翟浩澎

摘 要：三維動畫技術(shù)誕生于1994年皮克斯制作的動畫片《玩具總動員》，三維動畫進(jìn)入了動畫的藝術(shù)殿堂，迪士尼、夢工廠等動畫公司開始了三維動畫品制作，從此三維動畫片進(jìn)入了人們的視野。在三維數(shù)字動畫制作領(lǐng)域Maya是一款居于領(lǐng)先地位的動畫制作軟件，它從建模、動畫、動力學(xué)到渲染的全部工作都能獨(dú)立完成，在電影、電視、游戲、可視化設(shè)計領(lǐng)域一直保持領(lǐng)先地位。

關(guān)鍵詞：三維動畫 制作流程 Maya

三維動畫制作與人們生活的關(guān)系更加緊密，尤其表現(xiàn)在影視特效與后期領(lǐng)域，如電影《指環(huán)王》、《阿凡達(dá)》、《加勒比海盜》三維畫面場景真實(shí)極具震撼力。三維動畫的優(yōu)勢明顯真實(shí)、動作流暢、空間立體感、制作周期短等優(yōu)點(diǎn)成為其突出的特點(diǎn)。

一、三維動畫制作

三維動畫制作的最大特點(diǎn)就是動畫制作的周期較短，與傳統(tǒng)的二維動畫相比較節(jié)省了人力和物力，傳播方式更加廣泛。三維動畫的制作分為前期準(zhǔn)備、中期制作、后期制作三個階段。

1.三維動畫前期制作

三維動畫片的前期制作包括劇本編寫、美術(shù)風(fēng)格設(shè)計、角色設(shè)計、場景設(shè)計、分鏡頭設(shè)計、錄音制作。

劇本編寫是動畫片的基礎(chǔ)，是制作動畫片的依據(jù)。劇本編寫中將文字視覺化，將畫面描述出來，以便直接繪制出分鏡頭來。美術(shù)風(fēng)格設(shè)計是將動畫角色設(shè)計、動畫場景設(shè)計的美術(shù)視覺形式進(jìn)行統(tǒng)一。美術(shù)風(fēng)格決定片子的氣質(zhì)，對視覺內(nèi)容做整體設(shè)計要求，在造型風(fēng)格、動作動勢、色彩設(shè)計等視覺形象做整體處理。角色設(shè)計主要設(shè)計角色的三視轉(zhuǎn)身圖以及表情、動勢圖，設(shè)計出動畫片中全部角色的組合比例圖，以此來區(qū)別每個角色的體態(tài)比例關(guān)系。場景設(shè)計包括動畫片中的全部環(huán)境場景有室外場景和室內(nèi)場景等場景，場景在創(chuàng)作中體現(xiàn)故事環(huán)境氛圍，是人物活動的環(huán)境背景，對故事敘述奠定基調(diào)。分鏡頭設(shè)計是將鏡頭畫面通過靜幀的方式表達(dá)在畫面中，通過文字表述鏡頭的長度和時間，鏡頭內(nèi)的音樂聲音對白等內(nèi)容。分鏡頭設(shè)計可以用來觀察動畫鏡頭的使用情況，檢查故事敘述的方式，以及鏡頭使用是否流程合理，鏡頭蒙太奇語言、景別、機(jī)位的運(yùn)用。錄音是使用配音演員先期錄音，錄音的制作后成為動畫制作的時間依據(jù)，動畫師在進(jìn)行動畫制作中參考錄音制作動畫運(yùn)動規(guī)律以及表情口型的對位處理，這樣才能做到聲音與動作的完美結(jié)合。

2.三維動畫中期制作

首先建模師通過三維動畫制作軟件制作角色模型，是將前期繪制好的角色平面三視圖導(dǎo)入到軟件中制作角色模型，模型的制作一定按照制作模型的規(guī)范，結(jié)構(gòu)形態(tài)符合角色設(shè)計稿樣式，拓?fù)洳季€符合動畫制作時的布線要求，為制作動畫打好模型基礎(chǔ)。三維動畫片中出場的所有角色和場景都需要通過模型來搭建完成。

材質(zhì)和燈光制作可以表現(xiàn)出自然環(huán)境中任何物體的顏色和質(zhì)感，如玻璃、金屬、木頭、塑料等。材質(zhì)貼圖的繪制可以表現(xiàn)模型的圖案、紋理以及凸凹質(zhì)感，燈光的使用可以快速模擬出時間和環(huán)境氛圍。同過材質(zhì)和燈光的制作可以再現(xiàn)出影片中真實(shí)的效果。

骨骼與蒙皮制作為動畫制作做動畫綁定，骨骼通過關(guān)節(jié)鏈條進(jìn)行連接，在需要運(yùn)動的位置添加骨骼關(guān)節(jié)，通過蒙皮將模型與骨骼產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。通過蒙皮權(quán)重繪制將骨骼對模型權(quán)重的分配調(diào)整好達(dá)到制作動畫的要求。

動畫制作是三維動畫制作中最為重要的一環(huán)，動畫制作關(guān)鍵在動畫調(diào)節(jié)，角色的活動動作、表情動作是劇情發(fā)展、角色性格特點(diǎn)的關(guān)鍵。動畫片的效果關(guān)鍵看角色動作，角色動作在制作中往往也是最為繁瑣的過程。動畫的中期制作是全體制作人員共同努力相互配合的結(jié)果。

3.三維動畫的后期制作

后期制作是對中期制作的內(nèi)容進(jìn)行剪輯合成添加特效、字母、配音和音效等等，使用鏡頭的編輯講述動畫故事，讓整部動畫片制作完整，將中期渲染好的影片片段在通過分鏡頭設(shè)計要求進(jìn)行剪輯，增加影片畫面流暢節(jié)奏感強(qiáng)。

二、三維動畫制作的法寶——MAYA軟件

Maya是Alias/Wavefront公司于1998年推出的一款三維動畫制作軟件，它具有一流的功能、一流的工作界面。Maya的交互式界面使用非常方便，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要自定義安排界面設(shè)置。Maya的界面包括標(biāo)題欄、菜單欄、狀態(tài)欄、工具架、工具盒、快捷布局按鈕、工作區(qū)、視圖菜單、通道欄、層編輯器、時間欄、命令欄、幫助行，視圖布局合理，操作方便。對于視圖操作和布局Maya提供了多種的視圖操作方案設(shè)置，方便在不同的工作流程中制作動畫。Maya提供方便的自定義設(shè)置功能，可以通過創(chuàng)建工程目錄來分別管理動畫項目的聲音、參考圖、場景、貼圖文件、緩存等數(shù)據(jù)?？梢酝ㄟ^導(dǎo)入引用鏡像文件，也就是說在不影響和修改原文件的情況下，進(jìn)行動畫制作。優(yōu)點(diǎn)是一個大項目，例如一部全三維動畫片，需要制作場景、角色、道具等。在制作時將每一個場景、角色或道具都單獨(dú)存盤形成一個Maya文件，再根據(jù)劇情需要，針對每一個鏡頭要求把相應(yīng)的場景、角色、道具參考到鏡頭文件中，只對動畫部分操作設(shè)置關(guān)鍵幀。當(dāng)要修改某一個角色、場景或是道具時，用戶不必重復(fù)修改每個鏡頭中的角色、場景或者道具，只需打開被引用的原始文件進(jìn)行修改并保存，那么，所有參考文件中被參考的部分都會同步更新。

三、Maya的三維動畫制作技術(shù)解析

1. 三維模型建模制作技術(shù)

Maya三維動畫制作技術(shù)，擁有三種三維模型的建模方式，分別是NURBS曲面建模技術(shù)、Polygon多邊形建模技術(shù)、細(xì)分曲面建模技術(shù)，在建模中可以讓動畫模型師實(shí)現(xiàn)制作出像綠巨人、阿凡達(dá)、外星怪獸、變形金剛、古代城堡、汽車、手表等各種有機(jī)生命體和無機(jī)物體的千奇百怪各種效果模型。

NURBS建模模塊，是Maya的曲面建模方法，它是使用曲線和曲面的數(shù)學(xué)函數(shù)來定義的。Maya內(nèi)部所有曲線、曲面都屬于NURBS類型。NURBS英文定義為Non-Uniform Rational B-Spline ，中文定義為非均勻有理B樣條曲線或曲面。并有這幾個英文的首先字母縮寫組成，NURBS是B樣條曲線它來源于早期的造船業(yè)，是一種通過一組點(diǎn)來描繪一條光滑曲線的方法，常常用來制作工業(yè)產(chǎn)品模型制作。在建模中首先通過曲線繪制出模型的輪廓形態(tài)，調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)曲線的形態(tài)達(dá)到匹配形態(tài)的作用，在通過將曲線成曲面的命令達(dá)到建模的目的。曲線在渲染中無法看到，只有在生成曲面下才能渲染。因此，曲線也常用來制作骨骼綁定的控制器使用。endprint

Polygon多邊形建模技術(shù)是建模技術(shù)中最為常用的一種建模方法。多邊形是指多邊形面片組成多邊形面片網(wǎng)格，通過多邊形面片網(wǎng)格組成模型。Maya建模中的多邊形面片要求是四邊面網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，對于非四邊面要將其修改成四邊面，合理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型才能滿足制作動畫的要求。多邊建模較易于操作，對于多邊形的修改，Maya提供了豐富的修改命令操作，使用起來非常方便，在建模技術(shù)中多邊形建模適用于筑物、游戲人物、動畫角色等各種形態(tài)模型的創(chuàng)建。在建模制作技術(shù)中最為常用是現(xiàn)在三維模型建造的主要手段。

細(xì)分曲面建?？梢院喕瘡?fù)雜物體的制作過程，它同時兼顧多邊形建模和NURBS曲面建模技術(shù)，是一種綜合建模技術(shù)，可以通過轉(zhuǎn)換方式，在曲面和多邊形網(wǎng)格之間進(jìn)行切換使用，集合了兩者的共同特點(diǎn)。在建模中通常用來建造道具使用，可以大大提高建模速度，縮短動畫片制作周期。

2.燈光與材質(zhì)技術(shù)

在Maya中燈光是非常關(guān)鍵，通過燈光可以模擬燈光的室內(nèi)和室外照明，燈光的使用可以表達(dá)動畫場景環(huán)境的時間維度，如清晨、晚霞、晴天、雷雨等等自然環(huán)境，同時通過燈光的使用可以表達(dá)故事劇情的發(fā)展起伏和角色人物性格。例如燈光的不同角度可以明確傳達(dá)角色性格如英雄、惡魔角色，燈光的色溫的不同還可以表達(dá)出環(huán)境氛圍如節(jié)日的快樂、災(zāi)難的恐懼。

Maya中的燈光有六種基本類型：Ambient Light 環(huán)境光、Directional Light平行光、Point Light 點(diǎn)光源、Spot Light 聚光燈、Area Light 區(qū)域光和volume Light體積光，每種燈光都有自己的特性和不同的用途。如果只有好的光照氛圍，沒有復(fù)雜且具有變化的模型和材質(zhì)，那么最終渲染的圖片也不會生動精彩，所以說模型、燈光、材質(zhì)和動畫之間是相輔相成的，每一個環(huán)節(jié)都直接影響最終的效果。

Maya的材質(zhì)和紋理可以模擬出自然環(huán)境中任何材質(zhì)效果如金屬、玻璃、塑料、布料、木頭、石頭等等，Maya提供多種表面材質(zhì)球可以模擬有高光和無高光材質(zhì)效果。材質(zhì)球?qū)傩哉{(diào)節(jié)十分方便，材質(zhì)樣本球中可以控制材質(zhì)的顏色、透明度、環(huán)境色、自發(fā)光顏色、凹凸深度、漫反射顏色、半透明效果、高光屬性、反射顏色強(qiáng)度和折射強(qiáng)度等等表面特性。Maya還提供了合成層的概念，可以向Photoshop的層一樣，將多個不同的材質(zhì)相互混合達(dá)到模擬復(fù)雜材質(zhì)的目的，如層材質(zhì)、Use Back ground等。

Maya的燈光與材質(zhì)是Maya動畫制作中的重要環(huán)節(jié)，精致的貼圖逼真的紋理加上合理的材質(zhì)才能將模型表現(xiàn)的淋漓盡致，虛擬效果的逼真表達(dá)很大一部分就是由優(yōu)秀的燈光師和材質(zhì)師的水平所決定的。

3.動畫技術(shù)

Maya有豐富多樣的動畫制作技術(shù)方法如路徑動畫、關(guān)鍵幀動畫、表達(dá)式動畫、變形動畫、驅(qū)動動畫、粒子動畫等動畫形式。

Maya包括變形器、約束、非線性動畫編輯系統(tǒng)、骨骼及蒙皮系統(tǒng)等高級動畫制作工具，包括骨骼系統(tǒng)，IK樣條手柄，蒙皮權(quán)重繪制分配等等動畫制作技術(shù)。Maya動畫還通過融合變形技術(shù)制作各種角色表情動畫。Maya的骨骼系統(tǒng)十分強(qiáng)大，骨骼控制系統(tǒng)是在對場景的角色和物體制作動畫前首先要對這些動畫對象進(jìn)行裝配。創(chuàng)建骨骼給骨骼添加控制系統(tǒng)、骨骼蒙皮及給角色添加變形、約束的全部過程稱為裝配也叫做角色設(shè)置。通過骨骼系統(tǒng)制作角色動畫，綁定骨骼創(chuàng)建控制器，經(jīng)過蒙皮后，就可以通過旋轉(zhuǎn)骨骼控制模型變形了。

Maya角色動畫，動畫師并不是直接使用最原始的骨鏘鏈來控制角色動畫，而是給骨銘添加一系列的控制系統(tǒng)， 如IK系統(tǒng)、驅(qū)動關(guān)鍵幀、屬性關(guān)聯(lián)、約束等以方便制作動畫。在蒙皮的過程中可能還會加入一些附加的控制系統(tǒng)，如屈肌系統(tǒng)、肌肉變形系統(tǒng)、關(guān)聯(lián)變形等一個完成裝配的角色動畫控制系統(tǒng)。

結(jié)語

三維動畫的發(fā)展速度可謂神速，隨著計算機(jī)電腦功能越來越強(qiáng)大，三維動畫在電影、電視、多媒體、游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)等方面得到了廣泛的運(yùn)用。三維動畫表現(xiàn)淋淋盡職的畫面效果可以實(shí)現(xiàn)逼真的虛擬畫面效果越來越受到人們的喜愛。Maya是目前三維動畫制作的主流軟件之一，它擁有三維動畫制作全過程制作的整套解決方案，一部三維動畫制作從模型創(chuàng)建開始到三維動畫的渲染生成都可以完全不使用其他軟件的獨(dú)立完成，可以說在三維動畫制作中處于王者地位。

參考文獻(xiàn)：

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[2]吳冠英， 祝卉. 動畫分鏡頭設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005.

作者單位：黑龍江財經(jīng)學(xué)院endprint