影視動(dòng)漫設(shè)計(jì)3D技術(shù)運(yùn)用研究

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[摘要]運(yùn)用3D技術(shù)能夠塑造出宏大的視覺場(chǎng)景與逼真的人物動(dòng)畫，提高影視動(dòng)漫業(yè)的發(fā)展?jié)摿?。介紹四種當(dāng)前影視動(dòng)漫設(shè)計(jì)中常用的3d技術(shù)，針對(duì)3D影視動(dòng)漫設(shè)計(jì)的三個(gè)階段進(jìn)行具體分析，圍繞動(dòng)畫制作、燈光設(shè)計(jì)、角色骨骼創(chuàng)建三個(gè)層面，探討影視動(dòng)漫設(shè)計(jì)中3D技術(shù)的具體運(yùn)用策略。

[關(guān)鍵詞]影視動(dòng)漫設(shè)計(jì)；3D技術(shù)；骨骼創(chuàng)建；燈光設(shè)計(jì)；動(dòng)畫制作

3D技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)作為發(fā)展載體，由影視動(dòng)漫創(chuàng)作者依據(jù)一定的故事情節(jié)在三維動(dòng)畫軟件中完成虛擬動(dòng)畫場(chǎng)景或動(dòng)漫人物模型的創(chuàng)建，結(jié)合攝像機(jī)記錄模型的運(yùn)動(dòng)軌跡，通過調(diào)節(jié)參數(shù)在模型上選取特定材質(zhì)、添加色彩效果，經(jīng)由渲染、組合等流程呈現(xiàn)出最終的3D動(dòng)畫效果，完成影視動(dòng)漫作品的創(chuàng)作。

1影視動(dòng)漫設(shè)計(jì)中常用的3D技術(shù)分析

1.13DStudioMAX技術(shù)

該技術(shù)由Discreet公司主導(dǎo)開發(fā)，研制出一款集三維造型與動(dòng)畫制作功能于一體的應(yīng)用軟件。在開發(fā)環(huán)境下，首先完成三維造型或動(dòng)畫的建模，其次是實(shí)行動(dòng)畫的集成處理，最后通過渲染呈現(xiàn)出3D動(dòng)畫效果。利用該模型可在同一個(gè)窗口界面內(nèi)，借助Windows圖形化操作界面完成動(dòng)畫制作、建模以及渲染等多道工序。3DStudioMAX技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于具備強(qiáng)大支撐功能與多元化內(nèi)容模塊，影視動(dòng)漫創(chuàng)作者經(jīng)由簡(jiǎn)單熟悉流程后即可上手操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)畫、燈光、渲染等領(lǐng)域的全覆蓋，滿足創(chuàng)作者多方面需求，不僅適用于影視動(dòng)漫設(shè)計(jì)行業(yè)，同時(shí)也在多媒體制作、游戲制作、室內(nèi)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值[1]。

1.2SoftimageSXI技術(shù)

SoftimageSXI是一款由Autodesk公司開發(fā)出的高端動(dòng)畫軟件產(chǎn)品，具備動(dòng)畫制作、3D建模、合成、特效以及渲染等多種功能，相較于同類產(chǎn)品而言，其最顯著的優(yōu)勢(shì)在于支持非線性動(dòng)畫編輯，能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)三維動(dòng)畫虛擬能力的提高貢獻(xiàn)有力支持。當(dāng)前該軟件已被多家影視動(dòng)漫公司運(yùn)用于動(dòng)畫片、動(dòng)畫電影制作中，例如《魔幻仙蹤》中的海龜奶奶便是運(yùn)用SoftimageSXI軟件制作而成，同時(shí)該軟件還成功制作出《豬豬俠》武俠系列電影中的武器，其制作效果收獲了較為廣泛的好評(píng)。

1.3Lightwave3D技術(shù)

Lightwave3D是一款由美國(guó)NewTek公司開發(fā)出的三維動(dòng)畫制作軟件，其開發(fā)環(huán)境主要包含3D建模、動(dòng)畫、渲染三部分內(nèi)容。該軟件憑借其完備的功能得到影視制作行業(yè)的青睞，相較于同類產(chǎn)品具有顯著的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，因而被廣泛應(yīng)用于影視動(dòng)畫、廣告游戲等領(lǐng)域的三維制作中。以由天娛傳媒公司出品的《齊天大圣前傳》、云南源成影視公司出品的《猴王出世》等作品為例，其中的“大圣”形象便是運(yùn)用Lightwave3D軟件開發(fā)制作而成。

1.4MAYA技術(shù)

MAYA是一款由美國(guó)Autodesk公司開發(fā)出的世界頂級(jí)三維動(dòng)畫軟件，其銷售量在全世界影視動(dòng)漫市場(chǎng)中占據(jù)首位，常被運(yùn)用于三維動(dòng)畫、建模、渲染方案制作中。由該軟件制作出的三維造型、動(dòng)畫形象具有極強(qiáng)真實(shí)感，動(dòng)畫形象的細(xì)節(jié)較為精妙，在角色動(dòng)畫、電影特技等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，由該軟件制作出的知名三維動(dòng)畫作品包括《夢(mèng)想總動(dòng)員》《蜘蛛俠》《馬達(dá)加斯加》等。

2影視動(dòng)漫設(shè)計(jì)中3D技術(shù)的具體運(yùn)用策略探討

2.13D影視動(dòng)漫設(shè)計(jì)的階段劃分

2.1.1前期制作前期制作環(huán)節(jié)主要需針對(duì)影視動(dòng)漫的整體構(gòu)思進(jìn)行規(guī)劃，包括動(dòng)畫形象設(shè)計(jì)、劇本創(chuàng)作、場(chǎng)景道具設(shè)計(jì)、動(dòng)畫風(fēng)格設(shè)計(jì)等，通常以人工手繪方式為主，其中劇本創(chuàng)作的質(zhì)量將直接影響到作品成敗，因此前期制作環(huán)節(jié)往往具有耗時(shí)長(zhǎng)、工序復(fù)雜、細(xì)節(jié)要素多等特點(diǎn)。

2.1.2中期制作中期制作環(huán)節(jié)是影視動(dòng)漫設(shè)計(jì)中最為關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)，大體包含以下七道流程：其一是創(chuàng)建模型，模型的建立將決定整部動(dòng)畫作品的基礎(chǔ)框架結(jié)構(gòu)，由創(chuàng)作者以三維動(dòng)畫軟件中的擴(kuò)展三維幾何體、標(biāo)準(zhǔn)三維幾何體為基準(zhǔn)，結(jié)合自身設(shè)計(jì)需求進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的調(diào)整，即可完成全新模型的創(chuàng)建，保障模型所呈現(xiàn)出的輪廓效果符合設(shè)計(jì)要求。其二是材質(zhì)與貼圖，材質(zhì)顧名思義為材料的質(zhì)地，在三維動(dòng)畫場(chǎng)景中材質(zhì)的選取將會(huì)影響到不同物體的反射光線、漫反射顏色、光影折射、光線穿透效果等，能夠決定三維動(dòng)畫傳達(dá)給人的質(zhì)感；貼圖主要通過利用三維軟件進(jìn)行計(jì)算，將選取的二維圖片貼到三維模型上，借助二維、三維的對(duì)比強(qiáng)化實(shí)物的質(zhì)感，傳達(dá)出光影反射、折射等視覺效果，確保動(dòng)畫場(chǎng)景、人物與光影關(guān)系的逼真度。其三是骨骼蒙皮，主要運(yùn)用于影視動(dòng)漫中三維人物的設(shè)計(jì)上，動(dòng)漫創(chuàng)作者利用建模工具完成人物模型骨骼的創(chuàng)建，在將模型與骨骼進(jìn)行綁定的過程中完成“蒙皮”操作，將骨骼融入人物模型中，塑造出相應(yīng)的立體質(zhì)感與運(yùn)動(dòng)效果，展現(xiàn)出人物鮮活的面部神態(tài)。其四是燈光設(shè)置，主要?jiǎng)澐譃樽匀还饩€與人工光線兩種類型，利用燈光為3D場(chǎng)景提供光源，起到照明、烘托作用，創(chuàng)造出逼真的燈光效果。在進(jìn)行燈光設(shè)置過程中，創(chuàng)作者需結(jié)合整體場(chǎng)景構(gòu)造進(jìn)行燈光參數(shù)、燈光位置、燈光顏色、燈光輻射范圍的調(diào)節(jié)，營(yíng)造近似真實(shí)的畫面觀感。其五是創(chuàng)建攝像機(jī)，攝像機(jī)在影視動(dòng)畫設(shè)計(jì)中主要起到展開、切換畫面的作用，分為目標(biāo)相機(jī)、自由相機(jī)兩種類型，其中多運(yùn)用目標(biāo)相機(jī)進(jìn)行三維場(chǎng)景的制作。其六是制作動(dòng)畫，主要通過定義關(guān)鍵幀實(shí)現(xiàn)對(duì)不同造型關(guān)鍵點(diǎn)的設(shè)置，創(chuàng)作者需通過調(diào)節(jié)關(guān)鍵幀呈現(xiàn)出造型的運(yùn)動(dòng)效果，由三維動(dòng)畫軟件自動(dòng)完成其他關(guān)鍵點(diǎn)位置的計(jì)算連接，進(jìn)而呈現(xiàn)出流暢的動(dòng)畫效果。其七是渲染環(huán)節(jié)，主要包含動(dòng)畫與輸出最終生成的圖像，結(jié)合不同場(chǎng)景渲染出相應(yīng)的文件。

2.1.3后期制作后期制作環(huán)節(jié)主要體現(xiàn)為特技鏡頭的制作，選取合成、剪輯等手段進(jìn)行鏡頭的拼貼整合，調(diào)節(jié)素材效果、添加聲音音效，將多種圖像素材整合后生成完整的畫面。

2.23D影視動(dòng)漫設(shè)計(jì)的具體要點(diǎn)

2.2.1動(dòng)畫制作要點(diǎn)其一是編輯、創(chuàng)建關(guān)鍵幀，采用3DStudioMAX軟件進(jìn)行關(guān)鍵幀的設(shè)置，依次完成運(yùn)動(dòng)面板、軌跡視圖、軌跡欄、AutoKey按鈕的操作，由軟件自動(dòng)在關(guān)鍵幀間插值。其二是切線類型的選取，調(diào)節(jié)切線類型、控制器在關(guān)鍵幀間成功插值，利用Bezier控制器顯示、調(diào)整編輯軌跡線。其三是軸心點(diǎn)的設(shè)置，結(jié)合整體動(dòng)畫設(shè)計(jì)需求進(jìn)行軸心點(diǎn)的設(shè)置，保障其縮放、旋轉(zhuǎn)均能夠呈現(xiàn)出良好的效果。其四是正向運(yùn)動(dòng)與鏈接，完成動(dòng)畫制作。

2.2.2燈光設(shè)計(jì)要點(diǎn)通常燈光屬性能夠直接決定三維動(dòng)畫的呈現(xiàn)效果，因此創(chuàng)作者需結(jié)合場(chǎng)景與模型的特點(diǎn)進(jìn)行光的巧妙運(yùn)用，用于傳達(dá)時(shí)間信息、表現(xiàn)物體結(jié)構(gòu)等。例如在塑造物體的結(jié)構(gòu)時(shí)通常不應(yīng)使用前置光照的光源，易導(dǎo)致物體呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)僵硬、肌理不自然的特點(diǎn)，無(wú)法體現(xiàn)出物體的立體性特點(diǎn)。同時(shí)，利用燈光設(shè)置還有助于隱藏物體的缺點(diǎn)，通常運(yùn)用于人物肖像畫設(shè)計(jì)中，需結(jié)合模型位置變化進(jìn)行燈光調(diào)節(jié)，提升影視動(dòng)漫作品質(zhì)量。2.2.3角色骨骼創(chuàng)建要點(diǎn)選取Bezier軟件制作某動(dòng)物骨骼，采用physique進(jìn)行角色蒙皮，經(jīng)由封套范圍、設(shè)計(jì)肌肉凸起形狀、創(chuàng)建肌腱、設(shè)計(jì)骨線范圍等步驟調(diào)節(jié)動(dòng)物的肌肉引力。在完成骨骼創(chuàng)建后，采用IK鏈制定骨骼約束，結(jié)合關(guān)鍵幀動(dòng)畫完成骨架裝備、動(dòng)畫、交互控制皮膚[2]。

3結(jié)語(yǔ)

總體來看，3D技術(shù)對(duì)于影視動(dòng)漫行業(yè)的發(fā)展起到了有力的推動(dòng)作用，創(chuàng)作者應(yīng)注重結(jié)合自身創(chuàng)作需求選取適宜的3D技術(shù)與軟件，針對(duì)模型位置、燈光、色彩、骨骼結(jié)構(gòu)、行走動(dòng)作等進(jìn)行綜合分析，塑造出良好的視覺欣賞效果，增強(qiáng)畫面的層次感與可觀賞性，進(jìn)一步提高影視動(dòng)漫作品質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王功利.基于Unity3D的三維動(dòng)畫課件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科教導(dǎo)刊(下旬)，2018，360(12)：38-39.

[2]代振.二維動(dòng)畫場(chǎng)景設(shè)計(jì)中3D技術(shù)的應(yīng)用與研究[J].數(shù)碼世界，2017(10)：65.

作者：劉澤國(guó) 單位：西藏民族大學(xué)信息工程學(xué)院