侯自力

摘要：通過科技輔助手段提高教學效率已經(jīng)成為各科目學習者經(jīng)常用到的方法，該文探討了使用3DS MAX軟件制作舞者舞蹈動畫時，涉及的幾個重要技術方面的問題，分析了用系統(tǒng)兩足人蒙皮制作男女舞者的三維模型、舞步組合分解動作、單一分解動作集合的運動流動畫及連接動畫持續(xù)的時間控制問題，討論了解決這些問題的方法步驟和可行性。

關鍵詞：三維模型;單一動作;動作組合;運動流動畫

中圖分類號：G642.0? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）36-0202-03

1引言

現(xiàn)如今作為一種體育鍛煉為目的跳舞活動，人們在音樂中伸展身體展現(xiàn)歡樂的自我，成為一種不可或缺的社會風尚，對舞種的風格及基本步的掌握程度，通過現(xiàn)代技術來學習每種舞蹈動作的組合，如：跟著舞者錄制的視頻反復播放學習、利用三維軟件使用足跡語言直接描述和編排復雜的舞蹈時空關系，開發(fā)模擬新穎的分解動作及組合。利用計算機3DS MAX 、Unity3D等軟件模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界的舞臺場景，制作可共觀賞者在視覺、聽覺或觸覺等感官上來體會舞者的動作，通過虛擬舞臺中舞者的動作利用計算機圖形制作技術、虛擬現(xiàn)實技術、多媒體合成等技術實現(xiàn)舞者的運動仿真，達到學舞者可交互式、沉浸式、720度方向上反復研磨舞者舞姿技術的目的。下面重點講述如何使用3DS MAX軟件制作模擬舞者組合動作的動畫，并為日后能在Unity 3D等游戲引擎軟件開發(fā)交互式舞蹈動作學習應用軟件，編輯新穎的舞蹈動作等虛擬產(chǎn)品打下基礎?，F(xiàn)將研究3DS MAX軟件開發(fā)分解舞者動作組合操作過程中遇到的幾個重要技術問題談些粗淺的看法。

2歸納一種舞蹈動作組合順序的名稱

學習舞者優(yōu)雅的舞蹈動作，首先要模仿他們的舞姿舞步以及各種神態(tài)，舞姿舞步學習尤為重要，現(xiàn)以男者身體和腳步引導取名來歸納某種舞蹈組合順序的名稱，如：休閑華爾茲舞常見組合花種，常見動作共有12組：

1）左右旋轉(zhuǎn)組（左橫左進起+右旋轉(zhuǎn)組+退左的右轉(zhuǎn)截+退右的左轉(zhuǎn)+左旋轉(zhuǎn)組+進左的右旋起）;

2）分式右順組（分式右轉(zhuǎn)退+退左的右順/后叉起）2遍;

3）左盤旋組（起步/進右的左旋轉(zhuǎn)+退左的左旋轉(zhuǎn)） 2遍;

4）右兩步轉(zhuǎn)組（分式右轉(zhuǎn)并+兩步轉(zhuǎn)+退右的梭步右轉(zhuǎn)身左進）;

5）異步梭步組（進右的梭步+異步拉女到面對+男左轉(zhuǎn)身退步+左退梭步+分式右順步）;

6）左軸轉(zhuǎn)切克開屏組（退左直步+退右的左轉(zhuǎn)并+左軸轉(zhuǎn)+雙左旋+左軸轉(zhuǎn)+切克+合攏+左開屏）;

7）右擰碎步轉(zhuǎn)開屏組（退右的左轉(zhuǎn)截+右擰/男左腿右甩轉(zhuǎn)+右腿后小擺+右碎步轉(zhuǎn)+右開屏）;

8）梭步造型組（進右的梭步+右箭步+左斜塔步+退右的左旋轉(zhuǎn)）;

9）退或進跑步組（分式右順+退左的跑步+退左的右轉(zhuǎn)、退右的左轉(zhuǎn)+進右跑步+分式右順步）;

10）女側(cè)前后蕩步組（男左箭步右側(cè)女前后擺蕩+原地小兩步轉(zhuǎn)）;

11）女拋腿右退展組（原地小兩步轉(zhuǎn)+女右腿拋出+后退展開步+退右的左順步+轉(zhuǎn)身進右起步）;

12）女右自轉(zhuǎn)組（男后退+牽女左手自轉(zhuǎn)一圈+退左的右順步）。

3 男女舞者模型創(chuàng)建問題

根據(jù)這種舞蹈組合順序的名稱，使用3DS MAX軟件模擬制作男女雙人舞動的動畫，將會涉及的各類技術問題。模擬動畫中男女舞者，創(chuàng)建舞者的虛擬模型，其好壞依賴建模師的水平。研究開發(fā)舞者的舞步組合動作時，對舞者外形審美不需要做過多的要求，只要舞者模型制作出的動畫能夠準確表達出舞步組合順序就可以，模型的創(chuàng)建技術一般包括：皮膚、骨骼、骨骼蒙皮、蒙皮貼圖。

3.1 3DS MAX軟件創(chuàng)建男女皮膚、服裝、飾品外形

男女舞者模型創(chuàng)建是實施完成各舞種動作的主體，其外形皮膚創(chuàng)建分為：

1）美工師繪制或拍攝實體的前、頂、左視圖方向上的二維圖片;

2）將一組實體二維圖片導入軟件中凍結(jié)，為創(chuàng)建立體模型做臨摹背景;

3）根據(jù)圖片外形選擇接近實體外形的透明標準體或透明平面繪制實體邊線;

4）使用編輯多邊形、編輯面片、NURBS曲面編輯技術進行點、線、面逼近實體模型;

5）用實體對稱特點取其1/2或1/4，再通過擠出、焊接、塌陷等技術編輯立體模型。

3.2根據(jù)皮膚外形用3DS MAX軟件創(chuàng)建控制男女舞蹈運動的骨骼軀干

1）使用角色系統(tǒng)根據(jù)皮膚的外形從軀體與肢體向外添加骨骼連接方法，創(chuàng)建舞者的骨架，同時修改骨骼大小長短，盡量填滿皮膚的內(nèi)空間（見圖1）。

2）使用角色系統(tǒng)根據(jù)外殼皮膚的大小，選擇兩足人Biped中的骨骼、男女型、標準人與其匹配，創(chuàng)建舞者的骨架，同時修改骨骼大小長短，盡量填滿皮膚的內(nèi)空間（見圖2）。

3）利用Cat角色系統(tǒng)根據(jù)外殼皮膚制作積木式的Cat骨架，同時修改積木的長短大小。填滿皮膚的內(nèi)空間（見圖3）。

3.3男女骨骼蒙皮，皮膚封套調(diào)整技術

1）將舞者皮膚與兩足人骨骼匹配一起;

2）選擇皮膚，修改列表選擇蒙皮或physitue修改器對角色綁定;

3）命令面板蒙皮欄下添加所有的骨骼;

4）皮膚封套調(diào)整（見圖4）。

3.4男女蒙皮貼圖技術

1）皮膚是有規(guī)律的多邊形可采用多維貼圖材質(zhì)（見圖5）。

2）皮膚是沒有規(guī)律的外形往往采用漫反射貼圖修改列表中uvw展開貼圖（見圖6）。

4舞者舞步組合動作分解及連接動畫創(chuàng)建技術

根據(jù)舞者舞步組成的各種腳步動作組合的順序名稱，一組一組分解腳步在地面沿舞程線方向的軌跡，調(diào)整舞者個體腳步變換在移動及變向上的技術問題，根據(jù)舞者模型創(chuàng)建方式不同有所區(qū)分。蒙皮舞者模型創(chuàng)建有骨骼人、標準兩足人Biped（characte studio）和Cat骨骼人方式。標準兩足人分析舞者舞動如行走、站立、跳躍、奔跑、跳舞和運動動作。對于不需要 Biped 接觸地面的移動（如游泳和飛翔），自由形式的動畫比較適合。

下面以標準兩足人分析舞者舞動時的腳步步幅、軀干曲線扭動、手臂伸與縮、頭部轉(zhuǎn)動等舞步組合中涉及的動畫技術進行描述。

4.1單一動作腳步速率軌跡方向創(chuàng)建

根據(jù)一組動作中每個分解動作參照上面的舞步名稱，由男人牽引女舞者在地面留下一串舞步軌跡，當在視口中出現(xiàn)足跡的位置時，計時將出現(xiàn)在“軌跡視圖– 攝影表”編輯器中。每一足跡都以黃色矩形框時間塊的形式出現(xiàn)，每一塊代表腳踩踏在足跡中的時間，選擇其中任意矩形都可以左右移動并調(diào)整矩形的長度，可以編輯舞者出腳速率、空間的高度。

使用3DS MAX軟件由系統(tǒng)自帶標準兩足人的走步、跑步腳步制作步驟有：

1）導入蒙皮后的舞者模型，隱藏皮膚，選擇骨骼（1）確定默認兩足人是行走或跑步

2）創(chuàng)建足跡窗口確定足跡數(shù)、步幅長度、運行速度

3）根據(jù)軌跡線上的腳步調(diào)整舞者實際步長及運行方向，彎曲/縮放（見圖7）。

4）在“軌跡視圖– 攝影表”編輯器中編輯足跡計時，調(diào)整每個足跡的矩形，拉長或縮短控制腳步移動的快慢。舞者走4步、跑2步的足跡及攝影表（見圖8）。

5）播放運動進行檢查。如果足跡運動不正確，對足跡位置和計時進行相應的更改，然后再次激活并播放足跡。反復執(zhí)行此操作，直至腳部和腿部運動正確。

6）舞者上半身動作，啟用“自動關鍵點”制作關鍵幀動畫，通過移動、旋轉(zhuǎn) Biped 身體部位，完成舞者原地

7）離開足跡選擇面板小人 character studio，用混合模式下結(jié)合“關鍵點信息”卷展欄中的“設置關鍵點”工具制作上半身動作。

在足跡被激活時，將創(chuàng)建每一體形軌跡的關鍵點：頭部、脊椎、骨盆、手臂和腿部。那些關鍵點形成了動畫的初始草圖。插值時，默認關鍵點依據(jù)足跡方案形成制作體形動畫所需的基本的最小限度運動。

4.2 舞者腳步軌跡任意足跡插入造型動作

由系統(tǒng)自帶標準兩足人的轉(zhuǎn)換自由變換還可以編輯舞者原地的造型。自由模式制作動畫需要結(jié)合軌跡攝影表模式下完成控制舞者軀體原地反身、起伏、擺蕩、傾斜動作，兩手臂轉(zhuǎn)動、傾斜及頭部變向動畫制作步驟有：

1）在角色攝影表模式下轉(zhuǎn)換方式--插值動畫，選擇動作區(qū)間;

2）攝影表上選擇編輯自由形式，選擇足跡之間的矩形黃框（見圖9）;

3）時間滑塊移動到插值起始幀，手動逐幀設置舞者每個動作的變換。

4.3 創(chuàng)建幾組動作集合動畫運動流

舞者的表演由一組一組動作連續(xù)組成，每組動作由幾個分解動作制作的動畫完成后，使用系統(tǒng)自帶標準兩足人（舞者）制作完成一組多個動作集合的運動流動畫技術主要有：

1）分別創(chuàng)建標準兩足人（舞者）每組動作，如：右兩步轉(zhuǎn)組、左軸轉(zhuǎn)切克開屏組、右擰碎步轉(zhuǎn)開屏組，分別保存為.Bip格式

2）導入標準兩足人（舞者）

3）添加運動流各種動畫集合（見圖10）

a. 任選一個骨頭---面板選運動圖標--選運動流圖標。

b. 順次添加腳本（動作名稱）。

c. 播放就可看見三個動作順次沿紅色箭頭展示動畫的運動流。

4）修改兩兩動作之間的時間過度，保持視覺上的連貫性，做完“左軸轉(zhuǎn)切克開屏組”連接“右擰碎步轉(zhuǎn)開屏組”

a. 選擇面板上“左軸轉(zhuǎn)切克開屏組”;

b. 打開過度編輯窗口，過渡開始時間28—35—39;

c. 調(diào)整：長度=5—1，長度越短紅、黃小人越近，見圖11。

5）導出舞者三個舞步組合的運動流.FBX格式的動畫。

5 結(jié)束語

以上通過3dsmax軟件制作系統(tǒng)兩足人蒙皮的舞者作為各組舞蹈動作的主體，分析了舞者表演一連串分解動作的組合動畫制作技術問題，為將來完成舞者的各組動畫集制作奠定基礎，也為應用unity3d軟件設計鍵盤、鼠標、手柄或可穿式佩戴設備來模擬控制舞者每個動作積累素材，使完成設計的模擬舞者舞姿的動作成為可能。

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【通聯(lián)編輯：朱寶貴】