談談三維動畫制作技術的幾點認識

蘆　甜

[摘要]從電腦三維動畫技術的幾個不同角度做一些思考，并對三維動畫制作技術的發展進行一定的總結和展望。

[關鍵詞]三維動畫 制作技術 思考

中圖分類號：TP3文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0310060－01

一、前言

電腦三維動畫是目前國內外電腦應用的熱點領域之一。隨著軟件技術日新月異以及電腦硬件技術的高速發展，電腦三維動畫已滲透到人們生活的各個角落。無論在科研、軍事、教育，還是在電影、廣告、藝術等領域，電腦三維動畫都有著廣泛的應用。

二、電腦動畫技術的一些思考

（一）電腦動畫技術與傳統動畫的比較

傳統的動畫是由畫師先在畫紙上手繪真人的動作，然后再復制于卡通人物之上。電腦動畫是計算機圖形學和藝術相結合的產物，它給人們提供了一個充分展示個人想像力和藝術才能的新天地。電腦動畫技術從制作的角度看，主要涉及幾何造型技術和圖像處理技術。在電腦動畫發展初期，人們進行動畫制作主要采用幾何造型技術，用幾何學方法來描述對象，使用計算機來產生動畫。但近年來，由于這種技術制作成本太高、費工費時，就開始研究結合使用基于圖像處理的制作方法，用已有的圖像數據來提取、表現空間的動態對象從而生成動畫。目前，電腦動畫已經廣泛應用于影視特技、商業廣告、游戲、計算機輔助教育等領域。

（二）與傳統技術的結合

當談到動畫片的技術進步時，不少人會很自然地考慮運用三維動畫技術。但我們認為技術創新可以在傳統手繪等手工勞動量大的方面作必要的技術更新和流程變化?；趥鹘y動畫的藝術效果在人們的欣賞習慣中已經占有不可估量的地位，而且傳統動畫片中很多夸張的效果和造型的隨意性表達方式，在三維技術上有它的技術局限性。因此，在討論動畫技術創新的問題時，不能簡單地把三維技術直接取代傳統技術作為創新的著眼點。

動畫制作的技術創新不是高技術的簡單運用，技術創新應考慮到傳統動畫的優勢，在繼承傳統的基礎上尋求技術變化。技術創新應具有成本上的集約性優勢。技術創新應能使管理優化，可以考慮制作上的可復制性，減少整個制作的管理成本。這樣，我們談技術創新才不至于新造一個制作機構，不至于需要大量高難度的人才改造；才能在繼承和發展一貫的動畫技術風格和藝術效果的同時，降低成本。

（三）電腦動畫技術與藝術的結合問題

電腦動畫技術是建立在軟硬件、圖形學、數學、美學、攝影等多學科基礎上而又不斷發展的高新技術。影視產品的生產實踐為電腦動畫技術的發展開辟了市場。軟硬件技術的發展使電腦動畫的制作成為可能。數學及圖形學的發展為設計動畫軟件提供了優良的算法。電腦動畫技術日益顯露出明顯的經濟價值、藝術價值、學術價值和實用價值。為了制作更新、更美、更復雜的動畫作品越來越多的探索者開始潛心研究動畫制作技術。

電腦動畫是借助于計算機實現的，它涉及到計算機的基本知識，如計算機的圖形顯示原理、軟件編程技術以及高速圖形處理芯片或板卡的接口技術；它還需要相應的外圍設備來實現動畫作品的輸出[2]，如逐幀控制器、海量存儲器、高速硬盤陣列等。當需要在中低檔設備上輸出實時動畫作品時，它需要創作人員了解不同的圖像壓縮格式及壓縮比對畫面的損傷程度。而從事影視動畫創作時，它還需要創作人員了解編輯機及特技機等影視后期制作設備的基本原理，以上這些顯然都是電腦動畫的技術屬性。電腦動畫創作當然還需要有一定的美術基本知識以及超常的想象力，否則完成的動畫作品很難具有什么藝術價值。這顯然是電腦動畫的藝術屬性。然而長期以來將電腦動畫歸屬于藝術類還是技術類卻一直沒有明確的答案，因為僅僅從字面上看“電腦動畫”這四個字的屬性是不明確的，它同時具有“電腦動畫藝術”及“電腦動畫技術”的雙重含義兩者不可能完全徹底地分開因而準確地說，電腦動畫應是一門藝術與技術結合的學科。電腦動畫不同于平面設計關鍵在于其動。廣義的電腦動畫除了我們感興趣的影視動畫外，還包括有基于計算機顯示技術的全部動畫內容，如基于操作平臺的小的圖標動畫、簡易的線條動畫、網頁動畫以及廣泛應用于計算機游戲中的各種二維、三維動畫等。這些基于計算機顯示的動畫要么圖幅小，要么圖像質量不高。特別是各種3D游戲，通常只能在特定的顯示環境下才能實現較高質量的實時動畫.也就是說動畫的最佳顯示效果與所用顯示卡的圖形處理芯片密切相關。

三、三維動畫制作技術的發展趨勢

隨著科技的迅猛發展幾年來先后產生了Java、Shockwave、SureStream、MetaStream等網上動畫技術。Java腳本能夠將一個Applet（小程序）加在網頁上這樣就能夠根據需要畫出圖形甚至加載事先做好的動畫；Shockwave技術的運用可以實現在Internet上的交互多媒體；利用SureStream可在Internet上實現音頻及視頻的回放而無須顧及帶寬；而MetaStream則是網上三維的新標準，通過它可以在Internet上呈現精彩的3D世界。為了觀看后三種動畫需要在本地下載安裝插件（Plug-in），當然這并不困難。因為在瀏覽包含這幾類動畫的網頁時，電腦會提醒你只要點OK就會自動從網上下載這些插件并自動安裝到你的電腦上。

在目前的電腦動畫技術中，重要的是深入研究運動控制和渲染技術。在運動控制技術中，關鍵幀技術如同傳統的手工動畫一樣，由動畫師繪制一些靜態的關鍵畫面，然后按一定的補插規則完成一系列畫面，實現動態的效果。關鍵幀這種古老的技術現在仍然是制作電腦動畫的主要方法；而同時，電腦動畫也有自己的特點，發展了一套新的技術，這就是基于物理模型的運動控制技術。因為物體的運動要遵循一定的運動定律，比如表現一個球的彈跳，水流的波動，都有一定的物理模型，要符合一定的物理規律。如果由電腦通過計算來完成，會使運動變得自然而逼真。這種技術現在還沒有完全進入大規模實用階段，因為有關模型的理論還在完善中，但這將是未來發展的趨勢。渲染技術主要包括光照和紋理。光照技術是利用計算機模擬自然界中光對物體的照射來體現動畫對象的立體效果，而紋理技術是通過給動畫對象的表面添加一些細節來增加真實感。目前的演示設備，歸根到底還是平面式的屏幕，那就要想辦法在平面上搞出立體效果來。許多研究工作事實上是基于這一硬件環境的現實情況。

電腦三維動畫的內容多，范圍廣，發展快，是一個很有前景的研究方向，許多技術問題還有待于進一步探索。

參考文獻：

[1]石民勇，計算機技術在動畫片制作中的作用[A].數字化藝術論壇，2006.

[2]邵謙謙，3DS MAX R4動畫制作技術精粹[M].水利水電出版社，2005.

作者簡介：

蘆甜，女，畢業于南昌大學，本科，主要從事高校教學工作。