲”（Sandbox Game）這類游戲的核心是“創(chuàng)造”，通常沒有很明確的目標(biāo)，玩家可以扮演一位角色，利用游戲內(nèi)的資源自由創(chuàng)造和改變游戲世界。游戲通過強(qiáng)大的引擎（包含即時(shí)演算動(dòng)畫引擎）實(shí)現(xiàn)畫面在時(shí)間和空間上的“無限”可能，這種思路已經(jīng)成為互動(dòng)娛樂業(yè)的一種前沿發(fā)展方向。

這種互動(dòng)性的優(yōu)勢和新媒體的技術(shù)發(fā)展相輔相成，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)媒體使得用戶能有更多的機(jī)會(huì)相對(duì)獨(dú)立的接受動(dòng)畫產(chǎn)品，而客戶在這種環(huán)境下更希望能得到量身定做的產(chǎn)品，互動(dòng)就是咋解決這一問題最好辦法。

即時(shí)演算動(dòng)畫是三維動(dòng)畫教學(xué)轉(zhuǎn)型的突破口

即時(shí)演算動(dòng)畫的技術(shù)特點(diǎn)帶來兩大優(yōu)勢，優(yōu)勢之一是，相對(duì)容量較小帶來的儲(chǔ)存、傳輸、共享的便利。全球進(jìn)入移動(dòng)媒體時(shí)代，便于共享和傳輸?shù)囊笸鶅?yōu)先于畫質(zhì)的要求。其優(yōu)勢之二，即是其他任何一種藝術(shù)形式都無法比擬的互動(dòng)性，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)人性化的要求已經(jīng)擴(kuò)展到各行各業(yè)，大至建筑設(shè)計(jì)，小到餐廳點(diǎn)餐，客戶對(duì)自定義要求的重視程度越來越高，而即時(shí)演算動(dòng)畫的互動(dòng)性正符合客戶自定義要求的多樣性，同時(shí)在交互體驗(yàn)上還具有所見即所得的親和力。所以，實(shí)際上即時(shí)演算動(dòng)畫不僅僅在娛樂業(yè)上體現(xiàn)出前所未有的優(yōu)勢，同時(shí)在其他領(lǐng)域越來越多的承擔(dān)著各個(gè)行業(yè)的交互體驗(yàn)的主要手段。總的來說即時(shí)演算動(dòng)畫的主要優(yōu)勢符合目前各行各業(yè)技術(shù)發(fā)展的需求，是迎合新媒體時(shí)代的。

綜合以上來看，即時(shí)演算動(dòng)畫是三維動(dòng)畫教學(xué)面向新媒體趨勢的重要突破口，但是其帶來的轉(zhuǎn)型力度還是相當(dāng)大的，一方面要融合一部分程序語言的教學(xué)內(nèi)容，一方面原有的動(dòng)畫和渲染教學(xué)內(nèi)容也要改革。其轉(zhuǎn)型過程任重而道遠(yuǎn)。