【摘要】三維游戲是當(dāng)前的主流游戲形式，美輪美奐的畫面既真實(shí)又富有層次感，通過三維的運(yùn)用，可以極大的拓展游戲操作空間，讓玩家擁有立體感的豐富體驗(yàn)，嘗試諸如空間飛翔等新鮮玩法。與這種升維效果相對(duì)應(yīng)，三維游戲動(dòng)畫的制作過程也充滿了全新的探索，一名合格的動(dòng)畫師，必須深諳三維動(dòng)畫原理，對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律有著深刻的認(rèn)識(shí)，善于運(yùn)用那些日新月異的制作軟件，廣泛涉獵藝術(shù)類各個(gè)學(xué)科，更要了解電子游戲這一獨(dú)特平臺(tái)，甚至是仔細(xì)了解各個(gè)年齡階層玩家的心理活動(dòng)。隨著資本的注入和市場的放開，三維游戲和其他計(jì)算機(jī)技術(shù)一樣都有了長足的進(jìn)步，風(fēng)格和形式也在不斷更新，從業(yè)者不但需要緊隨時(shí)代的腳步，也要靜下心來踏踏實(shí)實(shí)的鉆研動(dòng)畫制作本身的技巧。本文希望能夠深入淺出的介紹三維游戲動(dòng)畫制作流程及方法，通過模擬分析來向新進(jìn)者展示本領(lǐng)域的魅力，與從業(yè)者進(jìn)行技術(shù)交流學(xué)習(xí)，分享以往工作、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以及提供思路供大家探討。

【關(guān)鍵詞】三維動(dòng)畫;游戲動(dòng)畫;角色制作

從宏觀來看，作為三維動(dòng)畫的一支，三維游戲動(dòng)畫同樣有著固定的制作環(huán)節(jié)，包括游戲原畫設(shè)定、模型和貼圖制作、角色綁定、動(dòng)作設(shè)計(jì)、游戲特效、程序?qū)胍娴鹊?，在本文中將重點(diǎn)介紹角色綁定和動(dòng)作設(shè)計(jì)的流程以及相關(guān)知識(shí)，了解三維游戲動(dòng)畫中角色動(dòng)作設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。在這部分的制作工作中，主要知識(shí)點(diǎn)包括：骨骼適配模型研究，蒙皮的核心概念和命令操作技巧，運(yùn)動(dòng)拆分動(dòng)作的思考，動(dòng)畫的編輯和力的運(yùn)動(dòng)原理，物體運(yùn)動(dòng)節(jié)奏的掌握等等。那么細(xì)分三維動(dòng)作有三個(gè)基本流程：骨骼設(shè)定、蒙皮設(shè)定、動(dòng)作制作。

1. 骨骼的創(chuàng)建及方法

三維動(dòng)畫制作包括諸多環(huán)節(jié)，骨骼設(shè)定就是其中重要組成，它將建模和動(dòng)畫串聯(lián)起來，點(diǎn)石成金般地為靜止模型賦予了創(chuàng)作的可能。根據(jù)劇情的需要，動(dòng)畫師需要為模型配置操控方案，結(jié)合各種相關(guān)技術(shù)，設(shè)置一套便于控制的骨骼系統(tǒng)，這樣動(dòng)畫師就可以進(jìn)行動(dòng)作設(shè)計(jì)，動(dòng)畫師操作角色動(dòng)作的過程其實(shí)就是在控制模型的骨骼。所以無論是初學(xué)者還是經(jīng)驗(yàn)豐富的動(dòng)畫師在做三維動(dòng)畫時(shí)，要在腦海里模擬出一個(gè)動(dòng)態(tài)的骨架，時(shí)刻回顧每一個(gè)動(dòng)作設(shè)計(jì)是否符合動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)規(guī)律，是否有不合理的地方，跟現(xiàn)實(shí)事物進(jìn)行比較，不要突兀。假如要制作人物動(dòng)畫，根據(jù)人類骨骼和肌肉特點(diǎn)，各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)方向和幅度都是受客觀約束的，如果不加入夸張效果，應(yīng)該和現(xiàn)實(shí)人物想差不多才合理。

骨骼適配模型方法：①調(diào)整骨骼之前，要凍結(jié)模型，我們從設(shè)置里拉一個(gè)BIP骨骼，然后把骨骼匹配到模型的相應(yīng)位置。Cs系統(tǒng)是角色動(dòng)畫所用的一套系統(tǒng)，要想移動(dòng)骨骼，不可以選一個(gè)骨節(jié)來移動(dòng)，要選擇中心點(diǎn)，也叫做置心點(diǎn)來操作，因?yàn)楣趋篮椭眯狞c(diǎn)有層級(jí)關(guān)系和父子關(guān)系。②進(jìn)入編輯模式，選擇骨骼，打開軟件運(yùn)動(dòng)面板，BIPED卷展欄下激活小人圖標(biāo)，這要在歸到坐標(biāo)原點(diǎn)之前操作，然后選擇置點(diǎn)，歸零xy軸，③進(jìn)入骨骼構(gòu)成界面，右邊是組成骨骼的參數(shù)設(shè)置，要先設(shè)置各關(guān)節(jié)數(shù)目，骨骼左邊做好可以拷貝到右邊，人物體型也通過各種移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和縮放對(duì)位各個(gè)骨點(diǎn)位置，將骨骼和模型進(jìn)行匹配，所有視圖反復(fù)檢查骨骼匹配模型位置是否正確，檢查無誤以后，退出編輯模式。

2. 關(guān)于蒙皮的講解

模型和骨骼是兩個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，中間的紐帶便是蒙皮，這樣在操控骨骼的時(shí)候，模型就可以隨之運(yùn)動(dòng)，每一個(gè)蒙皮的點(diǎn)就將影響周圍的骨骼。蒙皮的工作量是比較而且繁雜的，但是蒙皮的好壞會(huì)直接影響最終動(dòng)畫效果。說到蒙皮技術(shù)首先要對(duì)蒙皮含義和重要性做一個(gè)簡要概述：當(dāng)我們拿到一個(gè)模型的時(shí)候，建一個(gè)與之匹配的骨骼，但是骨骼匹配好之后，要想讓模型動(dòng)起來，需要一個(gè)非常重要的驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，這就是蒙皮，專業(yè)術(shù)語稱之為：skin。在很多動(dòng)畫公司的業(yè)務(wù)單元?jiǎng)澐?，蒙皮單列為一個(gè)組，其在三維動(dòng)作中的重要作用可見一斑。

下面介紹蒙皮的具體操作和技巧。點(diǎn)選菜單欄選擇skin，在parameters中選添加骨骼，請(qǐng)注意，這里是添主要骨骼，不要添加nub虛擬體，添加好后按select點(diǎn)選中，這樣骨骼就鏈接到模型上了。原來兩個(gè)完全獨(dú)立的個(gè)體，現(xiàn)在經(jīng)過鏈接而成為一體，之后便可以按照模型來設(shè)置骨骼各個(gè)關(guān)節(jié)位置和匹配合理位置了。其實(shí)綁定還有很多方法，但SKIN是綁定里效果最好的，現(xiàn)在在人才市場上，好多應(yīng)聘者只會(huì)動(dòng)作不會(huì)蒙皮，覺得蒙皮特別難，其實(shí)它只是相對(duì)繁瑣，需要細(xì)心。

3. 動(dòng)作制作理念的介紹

動(dòng)作制作是要逐幀制作的，一秒中要有24幀，人的眼睛在觀察動(dòng)態(tài)效果的時(shí)候會(huì)有視覺殘留，24分之一秒之內(nèi)不會(huì)消失，利用這一原理就會(huì)給觀眾一種流暢的視覺效果，無論傳統(tǒng)動(dòng)畫制作還是三維游戲動(dòng)畫制作都是一張張圖片切換的過程，當(dāng)切換的速度和時(shí)間達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求，就形成了動(dòng)畫。動(dòng)作設(shè)計(jì)比較重要的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)一個(gè)是時(shí)間節(jié)奏的把握，還有一個(gè)就是動(dòng)作形態(tài)的掌握。

時(shí)間的把握也就是對(duì)節(jié)奏的把握，這關(guān)系到很多方面，在經(jīng)典物理知識(shí)中，速度等于長度和時(shí)間的比值，動(dòng)畫場景是畫面式的，加上適當(dāng)夸張效果，可以很輕易的比較出兩個(gè)角色的速度快慢，同樣一段距離，速度快的角色用時(shí)短，反之亦然。具體到三維動(dòng)畫制作方法，其實(shí)就是通過控制時(shí)間軸來控制速度，當(dāng)角色配置的幀數(shù)少，那么就能突出速度快或者力量大的特點(diǎn)，如果角色這段動(dòng)作的幀數(shù)很多，那么看起來就會(huì)很慢，甚至達(dá)到慢動(dòng)作的夸張效果。通過觀察現(xiàn)實(shí)生活，可以了解到所有運(yùn)動(dòng)事物都是基于其自身生物或者機(jī)械特點(diǎn)的，不存在客觀上不允許的行為出現(xiàn)，即便是稍微的改動(dòng)也會(huì)顯得很是怪異，例如動(dòng)作、語速等該快的地方慢了，該慢的地方快了，整體的動(dòng)作、表情和語言等都會(huì)讓人感覺到非常不舒服，也會(huì)有不順暢的感覺，所以平時(shí)生活觀察中我們要非常細(xì)分，把時(shí)間節(jié)奏把握的恰如其分，這樣才能使動(dòng)作順利而讓玩家和觀眾感到很舒服。

另一方面，動(dòng)作形態(tài)的把握也就是pose的把握，同樣非常重要，制作效果的好壞是基于一系列理論基礎(chǔ)之上的，這些理論包括動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)原理，經(jīng)典物理原理，作用力與反作用力，各種藝術(shù)學(xué)科理論和動(dòng)畫十二條運(yùn)動(dòng)規(guī)律等等。眾所周知，角色動(dòng)作的實(shí)質(zhì)是骨骼運(yùn)動(dòng)，了解角色和現(xiàn)實(shí)類似生物的骨骼特點(diǎn)是動(dòng)畫制作的前置工作。以人體來舉例，有如下幾個(gè)主要關(guān)節(jié)：頸關(guān)節(jié)、腰關(guān)節(jié)和四肢關(guān)節(jié)，通過操作這些關(guān)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)人體各個(gè)部分的前后移動(dòng)、彎曲和扭轉(zhuǎn)，控制住這些主要的關(guān)節(jié)部位，也就能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)畫師對(duì)于人物角色的動(dòng)作設(shè)計(jì)目標(biāo)了。在實(shí)際操作過程中，要根據(jù)各個(gè)部分骨骼可能的動(dòng)作幅度去刻畫，不能違反生理規(guī)律，否則既不美觀也不和諧。即便是使用夸張創(chuàng)作形式，也得是承接上下文的合理安排，太多的突兀表現(xiàn)并不能體現(xiàn)特立獨(dú)行，只會(huì)讓動(dòng)畫效果變得很怪。

動(dòng)畫角色生活的場景雖然是在電腦畫面里，可在那個(gè)世界也一樣存在著物理規(guī)律，比如說平衡。通過觀察冬奧會(huì)速度滑冰比賽，可以看到運(yùn)動(dòng)員需要不斷地改變身體傾斜角度，這就是在調(diào)整重心，目的是保持平衡，在足球籃球賽事中，運(yùn)動(dòng)員摔倒的時(shí)候，解說員往往會(huì)說他失去了平衡?？梢娖胶馐蔷S持角色能夠做出合理動(dòng)作的基礎(chǔ)，假如重心不穩(wěn)，角色應(yīng)該及時(shí)的調(diào)整姿態(tài)，否則就顯得很怪異。動(dòng)作的表象是肢體、部件的運(yùn)動(dòng)，而動(dòng)作的核心是重心的變化，兩者必須相輔相成、表里合一。以運(yùn)動(dòng)員跑步為例，無論速度快慢，運(yùn)動(dòng)員的跑步姿勢大致相同，即身體前傾，雙腿交替前行，上肢根據(jù)腿部節(jié)奏來回?cái)[動(dòng)，時(shí)刻保持重心在一條直線上并向前移動(dòng)。跳高運(yùn)動(dòng)員在比賽時(shí)，從起跳到越過欄桿到落下是一條拋物線的，那么重心就應(yīng)該沿著這條拋物線運(yùn)動(dòng)，身體其他部位需要配合重心做動(dòng)作，否則就會(huì)導(dǎo)致重心偏移而碰掉欄桿。

另外一個(gè)需要考慮的物理規(guī)律是物體之間的相互作用力。運(yùn)動(dòng)是基于作用力產(chǎn)生的，當(dāng)物體受到作用力時(shí)，相應(yīng)的也會(huì)遇到阻力，只要作用力大于阻力就可以產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，同時(shí)施加作用力的一方也會(huì)接收到相同的反作用力，當(dāng)作用力變大，物體運(yùn)動(dòng)就會(huì)加速，反之亦然。那么在設(shè)計(jì)角色動(dòng)作時(shí)候，如果想要加速，可以通過作用力加大或者阻力減少來表現(xiàn)，比如描繪游泳比賽的動(dòng)畫，要將運(yùn)動(dòng)員的肢體動(dòng)作控制在流線形，像魚一樣向前涌動(dòng)，這是為了表現(xiàn)阻力減少。還有慣性也是一個(gè)重要參數(shù)，事物是不可能從高速運(yùn)動(dòng)突然靜止的，合理的緩沖過程必不可少，那個(gè)這個(gè)緩沖過程就要體現(xiàn)出阻力增大、作用力減少的過程。

4. 結(jié)語

作為三維游戲動(dòng)作的制作，一方面有游戲的特征，適當(dāng)?shù)某浆F(xiàn)實(shí)，才能達(dá)到游戲所需要的表達(dá)力度，另一方面要遵守動(dòng)畫創(chuàng)作時(shí)應(yīng)用到的各種理論知識(shí)，尊重客觀事實(shí)，處理好動(dòng)畫中的動(dòng)作姿態(tài)和節(jié)奏。在制作過程中，骨骼、蒙皮和動(dòng)作一脈相承，環(huán)環(huán)相扣，充分掌握操作技巧，借鑒其他優(yōu)秀作品的閃光點(diǎn)，堅(jiān)持遵守動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)規(guī)律，精益求精，另外還需要表演方面的訓(xùn)練，充分融入所塑造的角色，才能做出生動(dòng)的、令人信服的角色動(dòng)畫。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁新慧，張錦華.三維動(dòng)畫制作課程教學(xué)方法改革探索與實(shí)[J]，2012，09：37.

[2]劉洋，郭熒飛.三維角色動(dòng)畫制作關(guān)鍵技術(shù)的幾點(diǎn)探討[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2016（08）：87.

[3]張興華，孟藝.淺析運(yùn)動(dòng)規(guī)律在三維動(dòng)畫制作中的運(yùn)用——三維角色的行走動(dòng)畫[J].藝術(shù)與設(shè)計(jì)（理論），2013（03）：102.

作者簡介：趙雪，吉林人，助教，碩士，研究方向：數(shù)字藝術(shù)。