計算機基礎(chǔ)與動畫創(chuàng)作教學(xué)研究

胡 光

（鄭州幼兒師范高等專科學(xué)校，河南 鄭州 450000）

1 引言

計算機動畫是最簡單與容易理解的語言，也是包含信息量較大的信息傳播方式。而在計算機數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展的前提下，計算機動畫創(chuàng)作也開始進入可視化的虛擬現(xiàn)實時代。當前計算機動畫創(chuàng)作被應(yīng)用于新聞、廣告與影視等領(lǐng)域，而且產(chǎn)生令人驚嘆的藝術(shù)創(chuàng)作效果。本文主要對計算機基礎(chǔ)與動畫創(chuàng)作教學(xué)進行研究，分析計算機動畫創(chuàng)作教學(xué)的整個流程，并討論計算機動畫創(chuàng)作未來的發(fā)展方向。

2 計算機動畫概述及其特征

計算機基礎(chǔ)動畫起源于20世紀60年代至70年代，其與傳統(tǒng)動畫存在著緊密的關(guān)聯(lián)關(guān)系。計算機動畫創(chuàng)作的主要目的，在于利用計算機中的動態(tài)圖像，來解釋科學(xué)原理或闡明生活中的某種現(xiàn)象。Peter Folded是首個使用計算機動畫技術(shù)，創(chuàng)作動畫影片的藝術(shù)家，這之后計算機動畫進入快速發(fā)展階段，三維實體造型動畫開始大量出現(xiàn)。因此計算機動畫的創(chuàng)作不僅包括人物形象的創(chuàng)作，還包括存在環(huán)境、幾何運動路徑與時間約束等的創(chuàng)作。從當前計算機基礎(chǔ)與動畫創(chuàng)作教學(xué)方面來看，主要包括平面圖像、二維動畫和三維動畫等的教學(xué)。其中平面圖像是靜態(tài)圖像的編輯與創(chuàng)作，主要用到Photoshop、CorelDRAW等圖像處理軟件，來完成圖片的亮度、對比度、清晰度或特殊效果等的編輯處理。而二維動畫是一種平面動態(tài)圖像的創(chuàng)作，主要用到flash、A fter Effects、Premiere等動態(tài)圖像處理軟件，flash動畫編輯軟件主要負責扁平矢量動畫、導(dǎo)航界面等的制作，也能夠在flash動畫中添加圖像、聲音等交互元素；After Effects和Premiere等動畫制作軟件，則能夠完成對平面動畫、三維立體動畫的編輯，包括三維模型導(dǎo)入、動畫視頻制作和視頻剪接等。而在三維動畫的制作教學(xué)中，則需要運用到3DMAX、Maya和Nuke等三維建模軟件，以及After Effects、Prem iere等三維視頻處理軟件。

因此在計算機動畫創(chuàng)作教學(xué)中，需要根據(jù)不同創(chuàng)作工具的使用方向，進行相應(yīng)動畫制作流程的教學(xué)安排。相比于傳統(tǒng)動畫而言，計算機動畫創(chuàng)作涵蓋機械動力學(xué)、圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實等科學(xué)技術(shù)，并在圖像制作的各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。所以教師應(yīng)進行不同知識模塊的分層教學(xué)，包括機械動力、運動路徑、關(guān)鍵幀、時間約束等方面的教育教學(xué)。例如：在計算機動畫創(chuàng)作的教學(xué)中，需要對學(xué)生進行視覺創(chuàng)意設(shè)計、鏡頭運用等的理論教學(xué)。然后針對三維動畫的模型建構(gòu)、材質(zhì)渲染、環(huán)境營造和特效制作等內(nèi)容，進行實踐操作的指導(dǎo)教學(xué)。最后再對制作完成的動畫內(nèi)容進行后期動畫合成與剪輯，以完成整個計算機基礎(chǔ)電腦動畫的創(chuàng)作教學(xué)。

3 計算機基礎(chǔ)與動畫教學(xué)的內(nèi)容及創(chuàng)作流程

3.1 計算機動畫造型制作的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)流程

造型動畫是計算機基礎(chǔ)動畫教學(xué)的主要內(nèi)容，也是動畫制作中必不可少的創(chuàng)作元素。在計算機動畫造型制作的教學(xué)，主要包括三維立體模型建構(gòu)、模型運動兩方面內(nèi)容。首先在三維立體模型教學(xué)方面，可以通過運用3DMAX、CINEMA 4D、Maya和Nuke等三維建模軟件，進行運動圖像的模擬設(shè)計，來幫助學(xué)生理解建模、材質(zhì)渲染和運動模擬等。例如：教師可以將《玩具總動員》中的角色建模作為講解對象，來向?qū)W生傳達動畫造型設(shè)計與制作的一般步驟。《玩具總動員》的角色建模不是幾何模型的簡單拼接，而是在某一骨骼架構(gòu)上進行人物形象的設(shè)計與內(nèi)容填充。教師可以針對虛擬人物的關(guān)節(jié)、肢體活動或面部表情等，進行造型流程、燈光選擇、攝像機運動路徑或模型材質(zhì)等的講解。在計算機動畫造型制作的教學(xué)中，人物與動植物的建模教學(xué)，屬于剛體建模及運動教學(xué)；而面部表情、關(guān)節(jié)活動與運動趨勢等的教學(xué)，則屬于非剛體的形變教學(xué)。而剛體或非剛體的運動過程，主要通過算法和關(guān)鍵幀兩種運動手段進行實現(xiàn)。教師進行算法動畫的教學(xué)中，可以利用Authorware、Flash等動畫制作軟件，來完成物體形狀、色彩或大小等的更改，還可以對某一物體的運動路徑進行調(diào)整，因此算法動畫（或?qū)崟r動畫）是靈活性較強的動畫制作方式，其能夠在計算機中看到圖像調(diào)整的實時效果。而關(guān)鍵幀動畫則是以關(guān)鍵幀為主要動量元素的動畫形式，通過改變動畫中不同動量元素的關(guān)鍵幀，能夠使物體發(fā)生多種運動形式與運動方向的變化。

3.2 計算機動畫運動控制的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)流程

運動控制涵蓋動畫制作中的所有元素，其主要通過對上一動畫動作、下一動畫動作關(guān)鍵幀的設(shè)置，來完成整個動畫制作流程中的角色運動控制。從以上運動控制內(nèi)容的講解中，可以得出運動控制包括實時或關(guān)鍵幀的動畫控制。這兩種運動控制方式都可以通過簡單的運動變量設(shè)定，進行某一角色動作的改變或生成。其中最簡單的運動控制為角色運動或行走路徑的控制。教師在講解物體運動控制的過程中，需要針對剛體或非剛體的動力特性，進行相應(yīng)運動活動的設(shè)計與講解。例如：在動畫《錫鐵小兵》運動控制的講解中，教師可以進行剛體系統(tǒng)動力連接的講解，某一物體的動力活動會引發(fā)一系列其他的動力運動。而針對非剛體運動的動力控制，則應(yīng)著重于物體在受到外力作用后，所發(fā)生物體幾何形變的講授。《錫鐵小兵》中嬰兒與錫鐵小兵之間的追逐，就是剛體運動控制的最好體現(xiàn)。除此之外，對于周圍環(huán)境中非剛體的運動控制，包括海水、云層或星河等的運動，由于這些運動物體存在著不確定性的運動特征，因此其不可能通過標記關(guān)鍵幀的方式，來完成運動路徑的實現(xiàn)。A fter Effects、CINEMA 4D等三維視頻軟件中的粒子體現(xiàn)或分形系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境景物的創(chuàng)建與自由排布。因此可以將實時動畫、關(guān)鍵幀動畫與粒子系統(tǒng)進行綜合，講解計算機動畫運動中的控制流程。

3.3 計算機動畫創(chuàng)作的材質(zhì)著色與渲染教學(xué)流程

計算機基礎(chǔ)與動畫教學(xué)的另一重要內(nèi)容，為整個動畫的材質(zhì)著色與渲染。其中材質(zhì)著色主要作用于某一建模完成的三維物體，三維物體的著色方式通常為材質(zhì)貼圖。在物體材質(zhì)著色的教學(xué)過程中，教師可以運用3DMAX、CINEMA 4D、Maya和Nuke等三維建模軟件，進行三維模型的構(gòu)建。然后根據(jù)三維模型的結(jié)構(gòu)特征，選擇適合的貼圖進行貼圖處理。而渲染則是針對整個動畫環(huán)境的內(nèi)容調(diào)整，在完成整個動畫的顏色賦予后，教師可以進行環(huán)境燈光、顏色或其他特效的調(diào)整，以形成具有更加真實感官的自然環(huán)境。因此動畫渲染是在所有動畫制作內(nèi)容完成后，所進行各種環(huán)境物象的渲染活動。例如：《獅子王》、《玩具總動員》等經(jīng)典動畫的渲染，將雨中的灰塵顆粒、血紅的天色等，和動畫中的人物自然融合在一起，帶給受眾更加逼真的視聽體驗。所以教師在計算機動畫材質(zhì)著色與渲染的教學(xué)過程中，要按照動畫制作的步驟進行講解，并準確傳達其中的材質(zhì)貼圖、渲染等技術(shù)，以幫助學(xué)生理解動畫制作的整個流程。

4 計算機基礎(chǔ)與動畫創(chuàng)作的教學(xué)策略

由于計算機動畫創(chuàng)作，包含有較多難度大的教學(xué)內(nèi)容。因此教師在動畫制作的教學(xué)中，需要制定合理的動畫創(chuàng)作教學(xué)策略，對每個步驟教學(xué)內(nèi)容進行安排，才能完成動畫教學(xué)內(nèi)容的傳達。當前計算機基礎(chǔ)與動畫創(chuàng)作的教學(xué)，主要制定以下幾方面教學(xué)策略：

4.1 制定以學(xué)生為中心的動畫創(chuàng)作教學(xué)模式

計算機基礎(chǔ)與動畫創(chuàng)作的教學(xué)，是面向全體學(xué)生的動畫教學(xué)。但由于不同學(xué)生在計算機動畫的學(xué)習(xí)方面，有著差異化的學(xué)習(xí)情況及對問題的理解，因此教師在計算機動畫創(chuàng)作的教學(xué)中，需要制定以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，進行相應(yīng)動畫教學(xué)內(nèi)容的傳達。首先教師要按照動畫教學(xué)大綱的指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生動畫學(xué)習(xí)的需要，進行動畫課程的內(nèi)容組織。對于那些動畫制作水平較高的學(xué)生，教師可以為其分配簡單的動畫制作任務(wù)，并幫助學(xué)生使用A fter Effects和Prem iere等動畫制作軟件，完成簡單的動畫創(chuàng)作及內(nèi)容剪接。而對于那些動畫制作基礎(chǔ)較差的學(xué)生，教師可以先對其進行動畫基礎(chǔ)理論的教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生形成一定的動畫創(chuàng)作邏輯。然后教師要對不同動畫內(nèi)容進行整理，并創(chuàng)設(shè)適合學(xué)生發(fā)展的教學(xué)環(huán)境，以提高學(xué)生動畫創(chuàng)作學(xué)習(xí)的積極性。例如：在二維平面動畫的制作教學(xué)中，教師可以先用Flash軟件進行動畫創(chuàng)作的演示。學(xué)生在看到逼真的Flash動畫后，就能夠激發(fā)學(xué)生動畫創(chuàng)作的熱情。最后教師要與學(xué)生展開互動交流，以解決學(xué)生在動畫制作中遇到的困難。

4.2 構(gòu)建重難點突出的動畫教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式

在計算機動畫創(chuàng)作教學(xué)內(nèi)容較多的情況下，教師應(yīng)該根據(jù)不同內(nèi)容的重要程度，進行有差異化的動畫內(nèi)容教學(xué)。首先教師要設(shè)置每節(jié)課的教學(xué)大綱，并根據(jù)教學(xué)大綱的要求進行重難點內(nèi)容講解。對于那些簡單的教學(xué)內(nèi)容，教師可以通過對理論的解釋進行帶過。而對于那些較為困難的問題，教師則需要理論聯(lián)合教學(xué)實踐，來幫助學(xué)生完成疑難問題的認知與理解。例如：在動畫創(chuàng)作的關(guān)鍵幀、遮罩等內(nèi)容的講解中，學(xué)生很難理解不同關(guān)鍵幀的作用，以及關(guān)鍵幀與關(guān)鍵幀之間所存在的聯(lián)系。因此教師應(yīng)該在After Effects、3DMAX、CINEMA 4D等軟件中，向?qū)W生演示不同動作的關(guān)鍵幀，以及關(guān)鍵幀所具備的性質(zhì)與調(diào)節(jié)方法，這就能夠幫助學(xué)生完成相應(yīng)內(nèi)容的理解。因此在動畫創(chuàng)作教學(xué)中突出重難點，能夠在保證學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的同時，大大提升動畫教學(xué)的效率，并幫助學(xué)生形成一套動畫制作的學(xué)習(xí)流程。

4.3 加強動畫創(chuàng)作理論與實踐案例相結(jié)合的教學(xué)

動畫制作理論只有與具體實踐案例進行結(jié)合，才能完成理論內(nèi)容的應(yīng)用，才能引導(dǎo)學(xué)生形象地理解動畫教學(xué)的內(nèi)容。因此動畫制作的案例教學(xué)，是“引導(dǎo)式”的動畫創(chuàng)作教學(xué)，其主要通過動畫制作理論在某一案例中的實現(xiàn)，來引導(dǎo)學(xué)生進行相應(yīng)的動畫創(chuàng)作思考。例如：在A fter Effects粒子動畫的教學(xué)中，教師可以通過《瘋狂動物城》中迪士尼片頭案例的講解，來幫助學(xué)生理解particular粒子的調(diào)節(jié)。學(xué)生在動畫創(chuàng)作理論與實踐案例的練習(xí)中，也能夠啟發(fā)自身打開思路，并通過思考理解不同動畫內(nèi)容的創(chuàng)作思路。5 結(jié)語

計算機動畫是一種圖像表示方式，其主要通過動態(tài)變化的圖形來解釋某些外在事物。計算機動畫創(chuàng)作的教學(xué)，主要包括模型建構(gòu)、運動控制與環(huán)境渲染等重要內(nèi)容。因此教師在計算機動畫造型制作的教學(xué)過程中，要通過多種不同動畫制作軟件的使用，進行造型制作和物體運動制作等的教學(xué)。多種計算機動畫教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式的融合，動畫教學(xué)理論與動畫教學(xué)實踐的聯(lián)合，能夠幫助學(xué)生完成動畫學(xué)習(xí)的融會貫通。