計算機動畫技術的研究與工程應用

徐昆良

【摘 要】伴隨社會文明的進步，動畫產業得到了快速的發展，而計算機技術在動畫領域的推廣應用更是將動畫產業推到了一個全新的發展階段。運用計算機技術制作動畫，可以大大縮短制作時間，提高畫面效果，具有非常可觀的經濟效益。本文就當前已發展較為成熟的計算機二維、三維動畫技術、計算機動畫相關軟件及兩種技術在工程應用中的實例進行詳細論述，希望能夠為計算機動畫的發展提供所需資料。

【關鍵詞】計算機動畫技術；二維；三維；工程應用

傳統動畫制作整個過程均由手工完成，需要制作人員一格一格的繪制，而計算機動畫技術的誕生可以說是動畫發展史上的一次重大改革。當前，國外發達國家計算機二維、三維動畫不僅電腦制作技術成熟，而且受到了全世界動畫愛好者的青睞。相比發達國家，加之受自身條件的限制，使得中國計算機動畫長期處于弱勢地位。因此，研究計算機動畫技術及其工程應用，對推動中國動畫產業發展具有重要意義。

一、計算機動畫技術

（一）計算機二維動畫技術

使用計算機制作二維動畫是從動畫制作的中期階段開始的，而前期的腳本、造型、場景等的設計則與傳統手繪制作方式相同。計算機二維動畫制作有兩種制作方式，即全計算機制作和輔助計算機制作。全計算機制作方式是指對于動畫中期階段的制作內容即動畫原畫全部直接放在計算機上來完成，并由計算機自動生成中間畫。輔助計算機制作方式是指按照傳統方式制作出原畫與中間畫后，將兩種畫的線稿存入到計算機中，對線條進行相應處理后上色。目前，制作計算機二維動畫的軟件主要有Animo、Flash、Animator等。

（二）計算機三維動畫技術

三維動畫即立體動畫，利用計算機技術制作三維動畫主要完成的是模型的制作與后期拍攝，而腳本，造型、場景、分鏡頭設計，錄音等都與傳統偶動畫制作方式相同。計算機三維動畫制作的基本步驟包括建模，貼圖與賦材質，蒙皮，三維故事版，動畫效果、燈光與攝影機設置、渲染等。建模主要是借助計算機動畫軟件提供的線條、幾何形體和曲面來勾勒出動畫人物角色與場景，與傳統手工繪制不同的是，計算機構建出的模型可以無限循環使用，對于續集動畫的制作可以大大節約生產成本，且人物動作靈活。貼圖是指在模型表面上貼上事先選擇好的、設計好的具有某種文理、圖案的圖片，賦材質是賦予模型一定的材質屬性，如金屬、塑料、布料等，讓模型看起來質感、逼真。蒙皮是專門針對骨骼的，動畫角色靈活、形象、逼真、流暢的動作全部依賴于骨骼的架設，將模型安放至骨骼上即為蒙皮，從而實現讓骨骼帶動模型運動。渲染是動畫制作的最后階段，即使用計算機對畫面進行渲染，輸出動態的圖像序列和影像文件，并進行剪輯、特效等處理最終完成動畫作品的制作。目前，制作計算機三維動畫的軟件主要有Maya、3ds Max等。

二、計算機動畫技術工程應用實例

（一）計算機二維動畫工程應用

以國產計算機二維動畫《Friends》的制作為例，對計算機技術在二維動畫制作中的具體應用流程進行相應介紹。《Friends》動畫中的主人公是一群小動物，它們生活在森林中，故事以小動物們的日常生活為主題，是一部兒童動畫作品。首先，使用Flash軟件新建劇本文件并對其命名，分鏡頭設計將整個劇本劃分為開端（故事背景）、中端（故事發展）和終端（故事結尾）三幕，對每一幕再劃分幾個段落，細分故事情節，明確每一情節的主題和場景。將每個場景劃分為幾個鏡頭，確定每個鏡頭的焦距、角度等參數，經修改最終確認后制作分鏡攝影表。其次，角色設計。畫出每一角色的正視圖和多個角色的集體圖，創建角色文件并保存；畫出每個角色的正、側、背與3/4視角圖，標出每個角色的頭、上身、下身高度；角色設計完成后開始制作原件，即在計算機軟件中將角色畫出來。對各個角色原件進行上色，并設計角色的服裝與道具。畫出當前鏡頭場景的正視等多個角度視圖，并給畫好的場景上色，保存場景文件。根據腳本和分鏡進行錄音。制作中期，建立動作文件與鏡頭文件，并對各個分鏡頭進行合成，分鏡合成需及時完成當天的上交鏡頭修改直至所有分鏡全部合成完畢。制作后期，利用Flash軟件提供的Premiere對視頻進行非線性剪輯，剪輯完成后進行配音和音效處理，最終完成該部短片動畫的制作。

（二）計算機三維動畫工程應用

計算機三維動畫的制作本文依舊以國產動畫《星星歷險記》為例，對計算機技術在三維動畫制作中的具體應用流程進行闡述。該部動畫作品是以冒險為主題的，故事情節包括主人公在蘑菇島等多個奇妙世界的探險旅行。制作前期，繪制劇本場景與人物活動，開場鏡頭為海鷗在空中自由飛翔，緊接著鏡頭切換至海鷗劃過星星家的窗戶，窗戶內星星趴在桌子上睡覺，特寫桌子上擺放著他爺爺的照片。星星嘴角露出甜甜的微笑，夢到與爺爺一起生活的點滴，然后夢中出現一個神仙老頭，告訴星星要想找到爺爺會有許多艱難險阻，但也會有朋友幫助，這一場景加閃光特效。在分鏡內明確標出每個畫面的構圖、運動、人物對白等，以便于修改和節省時間、人力。制作中期，由設計師根據前期制作的二維故事情節、場景等來建立模型，利用三維軟件3ds Max將繪制的角色、道具、服裝等生成電子版形式。為提高三維動畫制作效果，這里模型制作分為角色模型與場景模型兩部分。借助3D軟件依據二維設定制作角色模型，在模型中精確的描繪出角色的表情神態、動作、性格、年齡等特征和布線、比例尺寸。場景模型依據前期制作的不同場景分別用三維軟件創建出對應的三維立體場景模型。模型建立好之后進行貼圖、賦材質、骨骼蒙皮等一系列處理。后期，進行特效、燈光、渲染處理，最終完成作品制作。

總結

從上文對計算機二維、三維動畫制作技術及其在工程中的實例應用分析中我們可以清楚的看到，計算機動畫技術較之傳統動畫制作具有明顯、獨特的優勢，如節省制作時間，制作效率高，降低制作成本等。在國際動畫市場狀態、市場前景良好的情形下，我國應加強對計算機動畫技術的研究，并在工程實踐與應用中創新思維，創新技術，推動我國動畫產業繁榮發展。

參考文獻：

[1]劉卉.三維人物動畫關鍵技術的研究與實現[D].中南大學，2012.