三維角色動畫制作關(guān)鍵技術(shù)分析

龔杞林

摘 要 當(dāng)前的動畫應(yīng)用的領(lǐng)域很廣，大到大型的商業(yè)動畫電影，小到廣告短片和宣傳片，動畫都以其不必尋找真人演員、能夠進(jìn)行更多的發(fā)揮等等特點迅速占領(lǐng)著市場的一部分。人們的動畫情結(jié)也是自幼產(chǎn)生，很多成年人也喜歡看動畫片。當(dāng)前人們對于動畫片的喜愛絲毫沒有減少，對其畫面要求卻在不斷提升，三維角色動畫成為了當(dāng)前動畫的重要組成部分，也成為了被人們廣泛喜愛的動畫類型。三維角色動畫比起傳統(tǒng)的平面動畫制作要復(fù)雜得多，程序上也需要解決很多得難題。本文就從三維角色動畫相關(guān)概念切入話題，分析其制作的步驟和制作過程中的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞 三維角色 動畫制作 關(guān)鍵技術(shù)

其實人們雖然對動畫十分喜愛，但是人們內(nèi)心中仍然希望更多擬人化的動畫，也就是追求與真實世界盡可能地接軌，這樣人們就可以將心目中的動畫世界與真實世界相結(jié)合，完成每個人心中的動畫夢。三維角色動畫就是動畫逼真化、擬人化的好的嘗試。之前限于技術(shù)的原因，三維角色動畫的技術(shù)太復(fù)雜，成本也太高，動畫在呈現(xiàn)方式上很難做到真正的三維角色。而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)能夠完成高度擬人化的三維角色動畫，并且該技術(shù)已經(jīng)較為成熟。盡管如此，我們還是要意識到，三維角色動畫制作是較為繁瑣和復(fù)雜的，要對其中的步驟和關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行研究，以達(dá)到最優(yōu)的效果。

一、三維角色動畫概述

三維角色動畫顧名思義，就是指在動畫的設(shè)計和制作過程中，角色主要以三維的形式展現(xiàn)。用更為專業(yè)的語言來說就是指在虛擬的計算機環(huán)境中，構(gòu)建起三維的虛擬影像或者說是模型，賦予其各種動態(tài)的呈現(xiàn)，再運用常規(guī)的動畫制作手法組成完整的有人物又有情節(jié)的動畫。三維角色動畫的特點就是人物是三維的，不再是平面的，這在視覺上給人的感覺就是更加真實；另外在動畫影像的展示和游戲的展示方面，增加了更多的樂趣。

三維角色動畫一般來說分為兩種方式來呈現(xiàn)的，一種是設(shè)定物理模型，根據(jù)各種外部的力量加成從而形成合理的運動，完成建模的角色動畫，另一種則是在人體上裝載運動捕獲的儀器，觀察人的真實運動，記錄各種數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)加載至角色模型上，實現(xiàn)三維的呈現(xiàn)。

二、三維角色動畫制作的步驟

一般來說，三維角色動畫應(yīng)當(dāng)有下面的一些步驟。角色建?！獎?chuàng)建骨架——骨架和模型的結(jié)合——運動的控制。

角色建模過程是三維角色動畫制作的基礎(chǔ)，它指的是運用各種技術(shù)，先將角色的模型構(gòu)建出來。這個模型嚴(yán)格意義上來說是靜態(tài)的模型。它主要運用的是各種軟件進(jìn)行模型構(gòu)建或者是通過掃描來進(jìn)行。

創(chuàng)建骨架是角色模型構(gòu)建完成后的重要工作。之所以說它非常重要是因為它構(gòu)建的是角色動態(tài)的基礎(chǔ)，只有模型沒有骨架，角色的運動就會十分僵硬。而創(chuàng)建好骨架，則構(gòu)成了角色運動的基本支撐。

接下來要進(jìn)行模型和骨架的結(jié)合，將靜態(tài)的模型和動態(tài)的骨架結(jié)合在一起，理論上是簡單的，但是事實上十分繁瑣，因為模型的動作要跟骨架的動作相一致，相協(xié)調(diào)。

運動控制是最后的步驟也是最為重要的步驟，這是決定三維角色動畫創(chuàng)建是否成功的最重要的一部分。它是指將骨架和模型完美結(jié)合起來的角色賦予運動的能力，能夠依據(jù)一定的操作讓角色呈現(xiàn)出動態(tài)化的姿態(tài)。

三、三維角色動畫制作中的關(guān)鍵技術(shù)

三維角色動畫制作中涉及到很多技術(shù)，拘于文章篇幅原因我們僅選擇其中重要的幾項進(jìn)行展示。

第一，建模技術(shù)。脫離了完美的模型，三維角色根本無從談起。但是這種建模其實需要的時間成本太大，程序上也較為復(fù)雜。它需要對建立起的模型進(jìn)行細(xì)節(jié)上的不斷修改，以達(dá)到模型與腦海中的設(shè)計相統(tǒng)一的目的。

第二，掃描技術(shù)。這種技術(shù)的原理是在人體或者其他的動物身上穿戴上帶有感應(yīng)點的裝備，用相關(guān)的掃描儀器對人體或者動物身上的相關(guān)點進(jìn)行捕獲，構(gòu)建出完整的角色模型。這種技術(shù)的有點就是能夠真實還原人或者動物本身的靜態(tài)特征，在構(gòu)建模型時能夠節(jié)省大量的時間。

第三，三維角色動畫制作技術(shù)。這種技術(shù)指的是不依賴于外部的數(shù)據(jù)，僅憑軟件本身就能夠做出三維角色運動的場景。但是這種技術(shù)本身依據(jù)的是技術(shù)而不是真實的動物，那么在運動的設(shè)計上自然會顯得僵硬，不自然。

第四，運動捕捉。這種技術(shù)指的是在人體或者動物身上裝載運動捕捉儀器，通過人體或者動物的真實運動狀況，獲取數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)賦予到角色模型上，進(jìn)行真實的運動還原。盡管這種技術(shù)優(yōu)點更多，但是一是成本太高，二是某些特技鏡頭無法由人體真正地完成。

四、結(jié)語

從上文中我們可以看出，三維角色動畫的制作不是簡單的工作，它涉及的步驟和關(guān)鍵性技術(shù)都十分重要，特別是在角色的建模和運動的控制方面，很容易影響到最終角色的最終效果。角色的建模工作如果沒有做好，角色本身就會給人一種扭曲感，失去了其與人類似的特點；而運動控制工作沒有做好的話，很容易讓角色的運動僵硬，整個動畫就會不自然。在未來，隨著計算機技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，三維角色制作步驟可能會簡化，關(guān)鍵技術(shù)也可能改變，但是至少在現(xiàn)階段，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)牢牢把握住文中的要點，做出更多更好的三維角色動畫。

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（作者單位：武昌理工學(xué)院藝術(shù)設(shè)計學(xué)院）