徽雕三維仿真動畫的應(yīng)用研究

陳旺，朱米娜

（1.武漢理工大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院，湖北武漢430070；2.安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系，安徽蕪湖241000）

徽雕三維仿真動畫的應(yīng)用研究

陳旺1，2，朱米娜2

（1.武漢理工大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計學(xué)院，湖北武漢430070；2.安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系，安徽蕪湖241000）

數(shù)字化作為當(dāng)今保護(hù)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的一種新興手段，正在成為數(shù)字媒體技術(shù)一個新的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展重點.本文重點闡述利用數(shù)字化軟件SketchUp來建立三維建模的流程、材質(zhì)貼圖、燈光和攝像機(jī)的設(shè)置過程，具體闡述了徽雕三維仿真動畫的應(yīng)用研究.

徽雕；三維仿真；SketchUp；數(shù)字化傳承

文化遺產(chǎn)作為不可再生的珍貴資源，包括物質(zhì)文化遺產(chǎn)和非物質(zhì)文化遺產(chǎn).而非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的傳承是一個國家和民族的歷史文化和價值觀念，蘊(yùn)含著中華民族特有的精神價值、思維方式、想象力，體現(xiàn)著中華民族的生命力和創(chuàng)造力，是各民族智慧的結(jié)晶.然而，我國的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)在一段歷史中曾遭到嚴(yán)重的破壞，隨著全球化發(fā)展的沖擊和環(huán)境惡化的威脅，目前正面臨加速消失的危險[1].所以，我國在非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)方面加大了力度，出臺了許多新的遺產(chǎn)保護(hù)措施和項目.而徽雕藝術(shù)作為非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的一部分，我們更有必要采取一系列的措施來傳承和保護(hù)他，現(xiàn)在，隨著現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實技術(shù)的興起和網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，對徽雕藝術(shù)進(jìn)行數(shù)字化傳承的進(jìn)程已成為不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，數(shù)字化時代是人文精神充分彰顯的時代，因此，必須要有非物質(zhì)文化遺產(chǎn)數(shù)字化的新思維.徽雕藝術(shù)的數(shù)字化建設(shè)就是一項將先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的保護(hù)、研究、傳承等領(lǐng)域的建設(shè)項目，是非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)事業(yè)的一項基礎(chǔ)工作，也是一個長期的可持續(xù)發(fā)展的過程，勢必對徽雕藝術(shù)的傳承和發(fā)展有著積極的作用.

近年來，隨著城市環(huán)境藝術(shù)和旅游紀(jì)念品的發(fā)展，徽州雕刻開始以不同的表現(xiàn)形式存在著，越來越多的公共環(huán)境裝飾藝術(shù)或是家居環(huán)境裝飾中都把徽州雕刻融入其中.譬如：他們可以是公園和社區(qū)的園林小品文化柱，也可以是城市雕塑、茶樓、酒店等公共環(huán)境的裝飾物[2].徽州雕刻在建筑中的應(yīng)用,是中國傳統(tǒng)建筑的一種裝飾表現(xiàn)手法,反映了一種傳統(tǒng)的建筑文化.而這種雕刻與建筑的結(jié)合形成了徽州獨特的建筑風(fēng)格.“三雕”中所表現(xiàn)出來的藝術(shù)和文化價值,也恰好反映了徽州人民在思想上和精神上的追求以及對美好生活的向往.整個設(shè)計過程的宗旨就是力求強(qiáng)調(diào)將徽州雕刻中的精神元素融入到設(shè)計中，以此來實現(xiàn)傳統(tǒng)與現(xiàn)代的結(jié)合.在徽州三雕中，徽州磚雕以其獨特的表現(xiàn)手法成為我國磚雕藝術(shù)中的一朵奇葩，在中國傳統(tǒng)古建筑裝飾中有著重要的意義[3].如：安徽省蕪湖市，“蕪湖市福祿街改造”，在這個項目中三雕的運用上不是機(jī)械地采用三雕的某些的傳統(tǒng)成果，而是將徽州雕刻中的磚雕設(shè)計成建筑立面的閃光點，其表現(xiàn)的內(nèi)容也不再是傳統(tǒng)的人物故事.跡象圖案，而是能凸顯徽州自然景觀和人物景觀的浮雕作品的內(nèi)在意蘊(yùn)，使其在建筑中起到了畫龍點睛的作用.設(shè)計者在建筑物的外立面設(shè)計中融合了徽州雕刻中所特有的雕刻圖案元素，設(shè)計時特地選取徽派建筑中最典型的形象符號，加以組合和概括，讓人在現(xiàn)代建筑中可以聯(lián)想到徽州三雕.那么，在完成這個項目的過程中，施工之前的三維仿真動畫草案是必不可少的，我們必須要把草案以三維的方式快速呈現(xiàn)出來，目的是為了達(dá)到與客戶切實的溝通交流.而SketchUp便不言而喻的成為了幫助設(shè)計師快速完成該任務(wù)的一種利器.整個建筑物的裝飾構(gòu)件都采用了徽州雕刻中磚雕元素，并通過在電腦上運用SketchUp軟件將其打造成為具有徽派風(fēng)格的特色攤點小吃群的一個整體表現(xiàn)效果，它將三維動畫技術(shù)應(yīng)用于項目的動態(tài)演示及表現(xiàn).本課題首先采用SketchUp三維建模,并制作動畫,用PowerPoint綜合制成多媒體課件.整個制作過程分為三維建模、材質(zhì)設(shè)計、貼圖設(shè)計、攝像機(jī)的參數(shù)設(shè)置以及渲染輸出等幾個環(huán)節(jié)，從數(shù)字三維的角度展現(xiàn)了“蕪湖市福祿街改造”項目的全貌[4].以下內(nèi)容就是SketchUp在徽雕三維仿真動畫中應(yīng)用研究的具體實施過程

1 數(shù)據(jù)采集

項目在完成的前期有很多的資料收集與整理工作，比如有：主輔街道地形勘測、沿街店鋪與樓房物高度尺寸、重點街區(qū)照片取樣等.

（一）現(xiàn)場測繪（二）重點街區(qū)照片取樣

2 生成底圖

底圖的生成是通過AutoCAD軟件對Google Earth拍屏的圖片進(jìn)行處理，按照測量數(shù)據(jù)的比例繪制產(chǎn)生平面化底圖.

3 建筑模型繪制

3.1 主體建筑模型建模

根據(jù)前期采集階段所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理編組，并對實地勘測的尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行層次感分析，按照各類主次建筑物的南北方位、各建筑間距、橫豎結(jié)構(gòu)分布，參照編繪的底圖和現(xiàn)實建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模[5]，方法是：將平面化底圖依1:1比例導(dǎo)入GoogleEarthSketchUp（后以SU表達(dá)）軟件中，利用“選擇”、“復(fù)制”、各類“線繪制“工具生成二維平面圖，然后對該平面圖進(jìn)行擠出命令的操作，并將產(chǎn)生的三維模型和采集圖進(jìn)行照片在重點視角進(jìn)行微調(diào)，再運用“矩形”、“陣列”、“跟隨”、“縮放”、“偏移復(fù)制”等工具，綜合編輯使簡單的模型體塊升級為的較復(fù)雜的建筑模型.（注意：1.該環(huán)節(jié)制作過程中要盡可能減少布爾運算等插件的使用，以免加大文件計算錯誤的概率.2.在不影響整體美觀度的情況下，真假三維技術(shù)的運用也能幫助我們提高運行速度，提升效率.）

3.2 街道和配景制作與材質(zhì)貼賦

3.2.1 街道等副景建模

街道建模的前幾個步驟與建筑模型基本一致，即在平面圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行“擠出”命令的操作，使其生成三維模型[5]，對重點區(qū)域進(jìn)行尺寸微調(diào)，近景區(qū)域要添加一些必要的副景模型，比如下水管道蓋板，馬路沿，電線桿，消防栓等，然后進(jìn)入材質(zhì)貼賦階段.（注意：副景的安排要遵循客觀事實，不能夠盲目的安排和回避，以免后續(xù)帶來后期對接問題.）

3.2.2 配景制作

配景重點是車輛，人物，植被等.配景一般在制作上有近、遠(yuǎn)景兩種情況：一是近景創(chuàng)作安排，近景要求有細(xì)節(jié)，因此可以利用SU模型庫中的真三維精細(xì)模型；二是遠(yuǎn)景創(chuàng)作安排，遠(yuǎn)景可以直接創(chuàng)建平面物體，利用“徒手畫筆”工具扣出貼圖即可，再創(chuàng)建“組件”并打開“總是面對相機(jī)”選項.將前期完成的建筑模型、道路、植被等統(tǒng)一整理，相同的模型可以直接復(fù)制，調(diào)整細(xì)節(jié)，添加必要設(shè)施，最終形成全景.

3.2.3 材質(zhì)與貼圖

前期模型完成后就要給其賦予材質(zhì)和貼圖，把前期整理好的材質(zhì)逐一通過“材質(zhì)編輯器”工具貼到三維模型中.在SU中常采用2種方法給模型貼賦材質(zhì)和貼圖：基本材質(zhì)和利用位圖.根據(jù)各區(qū)域模型需要來選擇不同的方法，其中基本材質(zhì)由SU“油漆桶”內(nèi)自帶的18項軟件提供.而位圖主要取自于Photoshop處理過的實景照片，利用Photoshop對實景拍攝照片進(jìn)行編輯，獲取所需的材質(zhì)和貼圖要求合理、細(xì)膩、美觀；不符合要求的照片利用“剪裁”、“魔棒工具”、“仿制圖章”、“自由變換”等命令進(jìn)行處理，控制圖片單邊分辨率和最大像素，以保證項目后續(xù)出圖的要求，然后放入該項目的材質(zhì)資料庫.在制作的過程中，為了提高效率，降低建模攝像機(jī)穿梭時的串面干擾，可將暫不需要編輯的單體模型進(jìn)行隱藏或者凍結(jié)（注意：貼賦材質(zhì)可根據(jù)攝像機(jī)取景需要完成模型，不是所有區(qū)域都貼，這樣可以節(jié)省很多時間.）

4 攝像機(jī)與動畫渲染

4.1 燈光

燈光投射是SU中的一種自定義對象，它本身不需要布廣度學(xué)文件，只要通過視圖對季節(jié)、時間等命令操作時就能呈現(xiàn)，會產(chǎn)生合理的陰影，并提高正面迎光面的亮度.燈光亮度和材質(zhì)有一定的關(guān)系，材質(zhì)顏色越深，吸光亮就越強(qiáng)，顏色就越暗，反之越亮.SU內(nèi)置有兩種類型的燈光陰影：“顯示陰影”和“啟用光影”.通過“陰影設(shè)置”菜單命令，將默認(rèn)照明方式轉(zhuǎn)變成陽光投射方式，從而對場景燈光進(jìn)行編輯.在面板中可以設(shè)置燈光是否在場景中顯示及燈光的各項參數(shù)[6].

圖1 陰影設(shè)置參數(shù)

4.2 攝像機(jī)

攝像機(jī)是一個場景中很重要的組成單元，最終定稿的2D圖像，動畫對象都要在攝像機(jī)視圖中表現(xiàn).擺放好“相機(jī)位置”再配合“繞軸旋轉(zhuǎn)”命令將攝像機(jī)畫面定位好，添加頁面并調(diào)整順序，最后設(shè)置“動畫導(dǎo)出選項”，渲染出所需要的效果圖或動畫，見圖2.

圖2

圖3

4.3 動畫設(shè)置

SU中的動畫是通過對前后2個攝像機(jī)畫面的擺設(shè)而自動產(chǎn)生的連續(xù)過渡，見圖3.

5 結(jié)語

現(xiàn)在越來越多的人關(guān)注徽雕文化的傳承和保護(hù)，徽州三雕的裝飾效果在現(xiàn)代建筑中的運用剛好符合這種呼吁和要求，我們可以根據(jù)徽州三雕中的雕刻主題，提取出一些有徽雕特點的元素，并將其廣泛的運用到各個領(lǐng)域和建筑中.通過這樣設(shè)計后的建筑，不僅建筑的語言豐富，更多的是增加了其文化底蘊(yùn)[3].因此，我們必須要有非物質(zhì)文化遺產(chǎn)徽雕藝術(shù)的數(shù)字化新思維，達(dá)到徽雕藝術(shù)與現(xiàn)代技術(shù)的高度結(jié)合，從而獲得徽雕藝術(shù)在三維仿真動畫應(yīng)用研究方面的新突破.

〔1〕王文章.非物質(zhì)文化遺產(chǎn)論[M].北京：文化藝術(shù)出版社，2010．10.

〔2〕現(xiàn)代徽州建筑中裝飾雕刻的分析、運用和推廣[J]．工程與建設(shè)，2012（3）：292-294．

〔3〕徽州“三雕”在現(xiàn)代建筑裝飾設(shè)計中的價值[J]．美與時代，2012（8）：75-77．

〔4〕徐杰．基于3DMAX三維虛擬校園的設(shè)計與實現(xiàn)[J]．中國管理信息化，2012（9）：122-123．

〔5〕基于SketchUp的虛擬城市三維建模[J]．海南師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010:334-337.

〔6〕馮莉莉，武衛(wèi)玲．基于SketchUp的虛擬校園三維模型的創(chuàng)建[J]．林業(yè)科技情報，2009（1）：10－11．

J218.7

A

1673-260X（2013）03-0030-03

淮國家社科基金藝術(shù)學(xué)項目（08BF35）；省教育廳人文社會科學(xué)基地一般項目（2011sk797）