探討動(dòng)畫(huà)短片中三維建模技術(shù)的運(yùn)用

（吉林動(dòng)畫(huà)學(xué)院 130012）

進(jìn)入21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度越來(lái)越快，質(zhì)量也越來(lái)越高，三維建模的出現(xiàn)和發(fā)展使得三維動(dòng)畫(huà)軟件的應(yīng)用滲透到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，成為各行各業(yè)最基本的工具之一。數(shù)字科學(xué)技術(shù)帶動(dòng)的三維建模技術(shù)正在不斷地改變?nèi)藗兊墓ぷ鞣绞?、學(xué)習(xí)方式和思維方式，掌握和應(yīng)用三維建模技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代人必不可少的基本技能。美國(guó)著名公司Autodesk設(shè)計(jì)的Maya是當(dāng)前市場(chǎng)上功能最齊全、制作效率最高的三維動(dòng)畫(huà)軟件，擁有電影級(jí)別的高水平制作工藝。不言而喻，掌握好Maya 三維動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)可以有效適應(yīng)時(shí)代的變化，按照用戶(hù)的需求，高效、靈活、準(zhǔn)時(shí)的生產(chǎn)出高品質(zhì)的動(dòng)畫(huà)產(chǎn)品和提供令人滿(mǎn)意的動(dòng)畫(huà)服務(wù)。

一、三維動(dòng)畫(huà)制作

三維動(dòng)畫(huà)的制作按照時(shí)間點(diǎn)的順序主要包括三個(gè)環(huán)節(jié)，即前期、中期和后期。前期的制作流程設(shè)計(jì)到風(fēng)格確定、鏡頭記錄、劇本創(chuàng)作、場(chǎng)景布置和音頻處理等一系列內(nèi)容，其中劇本創(chuàng)作占據(jù)著極其重要的地位，發(fā)揮著越來(lái)越積極的影響，可以說(shuō)如果沒(méi)有劇本創(chuàng)作，其他環(huán)節(jié)的發(fā)展也就無(wú)從談起。在編寫(xiě)劇本時(shí)，要重點(diǎn)關(guān)注文字的可視化操作，根據(jù)展示的不同畫(huà)面設(shè)計(jì)每一個(gè)分鏡頭。美術(shù)風(fēng)格確定的主要任務(wù)是統(tǒng)一動(dòng)畫(huà)角色及場(chǎng)景設(shè)定，如果在這個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)影響之后的過(guò)程操作，進(jìn)而對(duì)整個(gè)三維動(dòng)畫(huà)呈現(xiàn)的效果產(chǎn)生不利影響。中期的制作流程設(shè)計(jì)需要設(shè)定動(dòng)畫(huà)角色的模型，具體做法是利用三維動(dòng)畫(huà)軟件根據(jù)提前設(shè)計(jì)好的動(dòng)畫(huà)角色進(jìn)行模型設(shè)定，構(gòu)建模型時(shí)一定要依照有關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，切不可馬虎大意，只有這樣才能夠確保最終的動(dòng)畫(huà)作品滿(mǎn)足用戶(hù)需求。當(dāng)然，動(dòng)畫(huà)制作是整個(gè)三維動(dòng)畫(huà)制作環(huán)節(jié)中最為重要的部分之一，工作量也比較繁雜，諸如性格特征的設(shè)定、畫(huà)面平衡調(diào)節(jié)、表情動(dòng)作管理以及整個(gè)故事情節(jié)發(fā)展等等。其中動(dòng)畫(huà)作品要想順利完成，必須要在角色動(dòng)作方面多下功夫，而這個(gè)環(huán)節(jié)也會(huì)耗用技術(shù)人員的大量時(shí)間和精力，單靠個(gè)人是無(wú)法完成的，需要團(tuán)隊(duì)合作。后期的制作流程設(shè)計(jì)如音效插入、字母設(shè)計(jì)、特效制作和選取合適配音演員等，注重每一個(gè)細(xì)節(jié)，有效銜接各個(gè)分鏡頭，達(dá)到最佳整體效果。

二、三維動(dòng)畫(huà)制作的法寶——MAYA軟件

大約在20世紀(jì)末，美國(guó)Alias/Wavefront 公司設(shè)計(jì)出了Maya三維動(dòng)畫(huà)制作軟件，憑借齊全的功能和高質(zhì)量的技術(shù)服務(wù)迅速占據(jù)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)地位。該軟件擁有十分先進(jìn)的交互式界面，具體包括菜單欄、狀態(tài)欄、工具架、工具盒、命令欄、幫助行等模塊，能夠滿(mǎn)足用戶(hù)在多模態(tài)環(huán)境下的個(gè)性化需求。與此同時(shí)，Maya還擁有不同類(lèi)型的視圖操作方案，這樣用戶(hù)即使在不同的工作流程中也可以進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作，簡(jiǎn)單易操作。Maya的自定義設(shè)置功能也可以讓用戶(hù)體驗(yàn)更多動(dòng)畫(huà)項(xiàng)目管理，諸如場(chǎng)景轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)緩存以及圖片參考等等，該功能也可以在原文件不變動(dòng)的基礎(chǔ)之上導(dǎo)入引用鏡像文件來(lái)制作動(dòng)畫(huà)內(nèi)容，這對(duì)于大項(xiàng)目而言具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。具體來(lái)講，首先在Maya 文件當(dāng)中提前儲(chǔ)存好動(dòng)畫(huà)制作所需要的每一幅畫(huà)面以及角色、道具，然后結(jié)合實(shí)際情況按照鏡頭要求完成場(chǎng)景、角色和道具的設(shè)計(jì)安排，只對(duì)動(dòng)畫(huà)部分操作設(shè)置關(guān)鍵幀，在修改某個(gè)部分時(shí)也只需要在被引用的原始文件中進(jìn)行修改即可，之后運(yùn)用系統(tǒng)的自動(dòng)更新功能進(jìn)行整體調(diào)整。

三、Maya的三維動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)解析

1.三維模型建模制作技術(shù)

Maya三維動(dòng)畫(huà)制作技術(shù)包含NURBS 曲面建模技術(shù)、Polygon多邊形建模技術(shù)、細(xì)分曲面建模技術(shù)這三種三維模型，能夠設(shè)計(jì)出多種多樣的有機(jī)生命體和無(wú)機(jī)物體模型，漫威電影中的眾多人物形象就是利用該技術(shù)合成的，逼真程度極高。NURBS建模模塊為Maya的曲面建模方法，包括Maya內(nèi)部所有曲線(xiàn)和曲面。NURBS是B樣條曲線(xiàn)，每條光滑曲線(xiàn)都是由一組點(diǎn)描繪而成的，在制作工業(yè)產(chǎn)品模型中應(yīng)用極為廣泛。在建模的過(guò)程中，第一步需要利用曲線(xiàn)繪制出模型整體造型，再調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)匹配曲線(xiàn)形態(tài)，最后將曲線(xiàn)成曲面的命令完成建模。

Polygon多邊形建模技術(shù)中的多邊形是指多邊形面片組成多邊形面片網(wǎng)格，每一個(gè)模型都是由多邊形面片網(wǎng)格構(gòu)成的。Maya建模中的多邊形面片必須是四邊面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，設(shè)置合理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型，多邊建模相對(duì)而言簡(jiǎn)單易操作。此外Maya還針對(duì)多邊形修改提供了許多修改命令操作，便利性明顯，適用于建筑物、游戲人物以及動(dòng)畫(huà)角色等各種形態(tài)模型的創(chuàng)建。

細(xì)分曲面建模特別針對(duì)復(fù)雜物體的制作具有一定簡(jiǎn)化作用，能夠兼顧多邊形建模和NURBS 曲面建模技術(shù)，具有一定的綜合性，還可切換使用曲面和多邊形網(wǎng)格，能夠有效提高建模的速度。

2.燈光與材質(zhì)技術(shù)

可以說(shuō)，燈光是Maya動(dòng)畫(huà)制作中極為重要的一部分。燈光師可以運(yùn)用不同色調(diào)和不同強(qiáng)度的燈光搭配來(lái)模擬室內(nèi)外光線(xiàn)，同時(shí)還可以通過(guò)燈光的映襯效果來(lái)展示不同的時(shí)間維度和環(huán)境，甚至燈光還會(huì)對(duì)人物形象塑造和性格烘托產(chǎn)生很大的幫助，例如紅色一般給人一種緊張的感覺(jué)，運(yùn)用到人物性格烘托上則代表忠勇剛毅；綠色是和平發(fā)展的象征，給人一種輕松愉快感覺(jué)，運(yùn)用到人物性格烘托上則代表堅(jiān)毅正直。每個(gè)類(lèi)型的燈光有有自身獨(dú)特的作用，根據(jù)實(shí)際需要可進(jìn)行混合搭配使用。但是僅僅依靠燈光是無(wú)法完成整個(gè)動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)的，還需要材質(zhì)和動(dòng)畫(huà)的配合，由此可見(jiàn)，模型、燈光、材質(zhì)和動(dòng)畫(huà)之間存在密不可分的聯(lián)系，四者缺一不可，共同構(gòu)成動(dòng)畫(huà)制作的因素。

Maya含有的大量材質(zhì)和紋理能夠有效模擬一切所需要的自然場(chǎng)景和物件設(shè)置，其各種表面材質(zhì)球能夠模擬不同需求的材質(zhì)效果。材質(zhì)球?qū)傩哉{(diào)節(jié)并不復(fù)雜，材質(zhì)樣本球能夠控制材質(zhì)的各種性能等。Maya同樣擁有如Photoshop合成層的功能，根據(jù)模擬復(fù)雜材質(zhì)的需求混合不同材質(zhì)。

由于動(dòng)畫(huà)作品的呈現(xiàn)效果在很大程度上取決于燈光和材質(zhì)設(shè)計(jì)，所以燈光師和材質(zhì)師應(yīng)該特別重視Maya動(dòng)畫(huà)制作的此部分設(shè)計(jì)工作，選取優(yōu)質(zhì)材質(zhì)以及精致貼圖。

3.動(dòng)畫(huà)技術(shù)

Maya動(dòng)畫(huà)制作軟件擁有先進(jìn)的動(dòng)畫(huà)技術(shù)，且包含不同類(lèi)型的動(dòng)畫(huà)制作方法。與此同時(shí)，Maya擁有高水平的骨骼系統(tǒng)，能夠在動(dòng)畫(huà)制作的首要環(huán)節(jié)裝配好各個(gè)動(dòng)畫(huà)對(duì)象。角色配置具體指的是創(chuàng)建骨骼并添加控制系統(tǒng)、骨骼蒙皮及給角色添加變形、約束。利用該系統(tǒng)進(jìn)行角色動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)，需要綁定骨骼創(chuàng)建控制器和蒙皮，這樣就能通過(guò)旋轉(zhuǎn)骨骼控制模型變形。

在Maya角色動(dòng)畫(huà)制作過(guò)程中，最原始的骨鏘鏈?zhǔn)菬o(wú)法有效控制動(dòng)畫(huà)角色屬性的，還需要增加各種配套的控制系統(tǒng)，致力于為動(dòng)畫(huà)制作提供更便捷的服務(wù)。當(dāng)然在蒙皮處理時(shí)也會(huì)添加一系列例如屈肌系統(tǒng)和肌肉變形系統(tǒng)等附加控制系統(tǒng)，推進(jìn)角色動(dòng)畫(huà)制作的順利進(jìn)行。

四、結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)三維建模應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，三維動(dòng)畫(huà)的制作水平也在不斷提升，與此同時(shí)社會(huì)各行各業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展對(duì)三維動(dòng)畫(huà)的依賴(lài)程度也越來(lái)越大，三維建模技術(shù)將密切的同社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化生活聯(lián)系在一起。調(diào)查結(jié)果顯示，應(yīng)用三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)呈現(xiàn)的畫(huà)面往往更能夠吸引用戶(hù)，作為現(xiàn)階段三維動(dòng)畫(huà)制作的核心軟件——Maya可以提供整個(gè)三維動(dòng)畫(huà)制作過(guò)程解決方案，不需要再添加其他的軟件，掌握目前業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先技術(shù)，在三維動(dòng)畫(huà)制作中占據(jù)十分重要的地位。