計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作教學(xué)研究

胡 光

（鄭州幼兒師范高等專(zhuān)科學(xué)校，河南 鄭州 450000）

1 引言

計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)是最簡(jiǎn)單與容易理解的語(yǔ)言，也是包含信息量較大的信息傳播方式。而在計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展的前提下，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作也開(kāi)始進(jìn)入可視化的虛擬現(xiàn)實(shí)時(shí)代。當(dāng)前計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作被應(yīng)用于新聞、廣告與影視等領(lǐng)域，而且產(chǎn)生令人驚嘆的藝術(shù)創(chuàng)作效果。本文主要對(duì)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作教學(xué)進(jìn)行研究，分析計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作教學(xué)的整個(gè)流程，并討論計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作未來(lái)的發(fā)展方向。

2 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)概述及其特征

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)動(dòng)畫(huà)起源于20世紀(jì)60年代至70年代，其與傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)存在著緊密的關(guān)聯(lián)關(guān)系。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的主要目的，在于利用計(jì)算機(jī)中的動(dòng)態(tài)圖像，來(lái)解釋科學(xué)原理或闡明生活中的某種現(xiàn)象。Peter Folded是首個(gè)使用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)，創(chuàng)作動(dòng)畫(huà)影片的藝術(shù)家，這之后計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)進(jìn)入快速發(fā)展階段，三維實(shí)體造型動(dòng)畫(huà)開(kāi)始大量出現(xiàn)。因此計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的創(chuàng)作不僅包括人物形象的創(chuàng)作，還包括存在環(huán)境、幾何運(yùn)動(dòng)路徑與時(shí)間約束等的創(chuàng)作。從當(dāng)前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作教學(xué)方面來(lái)看，主要包括平面圖像、二維動(dòng)畫(huà)和三維動(dòng)畫(huà)等的教學(xué)。其中平面圖像是靜態(tài)圖像的編輯與創(chuàng)作，主要用到Photoshop、CorelDRAW等圖像處理軟件，來(lái)完成圖片的亮度、對(duì)比度、清晰度或特殊效果等的編輯處理。而二維動(dòng)畫(huà)是一種平面動(dòng)態(tài)圖像的創(chuàng)作，主要用到flash、A fter Effects、Premiere等動(dòng)態(tài)圖像處理軟件，flash動(dòng)畫(huà)編輯軟件主要負(fù)責(zé)扁平矢量動(dòng)畫(huà)、導(dǎo)航界面等的制作，也能夠在flash動(dòng)畫(huà)中添加圖像、聲音等交互元素；After Effects和Premiere等動(dòng)畫(huà)制作軟件，則能夠完成對(duì)平面動(dòng)畫(huà)、三維立體動(dòng)畫(huà)的編輯，包括三維模型導(dǎo)入、動(dòng)畫(huà)視頻制作和視頻剪接等。而在三維動(dòng)畫(huà)的制作教學(xué)中，則需要運(yùn)用到3DMAX、Maya和Nuke等三維建模軟件，以及After Effects、Prem iere等三維視頻處理軟件。

因此在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作教學(xué)中，需要根據(jù)不同創(chuàng)作工具的使用方向，進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)畫(huà)制作流程的教學(xué)安排。相比于傳統(tǒng)動(dòng)畫(huà)而言，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作涵蓋機(jī)械動(dòng)力學(xué)、圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等科學(xué)技術(shù)，并在圖像制作的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。所以教師應(yīng)進(jìn)行不同知識(shí)模塊的分層教學(xué)，包括機(jī)械動(dòng)力、運(yùn)動(dòng)路徑、關(guān)鍵幀、時(shí)間約束等方面的教育教學(xué)。例如：在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的教學(xué)中，需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行視覺(jué)創(chuàng)意設(shè)計(jì)、鏡頭運(yùn)用等的理論教學(xué)。然后針對(duì)三維動(dòng)畫(huà)的模型建構(gòu)、材質(zhì)渲染、環(huán)境營(yíng)造和特效制作等內(nèi)容，進(jìn)行實(shí)踐操作的指導(dǎo)教學(xué)。最后再對(duì)制作完成的動(dòng)畫(huà)內(nèi)容進(jìn)行后期動(dòng)畫(huà)合成與剪輯，以完成整個(gè)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)電腦動(dòng)畫(huà)的創(chuàng)作教學(xué)。

3 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與動(dòng)畫(huà)教學(xué)的內(nèi)容及創(chuàng)作流程

3.1 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)造型制作的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)流程

造型動(dòng)畫(huà)是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)動(dòng)畫(huà)教學(xué)的主要內(nèi)容，也是動(dòng)畫(huà)制作中必不可少的創(chuàng)作元素。在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)造型制作的教學(xué)，主要包括三維立體模型建構(gòu)、模型運(yùn)動(dòng)兩方面內(nèi)容。首先在三維立體模型教學(xué)方面，可以通過(guò)運(yùn)用3DMAX、CINEMA 4D、Maya和Nuke等三維建模軟件，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)圖像的模擬設(shè)計(jì)，來(lái)幫助學(xué)生理解建模、材質(zhì)渲染和運(yùn)動(dòng)模擬等。例如：教師可以將《玩具總動(dòng)員》中的角色建模作為講解對(duì)象，來(lái)向?qū)W生傳達(dá)動(dòng)畫(huà)造型設(shè)計(jì)與制作的一般步驟?！锻婢呖倓?dòng)員》的角色建模不是幾何模型的簡(jiǎn)單拼接，而是在某一骨骼架構(gòu)上進(jìn)行人物形象的設(shè)計(jì)與內(nèi)容填充。教師可以針對(duì)虛擬人物的關(guān)節(jié)、肢體活動(dòng)或面部表情等，進(jìn)行造型流程、燈光選擇、攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)路徑或模型材質(zhì)等的講解。在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)造型制作的教學(xué)中，人物與動(dòng)植物的建模教學(xué)，屬于剛體建模及運(yùn)動(dòng)教學(xué)；而面部表情、關(guān)節(jié)活動(dòng)與運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)等的教學(xué)，則屬于非剛體的形變教學(xué)。而剛體或非剛體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，主要通過(guò)算法和關(guān)鍵幀兩種運(yùn)動(dòng)手段進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。教師進(jìn)行算法動(dòng)畫(huà)的教學(xué)中，可以利用Authorware、Flash等動(dòng)畫(huà)制作軟件，來(lái)完成物體形狀、色彩或大小等的更改，還可以對(duì)某一物體的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行調(diào)整，因此算法動(dòng)畫(huà)（或?qū)崟r(shí)動(dòng)畫(huà)）是靈活性較強(qiáng)的動(dòng)畫(huà)制作方式，其能夠在計(jì)算機(jī)中看到圖像調(diào)整的實(shí)時(shí)效果。而關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)則是以關(guān)鍵幀為主要?jiǎng)恿吭氐膭?dòng)畫(huà)形式，通過(guò)改變動(dòng)畫(huà)中不同動(dòng)量元素的關(guān)鍵幀，能夠使物體發(fā)生多種運(yùn)動(dòng)形式與運(yùn)動(dòng)方向的變化。

3.2 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)運(yùn)動(dòng)控制的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)流程

運(yùn)動(dòng)控制涵蓋動(dòng)畫(huà)制作中的所有元素，其主要通過(guò)對(duì)上一動(dòng)畫(huà)動(dòng)作、下一動(dòng)畫(huà)動(dòng)作關(guān)鍵幀的設(shè)置，來(lái)完成整個(gè)動(dòng)畫(huà)制作流程中的角色運(yùn)動(dòng)控制。從以上運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)容的講解中，可以得出運(yùn)動(dòng)控制包括實(shí)時(shí)或關(guān)鍵幀的動(dòng)畫(huà)控制。這兩種運(yùn)動(dòng)控制方式都可以通過(guò)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)變量設(shè)定，進(jìn)行某一角色動(dòng)作的改變或生成。其中最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)控制為角色運(yùn)動(dòng)或行走路徑的控制。教師在講解物體運(yùn)動(dòng)控制的過(guò)程中，需要針對(duì)剛體或非剛體的動(dòng)力特性，進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動(dòng)活動(dòng)的設(shè)計(jì)與講解。例如：在動(dòng)畫(huà)《錫鐵小兵》運(yùn)動(dòng)控制的講解中，教師可以進(jìn)行剛體系統(tǒng)動(dòng)力連接的講解，某一物體的動(dòng)力活動(dòng)會(huì)引發(fā)一系列其他的動(dòng)力運(yùn)動(dòng)。而針對(duì)非剛體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力控制，則應(yīng)著重于物體在受到外力作用后，所發(fā)生物體幾何形變的講授?！跺a鐵小兵》中嬰兒與錫鐵小兵之間的追逐，就是剛體運(yùn)動(dòng)控制的最好體現(xiàn)。除此之外，對(duì)于周?chē)h(huán)境中非剛體的運(yùn)動(dòng)控制，包括海水、云層或星河等的運(yùn)動(dòng)，由于這些運(yùn)動(dòng)物體存在著不確定性的運(yùn)動(dòng)特征，因此其不可能通過(guò)標(biāo)記關(guān)鍵幀的方式，來(lái)完成運(yùn)動(dòng)路徑的實(shí)現(xiàn)。A fter Effects、CINEMA 4D等三維視頻軟件中的粒子體現(xiàn)或分形系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境景物的創(chuàng)建與自由排布。因此可以將實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)、關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)與粒子系統(tǒng)進(jìn)行綜合，講解計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)運(yùn)動(dòng)中的控制流程。

3.3 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的材質(zhì)著色與渲染教學(xué)流程

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與動(dòng)畫(huà)教學(xué)的另一重要內(nèi)容，為整個(gè)動(dòng)畫(huà)的材質(zhì)著色與渲染。其中材質(zhì)著色主要作用于某一建模完成的三維物體，三維物體的著色方式通常為材質(zhì)貼圖。在物體材質(zhì)著色的教學(xué)過(guò)程中，教師可以運(yùn)用3DMAX、CINEMA 4D、Maya和Nuke等三維建模軟件，進(jìn)行三維模型的構(gòu)建。然后根據(jù)三維模型的結(jié)構(gòu)特征，選擇適合的貼圖進(jìn)行貼圖處理。而渲染則是針對(duì)整個(gè)動(dòng)畫(huà)環(huán)境的內(nèi)容調(diào)整，在完成整個(gè)動(dòng)畫(huà)的顏色賦予后，教師可以進(jìn)行環(huán)境燈光、顏色或其他特效的調(diào)整，以形成具有更加真實(shí)感官的自然環(huán)境。因此動(dòng)畫(huà)渲染是在所有動(dòng)畫(huà)制作內(nèi)容完成后，所進(jìn)行各種環(huán)境物象的渲染活動(dòng)。例如：《獅子王》、《玩具總動(dòng)員》等經(jīng)典動(dòng)畫(huà)的渲染，將雨中的灰塵顆粒、血紅的天色等，和動(dòng)畫(huà)中的人物自然融合在一起，帶給受眾更加逼真的視聽(tīng)體驗(yàn)。所以教師在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)材質(zhì)著色與渲染的教學(xué)過(guò)程中，要按照動(dòng)畫(huà)制作的步驟進(jìn)行講解，并準(zhǔn)確傳達(dá)其中的材質(zhì)貼圖、渲染等技術(shù)，以幫助學(xué)生理解動(dòng)畫(huà)制作的整個(gè)流程。

4 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的教學(xué)策略

由于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作，包含有較多難度大的教學(xué)內(nèi)容。因此教師在動(dòng)畫(huà)制作的教學(xué)中，需要制定合理的動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作教學(xué)策略，對(duì)每個(gè)步驟教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行安排，才能完成動(dòng)畫(huà)教學(xué)內(nèi)容的傳達(dá)。當(dāng)前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的教學(xué)，主要制定以下幾方面教學(xué)策略：

4.1 制定以學(xué)生為中心的動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作教學(xué)模式

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的教學(xué)，是面向全體學(xué)生的動(dòng)畫(huà)教學(xué)。但由于不同學(xué)生在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的學(xué)習(xí)方面，有著差異化的學(xué)習(xí)情況及對(duì)問(wèn)題的理解，因此教師在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的教學(xué)中，需要制定以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)畫(huà)教學(xué)內(nèi)容的傳達(dá)。首先教師要按照動(dòng)畫(huà)教學(xué)大綱的指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生動(dòng)畫(huà)學(xué)習(xí)的需要，進(jìn)行動(dòng)畫(huà)課程的內(nèi)容組織。對(duì)于那些動(dòng)畫(huà)制作水平較高的學(xué)生，教師可以為其分配簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)制作任務(wù)，并幫助學(xué)生使用A fter Effects和Prem iere等動(dòng)畫(huà)制作軟件，完成簡(jiǎn)單的動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作及內(nèi)容剪接。而對(duì)于那些動(dòng)畫(huà)制作基礎(chǔ)較差的學(xué)生，教師可以先對(duì)其進(jìn)行動(dòng)畫(huà)基礎(chǔ)理論的教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生形成一定的動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作邏輯。然后教師要對(duì)不同動(dòng)畫(huà)內(nèi)容進(jìn)行整理，并創(chuàng)設(shè)適合學(xué)生發(fā)展的教學(xué)環(huán)境，以提高學(xué)生動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作學(xué)習(xí)的積極性。例如：在二維平面動(dòng)畫(huà)的制作教學(xué)中，教師可以先用Flash軟件進(jìn)行動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的演示。學(xué)生在看到逼真的Flash動(dòng)畫(huà)后，就能夠激發(fā)學(xué)生動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的熱情。最后教師要與學(xué)生展開(kāi)互動(dòng)交流，以解決學(xué)生在動(dòng)畫(huà)制作中遇到的困難。

4.2 構(gòu)建重難點(diǎn)突出的動(dòng)畫(huà)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式

在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作教學(xué)內(nèi)容較多的情況下，教師應(yīng)該根據(jù)不同內(nèi)容的重要程度，進(jìn)行有差異化的動(dòng)畫(huà)內(nèi)容教學(xué)。首先教師要設(shè)置每節(jié)課的教學(xué)大綱，并根據(jù)教學(xué)大綱的要求進(jìn)行重難點(diǎn)內(nèi)容講解。對(duì)于那些簡(jiǎn)單的教學(xué)內(nèi)容，教師可以通過(guò)對(duì)理論的解釋進(jìn)行帶過(guò)。而對(duì)于那些較為困難的問(wèn)題，教師則需要理論聯(lián)合教學(xué)實(shí)踐，來(lái)幫助學(xué)生完成疑難問(wèn)題的認(rèn)知與理解。例如：在動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的關(guān)鍵幀、遮罩等內(nèi)容的講解中，學(xué)生很難理解不同關(guān)鍵幀的作用，以及關(guān)鍵幀與關(guān)鍵幀之間所存在的聯(lián)系。因此教師應(yīng)該在After Effects、3DMAX、CINEMA 4D等軟件中，向?qū)W生演示不同動(dòng)作的關(guān)鍵幀，以及關(guān)鍵幀所具備的性質(zhì)與調(diào)節(jié)方法，這就能夠幫助學(xué)生完成相應(yīng)內(nèi)容的理解。因此在動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作教學(xué)中突出重難點(diǎn)，能夠在保證學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的同時(shí)，大大提升動(dòng)畫(huà)教學(xué)的效率，并幫助學(xué)生形成一套動(dòng)畫(huà)制作的學(xué)習(xí)流程。

4.3 加強(qiáng)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作理論與實(shí)踐案例相結(jié)合的教學(xué)

動(dòng)畫(huà)制作理論只有與具體實(shí)踐案例進(jìn)行結(jié)合，才能完成理論內(nèi)容的應(yīng)用，才能引導(dǎo)學(xué)生形象地理解動(dòng)畫(huà)教學(xué)的內(nèi)容。因此動(dòng)畫(huà)制作的案例教學(xué)，是“引導(dǎo)式”的動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作教學(xué)，其主要通過(guò)動(dòng)畫(huà)制作理論在某一案例中的實(shí)現(xiàn)，來(lái)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作思考。例如：在A fter Effects粒子動(dòng)畫(huà)的教學(xué)中，教師可以通過(guò)《瘋狂動(dòng)物城》中迪士尼片頭案例的講解，來(lái)幫助學(xué)生理解particular粒子的調(diào)節(jié)。學(xué)生在動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作理論與實(shí)踐案例的練習(xí)中，也能夠啟發(fā)自身打開(kāi)思路，并通過(guò)思考理解不同動(dòng)畫(huà)內(nèi)容的創(chuàng)作思路。5 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)是一種圖像表示方式，其主要通過(guò)動(dòng)態(tài)變化的圖形來(lái)解釋某些外在事物。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的教學(xué)，主要包括模型建構(gòu)、運(yùn)動(dòng)控制與環(huán)境渲染等重要內(nèi)容。因此教師在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)造型制作的教學(xué)過(guò)程中，要通過(guò)多種不同動(dòng)畫(huà)制作軟件的使用，進(jìn)行造型制作和物體運(yùn)動(dòng)制作等的教學(xué)。多種計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式的融合，動(dòng)畫(huà)教學(xué)理論與動(dòng)畫(huà)教學(xué)實(shí)踐的聯(lián)合，能夠幫助學(xué)生完成動(dòng)畫(huà)學(xué)習(xí)的融會(huì)貫通。