基于動(dòng)畫中三維人物模型制作探討

陳瑤

（?？诮?jīng)濟(jì)學(xué)院）

動(dòng)畫產(chǎn)生和發(fā)展距今已有百余年的歷史，人民群眾獲得的視覺感受和體驗(yàn)也越來越明顯，動(dòng)畫藝術(shù)的發(fā)展一度成為人們追求精神享受的絕佳途徑。隨著動(dòng)畫藝術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，動(dòng)畫人物形象開始轉(zhuǎn)變到真人身上，三維動(dòng)畫也隨之產(chǎn)生。近幾年，在科技發(fā)展和信息創(chuàng)新的影響推動(dòng)下，動(dòng)畫人物形象也越來越飽滿，動(dòng)畫場(chǎng)景也更加接近真實(shí)情況，由于人體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此三維人物模型制作需要加強(qiáng)對(duì)人體結(jié)構(gòu)和形態(tài)的刻畫，設(shè)計(jì)工作者要注重運(yùn)用先進(jìn)方法和科學(xué)技術(shù)，加快實(shí)現(xiàn)我國三維動(dòng)畫人物模型的制作和完善，推動(dòng)我國動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)的繁榮和興盛。

一、動(dòng)畫三維人物模型制作現(xiàn)狀

動(dòng)畫三維人物模型制作應(yīng)當(dāng)注重以下幾方面的問題：首先是人體運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，其次是人體造型和皮膚變形技術(shù)。自人體模型產(chǎn)生發(fā)展以來，動(dòng)畫對(duì)于三維人物的刻畫構(gòu)造越來越飽滿，相關(guān)技術(shù)逐漸趨于成熟穩(wěn)定狀態(tài)，其中人物皮膚和人體結(jié)構(gòu)仍存在很多需要改進(jìn)提升的地方，有關(guān)部門或人員要加強(qiáng)該領(lǐng)域的探索及研發(fā)。人物皮膚和身體結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜煩瑣，造成這種現(xiàn)象的主要原因包括以下幾點(diǎn)。首先是人體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，身體結(jié)構(gòu)精密性比較強(qiáng)，模擬技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展面臨很大考驗(yàn)。其次，人體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的模擬需要考慮肌肉等結(jié)構(gòu)的收縮或擴(kuò)張，無法實(shí)現(xiàn)肌肉運(yùn)動(dòng)狀態(tài)模擬也會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的危害性。然后動(dòng)畫人物需要具備一定的情感狀態(tài)，避免出現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)人物相差甚遠(yuǎn)的現(xiàn)象，增強(qiáng)動(dòng)畫人物的真實(shí)性和生動(dòng)性[1]。因此，人物模型制作技術(shù)需要不斷創(chuàng)新或完善，徹底根除人物形象設(shè)計(jì)過程中存在的問題或缺陷。

二、動(dòng)畫中三維人物模型制作方法的檢驗(yàn)

（一）制作方法的提出

現(xiàn)階段，動(dòng)畫三維人物模型制作主要包括兩種形式。其中三維MAYA主要利用多邊形進(jìn)行模型建設(shè)，能夠和真實(shí)人物最大程度契合，這種技術(shù)需要消耗的人力物力比較多，同時(shí)制作周期也比較長，不利于模型成本的控制和降低。而OpenGL操作比較簡(jiǎn)便，最大的缺點(diǎn)是人物缺乏真實(shí)性，會(huì)對(duì)整個(gè)動(dòng)畫觀賞效果造成嚴(yán)重影響。在這種條件下，Poser模型制作方法應(yīng)運(yùn)而生，它能有效結(jié)合這兩種模型技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)體現(xiàn)出較強(qiáng)的靈活性和自主性。

（二）制作方法檢驗(yàn)

1.皮膚及骨骼框架制作

與普通人體模型制作技術(shù)不同的是，Poser模型制作方法在系統(tǒng)資料管理和儲(chǔ)存方面擁有較大優(yōu)勢(shì)，人物模型制作過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)配置信息的隨意選擇與參考，只要稍作調(diào)整或改進(jìn)就能達(dá)到制作目標(biāo)，能夠減少復(fù)雜模型制作時(shí)間和步驟。通過對(duì)人物模型關(guān)鍵部位的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，實(shí)現(xiàn)文件或者語言的隨意切換。

2.模型的有機(jī)結(jié)合

把人物制作所需的模型信息提取出來以后，通過對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確分析或參考，然后實(shí)現(xiàn)皮膚與身體結(jié)構(gòu)的精細(xì)化控制，通過計(jì)算測(cè)繪得到人物模型基本框架。上述操作步驟或方法，能夠?qū)崿F(xiàn)模型有機(jī)結(jié)合的目標(biāo)，讓人物模型構(gòu)造更加生動(dòng)靈活[2]。

3.三維動(dòng)畫人物模型動(dòng)作創(chuàng)造

動(dòng)畫中的人物形象刻畫需要注重動(dòng)作描述和保障，充分考慮觀眾的觀看效果和體驗(yàn)需求。人物模型動(dòng)作建設(shè)需要從骨骼和肌肉開始籌劃，找到關(guān)鍵部位或者核心區(qū)域，最終達(dá)到平衡運(yùn)動(dòng)的目的。加強(qiáng)對(duì)關(guān)節(jié)處皮膚的刻畫與描述，避免出現(xiàn)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)與皮膚狀態(tài)不符合的情形。

三、三維動(dòng)畫制作技術(shù)概述

（一）三維動(dòng)畫概念

三維動(dòng)畫是近幾年新興的人物制作技術(shù)，在實(shí)際制作過程中，設(shè)計(jì)工作者需要結(jié)合科學(xué)技術(shù)做好人物形象的補(bǔ)充與刻畫，注重體現(xiàn)出動(dòng)畫角色的真實(shí)性，運(yùn)用基礎(chǔ)模型和動(dòng)畫設(shè)計(jì)進(jìn)行人物優(yōu)化，為動(dòng)畫人物的發(fā)展運(yùn)行營造健康環(huán)境，通過模擬動(dòng)畫角色運(yùn)動(dòng)軌跡和路徑，把相關(guān)參數(shù)記錄下來，然后對(duì)人物角色模型框架進(jìn)行填充和完善，為廣大觀眾呈現(xiàn)精彩的視聽盛宴。三維動(dòng)畫技術(shù)能夠?qū)Πl(fā)生的事情進(jìn)行準(zhǔn)確還原，同時(shí)模仿物體的運(yùn)動(dòng)軌跡和變化方向，能夠廣泛運(yùn)用在醫(yī)療、科學(xué)和衛(wèi)生等領(lǐng)域。在影視設(shè)計(jì)和動(dòng)畫藝術(shù)的發(fā)展當(dāng)中，三維動(dòng)畫技術(shù)能夠帶給觀眾更加生動(dòng)靈活的視覺沖擊，其發(fā)展和運(yùn)用深受廣大動(dòng)畫設(shè)計(jì)工作者的青睞，市場(chǎng)環(huán)境和運(yùn)行模式也在不斷完善[3]。影視設(shè)計(jì)融入三維動(dòng)畫制作技術(shù)，能夠增強(qiáng)人物形象的飽和度，豐富故事情節(jié)和演繹環(huán)境，為觀眾呈現(xiàn)精彩絕倫的藝術(shù)效果，讓觀眾獲得視覺和聽覺上的雙重震撼。我國三維動(dòng)畫制作技術(shù)發(fā)展起步較晚，后期改進(jìn)和創(chuàng)新也十分艱難?，F(xiàn)階段，我國三維動(dòng)畫制作技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平或狀態(tài)，有利于發(fā)展中國家和落后國家的藝術(shù)創(chuàng)新與文化發(fā)展。以《大圣歸來》《秦時(shí)明月》和《哪吒之魔童降世》等為代表的優(yōu)秀作品數(shù)不勝數(shù)。

（二）三維角色動(dòng)畫制作流程

1.動(dòng)畫人物角色基礎(chǔ)建模

動(dòng)畫設(shè)計(jì)工作者要充分考慮影視作品的需要，然后運(yùn)用科技手段和先進(jìn)制作技術(shù)進(jìn)行動(dòng)畫人物角色的基礎(chǔ)性建模，人物模型或者框架搭建，需要合理運(yùn)用各種技術(shù)方法，為最終人物角色模型建立打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。三維動(dòng)畫制作技術(shù)具有較強(qiáng)的立體性和幾何性；同時(shí)能夠依靠掃描等方法完成人物角色的創(chuàng)建；還有圖像建模和平面技術(shù)等多種方法；合理設(shè)置動(dòng)畫視頻的各項(xiàng)參數(shù)，通過輕微調(diào)整實(shí)現(xiàn)人物角色的補(bǔ)充和修復(fù)。

2.動(dòng)畫人物角色的骨骼構(gòu)建

通過對(duì)動(dòng)畫人物形象數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)和查驗(yàn)，完成動(dòng)畫人物角色的骨骼構(gòu)建。眾所周知，動(dòng)畫角色的骨骼模型十分重要，因此骨骼創(chuàng)建在三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)當(dāng)中占據(jù)很大一部分比例，同時(shí)有著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)性和價(jià)值性。因此，設(shè)計(jì)工作者應(yīng)當(dāng)運(yùn)用動(dòng)畫人物角色創(chuàng)建方法，做好人物骨骼的優(yōu)化和完善，確保人物骨骼體系能夠生動(dòng)靈活，動(dòng)畫設(shè)計(jì)人員要合理運(yùn)用上述方法和技巧實(shí)現(xiàn)對(duì)人物形象的刻畫與填充。

3.動(dòng)畫人物角色蒙皮合成

所謂蒙皮合成就是對(duì)人物角色基礎(chǔ)模型和骨骼體系進(jìn)行完美融合，運(yùn)用骨骼體系進(jìn)行基礎(chǔ)模型的補(bǔ)充和強(qiáng)化。在這種條件下，依靠基礎(chǔ)模型與骨骼體系相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人物角色的平滑順利移動(dòng)，確保動(dòng)畫角色在骨骼體系的支撐輔助下能夠平滑移動(dòng)?；诖?，動(dòng)畫設(shè)計(jì)工作者應(yīng)當(dāng)合理進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，做好細(xì)節(jié)部位的修復(fù)和填充，運(yùn)用相關(guān)技術(shù)和軟件進(jìn)行動(dòng)畫人物角色的蒙皮效果加強(qiáng)，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與鞏固的有效結(jié)合，提高動(dòng)畫人物角色設(shè)計(jì)的真實(shí)性與可靠度，為動(dòng)畫人物角色設(shè)計(jì)指明方向和思路[4]。

4.動(dòng)畫人物角色運(yùn)動(dòng)控制

動(dòng)畫人物角色的基礎(chǔ)模型和骨骼體系完成相應(yīng)結(jié)合后，需要運(yùn)用先進(jìn)科學(xué)和技術(shù)手段進(jìn)行動(dòng)畫人物角色的運(yùn)動(dòng)控制，確保動(dòng)畫人物角色運(yùn)動(dòng)能夠符合科學(xué)要求，充分體現(xiàn)出動(dòng)畫人物角色的真實(shí)性與可靠性。在實(shí)際制作過程中，首先需要對(duì)骨骼框架進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控；利用相關(guān)技術(shù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)畫人物角色形象的完美操控，做好動(dòng)畫人物運(yùn)動(dòng)軌跡的描述和檢驗(yàn)，參考現(xiàn)實(shí)人物運(yùn)動(dòng)情況，建立最相似的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，并且形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，帶動(dòng)人物角色平滑順暢的進(jìn)行各項(xiàng)移動(dòng)工作；借助動(dòng)畫角色運(yùn)動(dòng)生成系統(tǒng)形成完整的人物運(yùn)動(dòng)過程。簡(jiǎn)而言之，動(dòng)畫角色人物形象的三維制作，最主要的是模型建立和運(yùn)動(dòng)情況的還原。因此，有關(guān)設(shè)計(jì)工作者需要加強(qiáng)對(duì)基礎(chǔ)模型構(gòu)建、骨骼體系建設(shè)以及運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的刻畫，確保三維動(dòng)畫人物制作技術(shù)得到徹底鞏固或提升，為我國動(dòng)畫事業(yè)的發(fā)展指明方向或思路，推動(dòng)我國影視設(shè)計(jì)與文化藝術(shù)的繁榮和興盛。

四、動(dòng)畫中三維人物模型制作要點(diǎn)

（一）提高模型建立的重視性

動(dòng)畫人物角色的建立需要加強(qiáng)探索和創(chuàng)新，三維人物模型制作不僅僅是理論層面的改進(jìn)，同時(shí)是付諸實(shí)踐的佐證，設(shè)計(jì)工作者要加強(qiáng)對(duì)動(dòng)畫三維人物建模的重視和關(guān)注，確保模型建立和完善補(bǔ)充遇到的問題都能妥善處理，增強(qiáng)模型制作的先進(jìn)性和科學(xué)性，推動(dòng)動(dòng)畫人物角色的發(fā)展和創(chuàng)新，讓動(dòng)畫人物建設(shè)運(yùn)行更加符合真實(shí)性與情景性。方便對(duì)動(dòng)畫人物角色進(jìn)行統(tǒng)一分配和調(diào)度，設(shè)計(jì)方案與現(xiàn)實(shí)情況緊密融合，不僅能使動(dòng)畫形象更加飽滿，同時(shí)能夠讓劇情環(huán)境更加生動(dòng)有趣。這種模型建立方法，需要設(shè)計(jì)工作者做好情景交融和形象刻畫，確保動(dòng)畫人物角色能夠符合觀眾要求與審美，為我國動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造有利條件。

（二）加強(qiáng)內(nèi)省，注重創(chuàng)新

首先要考慮動(dòng)畫形象設(shè)計(jì)是否具有真實(shí)性，人物形象的刻畫與真實(shí)情感是否相對(duì)應(yīng)。動(dòng)畫人物模型的建立具有虛擬特征，人物形象要盡可能貼近自然，同時(shí)飽含真情實(shí)感，運(yùn)用多種模型技術(shù)進(jìn)行人物角色的創(chuàng)建，需要做好細(xì)節(jié)優(yōu)化或補(bǔ)充工作，賦予人物形象最真實(shí)的情感，最終贏得觀眾喜愛或認(rèn)可，推動(dòng)動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展創(chuàng)新。其次要做好模型關(guān)鍵部位的分析與驗(yàn)證。充分體現(xiàn)出動(dòng)畫角色的真實(shí)性與客觀性，不能與現(xiàn)實(shí)情況相脫節(jié)。基于此，動(dòng)畫設(shè)計(jì)工作者要時(shí)刻保持清醒頭腦和科學(xué)認(rèn)知，注重對(duì)細(xì)節(jié)的完善和確立，讓模型骨骼體系和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)都能符合自然要求。然后要注重對(duì)人物角色進(jìn)行完善和修復(fù)。充分結(jié)合傳統(tǒng)設(shè)計(jì)案例，做好設(shè)計(jì)內(nèi)容的優(yōu)化及調(diào)整，既要實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)性補(bǔ)充又要確保人物整體不出現(xiàn)殘缺。因此，設(shè)計(jì)工作者需要合理運(yùn)用先進(jìn)方法和科學(xué)技術(shù)，確保動(dòng)畫人物整體形象都不遭受損傷，讓人物角色具有平滑性和流暢性。

（三）加強(qiáng)創(chuàng)新與實(shí)踐

隨著科技發(fā)展和信息水平的提升，動(dòng)畫人物設(shè)計(jì)存在很多缺陷或漏洞，設(shè)計(jì)工作者能夠運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)或方法進(jìn)行改進(jìn)并創(chuàng)新。眾所周知，我國動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)起步較晚，目前仍處在發(fā)展提升階段，因此設(shè)計(jì)工作者要加強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐力度，敢于思考或者革新，能夠運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)水平進(jìn)行動(dòng)畫人物形象的刻畫與修復(fù)，進(jìn)而推動(dòng)我國動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和提升。三維人物形象建立容易受到基礎(chǔ)模型、骨骼體系和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的影響。現(xiàn)階段，MAYA技術(shù)作為最主要的三維動(dòng)畫制作途徑，因此具有較強(qiáng)的多邊形建模能力，所以在實(shí)際運(yùn)用開展過程中需要消耗大量的人力物力。其他制作方法存在明顯的不足和缺失，無法真實(shí)刻畫人物形象或者體現(xiàn)出角色的流暢性。Poser模型建設(shè)方法，主要體現(xiàn)在對(duì)信息數(shù)據(jù)的存取和讀寫上，建模效率高，同時(shí)能夠整合其他制作方法的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行動(dòng)畫角色的準(zhǔn)確掌握[5]。

（四）注重研究方法的有效性

首先要形成完整的皮膚和骨骼體系模型。Poser作為三維動(dòng)畫形象制作的有效途徑，能夠體現(xiàn)出較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)性和綜合性，方便設(shè)計(jì)工作者及時(shí)有效地完成人物形象模型建立。這種建設(shè)方法的優(yōu)勢(shì)在于時(shí)間周期比較短，同時(shí)不會(huì)消耗大量人力物力，能夠有效節(jié)省動(dòng)畫人物設(shè)計(jì)的成本費(fèi)用。其次能夠結(jié)合多種模型。通過結(jié)合皮膚模型和骨骼體系的關(guān)鍵部位，對(duì)可能存在的影響因素進(jìn)行徹底排除，從而實(shí)現(xiàn)人體骨骼與動(dòng)作系統(tǒng)的緊密結(jié)合。

（五）動(dòng)畫三維人物模型發(fā)展趨勢(shì)

隨著信息技術(shù)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的提高，動(dòng)畫人物模型的建立也會(huì)越來越先進(jìn)，甚至是越來越完善，人物模型建設(shè)和發(fā)展主要呈現(xiàn)以下幾種趨勢(shì)。首先是皮膚與骨骼體系的融合，二者通過有機(jī)結(jié)合從不同角度和層次實(shí)現(xiàn)對(duì)人物形象的刻畫與描述，充分體現(xiàn)出人物形象的真實(shí)性與靈活性，從而賦予動(dòng)畫人物鮮活的生命力。其次讓骨骼體系能夠更加自然、平滑地完成各類運(yùn)動(dòng)要求，在強(qiáng)化動(dòng)畫人物動(dòng)作連貫性的同時(shí)，也能提高動(dòng)畫人物的整體呈現(xiàn)效果。最后加強(qiáng)對(duì)動(dòng)畫人物皮膚的刻畫與處理，確保動(dòng)畫角色皮膚能夠更加生動(dòng)、自然，從而為觀眾呈現(xiàn)更加精彩絕倫的觀賞效果，進(jìn)一步推動(dòng)我國動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

五、結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)能力的提高，人民群眾生活質(zhì)量和物質(zhì)需求也出現(xiàn)很大改進(jìn)，近幾年動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)獲得持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力，為我國娛樂文化事業(yè)注入更多生機(jī)與活力。在這種條件下，動(dòng)畫人物角色的創(chuàng)建與完善，需要不斷改革與創(chuàng)新。其中三維人物技術(shù)的應(yīng)用能夠增強(qiáng)動(dòng)畫角色的真實(shí)性與靈活性，最終影響觀眾觀看效果和真實(shí)體驗(yàn)。不同的三維人物制作技術(shù)具有不同優(yōu)勢(shì)和弊端，設(shè)計(jì)工作者需要結(jié)合人物角色創(chuàng)建要求盡可能實(shí)現(xiàn)對(duì)人物形象的刻畫與補(bǔ)充，做好人物形象三維模型的建立與完善，通過對(duì)人物角色基礎(chǔ)模型、骨骼體系和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的深刻描繪，確保動(dòng)畫角色能夠真實(shí)靈活地呈現(xiàn)給廣大觀眾，為廣大人民群眾創(chuàng)造健康舒適的觀賞體驗(yàn)，推動(dòng)我國動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)的繁榮與興盛。