冰上的藝術與物理之美

【摘 要】花樣滑冰運動能鍛煉形體，又具有較高的觀賞價值，受許多年輕人的喜愛。花樣滑冰的動作轉瞬即逝，由于技巧性強動作快，很多初學者難于理解其中關鍵。利用動畫的方式將其動作進行分解，通過三維動畫制作成獨立單元和個體動作，將拆分后的動作展示為常規和慢放、最后通過交互軟件融入文字知識面板形成教學課件。三維動畫形式的教學課件不僅能表現接近真實的肢體動作，讓原本容易記錯的信息與動態實物一一對應，不僅方便了教練教學，藝術化的既視感還能吸引學習者的關注，提高人們的學習興趣。

【關鍵詞】骨骼模擬；動作分解；動作設計

【中圖分類號】TP391.41 【文獻標識碼】A 【文章編號】1007—4198（2023）09—203—03

一、花樣滑冰運動

花樣滑冰是冰上運動項目之一。運動員通過冰刀在冰面上劃出圖形，并表演跳躍、旋轉等高難度動作。在競技體育項目中花樣滑冰的裁判會按照動作的質量與藝術性表現進行綜合評分。[1]在冰凍的水面上滑動，是在很多地區都常見的一種娛樂方式。隨著時代的發展，各種解放個性、追求人類極限的冰上運動開始初具雛形，并不斷演變，最終成為了我們現在所見到的各種現代冰上比賽項目花樣滑冰包含了藝術與體育相結合的特質、它要求運動員即要展現舞蹈中的形態美、同時也要擁有較高的技術和力量。花樣滑冰運動相對其他冰面運動強度也相對較大，在運動過程中它不僅能使人血液循環通暢，增強心血管系統的功能，同時也能在接觸這項運動中提高身體素質和身體機能水平。因此參與花樣滑冰運動不僅可以健身塑形，同時也具備極強的觀賞性，參與者可以獲得身體機能和精神方面的提升，還可以體會到通常的體育競技運動所不具有的藝術享受。[2]

從花樣滑冰的基本動作可以概括為旋轉和跳躍，不同的跳躍和旋轉結合運動員的步法配合就是表現出動態美的關鍵所在。

二、骨骼模擬

在三維動畫的制作中使用3DSmax CS骨骼可以完全模擬出人體在運動過程中的所有肢體及軀干的變化。通過觀察和總結花樣滑冰過程的肢體動態運動，可以將CS骨骼的軀干初始狀態設置成，頭、頸、肩、胸、腰、跨；將四肢當中的手臂鏈接為肩、上臂、前臂、手腕、手掌、拇指、其余四指歸納為一個整體；腳部鏈接為大腿、小腿、腳踝、足弓、腳趾。如圖1所示

三、骨骼與模型的綁定及測試

首先要完成花樣滑冰的男女角色模型，對于模型制作不能偏胖和偏高。使用 3DsMax組建游戲人物角色模型，并為其使用Unfold 3D拆分UV，繪制完整貼圖保證能適應大多數的技術動作，模型塊面不穿插。完成模型后通過蒙皮工具將骨骼和角色模型綁定成一體。用Biped骨骼與其進行匹配對照，按模型的身體比例在體型模式中修改骨骼的局部尺寸。再模型修改器添加蒙皮工具，同時添加骨骼的所有外部附件，例如針對女性角色衣服的衣角飄動時所要用的附加骨骼，之后再按骨骼結構匹配模型點線面的權重絕對值。之后逐個檢查綁定文件身體各個部位的控制器是否異常，需要做到的動作每個控制器是否能達到預期的效果。找到花樣滑冰的極限動作進行動畫測試，按照專業動作分解，擺出動畫的layout，其次是blocking階段，動畫最后的pulish階段需要嚴格按照參考動作，逐幀仔細的查看動作的預備緩沖和保持生動等細節，來做動畫最后的潤色。

四、分解動畫的實現及文件分類

通過了解花樣滑冰訓練過程，拍攝專業運動員的標準訓練動作再整合相關資料后。可以把整個動畫拆解為六個大類，再根據不同學習等級拆解為若干個小動畫來完成，這里以初級階段的姿勢為例，可以將角色動畫制作為（1）滑行類：直線、曲線向前滑行和向后滑行，對多方向單足支撐做特寫說明；向前、向后左右交叉步伐展示；向前外刃、華爾茲跳、點冰魯莆半周跳、菲力浦半周跳、路姿半周跳；路茲半周跳等共十二個動作文件。（2）簡單的旋轉動作即雙足的正反向轉動、單足起立后正反向轉動，以及雙足直立旋轉左右五圈、單足直立旋轉左右各三圈等八個動作文件。（3）跳躍動作：華爾茲跳、少霍夫一周跳、點冰魯浦一周跳等三個動作文件。如圖2所示。

將這些動作制作好以后將其儲存為bip文件方便隨時調用，同時形成了基礎動作庫，3dsmax CS骨骼的可以將不同的bip動作文件無縫連接起來。可以通過學者的實際需求對基礎動作進行單獨學習，對照訓練。另一方面對于長訓運動員也可以任意組合基礎動作，方便運動員和教練任意觀看和分析動作的科學性和對美感的設計。

五、花樣滑冰三維動畫樣片的成型

樣片首先是宣傳和展示花樣滑冰項目的藝術魅力，其次可以通過制作樣片模擬事先設計好的動作，作為比賽訓練或日常娛樂的參考視頻。再結合具體的運動案例做修改和調整。例如在課件中的創作《冰花》作品中，參考了花樣滑冰運動員羽生結弦奪冠的2018年平昌冬奧會的比賽視頻。將組合出來的動作進行局部調整。樣片本身也需要通過燈光、鏡頭、特效來營造三維動畫的影視藝術效果。盡量通過三維角色的肢體動作，配合燈光和背景音樂以及劇情對應的音效將觀眾的情緒代入其中，在上述的要求中結合分鏡設計，根據鏡號建立工程文件，在下方時間軸自動關鍵幀模式下，點擊關鍵點信息選項，根據時間軸的時間長度把握關鍵幀的節奏動作。大體將人物的位移和關鍵點上的動作調整到位，后續再進行細節上的調整。雙腿交替的動作包括走路與跑步，先用復制粘貼功能實現雙腿交替。跳躍翻滾類動作現將骨骼的質心點擺放到位即可。

根據鏡頭的角度不斷細化關鍵點之間的動作，在滑跳動作的關鍵幀時間段里，落地的腳部打入滑動關鍵幀防止足部位移，讓角色站穩在地面上。滑動相比跳躍動作節奏更快，因此質心點的位移距離要更大，足部落地時，往前移動質心點以保持角色身體向前傾斜增加角色向前的沖刺視覺感。需要考慮到自然的慣性問題，處在下半身的質心點在高速移動，而上半身和四肢在急停時會比質心點慢八幀停止移動。這一點也同樣體現在翻滾跳躍等極限動作中，四肢和上半身的移動相較質心點會有不同程度的延遲。場景中有一些局部鏡頭需要額外添加粒子效果和燈光，例如當角色腳步砸向地面時候會產生碎冰效果，再展線快速運動的鏡頭中需要為角色設置鏡頭模糊的視效。

六、結語

三維動畫的真實性、空間感強，非常適用于花樣滑冰這類體育教學，學習者通過觀看三維動畫制作的分解動作和宣傳片，可以全面清晰的了解知識要領，有助于學習者更加直觀準確的學習和自信的增強。

參考文獻：

[1]王志艷，編.巔峰閱讀文庫：我的第一本探索書[M].天津：天津人民出版社，2013.

[2]李鄉狀，主編.花樣滑冰技法與指導[M].長春：吉林音像出版社，2006.

基金項目：本文系高等教育教學改革研究項目：課程思政視域下培養民辦高校藝術專業“工匠精神”的實踐與探索——以重慶移通學院為例。

作者簡介：李杜風（1986—），男，漢族，研究生，研究方向為動畫設計、三維造型藝術、游戲開發與制作等。