蔡明輝

摘 要： 通過(guò)3DMAX技術(shù)對(duì)影視動(dòng)畫進(jìn)行制作，人物角色能夠更加生動(dòng)形象地展示在觀眾面前，富有更強(qiáng)的立體感與渲染效果，極大地提升了整個(gè)畫面的藝術(shù)效果。對(duì)3DMAX應(yīng)用在影視動(dòng)畫制作的實(shí)際意義進(jìn)行探討分析，指出3DMAX功能強(qiáng)大，可以極大地提升動(dòng)畫的畫面感，有效促進(jìn)動(dòng)畫制作技術(shù)創(chuàng)新；介紹了3DMAX的角色建模思路，闡述了建模的步驟；最后詳細(xì)介紹了3DMAX在影視動(dòng)畫制作過(guò)程中的運(yùn)用，為今后影視動(dòng)畫制作水平的不斷提高打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 3DMAX； 影視動(dòng)畫； 技術(shù)創(chuàng)新； 角色建模； 動(dòng)畫制作； 建模步驟

中圖分類號(hào)： TN911.73?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2018）13?0052?04

Abstract： 3DMAX technology is used to product the film and television animation to make the characters vividly displayed in front of the audience， which has strong stereo feeling and rendering effect， and can enhance the artistic effect of the whole picture greatly. In this paper， the practical significance of 3DMAX used in the film and television animation production is analyzed， the role modelling thought of 3DMAX is introduced， the modelling procedure is expounded， and the powerful function of 3DMAX is pointed out， which can enhance the image sense of the animation greatly， and promote the technology innovation of animation production effectively. The application of 3DMAX in the film and television animation production is introduced in detail， which lays a solid foundation for the unceasing improvement of the future film and television animation production level.

Keywords： 3DMAX； film and television animation； technological innovation； role modelling； animation production； modelling procedure

0 引 言

在當(dāng)今科技迅猛發(fā)展的時(shí)代，3DMAX軟件被越來(lái)越多地應(yīng)用在建筑行業(yè)、廣告行業(yè)、影視制作行業(yè)，3DMAX軟件憑借自身靈活性、便捷性以及實(shí)用性迅速占領(lǐng)了影視動(dòng)畫制作市場(chǎng)[1?2]。3DMAX是3D Studio Max的簡(jiǎn)稱，是由美國(guó)Autodesk公司研發(fā)的一款三維立體制作和背景效果渲染的軟件。主要通過(guò)MCL方法實(shí)現(xiàn)其功能，對(duì)樣本信息進(jìn)行不斷分析預(yù)測(cè)，不斷地更新樣本的種類和分布，通過(guò)對(duì)樣本的近似分布，可以準(zhǔn)確找到節(jié)點(diǎn)位置來(lái)提高繪圖的精確性[3]。3DMAX軟件通過(guò)迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)人物及背景進(jìn)行處理，將影視藝術(shù)與數(shù)字技術(shù)完美地融合在一起。該軟件具有強(qiáng)大的建模功能，具有豐富多樣的插件，并且操作簡(jiǎn)單，與其他軟件無(wú)沖突。因此該軟件一經(jīng)面世便廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中[4]。

3DMAX技術(shù)最早應(yīng)用于建筑行業(yè)，主要用于房屋戶型的設(shè)計(jì)以及室內(nèi)裝修效果預(yù)覽。比較火的電影如《阿凡達(dá)》《瘋狂動(dòng)物城》《神偷奶爸》等中人物及背景的塑造3DMAX功不可沒(méi)。比較流行的大型游戲如《英雄聯(lián)盟》《穿越火線》等中也隱藏著很多3DMAX的身影[5?6]，如圖1，圖2所示。

本文對(duì)3DMAX應(yīng)用在影視動(dòng)畫制作的實(shí)際意義進(jìn)行了探討分析，指出3DMAX功能強(qiáng)大，可以極大提升動(dòng)畫的畫面感，有效促進(jìn)動(dòng)畫制作技術(shù)創(chuàng)新。接著，本文介紹了3DMAX的角色建模思路，闡述了建模的步驟，最后，本文詳細(xì)介紹了3DMAX在影視動(dòng)畫制作過(guò)程中的運(yùn)用，為今后影視動(dòng)畫制作水平的不斷提高打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 動(dòng)畫制作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境

動(dòng)畫制作的整個(gè)系統(tǒng)包含硬件部分和軟件部分，虛擬動(dòng)畫開(kāi)發(fā)環(huán)境框架如圖3所示。

作為硬件系統(tǒng)支撐環(huán)境的是一臺(tái)實(shí)驗(yàn)室PC機(jī)，本研究使用的計(jì)算機(jī)是64位操作系統(tǒng)，CPU的主頻在3.5 GHz以上，硬盤為1 TB，當(dāng)然更高的硬件配置能夠?qū)崿F(xiàn)更加流暢的光影感受。表1為本文研究硬件系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)。

影視動(dòng)畫制作技術(shù)可將動(dòng)畫的矢量形式制作出來(lái)，并按照.swf的格式進(jìn)行保存。3DMAX充分利用人眼的錯(cuò)覺(jué)，將原本靜止的三維圖片進(jìn)行快速連續(xù)的播放，為觀眾呈現(xiàn)出生動(dòng)活潑的動(dòng)畫場(chǎng)景，而3DMAX最重要的作用就是將影視動(dòng)畫中人物形象的具體細(xì)節(jié)表現(xiàn)出來(lái)，達(dá)到逼真、生動(dòng)、活潑的效果[7]。3DMAX的基本屬性由幀和時(shí)間軸、圖層、元件實(shí)例三部分構(gòu)成。

1） 幀和時(shí)間軸的定義。3DMAX中最小單位的一個(gè)影像畫面即電影膠片上的一個(gè)鏡頭就是一幀，3DMAX中的幀包含普通幀、過(guò)渡幀和關(guān)鍵幀三種。在固定時(shí)間內(nèi)通過(guò)3DMAX播放的所有幀的數(shù)量以及長(zhǎng)度就是時(shí)間軸，利用時(shí)間軸可對(duì)3DMAX的內(nèi)容進(jìn)行有效排序，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)作先后順序的控制[8]。幀在3DMAX中需要使用代碼才能夠進(jìn)行自由控制，因此3DMAX具有很強(qiáng)的靈活性和功能性。關(guān)鍵幀在3DMAX中發(fā)揮著極其重要的作用，通過(guò)對(duì)關(guān)鍵幀的修改可以實(shí)現(xiàn)人物角色動(dòng)作的轉(zhuǎn)換，有利于創(chuàng)作者加入自身的創(chuàng)新內(nèi)容。

2） 圖層的含義。3DMAX中的圖層主要用于對(duì)人物角色中包含的元素進(jìn)行增減和屬性的修改，實(shí)現(xiàn)對(duì)人物角色中元素的排列次序和重疊效果的操控，通過(guò)將圖像分解為多個(gè)圖層，增強(qiáng)圖像的立體效果和氛圍的渲染[9]。

3） 元件和實(shí)例的定義。3DMAX中的元件是指動(dòng)畫中創(chuàng)建的圖形和影片剪輯，可以一直在影片中重復(fù)使用，元件可由創(chuàng)作者自己創(chuàng)建，也可通過(guò)外部導(dǎo)入的方式加入到作品中，元件一經(jīng)創(chuàng)建就會(huì)成為當(dāng)前文檔內(nèi)部庫(kù)的一部分。實(shí)例只是對(duì)原始元件的應(yīng)用，通過(guò)使用和編輯元件和實(shí)例，能夠使得原始圖像更易于組織，從而減少文件的大小。

古城墻遺址拍照?qǐng)D和掃描圖分別見(jiàn)圖4，圖5。被掃描的古城墻遺址可以保存下來(lái)，并且利用3DMAX技術(shù)進(jìn)行三維立體建模，輸入對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)幀進(jìn)行修改，這樣就可將破損的歷史遺跡進(jìn)行復(fù)原，將文化歷史古跡展現(xiàn)在觀眾面前。同樣，通過(guò)3DMAX進(jìn)行反向操作，就能夠?qū)?dòng)畫虛擬信息轉(zhuǎn)換為實(shí)際，使得設(shè)計(jì)的效果更加逼真、生動(dòng)。

為了提高3DMAX影視動(dòng)畫中的展示效果和播放效果，創(chuàng)作者可以通過(guò)腳本語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)幀的播放進(jìn)行操控[10]。一般做法是將Action?script腳本語(yǔ)言加入到NASH中以便于對(duì)代碼進(jìn)行操控，Action?script腳本語(yǔ)言屬于3DMAX眾多編程語(yǔ)言中的一種，其編寫方式接近于JavaScript。通過(guò)該腳本語(yǔ)言編寫不同的代碼就能夠?qū)崿F(xiàn)3DMAX的交互特性，如下代碼就是背景漸變控制代碼。

Texture2D tex=renderer. material. main Texture as Texture 2D；

pixelUV.x*=tex.width；

pixelUV.y*=tex.height；

Color color=tex.GetPixel（（int）pixelUV.x，（int）pixelUV.y）；

由于所創(chuàng)作的動(dòng)畫需與外部引入程序進(jìn)行很好的融合，因此該種方式極大提高了對(duì)3DMAX人物角色創(chuàng)作者繪畫技術(shù)的要求。同時(shí)，通過(guò)random函數(shù)可以使創(chuàng)作出的動(dòng)畫圖形具有一定的隨機(jī)性，這也是3DMAX軟件的靈活性所在。

2 3DMAX角色建模的思路

在3DMAX影視動(dòng)畫制作過(guò)程中，角色建模是所有工作中最重要也是最初始的步驟，一切任務(wù)角色都要以該方式作為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的修改處理。角色建模主要分為分析結(jié)構(gòu)的特征、確定建模的方法、三維動(dòng)畫模型的制作三個(gè)步驟。

2.1 分析結(jié)構(gòu)的特征

角色建模的首要步驟就是要清楚地了解事物的結(jié)構(gòu)特征。物體的結(jié)構(gòu)特征一般分為規(guī)則物體和不規(guī)則物體，規(guī)則物體對(duì)于創(chuàng)作者來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，而不規(guī)則物體對(duì)于創(chuàng)作者的要求較高，需要?jiǎng)?chuàng)作者具有很好的經(jīng)驗(yàn)積累和很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，這樣才能使得制作效果更加自然和逼真。

2.2 三維場(chǎng)景建模

3DMAX設(shè)計(jì)建模應(yīng)用最多的方法有堆砌建模法、網(wǎng)格建模法、細(xì)分建模法和面片建模法等。堆砌建模法是指從細(xì)節(jié)到整體的建模方法，它的建模過(guò)程和蓋房子很像，先建立整體的一部分，然后對(duì)這些部分進(jìn)行整合；而細(xì)分建模法是先構(gòu)建出物體的整體形狀，然后對(duì)整體的各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的創(chuàng)作，將物體細(xì)節(jié)更加詳細(xì)深刻地展示在使用者面前。

2.2.1 建立本體模型

建模之前需要對(duì)客觀世界進(jìn)行分類描述，例如，動(dòng)畫模型中有場(chǎng)景描述、人物描述，假設(shè)某場(chǎng)景中包含6個(gè)元素，并定義為：

2.3 三維動(dòng)畫模型的制作

在對(duì)人物角色進(jìn)行結(jié)構(gòu)特征分析后，選取與之相對(duì)應(yīng)的建模方法，接著對(duì)人物角色的三維動(dòng)畫模型進(jìn)行制作。動(dòng)畫模型制作過(guò)程主要包含3個(gè)重要的內(nèi)容：燈光、材質(zhì)、渲染。將這三方面做好就可達(dá)到理想效果。材質(zhì)畫面能夠提高人物角色模型的真實(shí)性，借助光影效果，這種真實(shí)性才能更加逼真，燈光的光影效果主要通過(guò)對(duì)光的種類和陰影進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn)，最終通過(guò)渲染才能夠?qū)崿F(xiàn)材質(zhì)和燈光所表現(xiàn)的特性。目前使用最多的渲染器有兩種：一種是Arnold；另外一種是皮克斯開(kāi)發(fā)的Renderman。

3 3DMAX在影視動(dòng)畫制作中的應(yīng)用過(guò)程

3.1 前期影視動(dòng)畫角色設(shè)計(jì)

一部?jī)?yōu)秀的影視動(dòng)畫作品必定包含一個(gè)或多個(gè)成功設(shè)計(jì)的人物動(dòng)畫角色，人物動(dòng)畫角色不僅是表現(xiàn)在觀眾面前的立體人物，還包括很多擬人化的事物。在對(duì)影視動(dòng)畫角色進(jìn)行前期設(shè)計(jì)時(shí)，不但需要考慮到該角色所表現(xiàn)的外部形象，還需要考慮到運(yùn)用的計(jì)算機(jī)技術(shù)、制作時(shí)間以及制作難度等錯(cuò)綜復(fù)雜的外部因素，這樣才能更加高效地制作出形象逼真的角色。除去角色自身形象的設(shè)計(jì)，還要對(duì)角色進(jìn)行外部裝飾的設(shè)計(jì)，諸如角色的服裝、發(fā)飾、裝飾物等。所有這些外部裝飾都需要結(jié)合角色自身的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其是影視動(dòng)畫角色，要具有極強(qiáng)的角色表現(xiàn)張力。

如圖6所示，在設(shè)計(jì)趙云這個(gè)角色時(shí)要結(jié)合《三國(guó)志》中的描寫，抓住趙云雄壯威武，英姿颯爽的特點(diǎn)，使觀眾第一眼看到該角色就知道其是五虎上將常山趙子龍。因此，在對(duì)角色進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，一定要思考怎樣提高角色的辨識(shí)度，如何通過(guò)搭配不同裝飾來(lái)表現(xiàn)角色的社會(huì)地位、從事工作以及性格特點(diǎn)。

3.2 影視動(dòng)畫角色建模

在對(duì)影視動(dòng)畫角色進(jìn)行明確的定位之后，就需要根據(jù)角色選擇相應(yīng)的3DMAX建模方法對(duì)角色進(jìn)行建模。首先，利用3DMAX建立一個(gè)新的空白box，接著使用Spheer構(gòu)建出該角色的整體模型，對(duì)模型進(jìn)行分段和分比例調(diào)整。在設(shè)計(jì)的同時(shí)要盡量減少模型的面數(shù)控制，這樣有助于模型的切面更改。然后通過(guò)增加線條、部位擠壓、倒角等一系列操作，制作出大概模型，并且從不同角度、全方位觀察對(duì)模型進(jìn)行修改，使得設(shè)計(jì)出的模型能夠更好地體現(xiàn)出影視動(dòng)畫角色的立體感和精致感。以制作手臂模型為例，在胸部的側(cè)面肩至腰[12]略靠上的部位用“擠出”命令分段拉出手臂 ，如圖7所示為制作的手臂模型。

3.3 后期影視動(dòng)畫角色合成

在最后的建模階段，主要對(duì)人物角色進(jìn)行色彩的調(diào)節(jié)以及分層渲染。這時(shí)就需要考慮到人物所處的具體社會(huì)背景、環(huán)境背景，這樣人物角色就能夠更好地融入到劇本中，不會(huì)表現(xiàn)得太過(guò)張揚(yáng)。當(dāng)然色彩的搭配可以通過(guò)色彩校正的方式進(jìn)行修改。

分層渲染根據(jù)人物角色的要求可以分為兩種類型，一種是粗略分層，主要用于對(duì)背景、道具的渲染，適用于長(zhǎng)篇?jiǎng)〖?；另一種是精細(xì)分層，主要用于對(duì)光照、陰影、顏色等進(jìn)行渲染，這種方式適合精細(xì)的制作，如廣告、電影和動(dòng)畫電影等。通過(guò)分層渲染能夠調(diào)節(jié)畫面的和諧感和色彩感，提升整個(gè)畫面的表現(xiàn)效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文首先對(duì)3DMAX應(yīng)用在影視動(dòng)畫制作的實(shí)際意義進(jìn)行探討分析，指出3DMAX功能強(qiáng)大，可以極大地提升動(dòng)畫的畫面感，有效促進(jìn)動(dòng)畫制作技術(shù)創(chuàng)新；然后介紹了3DMAX的角色建模思路，闡述了建模步驟；最后詳細(xì)介紹了3DMAX在影視動(dòng)畫制作過(guò)程中的運(yùn)用，為今后影視動(dòng)畫制作水平的不斷提高打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫洪秀.三維動(dòng)畫建模的創(chuàng)新改進(jìn)探索[J].藝術(shù)科技，2015，28（4）：68.

SUN Hongxiu. Innovation and improvement of 3D animation modelling [J]. Art science and technology， 2015， 28（4）： 68.

[2] 路清.影視動(dòng)畫表演思維與表演技巧的應(yīng)用研究[D].西安：陜西科技大學(xué)，2013.

LU Qing. The research of performance thinking and acting skills in animation [D]. Xian： Shannxi University of Science & Technology， 2013.

[3] 陳偉強(qiáng).3D技術(shù)在動(dòng)漫設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（17）：175?176.

CHEN Weiqiang. Application of 3D technology in animation design [J]. Computer CD software and applications， 2014（17）： 175?176.

[4] 劉煒，周皓東.三維動(dòng)畫角色動(dòng)作逼真度的研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2013（20）：4714?4715.

LIU Wei， ZHOU Haodong. Study on the fidelity of the action of the three dimensional animation [J]. Computer knowledge and technology， 2013（20）： 4714?4715.

[5] 查俊晶.3DMAX軟件技術(shù)在動(dòng)畫角色運(yùn)動(dòng)制作中的應(yīng)用和分析[J].考試周刊，2014（59）：109.

ZHA Junjing. Application and analysis of 3DMAX software technology in animation role motion making [J]. Kaoshi Zhoukan， 2014（59）： 109.

[6] 袁永春.動(dòng)畫制作中的3DMAX應(yīng)用思路分析[J].藝術(shù)科技，2016，29（5）：83.

YUAN Yongchun. Analysis of 3DMAX application in animation production [J]. Art science and technology， 2016， 29（5）： 83.

[7] 郎毅.3DMAX軟件的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用[J].青春歲月，2013（11）：84.

LANG Yi. The application of virtual reality technology in 3DMAX software [J]. Qingchun Suiyue， 2013（11）： 84.

[8] 高慧.繪畫專業(yè)3DMAX課程教學(xué)改革的探討[J].遼寧師專學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，13（3）：26?28.

GAO Hui. Discussion on the teaching reform of 3DMAX course in painting major [J]. Journal of Liaoning Teachers College （natural science）， 2011， 13（3）： 26?28.

[9] 鄭付聯(lián).3DMAX建模技術(shù)及其優(yōu)化的研究[J].大眾科技，2010（2）：43?44.

ZHENG Fulian. Research on 3DMAX modeling technology and its optimization [J]. Popular science & technology， 2010（2）： 43?44.

[10] 章一峰，吳和平，孫敏，等.實(shí)例探究“3DMAX”動(dòng)畫制作在幕墻設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].門窗，2012（12）：1?4.

ZHANG Yifeng， WU Heping， SUN Min， et al. A case study of the application of "3DMAX" animation in the curtain wall design [J]. Door & windows， 2012（12）： 1?4.