三維動畫制作課程教學改革——以三維水墨動畫教學為例

夏三鰲

（湖南科技學院 信息技術與教育系，湖南 永州 425199）

一 引 言

2014年2月國務院做出“引導一批普通本科高校向應用技術型高校轉型”這一重大決策，大力推動專業設置與產業需求、課程內容與職業標準、教學過程與生產過程“三對接”，積極推進學歷證書和職業資格證書“雙證書”制度，做到學以致用[1]。

三維動畫制作是一門專門以三維動畫技術學習為主的課程。它是當今影視動畫行業高速發展的產物。在各種影視動畫已進入千家萬戶的今天，三維動畫技術已在影視動畫制作業中有著舉足輕重的地位，而學習這門課程是對數字媒體技術專業的學生具有十分重要的現實意義。由于三維動畫制作這門課程具有一定的特殊性，教學堅持“以應用為導向，以能力為目標、理論知識以必需、夠用為度”的定位原則，以重能力、重應用、求創新的總體思路，加強專業針對性教學，探討動畫教學內容與專業教學內容的銜接，針對不同接受能力的學生，進行分層教學，做到因材施教。使學生能制作更完善的制作出優異的作品。如何對《三維動畫制作》課程教學改革，通過這門課的教學，幫助學生掌握三維動畫角色的基本動畫技術和角色動畫的動畫技術，為發展我國的第三產業(服務業)特別是影視動畫生業服務。

二 《三維動畫制作》課程教改理念

本課程需要學生具備一定的美術基礎和造型能力，具備一定的文化素養，熟悉設計原理、構成原理、了解動畫運動的規律，了解人體工程學的知識，目標是讓學生具備動畫設計的能力。本課程以培養三維動畫制作高技能創新型人才為目標，以培養學生的崗位核心能力為中心，構建“真實項目驅動、教學做一體”的工學結合人才培養模式。深化課程教學改革，創建項目驅動教學的“教、學、做”一體化的創意設計工場，搭建校內工學結合的實訓平臺，增建校外頂崗實習基地，在學校頂崗實習管理制度下，建立項目制管理的頂崗實習管理辦法，形成工學結合、師資校企崗位互換的有效機制，打造一支高水平的“雙師結構”教學團隊，把專業建成全國高職藝術設計類專業中具有廣泛輻射力的、三維建模的高技能人才培養高地。

三 任務驅動、項目導向，改進三維動畫制作課程教學模式

當今對于以培養優秀技術人才的高校來說，動畫專業既要有理論知識，更要突出軟件技術的知識，以便學生畢業后可以與公司里的辦公環境進行無隙接軌，因此在課程的后期知識的講述中，以實際運用案例為主，將水墨動畫案例與課程教學緊密結合，通過帶領學生們完成一部整個的水墨動畫項目來詮釋三維動畫制作的課程。課程可以分為以下二部分。

（一）三維水墨動畫理論：非真實感技術在水墨動畫中運用

隨著計算機技術，特別是計算機圖形技術的快速發展，動畫制作開始逐步脫離手工繪制，轉向無紙化制作，CG在水墨風格模擬和動畫制作中也發揮了越來越重要作用。近年來隨著圖形處理器（GPU）的迅猛發展，3D圖形繪制速度得到很大提高，特別是非真實感技術的發展，非真實感技術是指基于計算機圖形技術生成具有手繪風格的圖形技術，其目標不在于表現圖形真實感，而著眼于表達圖形藝術特質，在藝術作品的模擬方面發揮了越來越重要的作用，在模擬油畫、素描、技術圖紙和動畫卡通中應用非常廣泛[2]。水墨畫創作過程中運筆時毛筆筆觸角用力而加寬，為了模擬此效果，提出了兩個參數來模擬筆觸，分別是每一步寬度和最大寬度，前者描述相鄰筆觸寬度變化，而后者表征用力過程中產生的最大寬度。運筆寬度可以通過以下公式計算：

其中i表示每次運筆控制點，ncp表示控制點數，add[i]表示每個控制點運筆寬度增量，width[i]表示控制點運筆寬度。

內部著色包括以下3步：顏色量化，墨色擴散和過濾。為模擬手工繪制的暈染效果，方建文等提出在模型上制定控制暈染變化的中心位置（CP）基礎上，模型表面任意定點暈染灰度可以表征為

其中N是模型表面定點V的法向量，暈染變化速度和范圍分別由參數a和b控制。為使繪制效果更佳，也可以從手工繪制的水墨畫中提取暈染效果作為紋理，并在此基礎上按照紋理顏色計算W并按比例進行混合，以期達到更好繪制效果。CG技術的快速發展以及在電影，廣告等商業領域的廣泛需求，使得計算機圖形技術專業軟件的開發和運用呈現蓬勃發展態勢，這些專業軟件在模型模擬，著色等諸多方面功能強大，可以預期的是這些軟件將在水墨動畫中發揮重要作用[3]。

水墨動畫作為一個獨特的中國傳統藝術，越來越多的人用當今的計算機技術試圖模擬的特殊藝術形式。2003年由學國畫出身的動畫導演許毅制作的三維數字水墨動畫短片《夏》（Ode to Summer），這是中國大陸作品第一次入選計算機圖像技術的世界盛會SIGGRAPH的三維計算機水墨動畫作品，它是運用Maya技術通過“搭建模型”與“渲染”出來的中國傳統水墨動畫作品，如圖1所示。

圖1 《夏》水墨動畫

（二）水墨動畫項目實訓：《荷塘月色》水墨動畫

項目實訓是學生掌握整套動畫制作流程不可缺的環節。教師可以與學生一起參入整個項目流程，這樣可以進行師生信息、情感和行為的雙向流通與對接，有利于構建和諧師生關系。整個水墨動畫的項目實訓分為以下幾部分：

（1）項目的流程

《荷塘月色》三維水墨動畫根據朱自清散文《荷塘月色》改編創作而成，根據前面三維水墨動畫關鍵技術的研究，《荷塘月色》三維水墨流程如圖2所示。

圖2 流程圖

（2）題材創作

《荷塘月色》水墨動畫根據朱自清散文《荷塘月色》改編創作而成，《荷塘月色》是一篇寫景抒情的文章，借景抒情，融情于景，情隨景移，情景交融是它的主要特色。在一個皓月當空的夜晚，作者來到荷花池畔，看到荷塘里一片片碧綠，朵朵蓮花，月光如流水一般，靜靜地瀉在這一片葉子和花上，夜闌人寂，蟬聲和蛙聲不時傳來，月色迷人，微風吹過來，作者在荷塘美景中全身心地沉醉，這些均是分鏡頭稿本基本素材。立意是動畫創作最重要的部分，是如何加強人與動植物思想與情感的交流，周圍環境的觀察對人的思想產生了某種聯系，通過景色表達人內心的精神追求。本創作試圖利用3ds Max軟件再現作者當時所見之月夜荷塘美景，在見景抒情的同時，也試圖使用畫面和音樂來表現中國傳統文化的獨特魅力。畫面上，本動畫采用由遠及近，由實到虛的過渡方式表現荷香月色美景，用動畫軟件虛實相生表現中國傳統文化中國畫的清新典雅，空靈清曠。基礎色調上采用藍色調表現月夜的靜謐與美好，用晶瑩的蝴蝶牽引畫面與節奏。聲音上，本動畫由配音朗讀文章，并運用二胡與鋼琴搭配的背景音樂《風居住的街道》，用低沉的鋼琴襯托出中國傳統文化中二胡婉轉與悠揚的獨特魅力。

本動畫制作主要流程和軟件技術如下：

a.運用Autodesk 3ds Max 2012進行三維人物動作和場景的設計與制作。

b.運用Adobe After Effects 進行畫面鏡頭組接與特效制作。

c.運用 Adobe Audition進行文章配音與背景音樂音效編輯。

d.運用Adobe Premiere進行音頻與視頻的合成與輸出。

（3）水墨動畫后期合成

渲染3ds max動畫后，如果效果不太理想，仍然需要在Photoshop里處理某些不理想的單幀畫面，使之達到理想的效果。在背景問題的處理上，因其要達到中國畫中那種虛虛實實意境，水的建模和貼圖不是直接制作，而是在運用After Effects里制作流動背景并進行虛化處理，這樣即可以滿足水墨動畫的需要，同進也可達到中國畫的意境。然后運用Adobe Audition進行文章配音與背景音樂音效編輯，最后運用Adobe Premiere進行音頻與視頻的合成與輸出，這樣一個彰顯中國民族特色的水墨動畫作品制作完成，所有工作均在計算機上操作完成，達到和傳統水墨動畫相同的藝術效果。

結 語

水墨動畫是中國的獨一特色，雖然國外很少有研究中國水墨動畫，但是國外動畫產業廣泛利用中國傳統文化資源，然后設計與創造出具有中國特色的動畫作品，例如，美國迪斯尼公司制作的《花木蘭》；電影《功夫熊貓》等。中國文化在進步，中國動畫也應該是一個不斷發展的動態過程，應在繼承中有創新。雖然，水墨動畫具有濃厚的中國特色，細膩動人，有很大的發展潛力，但是中國動畫仍然有待深入發展，在許多方面有待提高。如果我們在創造上有所突破，水墨動畫必定大有作為。無論是傳統水墨動畫的生產，或今天的三維技術在現代中國水墨動畫的制作，都應保留傳統中華文化精華，尋求當代視覺藝術，應是中國水墨動畫的出發點和立足點。

將水墨動畫項目實訓與課程教學緊密融合，對活躍課堂、增加學生的學習積極性、提高三維動畫的教學質量具有重要的指導意義。目前，三維動畫制作的課程教學還處于初級階段，需要高校在課程安排及教學設施等方面進行進一步的改革和完善。

[1]吳濤.國務院:引導一批普通本科高校向應用技術型轉型[EB/OL].http://www.chinanews.com/gn/2014/02-26/588724 5.shtml.

[2]A.Hertzmann.Painterly Rendering with Curved Brush Strokes of Multiple Sizes[C].Proceedings of SIGGRAPH,1998.

[3]Yu Y,Lee D H.Interactive Rendering Technique for Realistic Oriental Painting[J].Journal of WSGG, 2003.

[4]楊雪果.3ds Max高級程序貼圖的藝術[M].北京:中國鐵道出版社,2010.