基于青少年人格素養提升的國學動畫設計與實現

趙艷 劉金明 車延玲 孫曉倩 王佳麗

摘 要：本文針對青少年品德教育和人格素養提升進行國學動畫設計與實現，將三維動畫融入啟發性和趣味性設計，研究與開發以國學經典表達的“仁義禮智信”等中華民族的核心價值觀念為中心的國學動畫產品。進一步探索研究國學動畫在青少年人格素養提升方面的應用。

關鍵詞：國學動畫;人格素養

本文在將動畫運動規律、圖形圖像處理、三維動畫以及影視后期合成有機結合，以使發散思維和聚合思維能夠內在統一，探索并開發出適合青少年德育和人格素養提升的國學動畫創新產品。借助數字媒體技術，以青少年人格素養提升為中心，進行民族化和個性化風格元素的融入，創作出具有原創性的適合青少年的國學動畫作品。

一、主場景模型的設計與實現

場景模型是影視動畫中的重要元素，整體場景模型搭建和畫面的色彩材質和燈光表現，對于動畫整體氛圍的表現至關重要，根據建筑造型特點結合現代和古代建筑造型特點，通過多邊形擠出、附加曲線、插入循環邊、交互式分割工具、放樣、編輯網格和晶格化等命令的使用來進行創作，模型搭建完成后，賦予材質并加入燈光和攝像機。

（一）主場景模型的設計與實現過程

首先通過視圖中的圖像平面導入模型圖，分析其構成特點，主要由房體、房頂、煙囪、柵欄、窗戶和裝飾等部分組成。

1.房體和房頂模型的設計與實現

房體造型的設計采用兩層小樓加一層閣樓的主體設計，再加入兩個側面小屋造型。 根據參考圖，通過多邊形長方體面擠出模擬整體小屋造型，并通過網格的提取功能，得到分離提取的面，抽出側面造型。房頂造型的設計采用長條型木制材料，木條長短不一，造型不規則，以充分體現造型的特點。同樣使用多邊形來模擬，并通過網格將其結合，采用動畫模塊的創建變形器進行晶格化，調節房頂的造型使其不規則化，體現特色。

3.出風口和煙囪模型的設計與實現

小屋側面出風口和煙囪造型的設計，采用花邊造型中間加十字造型。實現時使用多邊形管道創建圓管造型，沿Z軸旋轉至正面，選擇底面將底面的面刪除，進入對象層級，進行網格填充洞。再次進入面層級選擇上方的面，在編輯網格中取消“保持面的連接性”，并擠出一定的厚度，適當縮放其面的大小。

4.柵欄模型的設計與實現

柵欄造型的設計采用管狀體加圓柱造型。管狀體考慮拐角處的細節情況，在透視圖中使用貝茲曲線沿柵格線繪制1/4的圓角造型，再創建多邊形圓柱體，調節段數為12，將其沿X軸旋轉90度，先選擇圓柱的頂面再選擇貝茲曲線，通過編輯網格擠出命令使得面沿線擠出，創建并復制多個圓柱體模擬小欄桿，從而得到管狀柵欄效果。

5.窗戶模型的設計與實現

窗框造型設計采用花邊造型，窗戶內部采用花紋圖案效果。窗框的實現同出風口和煙囪模型的制作過程。花紋圖案的窗戶，主要采用創建面片并進行邊擠出（多次按G鍵重復操作），調節點的位置并使用網格命令進行點合并，直到完成1/4圖案的繪制。在對象模式下選擇該圖案，再次通過網格命令來鏡像幾何體（+X向右鏡像，-Y向下鏡像）。同理，鏡像出其余三個圖案。框選所有的面進行多邊形面擠出（注意不保持面的連接性），得到最終的花紋窗戶圖案。

6.裝飾模型的設計與實現

為了更好地體現特點，在場景的設計中融入的各種造型的裝飾元素，比如門造型的設計采用彎曲的圓柱體，裝飾塊的設計采用造型各異的多邊形長方體、管狀體和心形，并加入了點和線、面的細節處理。

7.花園環境設計與實現

柵欄內小花園的設計中融合的各種顏色和種類花和綠色的小草，體現出一片生機勃勃的場景。實現時首先創建多邊形面片模擬土地并使其可繪制，再使用Paint Effects筆刷工具，獲取筆刷分別選取不同的花和草在多邊形面片上進行繪制，注意整體構圖，根據近大遠小的特點調整好全局參數。

8.材質貼圖

材質主要是通過設置材質庫中的Ramp Shader節點，通過設置Color、Interpolation、Transparency、Ambient Color、Bump Mapping、Diffuse、Specular等參數，然后在建立好的材質球上按右鍵，選擇Assign Material To Selection。

9.燈光和攝像機

真實世界中的燈光會照亮其范圍內的物體，而Maya中的燈光可以隨意地控制其所能照射的物體。通過Create中的Light可以靈活選擇所需燈光類型，同時根據場景需求，設定相應的顏色和HSV等參數，設定目標攝像機并調節好目標點，最后渲染并觀察場景效果。

二、動畫的設計與實現

（一）魔方動畫效果實現

1.魔方模型的實現

創建切角長方體（參數為100、100、100、2），轉換為可編輯多邊形，進入修改面板的可編輯多邊形元素層級，將整個切角長方體材質ID設為7，然后進入可編輯多邊形的多邊形層級，分別將每個面材質ID設為1、2、3、4、5、6。

2.賦予魔方材質

打開材質編輯器進入多維/子對象，設置材質數量為7，然后分別賦予不同的材質ID以國學經典人物形象為貼圖。

3.魔方造型的實現

將魔方的軸心點定位在其中心位置，在層次面板中調整軸使其僅影響軸，居中到對象，使用選擇并移動工具將中心點的坐標定為零點，陣列出魔方造型。

4.魔方動畫的實現

使用選擇并移動工具調整絕對世界坐標系軸心點至x、y、z值均為100。激活角度捕捉并設置角度為90度，按下自動關鍵點按鈕，調節不同幀上的動畫旋轉效果。采用自動關鍵幀記錄動畫過程，渲染輸出為AVI動畫。

（二）變形動畫效果實現

1.創建變形物體，使用選擇并移動工具按住Shift鍵復制三個。

2.分別為第二個物體添加拉伸修改器，第三個物體添加彎曲修改器。

3.選擇第一個物體作為源變形物體，單擊復合對象中的變形，依次拾取變形物體2和變形物體3。

4.將主窗口的時間滑塊移到第0幀，然后在變形目標列表框中單擊變形物體1，并單擊創建變形關鍵點，滑塊第40幀，在變形目標列表框中單擊變形物體2，滑塊第70幀，在變形目標列表框中單擊變形物體3，滑塊第100幀，在變形目標列表框中單擊變形物體1，最終實現物體變形動畫效果。

（三）卷軸動畫效果實現

1.啟動3Ds Max中文版軟件，單擊“創建”面板下的“幾何體”中的“標準基本體長方體”按鈕，在“頂”視圖中創建長方體，設置具體的參數。

2.切換到3Ds Max “修改面板”，在“修改器列表”下拉列表框中選擇“編輯多邊形”選項，將選擇集定義為“多邊形”，在3Ds Max場景中使用 “選擇對象”工具選擇正面的多邊形，在“多邊形：材質ID”卷展欄中設置“設置ID：”為1。

3.在3Ds Max菜單欄選擇“編輯”中的“反選”命令反選多邊形，在“多邊形：材質ID”卷展欄中設置ID為2，然后關閉選擇集。

4.在“修改器列表”中選擇“彎曲”修改器，在“參數”卷展欄中設置“角度”為-1800，設置“彎曲軸”為X軸。

5.在“限制”選項組中選擇“限制效果”選項，在堆棧欄中設置“彎曲”修改器的選擇集為“中心”，使用 “選擇并移動”工具，在3Ds Max “前”視圖中調整中心到模型的右側。

6.打開自動關鍵點，在第0幀自動插入關鍵點。

7.拖動時間滑塊到100幀，然后在3Ds Max場景中移動“中心”使其展開，實現卷軸動畫效果并渲染輸出。

三、片頭片尾視頻剪輯輸出

（一）片頭設計與實現

1.設置環境背景：將“環境效果”和“材質編輯器”結合應用，通過對位圖貼圖設置關鍵幀，是動畫背景處于運動狀態。

2.創建旋轉的地球：利用“圓”線條制作出地球的經緯線，導入“地球模型”，擠出厚度，層級面板-僅影響軸，前視圖創建300的方形面片，使方形面片中心對齊到地球。進行彎曲修改;設置金屬材質，地球框架和經線緯線。創建“流星001”進行“拉伸”修改，并賦予流星材質;選擇“流星001”、 “流星002”添加修改命令面板的“路徑變形綁定（WSM）”修改器。

3.創建攝像機：創建目標攝像機并設置攝像機的關鍵幀動畫。

4.創建粒子系統：創建粒子流源，設置發射“徽標大小”為143，長寬比為198*210，選擇材質頻率選項，并添加到“事件003”，設置粒子流為金屬材質，

5.創建文字：設置文本“數字時代”，添加“倒角”修改器，選擇“粒子流”材質指定給創建的文字。設置自動關鍵幀動畫。

6.添加視頻特效：動畫制作完成對創建的對象添加特效，“視頻后期處理”中的特效濾鏡可以添加各種特效。

（1）選擇“路徑01”和“路徑02”取消“可渲染”。

（2）選擇“流星01”和“流星02”設置“對象ID”為2。

（3）選擇“地球”對象設置“對象ID”為1。

（4）“渲染”—“視頻后期處理”，單擊“添加場景事件”為“Camera001”，選擇“星空”、“鏡頭效果光暈”、“鏡頭效果光斑”，單擊“VP隊列”和“預覽”，設置相應的參數。

（二）片尾特效和表達式的應用

1.放大鏡動畫特效

（1）新建項目文件，導入放大鏡.psd和背景素材，以背景層大小創建合成;

（2）使用 定位點工具設置放大鏡的中心到鏡片的中心位置;

（3）添加鏡面遮罩并翻轉;

（4）設置放大鏡位置和旋轉的動畫;

（5）背景層添加球面化特效，將球體中心設置動畫—添加表達式thisComp.layer（"fdj.psd"）.position

（6） 收集文件，添加到渲染隊列，渲染輸出FLV文件。

2.水晶球動畫特效

（1）新建項目文件，導入素材，以載體的大小創建水晶球背景合成;

（2）為載體的位置添加表達式wiggle（1，200）;

（3）以背景層大小創建水晶球合成;

（4）為水晶球背景合成層添加CC Lens特效;

（5）收集文件，添加到渲染隊列，渲染輸出FLV文件。

四、小結

本文通過圖形圖像處理、三維動畫以及影視后期合成等軟件技術，根據國學動畫對青少年人格素養的提升展現內容的需求，主要針對國學動畫主場景搭建、關鍵的三維動畫設計與實現、片頭片尾的設計與實現部分進行闡述。綜合應用了Maya 多邊形建模技術、3Ds Max動畫設計與制作、影視后期特效技術，不僅將不同的場景造型風格特點，融入到三維動畫場景的模型設計中，展現了場景元素造型多樣化，同時賦予三維場景以美感，而且三維動畫通過多樣化的表現形式展現了國學動畫中青少年人格素養提升的元素，片頭片尾部分也做了較為充分的展現。

參考文獻：

[1]鄭莉瓊. 中國影視動畫中傳統文化元素的運用現狀研究[D].西南大學，2018.

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[3]曹園園. 影視動畫色彩節奏的表現研究[D].武漢理工大學，2018.

（山東省大學生創新創業訓練計劃項目? 項目編號：S201913324011 項目名稱：國學動畫對提升青少年人格素養的研究）

作者簡介：

趙艷（198204），山東費縣， 女， 漢， 山東濟南，研究方向 三維動畫，數字媒體技術， 碩士， 山東協和學院，副教授.

劉金明（199901），山東淄博 ， 數字媒體技術 ，山東協和學院 ，學生.

車延玲（199812），山東德州，? 數字媒體技術， 山東協和學院， 學生.

孫曉倩（199907），山東莒縣 ， 數字媒體技術， 山東協和學院， 學生.

王佳麗（199905，）山東萊州 ， 數字媒體技術 ，山東協和學院 ，學生.