三維水墨動(dòng)畫創(chuàng)意與制作新技術(shù)
——以作品《中國(guó)風(fēng)》為例

魏三強(qiáng)

(宿州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 計(jì)算機(jī)信息系， 安徽 宿州 234101)

我國(guó)的水墨動(dòng)畫曾經(jīng)在20世紀(jì)60年代至80年代有過輝煌的成就，它是對(duì)世界動(dòng)畫的一大貢獻(xiàn).然而，由于水墨動(dòng)畫制作過程十分繁瑣，其工作量相當(dāng)于傳統(tǒng)動(dòng)畫片工作量的3至5倍，加上在藝術(shù)、創(chuàng)意等方面的高標(biāo)準(zhǔn)要求以及國(guó)外動(dòng)畫的強(qiáng)勢(shì)侵入與市場(chǎng)攻占，故我國(guó)水墨動(dòng)畫的境遇及發(fā)展遭遇了前所未有的囧境和挑戰(zhàn).如何振興我國(guó)的水墨動(dòng)畫？如何提高三維水墨動(dòng)畫創(chuàng)意與制作技術(shù)水平？現(xiàn)已成為水墨動(dòng)畫學(xué)者共同關(guān)注和開展研究的熱點(diǎn)課題.當(dāng)下，國(guó)內(nèi)已有動(dòng)畫人用三維動(dòng)畫軟件中的材質(zhì)球模擬水墨效果，此方法制作的靜態(tài)鏡頭效果較好，然而一旦鏡頭運(yùn)動(dòng)起來，畫面中的各個(gè)元素則顯得僵硬、呆板，水和墨的靈動(dòng)性顯現(xiàn)不好；還有一些動(dòng)畫人使用后期特效制作軟件來分層處理圖片序列，此方法制作的水墨效果在靜態(tài)鏡頭或移動(dòng)鏡頭中也有較好表現(xiàn)，但是在透視變化的運(yùn)動(dòng)鏡頭中依然受到較大程度地限制.如何在運(yùn)動(dòng)鏡頭中表現(xiàn)水墨的暈染和流動(dòng)感，是當(dāng)下喜愛水墨動(dòng)畫的學(xué)者們積極探索并亟待解決的難題[1-2].有鑒于此，以筆者指導(dǎo)的學(xué)生原創(chuàng)三維水墨動(dòng)畫作品《中國(guó)風(fēng)》為例(該作品在2013年中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽中榮獲全國(guó)二等獎(jiǎng))，介紹與探究三維水墨動(dòng)畫創(chuàng)意與制作新技術(shù)，力求在運(yùn)動(dòng)鏡頭中能夠較好地表現(xiàn)三維水墨動(dòng)畫效果，提高三維水墨動(dòng)畫制作技術(shù)含量.

1 三維水墨動(dòng)畫理論基礎(chǔ)

水墨動(dòng)畫被美譽(yù)為中國(guó)動(dòng)畫的一大創(chuàng)舉.它將傳統(tǒng)的中國(guó)水墨畫引入到動(dòng)畫制作中，那種虛虛實(shí)實(shí)的意境和輕靈優(yōu)雅的畫面使動(dòng)畫片的藝術(shù)格調(diào)有了重大的突破.水墨動(dòng)畫分為二維水墨動(dòng)畫和三維水墨動(dòng)畫.《小蝌蚪找媽媽》是世界上第一部水墨動(dòng)畫片，《小蝌蚪找媽媽》、《牧笛》、《鹿鈴》、《山水情》等作品都是二維水墨動(dòng)畫片的代表作.隨著三維數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，三維水墨動(dòng)畫克服了二維水墨動(dòng)畫的一些缺陷，使得水墨動(dòng)畫重現(xiàn)生機(jī)，2004年三維水墨動(dòng)畫短片《夏》開創(chuàng)了我國(guó)三維水墨動(dòng)畫創(chuàng)作的先河，而《逸》、《水墨風(fēng)》、《水墨荷塘》、《大禹治水》及中國(guó)中央電視臺(tái)創(chuàng)意宣傳片《水墨畫》(如圖1所示)等三維水墨動(dòng)畫短片，為中國(guó)三維水墨動(dòng)畫片的傳承與發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[3-4].三維水墨動(dòng)畫制作的一般方法有：(1)首先建立三維模型，然后將平面的水墨畫作為貼圖，并賦予三維模型的表面，最后通過關(guān)鍵幀動(dòng)畫制作成三維水墨動(dòng)畫的效果；(2)先建立三維模型，使用虛擬感的渲染繪制技術(shù)對(duì)未賦予水墨畫貼圖的三維模型進(jìn)行渲染，通過特定的算法來產(chǎn)生粗細(xì)不等的輪廓線及輪廓內(nèi)的結(jié)構(gòu)線，模擬水墨畫效果[5].本文以原創(chuàng)三維動(dòng)畫短片《中國(guó)風(fēng)》為例，介紹一種三維水墨動(dòng)畫制作新方法：即使用3ds Max 軟件和Fume FX插件，將建好的三維模型賦予水墨特效，并使用后期特效軟件After Effects制作運(yùn)動(dòng)鏡頭效果.

圖1 中央電視臺(tái)創(chuàng)意宣傳片《水墨畫》角色動(dòng)作截圖

2三維水墨動(dòng)畫創(chuàng)意設(shè)計(jì)

創(chuàng)意是三維水墨動(dòng)畫片的靈魂，獨(dú)特的創(chuàng)意和唯美的畫面是吸引觀眾的主要因素.一部成功的三維水墨動(dòng)畫片應(yīng)兼?zhèn)涓行院屠硇缘脑兀谠O(shè)計(jì)藝術(shù)上應(yīng)符合下述三個(gè)要求：(1)片中的角色刻畫應(yīng)鮮明；(2)劇本的結(jié)構(gòu)要合理；(3)設(shè)計(jì)要有新創(chuàng)意[6].大眾皆知的中央電視臺(tái)創(chuàng)意宣傳片《水墨畫》，就是通過三維數(shù)字技術(shù)讓一幅幅水墨畫面淋漓盡致地展現(xiàn)出來：從一滴墨水變成翻滾行云再到霧蒙蒙的群山，接著又從濃墨變成很多游魚再到展翅高飛的仙鶴，從舞動(dòng)的中國(guó)龍到蜿蜒的萬(wàn)里長(zhǎng)城；再?gòu)闹袊?guó)功夫表演到高速行駛的動(dòng)車，從太極拳表演變成鳥巢再到飛機(jī)，最終定格成高樓屹立的現(xiàn)代都市[7].作品的整個(gè)創(chuàng)作過程盡顯“從無形到有形”、“從有界到無疆”的創(chuàng)意特色，并把三維水墨動(dòng)畫虛虛實(shí)實(shí)的意境和輕靈優(yōu)雅的畫面特點(diǎn)以唯美的方式呈現(xiàn)出來.

三維水墨動(dòng)畫作品《中國(guó)風(fēng)》在借鑒中央電視臺(tái)創(chuàng)意宣傳片《水墨畫》創(chuàng)意風(fēng)格的基礎(chǔ)上，以內(nèi)容與形式的統(tǒng)一、技術(shù)與藝術(shù)的巧妙融合為設(shè)計(jì)原則，并融入了新的創(chuàng)意理念.《中國(guó)風(fēng)》的設(shè)計(jì)時(shí)長(zhǎng)是1分40秒，屬短片類型的三維水墨動(dòng)畫作品.其創(chuàng)意思路是：從中華民族文化元素中汲取營(yíng)養(yǎng)，借助一黑一白、一虛一實(shí)的流動(dòng)旋律，片頭在配樂聲中通過一幅逐漸展開“中國(guó)風(fēng)”水墨畫開場(chǎng)，接著分別展現(xiàn)“古代建筑”、“中華龍”、“中國(guó)長(zhǎng)城”、“北京天壇”、“北京天安門”、“祖國(guó)河山”、“中國(guó)結(jié)”、“文房四寶”、“上海世博會(huì)中國(guó)館”、“現(xiàn)代都市”等中國(guó)元素，運(yùn)用三維水墨動(dòng)畫的設(shè)計(jì)藝術(shù)與制作技術(shù)，使得水墨表現(xiàn)出虛實(shí)、濃淡的物象，并在虛擬空間中飛舞、揮灑、暈染，造就了一種大氣磅薄的氣勢(shì)，彰顯了水墨動(dòng)畫的筆墨意象和神韻……片尾為“中國(guó)風(fēng)”水墨畫的合攏動(dòng)畫，以首尾呼應(yīng)的方式結(jié)束.通過眾多典型的中國(guó)元素表達(dá)作品主題“中國(guó)風(fēng)”，宣傳了博大精深的中華民族文化，這也正是三維水墨動(dòng)畫作品《中國(guó)風(fēng)》創(chuàng)作目的所在.

3三維水墨動(dòng)畫制作新技術(shù)

3.1 角色的動(dòng)畫制作技術(shù)

對(duì)于三維水墨動(dòng)畫中角色的動(dòng)作，可以使用調(diào)節(jié)關(guān)鍵幀來控制運(yùn)動(dòng)的三維動(dòng)畫技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，通過計(jì)算機(jī)插值完成關(guān)鍵幀之間的畫面的角色位置；也可以使用Motion Capture(數(shù)字捕捉)技術(shù)把真人真實(shí)表演的動(dòng)作與表情記錄下來，賦給角色，使其動(dòng)作和表情更加逼真.具體的動(dòng)作捕捉流程是：接上攝像頭及電源，運(yùn)行Easy Mocap動(dòng)作捕捉軟件，打開3ds Max三維水墨動(dòng)畫角色動(dòng)作實(shí)例文件，執(zhí)行“MAX工具”/“動(dòng)作捕捉”按鈕/“測(cè)試”命令，真人在攝像頭前做一些肢體運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，Easy Mocap軟件就可以重構(gòu)出三維立體場(chǎng)景與人物，把立體畫面還原為三維數(shù)據(jù)，接著分析出人體的關(guān)節(jié)并進(jìn)行三維坐標(biāo)的準(zhǔn)確定位，在識(shí)別初始動(dòng)作后即開始捕捉，等到角色動(dòng)作全部捕捉完之后，錄制輸出BIP、BVH、DAE等動(dòng)作數(shù)據(jù)捕捉文件到3ds Max軟件中[8].

3.2 《中國(guó)風(fēng)》作品制作的關(guān)鍵技術(shù)

作品《中國(guó)風(fēng)》主要采用三維水墨動(dòng)畫的制作新技術(shù)進(jìn)行制作，即將Fume FX插件安裝到3ds Max軟件中，對(duì)“古代建筑”、“中華龍”、“中國(guó)長(zhǎng)城”、“北京天壇”、“北京天安門”、“祖國(guó)河山”、“中國(guó)結(jié)”、“文房四寶”、“上海世博會(huì)中國(guó)館”、“現(xiàn)代都市”等各個(gè)“中國(guó)元素”進(jìn)行三維建模，并給建好的三維模型賦予水墨特效，最后使用后期特效軟件After Effects制作運(yùn)動(dòng)鏡頭的動(dòng)畫效果并合成影片.

3.2.1Fume FX插件概述

Fume FX是SitniSati公司(原Afterworks公司)發(fā)布的一款新的3ds Max流體力學(xué)插件，該插件是基于真實(shí)物理中流體力學(xué)原理而設(shè)計(jì)的，主要是為3ds Max 用戶提供水墨、火焰、濃煙、爆炸及其它流體效果的解決方案.它與之前所有3ds Max的流體插件相比，F(xiàn)ume FX最大的優(yōu)點(diǎn)就是它不僅能很好地模擬出復(fù)雜流體氣體的運(yùn)動(dòng)行為，同時(shí)還能考慮到物理學(xué)中溫度、重力、燃料、能量等因素對(duì)模擬效果的影響，F(xiàn)ume FX對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn).

3.2.23ds Max和Fume FX插件制作水墨技術(shù)

使用3ds Max和Fume FX插件制作水墨動(dòng)畫效果的主要流程是：(1)安裝Fume FX插件到3ds Max軟件中；(2)在3ds Max軟件中新建一個(gè)Fume FX的容器，其中Spacing不要設(shè)置太小，此值直接影響渲染的效果；(3)創(chuàng)建Simple Src，選擇其顯示方式為圓柱Cylinder(如圖2所示)；(4)設(shè)置為單點(diǎn)發(fā)射，并調(diào)整發(fā)射角度為向下發(fā)射；(5)創(chuàng)立重力，使其方向向上；(6)在Fume FX UI中分別設(shè)置General面板、Obj/Src面板、Simulation面板、Rendering等面板的相應(yīng)參數(shù)值(如圖3所示)，制作成水墨效果；(7)渲染輸出[9].

圖2 在Fume FX容器中創(chuàng)建Simple Src

圖3Fume FX UI面板

作品《中國(guó)風(fēng)》主要使用3ds Max和Fume FX插件制作水墨動(dòng)畫效果，即首先按照上述制作流程制作“水墨丹青”動(dòng)畫效果(如圖4所示)，接著分別為“古代建筑”、“中華龍”、“中國(guó)長(zhǎng)城”、“北京天壇”、“北京天安門”、“祖國(guó)河山”、“中國(guó)結(jié)”、“文房四寶”、“上海世博會(huì)中國(guó)館”、“現(xiàn)代都市”等各個(gè)“中國(guó)元素”建立三維模型，并通過Fume FX容器分別給三維建模賦予水墨特效，最后渲染輸出各“中國(guó)元素”的水墨動(dòng)畫片段.

圖4 水墨動(dòng)畫效果圖

3.2.3After Effects軟件制作技術(shù)

使用After Effects軟件制作作品《中國(guó)風(fēng)》運(yùn)動(dòng)鏡頭動(dòng)畫效果的主要流程是：(1)打開After Effects軟件，新建合成組；(2)將3ds Max軟件中制作的“古代建筑”、“中華龍”、“中國(guó)長(zhǎng)城”、“北京天壇”、“北京天安門”、“祖國(guó)河山”、“中國(guó)結(jié)”、“文房四寶”、“上海世博會(huì)中國(guó)館”、“現(xiàn)代都市”等各個(gè)“中國(guó)元素”水墨動(dòng)畫片段導(dǎo)入到“時(shí)間線”窗口中；(3)創(chuàng)建背景圖層，把各圖層均轉(zhuǎn)為3D圖層；(4)通過“圖層”/“新建”/“攝像機(jī)”命令創(chuàng)建攝像機(jī)，并在“攝像機(jī)設(shè)置”窗口中選擇“激活景深”復(fù)選框；(5)調(diào)整攝像機(jī)的位置和視圖，設(shè)置攝像機(jī)的景深效果與動(dòng)畫，分別為各“中國(guó)元素”制作攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫效果(如圖5所示)；(6)后期合成所有動(dòng)畫影片片段(包括片頭和片尾動(dòng)畫)[10]；(7)執(zhí)行“圖像合成”/“制作影片”命令，在輸出組件設(shè)置窗口中設(shè)置好各參數(shù)后，渲染輸出成影片(視頻瀏覽網(wǎng)址：http://v.youku.com/v_show/id_XNTYyNjY3ODg4.html).

圖5 《中國(guó)風(fēng)》作品“北京天壇”場(chǎng)景圖

4結(jié)束語(yǔ)

三維水墨動(dòng)畫是中國(guó)水墨畫文化精髓和數(shù)字技

術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它兼顧了角色造型、動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)規(guī)律和視覺效果，融入了運(yùn)動(dòng)空間及旋轉(zhuǎn)鏡頭，造就了一種表現(xiàn)筆墨韻味和情趣的新手段，它具有廣闊的發(fā)展空間和無限的潛力.當(dāng)前的三維水墨動(dòng)畫在制作技術(shù)上雖然取得了一定的進(jìn)步，但是仍然稚嫩.《夏》、《水墨風(fēng)》、《逸》、《水墨荷塘》、《大禹治水》、《中國(guó)風(fēng)》等三維水墨動(dòng)畫作品多是短片，從藝術(shù)設(shè)計(jì)層面看，形式模仿突出，創(chuàng)意水平都有待提高；從制作技術(shù)層面看，“小制作”模式較多，制作工序有待精簡(jiǎn)，制作技術(shù)亟待進(jìn)一步改進(jìn).振興我國(guó)的三維水墨動(dòng)畫絕非一句空頭口號(hào)，它需要所有水墨動(dòng)畫人的共同努力、不懈的傳承與創(chuàng)新.只有不斷地提高三維水墨動(dòng)畫創(chuàng)意與制作技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)藝術(shù)與技術(shù)的完美融合，才能促進(jìn)我國(guó)三維水墨動(dòng)畫的繁榮和長(zhǎng)足的發(fā)展.

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