基于三維打印技術(shù)的材料動畫片創(chuàng)作革新與發(fā)展前景①

余天亮（南京藝術(shù)學(xué)院 傳媒學(xué)院，江蘇 南京 210013）

動畫自誕生之初，便是藝術(shù)與科技相結(jié)合的產(chǎn)物，借助電影原理，采用逐格拍攝的技巧，我們掌握了捕捉時間與空間的能力，把自己頭腦中的想象力以動態(tài)影像的形式表達出來，開啟了全新的藝術(shù)領(lǐng)域。長期以來，動畫藝術(shù)家嘗試運用各種表現(xiàn)技法大膽實踐，從最初紙與筆的二維動畫，再到黏土塑形、偶人制作的材料動畫，以及計算機三維動畫等等，不同的表現(xiàn)形式帶來不一樣的藝術(shù)審美。而在這之中，唯有材料動畫存在于我們生活之中，它看得見摸得著，本身就是一件立體藝術(shù)品，這種親切感賦予其獨特的藝術(shù)魅力。然而由于制作工藝的復(fù)雜性，一直以來材料動畫受制于效率與成本壓力，發(fā)展緩慢。時至今日，三維打印技術(shù)，一種全新的制作工藝，逐漸被藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域關(guān)注和青睞。得益于這一科技進步，材料動畫被快速推動并朝向更為廣闊的前景發(fā)展。

一、三維打印技術(shù)對于材料動畫創(chuàng)作本源追求的促動作用

藝術(shù)來源于生活，而這種生活的理解首先來自我們對物質(zhì)世界的認知。通過感官觸及外部世界，感受客觀世界與自我的存在。當(dāng)然，人類的追求不僅僅滿足于物質(zhì)層面，事實上，我們存在于既依附物質(zhì)世界又希望擺脫物質(zhì)世界束縛的二元心理之中。創(chuàng)造世界的原動力使得我們嘗試通過各種藝術(shù)形式傳遞表達精神世界中的虛幻情境。這種建立在物質(zhì)世界認知基礎(chǔ)上又能使精神世界的創(chuàng)造力得以釋放的需要，成為眾多藝術(shù)門類包括動畫創(chuàng)作的本源追求。

動畫創(chuàng)作形式雖多種多樣，如主導(dǎo)動畫發(fā)展大半個世紀的傳統(tǒng)二維動畫，以及近些年迅猛發(fā)展的三維動畫，但是對于畫面質(zhì)感的追求趨近于同一個目的，就是對于真實時空關(guān)系的模擬再現(xiàn)，最大可能的還原物質(zhì)世界特有的視聽感受。不過，電腦動畫雖然可以模擬現(xiàn)實空間與光學(xué)影像效果，無限接近我們?nèi)庋蹖κ澜绲母兄?，卻仍舊難以呈現(xiàn)真實時空的絕對質(zhì)感。

只有材料動畫是一個例外，材料動畫又稱定格動畫，其取材于真實材料，是一種采用傳統(tǒng)逐格拍攝技巧進行制作的動畫類型。它的創(chuàng)作特色在于同時具備了物質(zhì)性與精神性，拍攝內(nèi)容客觀存在，具備天然的認同感。它的創(chuàng)作，是一種更貼近生活的體驗。以實物形式逐格擺拍生成影片，增強觀眾對于虛構(gòu)故事的假定性認知，從而得到精神上的滿足。

雖然材料動畫是理想的創(chuàng)作形式，但是由于其模型制作工藝的復(fù)雜與繁瑣，長期以來并未得到有效的發(fā)展，直到近期三維打印技術(shù)的出現(xiàn)。通過與計算機建模技術(shù)相結(jié)合，三維打印第一次將數(shù)字世界與物質(zhì)世界建立起直接的聯(lián)系。參數(shù)化設(shè)計的形象與場景，直接打印成有形的實體，置身于現(xiàn)實世界中接受光與影的洗禮，結(jié)合傳統(tǒng)定格拍攝技巧，創(chuàng)造生命。借助這一方式，人類內(nèi)心的創(chuàng)造力輕松成型于物質(zhì)世界。這種既順應(yīng)動畫本源追求，又優(yōu)化制作流程的創(chuàng)新手法無疑促動了材料動畫革命性的發(fā)展。

二、基于三維打印技術(shù)的材料動畫片制作優(yōu)勢與局限性

（一）基于三維打印技術(shù)的材料動畫片制作優(yōu)勢

三維打印技術(shù)正逐步顛覆傳統(tǒng)手工業(yè)、制造業(yè)等生產(chǎn)模式，使得社會眾多行業(yè)經(jīng)歷著一次深遠的變革。材料動畫片制作藝術(shù)也隨著新技術(shù)的到來發(fā)生著翻天覆地的變化。

1.三維打印制作工藝在材料動畫運用中的優(yōu)勢

三維打印技術(shù)核心原理在于“分層加工、迭加成形”，即打印設(shè)備把數(shù)字模型劃分為若干層橫截面，每層截面以極薄的厚度逐層打印，疊加粘帖并堆積而成立體實物。[1]如今，三維打印技術(shù)更是具備了彩色打印能力。添加噴墨打印功能之后，每一層界面將會噴涂彩色墨水，逐層迭加形成立體彩色效果。最新的成果甚至能夠打印出接近真實質(zhì)感的皮膚顏色，其細膩程度令人驚嘆。技術(shù)革新運用在材料動畫創(chuàng)作中優(yōu)勢顯著，這些突破替代了手工模型制作及上色的繁瑣工作，有效提高了生產(chǎn)效率。

三維打印材料內(nèi)容豐富，不僅可以使用塑料，人造橡膠，甚至金屬、沙子、鑄蠟都能夠加工使用。擺脫了傳統(tǒng)材料動畫制作單純對黏土、木頭、硅膠等素材的依賴。不同的材料在光與影的映照下呈現(xiàn)出不一樣的質(zhì)感，這為多種多樣的動畫風(fēng)格提供了更多的選擇，大大開拓了材料創(chuàng)意發(fā)揮空間。

在材料選擇方面，輕量化與結(jié)構(gòu)硬度是一個重要參考要素。偶動畫制作由于受制于金屬骨架的承重壓力以及黏土等制作材料自身重量，藝術(shù)家在人偶塑造上對身體比例標準有著嚴格的控制，以此保證模型使用壽命。三維打印可以選擇質(zhì)量輕硬度大等優(yōu)勢材料如泡沫塑料，超薄石膏材料等，即使面對更大比例的模型制作要求也能輕松應(yīng)對。如美國萊卡工作室出品的動畫片《久保與二弦琴》中的巨型骷髏模型，運用輕薄材料三維打印，使得骷髏零件組裝后竟高達7米還能夠運動自如，成為有史以來最大的定格動畫木偶。

由于材料動畫片創(chuàng)作對人偶及場景有著嚴格的比例要求，標準化零件生產(chǎn)至關(guān)重要，在此方面三維打印優(yōu)勢明顯。根據(jù)動畫表演的需要，藝術(shù)家常為角色制作并復(fù)制若干身軀以適配不同的服飾，制作數(shù)量龐大形態(tài)各異的獨立表情頭部進行情緒替換或者口型變化。而這些制作都需要嚴格遵循角色固有面部特征及身材比例已達到形象的統(tǒng)一，并使偶人的拍攝效果逼真。為了實現(xiàn)這一目標，雕塑家運用黏土、泡沫乳膠、硅膠、樹脂等綜合材料，或是直接雕刻或是模具鑄造。這不僅需要創(chuàng)作者具備優(yōu)異的專業(yè)素質(zhì)和制作經(jīng)驗，而且會消耗大量的制作時間和精力。三維打印技術(shù)通過計算機標準模型指令生成立體實物，避免了手工制作因經(jīng)驗不足可能導(dǎo)致的走形走樣。工業(yè)標準化生產(chǎn)無疑在此方面為藝術(shù)創(chuàng)作提供了極大便利。

高精度模型是三維打印技術(shù)的另一重要優(yōu)勢。目前的工業(yè)打印機已經(jīng)能做到將生成模型控制在1微米精度之內(nèi)。高級別打印精度為定格動畫拓展了更為細膩的創(chuàng)作空間，使得角色或道具可以進一步添加豐富動人的細節(jié)內(nèi)容，滿足觀眾極致審美需求。受制于傳統(tǒng)制作工藝對模型雕刻的制作難度及成本壓力，藝術(shù)家認為角色設(shè)計應(yīng)該盡量遵循簡潔美觀的原則，以避免過多細節(jié)要求所帶來的龐大工作量壓力，力求減少造型棱角，弱化角色輪廓，圓滑模型結(jié)構(gòu)，便利動畫表演。[2]如阿德曼早期動畫片《小雞快跑》，雕刻家嫻熟把握黏土動畫創(chuàng)作特性，在抓住小雞基本造型特征的基礎(chǔ)上，采用團塊化設(shè)計，更多強調(diào)藝術(shù)化變形風(fēng)格而回避生活原型的復(fù)雜性，在動畫表演方面運用概念化的嘴型變化及簡潔的面部表情設(shè)定，更多借助于手舞足蹈的肢體表演傳遞情感，以彌補傳統(tǒng)制作工藝的局限。雖然這家世界著名的定格動畫制作公司在過去三十年成功制作了《小羊肖恩》《超級無敵掌門狗》等若干部作品，但是隨著三維打印技術(shù)強勁的沖擊力，當(dāng)觀眾已經(jīng)不再滿足這種質(zhì)樸略顯笨拙的表現(xiàn)風(fēng)格時，阿德曼也逐步放棄傳統(tǒng)制作工藝轉(zhuǎn)而投向新技術(shù)引導(dǎo)的創(chuàng)作模式，《神奇海盜團》正是其運用三維打印技術(shù)制作的全新作品，高精度打印模型所呈現(xiàn)的細膩造型給予觀眾極大的肉眼愉悅，耳目一新的視覺震撼激勵著材料動畫片更為強勁的后繼發(fā)展。

2.基于三維打印技術(shù)材料動畫片制作流程優(yōu)勢

目前，三維打印技術(shù)正快速替代傳統(tǒng)手工藝的繁瑣生產(chǎn)模式，大大優(yōu)化了定格動畫制作流程，有效提高工作效率，拓展藝術(shù)創(chuàng)作空間。

傳統(tǒng)偶動畫制作分為前中后三個階段，前期主要負責(zé)策劃劇本、人物及場景設(shè)計、故事版開發(fā)等工作，進入中期制作立體偶人及場景搭建，并逐格拍攝動畫表演內(nèi)容，而后期主要用計算機合成拍攝畫面，剪輯并修改穿幫鏡頭，配音配樂，直至完成整部作品。其中中期制作所耗費精力最大，完全需要藝術(shù)家從無到有的手工制作。以人偶為例，首先需要制作模型骨架和內(nèi)部填充材料，然后以黏土包裹在骨架之外，雕刻身體結(jié)構(gòu)，或者結(jié)合硅膠材料翻模制作部分關(guān)節(jié)。在最為重要的面部表現(xiàn)方面，為了賦予角色鮮活的生命力，常常需要為人偶制作若干獨立表情的頭部，以應(yīng)對不同情緒及口型表達。例如1993年制作的《圣誕夜驚魂》，藝術(shù)家為主人公杰克雕塑了多達七百余個表情各異的模型頭部，才使得杰克在影片中活靈活現(xiàn)，充滿個性。細膩的表演要求帶來難以想象的工作量壓力，嚴重制約了傳統(tǒng)定格動畫的進一步發(fā)展。

新技術(shù)下材料動畫的制作流程最突出的革新在于三維打印技術(shù)結(jié)合計算機三維模型制作代替?zhèn)鹘y(tǒng)手工雕刻。電腦三維動畫經(jīng)過進幾十年的快速發(fā)展已相當(dāng)成熟，如今在三維打印技術(shù)建構(gòu)的數(shù)字通往物質(zhì)世界的橋梁下，發(fā)揮出極大的創(chuàng)作推動力。中期模型制作中原本完全需要通過傳統(tǒng)材料手工制作的內(nèi)容，相當(dāng)一部分工作量交由CG藝術(shù)家制作完成。參照三維角色模型制作標準，加上人偶動畫制作的特殊要求，運用MAYA、ZBRUSH等多種軟件進行零件分解設(shè)計，繪制貼圖，完成骨骼蒙皮等工作。模型頭部經(jīng)過特殊設(shè)計，被分為頭部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、面部、眼球幾部分。為了制作更為復(fù)雜微妙的情緒，又把面部以眼角線為界限分解為上臉和下臉兩部分。上臉控制眉毛額頭的變化，下臉控制嘴型變化。通過計算機模擬角色情緒，生成數(shù)以萬計的面部變換獨立模型，并打印成實物零件，在動畫表演過程中跟隨情節(jié)變化隨時替換面部表情。運用此方法，美國萊卡動畫公司2006年為拍攝《鬼媽媽》打印了接近20000個獨立面部單色模型，緊接著2012年出品的《通靈男孩諾曼》升至33000個面部彩色模型，2014年的《盒子怪》達到52000個彩色面部模型，在三維打印技術(shù)不斷發(fā)展的促動下，2016年作品《久保與二弦琴》上升至66000個面部模型，通過上臉和下臉的表情組合可以達到驚人數(shù)以百萬互不相同的情緒表達，使得整部影片幾乎看不出傳統(tǒng)定格動畫特有的抽幀表演帶來的頓挫效果，角色表情流暢程度接近完美。除了角色頭部，身體部位如盔甲，掛件等獨立零件，也只需要開展想象力三維建模并打印生成即可。角色所在的場景及道具，除少數(shù)特殊材料不適合打印制作，相當(dāng)一部分內(nèi)容都可為三維打印技術(shù)所包攬。如此一來，全新的制作流程大大減輕了中期制作壓力，為影片后期創(chuàng)作提供了有利的質(zhì)量保證。

（二）基于三維打印技術(shù)的動畫片制作局限性

1.打印材料的局限性

盡管三維打印在材料工藝上有著種種優(yōu)勢，但是仍有不足之處。這一技術(shù)可以制作單一材質(zhì)、體塊化、形體明確的零件，卻無法完全模擬出物質(zhì)世界復(fù)雜的材料質(zhì)感，如毛發(fā)的細密、衣料的柔軟、皮具的粗糙等等，這些仍舊需要運用真實材料手工編制，染色和縫制完成。對于可變形材料的制作，像角色軀干與四肢，傳統(tǒng)制作中最為常用的泡沫乳膠、硅膠等材料，因為屬于納米復(fù)合彈性體系，不能像熱塑性塑料或者金屬那樣經(jīng)過加熱并打印成型，目前還沒有一種完美的方式實現(xiàn)三維打印，替換傳統(tǒng)手工藝。另外，現(xiàn)階段打印技術(shù)也無法支持混合材料打印，復(fù)雜的模型材料只能分解制作，簡化處理。

2.打印成本壓力

受到三維打印技術(shù)研發(fā)成本，技術(shù)更新?lián)Q代頻繁以及社會普及率等因素影像，使得高昂的設(shè)備及耗材采購費用難以為普通大眾所接受。除了阿德曼、萊卡等少數(shù)大型制作公司，相當(dāng)一部分動畫創(chuàng)作團隊還不能完全依靠新技術(shù)，全身心投入藝術(shù)創(chuàng)作。

3.三維打印無法取代傳統(tǒng)制作

雖然三維打印技術(shù)在材料動畫制作中爆發(fā)出驚人的創(chuàng)造力，但是目前的打印能力并不能完全取代傳統(tǒng)制作。材料動畫創(chuàng)作有其復(fù)雜性的一面,往往需要借助多種制作技巧綜合運用協(xié)調(diào)完成。比如偶人制作，骨架需要由金屬絲、黃銅管、巴沙木等多種材料手工穿接、焊制。軀干和四肢則涉及手工雕塑以及翻模鑄造工藝，模型衣物還需要手工縫制、裝飾飾品等多方面工作，最終制作出一個栩栩如生，并且能夠變換身體姿勢適應(yīng)動畫表演的角色。三維打印技術(shù)終究只是一種有效促進材料動畫創(chuàng)作的輔助方式。

三、基于三維打印技術(shù)的材料動畫片發(fā)展前景

現(xiàn)階段三維打印設(shè)備和耗材雖然價格昂貴，甚至遠遠超過傳統(tǒng)制作材料。但是從長遠看來，隨著這一技術(shù)日趨成熟及社會廣泛普及，相應(yīng)成本會逐漸走低，為更多材料動畫創(chuàng)作團隊所接受。材料科學(xué)的突飛猛進，也會使得未來可打印的范圍變得更為寬廣，選擇余地加大。單一材料打印將會升級為多種材料混合加工，演變出更為復(fù)雜驚嘆的打印工藝，服務(wù)于藝術(shù)創(chuàng)作。得益于三維打印技術(shù)，材料動畫片創(chuàng)作對于物質(zhì)世界的詮釋細致入微，進一步營造出虛幻與真實的完美氛圍，滿足人類的創(chuàng)造精神。

動漫衍生品開發(fā)是動畫產(chǎn)業(yè)重要的一個創(chuàng)贏環(huán)節(jié)，是票房收入之外的有力資金返回渠道。材料動畫片在衍生產(chǎn)品開發(fā)方面優(yōu)勢明顯。由于材料動畫制作物本身就是天然的立體藝術(shù)品，在創(chuàng)作之初就解決了模型的構(gòu)造，零件分布，活動能力等衍生品設(shè)計所涉及的內(nèi)容，節(jié)省了寶貴的開發(fā)時間。傳統(tǒng)動畫玩具生產(chǎn)，藝術(shù)家完成前期設(shè)計工作，通常交由專業(yè)工廠代為完成。受到工廠化生產(chǎn)條件的制約，需反復(fù)溝通調(diào)整，經(jīng)過漫長周期，最終才能鑄模生產(chǎn)，投向市場。創(chuàng)作團隊難以自由發(fā)揮靈活應(yīng)用。在三維打印技術(shù)的推動下，這種固有開發(fā)模式發(fā)生了顛覆性變化。三維打印使得藝術(shù)家可以牢牢控制產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)環(huán)節(jié)，不需要依托工廠就能獨立生產(chǎn)相關(guān)衍生產(chǎn)品，直接與市場銜接。這種靈活性也可以針對不同需求的客戶個性化定制產(chǎn)品，進一步細化市場需求。并且規(guī)避了工廠化生產(chǎn)的時間滯后，以及大批量生產(chǎn)所帶來的市場不確定風(fēng)險。

盡管目前三維打印仍有許多未完善之處，也不能完全取代傳統(tǒng)手工制作，但是這一技術(shù)革新為材料動畫發(fā)展帶來了全新的機遇，并已取得豐碩的成果?；谌S打印技術(shù)的材料動畫片創(chuàng)作，將我們精神世界的創(chuàng)造力如此直觀地呈現(xiàn)在現(xiàn)實時空之中，獨具魅力。相信這一技術(shù)的進一步成熟，一定會推動材料動畫片創(chuàng)作取得更長遠的進步。

[1] 包國光，趙默典.3D打印技術(shù)的本質(zhì)特征及產(chǎn)業(yè)化對策探討[J].東北大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2016（2）：111-117.

[2] （美）蘇珊娜·休.定格動畫技巧[M].孫哲，王淼，等譯.北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2014：57.