淺談動畫制作中數字技術的應用及發展

賴昱

摘要：隨著科學技術的發展，數字技術被越來越多地運用于各個領域。近年來，動畫制作逐漸開始由二維動畫發展到三維動畫，提高了動畫對觀眾的視覺沖擊，為制作者們提供了新的表現平臺，范圍也有了很大的拓展。如今，隨著三維動畫的頻繁出現，數字技術成為制作者最為關注的技術之一，數字技術的運用與發展對動畫的制作產生了極為重要的影響，帶來了全新的內容和形式。數字技術的發展也在很大程度上推動著動畫產業的發展，使其藝術本質在新的技術手段下得以彰顯。本文主要分析了動畫制作的發展前景、制作技術，闡述了數字技術在當今動畫制作中的應用與發展。

關鍵詞：數字技術；動畫產業；三維動畫；應用發展

前言

隨著社會經濟的發展，科學技術手段開始更新與進步，數字技術逐漸運用于各個領域。在當今動畫制作中，數字技術的使用頻率越來越高，使用范圍也越來越廣，動畫的制作開始依賴于數字技術，并能從數字技術中獲取新的靈感和力量。動畫產業的發展相對于電影電視要晚一些，還不到一百年，但動畫產業自興起到發展起來的速度較快。在動畫產業的整個發展過程中，計算機技術和數字技術扮演著越來越重要的作用，在很大程度上促進了三維動畫的發展。

1數字技術的發展背景

第一，動畫制作中數字技術的發展歷史。1928年，世界上第一部有聲動畫片《蒸汽船威力號》誕生，該制作中第一次采用移動背景的拍攝技術手段；1932年，世界上第一部彩色動畫片《花與樹》誕生；1937年，利用“多重景深”拍攝手段拍攝的動畫片《白雪公主》問世，標志著主流商業動畫技術手段發展成熟；1950年，麻省理工大學的計算機專家制作了動畫史上第一部真正意義上的計算機動畫；1992年，動畫片《玩具總動員》成為世界上第一部完全由計算機三維技術手段制作的動畫片，開創了世界范圍內使用三維技術手段制作動畫的風潮。

第二，動畫制作中的數字技術是指以計算機為基礎的操作平臺，使用相關的計算機軟件作為制作工具的一種技術手段。先進的數字技術可以打造出更加具有視覺沖擊力的動畫效果，使得動畫中的特技部分展現出更加真實優良的視覺效果。傳統的動畫制作中，制作人員通常是借用透明的紙張來對動畫的繪制過程進行復制，并將動畫的人物和風景分開復制，因此傳統的動畫制作技術下的動畫畫面都不精細清晰。隨著科學技術的發展，在動畫制作中數字技術逐漸取代了傳統的手工繪制技術，成為全新的動畫制作方式，并開始運用更多的專業合成軟件等。

第三，近年來，由于計算機技術的發展和計算機動畫的出現，對動畫表現領域的擴展起到了巨大的作用，使得動畫的表現形式更加豐富，這種媒介也適用于各種動畫，如網絡Flash動畫，寬帶傳輸的web3D動畫、手機動畫等。對于動畫事業而言，三維動畫的出現豐富了動畫的表現，使動畫更加真實，并促使動畫向多元化的方向發展。

2在動畫制作中運用數字技術的意義

2.1模型設計能力高超

在動畫制作中，數字技術的運用主要是計算機通過相應的數學方法來實現動畫的設計制作，不會受到客觀條件的限制，能夠將現實存在的人物或景觀逼真地模擬出來，也可以制造出現實中不存在的人物和景觀等。這些都是數字技術支持下的動畫制作獨有的，超越了實景拍攝和手繪的方式。在動畫制作中，可以通過專業的制作軟件，創建出現實生活中常見的建筑、街道、家具等，使其生成自然景物，如植物、藍天、白云等，也可制作出現實生活中不存在的景物，即抽象的物體，甚至可以制作出生物的模型，最主要的是人和動物。這些都是三維動畫中較為復雜的模型效果。

2.2可以得到任何想要的效果

在使用數字技術制作動畫的過程中，模型的運動和變化不會受到客觀因素的限制，制作動畫的人可以根據需求或是自己的想法任意指定模型運動的方向和軌跡，調整模型的任意角度和照明效果等。此外，設計人員可以變換制作好的模型，使其發生任意的改變，達到自己滿意的效果和人們意想不到的效果。

2.3質感表現豐富完美

三維動畫的模型制作完成后，為了達到真實物體的效果或增加模型的質感，一般要通過材質的選擇和場景燈光的設計，來使模型表現得更逼真。

（1）模型的質感和逼真度取決于選擇的色彩、表面的光亮程度、反射效果、透明度等，而這些屬性又取決于組成模型的基本材料。常用的三維動畫制作軟件里都會提供豐富的材質庫，如玻璃、金屬、水、大理石、木材、面料等。設計動畫效果時，還可以通過變換材質的各種參數，改變模型的材質效果。

（2）燈光的設計效果會直接影響模型的最終質感表現。三維動畫制作中的燈光設計一般有如下特點：1）可以自由選擇燈光的類型，包括點光源、平行光源、攝影光，還有專門用來產生金屬、玻璃等光亮效果的MAP光源。2）可以根據設計要求選擇燈光的顏色、強度。3）可以根據設計需要或個人喜好，確定燈光的位置和運動方向。4）可以設置燈光照射到模型上的陰影效果，以及反射、折射效果等。

（3）三維動畫制作時，可以將前景模型和背影場景分別設計，輸出時再進行合成，這樣還可以隨時更換不同的模型和場景，大大減少了動畫制作的工作量，并且提高了工作效率。在預覽最終動畫效果的過程中，可以隨時對演示的動畫結果進行反復的修改、調試，直到滿意為止。

3在數字技術的支持下動畫技術的主要類型

在動畫制作過程中，模型的建立是整個動畫制作的基礎，模型的好壞直接決定著動畫的質量。在動畫制作中，三維動畫技術從出現以來，模型建立的技術已經發展出了幾種不同的分支，主要包括常見的Polygon模型建立技術（多邊形）、NURBS模型建立技術（曲線）以及division模型建立技術（細分曲面）。在不同的建模軟件的支持下，這幾種建模技術有著不同的特點和各自的優勢，一般最常用的建模技術是前面兩種：

（1）一般來說，Polygon建模技術適合建立沒有曲面、形狀較為規則的物體，這種技術能夠自由地調整UV分布，很方便在貼圖的時候根據場地的需求來進行設計。但這種方法也有其缺點，不能生成光滑的曲面。

（2）NURBS在計算機圖形學上是一個數學概念，在曲線運動軌跡上可以形成一定的形狀，主要用于表現曲面的物體，創建光滑、復雜的模型，對于模型細節有逼真的效果，具有很大的優勢。但由于這種模型建立技術建立的模型在曲面上的結構是網狀的，在復雜模型的設計中，由于控制點的增加而很難控制。

因此，在進行模型建立時，要注意根據具體的需求來進行選擇，使其達到更好的效果。總的來說，這些建模技術各有特征，但卻存在一個相同的問題——它們的基本理念不夠統一，相關的三維軟件也不能兼容這幾種建模方式。因此，在動畫場景的制作中，主要的要求和趨勢就是模型的類型能夠統一。

4數字技術在動畫制作中的應用

通常來說，數字技術在動畫制作中的應用可根據其是平面還是立體，分為在二維動畫設計與制作中的使用和在三維動畫制作中的使用。在不同的使用形態下，需要達到的效果也有所差異。所謂二維動畫，也就是指將在平面上利用手工繪制會形成一定的畫面，呈現在鏡頭之中；而三維動畫，也就是指在通過一定的構思，完全利用計算機軟件將該種構思制作出來，所形成的立體畫面，以鏡頭的方式呈現出來。就目前來說，數字技術使用于動畫制作之中，不僅是對其動畫特效的制作，還包含了后期的技術處理。其中，數字動畫技術在動畫制作中的應用，主要表現在計算機硬件技術的進步。計算機技術使用于動畫制作之中，可以極大地縮短動畫片的整體制作時間，還能利用其虛構場景的技術，節約大量的制作經費。同時，還以其獨特的表現方式，突破了原有的技術手段，為動畫制作帶來了新的發展途徑，也精致了動畫藝術。其實，數字技術應用于動畫制作之中，除了各個場景的技術處理與前后期的技術合成，還有一項十分重要的功能，那就是數位板的使用。一方面，數位板的使用有助于作者個人風格的保留，在最大程度上保存原作者的作品，并將其展示到觀眾的面前；另一方面，數位板可以用于繪制，且其繪制出來的圖像能夠直接保存，該種方式極大地縮短了動畫的前期制作時間，整體制作時間也相應縮短。以下，筆者將從兩個方面論述數字技術在動畫制作中的應用：

4.1計算機二維動畫制作技術的使用

專業的二維動畫制作軟件與傳統的手工繪制制作雖然在流程上相對類似，但是，專業的二維動畫制作軟件是以計算機技術作為主導。而計算機技術的運用，讓整個動畫制作中的工作都可以用計算機數據的形式保存下來。從這點上來說，計算機二維動畫制作技術可以直接縮短整個動畫制作的生產周期。除此之外，傳統的手工繪制，它的畫面都是以手工的方式形成的，所有的內容都是以想象作為出發點，但是制作技術卻不一定能讓制作畫面與想象持平，這就導致構思表達存在一定的偏差。而計算機二維動畫制作技術，它是以計算機技術作為支撐，可以通過手繪、數據調整等多種方式來完成動畫內容，從某種程度上來說，其制作出來的動畫作品更為科學化，在動畫的整體質量和畫面品質上有著極大的提高。

4.2計算機三維動畫技術的使用

傳統的動畫制作缺乏應有的立體性。就觀看感受而言，傳統的動畫片雖然會有動作，但是經常會給觀眾一種紙片人的感覺，視覺效果相對較差，而且在某些細節的表達上不夠生動、具體。例如，在《葫蘆娃》中，蛇精的表情和軀體顯得十分僵硬，無法詮釋劇情。而三維動畫技術就可以解決這些問題，在制作上，計算機三維動畫技術可以將角色制作得更為精細、生動，在表情和肢體動作的呈現上，會更能讓觀眾接受，也就是說三維技術的表現手法相對鮮明，畫面感較強。除此之外，三維技術手段的使用會讓動畫畫面的色彩更豐富，呈現出來的角色也能根據后期需求做出對應的更改，使得動畫人物和動畫場景達到一致，給觀眾帶來更加舒適的觀看感覺。世界上第一部由計算機制作的動畫片是《玩具總動員》，這部動畫片的問世不僅詮釋了什么是真正的動畫制作，也讓計算機技術根本取代了傳統的動畫制作手段，開創了一種全新的藝術表現形式。

目前，國內外已經逐步認識到了計算機技術對于動畫制作的作用與意義，并且通過實踐在不斷對其具體的應用進行探索。但是，就當前的科學技術發展水平而言，數字技術在動畫制作中的具體應用仍舊受到現有科學技術的制約，使其在藝術效果的表達上具有一定的局限性。技術手段與藝術效果兩者還需要不斷地磨合與銜接，以實現數字技術在動畫制作中的完美使用。總的來說，目前的數字技術為動畫制作注入了新鮮的血液，讓創作者的理念可以得到最完美的詮釋。

5運用數字技術的動畫制作的發展前景

近年來，隨著各種動畫大片的上映，尤其是三維動畫，充分體現了計算機動畫的魅力與發展方向。在很多發達國家，三維動畫產業已經成為國家的重要支柱產業，對國家產生了極為重要的影響。三維動畫制作是一種高技術、高智力和高藝術的創造性工作。目前，三維動畫技術已經發展成多種學科和技術的綜合領域技術，它以計算機圖形學，特別是實體造型和真實感顯示技術為基礎，涉及范圍有圖像處理技術、運動控制原理、視頻技術和藝術，甚至于視覺心理學、生物學、機器人學、人工智能學等領域也需要三維技術的支持和輔助，所以三維動畫技術已經以其獨有的特點逐步成為一門獨立的科學。目前，隨著計算機圖形學與相應技術的提高，利用計算機數字技術進行三維動畫制作的方法也日益提高，通過不同的三維動畫設計軟件平臺，已經可以生動地制作出各種人物或動物角色的運動方式與表情，也可以制作各種逼真的虛擬場景。

當前，由于美國具有豐富的制作經驗和雄厚的經濟實力，無論是在數字技術的運用上還是三維動畫制作上都處于領先地位。美國不僅是動畫行業技術的引領者，也在一定程度上影響著未來三維動畫發展的方向。眾所周知，在動畫產業，日本在整個世界絕對屬于佼佼者，日本的三維動畫具有獨特的風格，涌現出了一大批以制作CG為主的企業，在動畫方面具有較為成熟和良好的運作基礎，因此具有廣闊的發展空間。在中國來說，從動畫制作中運用數字技術以來，出現過很多優秀的作品，其中不乏獲獎作品，尤其是前期。但在近年來，隨著國外加工動畫片的大量引人，國內優秀的動畫片反而越來越少，動畫片制作人員的積極性也大不如從前，逐漸失去了我國傳統的民族風格。但我國正在發出“加快文化產業振興”的號召，相信國產動畫片會快速發展起來，創作出更多優秀的令國人期待的動畫作品。

6結束語

隨著科學技術的發展，數字技術開始廣泛地運用于各個領域。而動畫行業的發展為數字技術的運用提供了一個很好的機會，同時數字技術的應用又推動了動畫行業的發展。在三維動畫制作中，以計算機為基本平臺的數字技術不僅可以制造出現實中存在的人物和景物等，模擬出真實的三維空間，還能創作出現實世界中不存在的事物，即虛幻空間。在數字技術的支持下，動畫技術的發展有了新的突破，在各個領域發揮著越來越重要的作用，為國家作出了巨大的貢獻，成為國家重要的支柱。因此，國家要把握好商機，建立和發展好計算機數字技術產業，為社會的發展作出更多的貢獻。