面向數(shù)字媒體技術專業(yè)的“動畫設計與制作”課程開發(fā)

◆張海翔

面向數(shù)字媒體技術專業(yè)的“動畫設計與制作”課程開發(fā)

◆張海翔

數(shù)字媒體技術專業(yè)是面向廣告、動畫、游戲、影視等信息傳媒領域的新興專業(yè)，“動畫設計與制作”課程是數(shù)字媒體技術專業(yè)開設的專業(yè)課。本文在分析“動畫設計與制作”傳統(tǒng)教學內容和數(shù)字媒體技術發(fā)展方向的基礎上，將傳統(tǒng)三維動畫設計制作等內容與三維游戲引擎相結合，形成了三維動畫制作基礎與交互性三維動畫設計制作相結合的課程教學內容和實驗內容，加強了“動畫設計與制作”課程對數(shù)字媒體技術專業(yè)的針對性。

數(shù)字媒體；動畫設計與制作；課程開發(fā)

數(shù)字媒體技術專業(yè)是面向廣告、動畫、游戲、影視等信息傳媒領域的新興專業(yè)，畢業(yè)生除了在廣播電視、廣告制作等傳媒行業(yè)進行媒體技術方面動作外，越來越多的學生進入了游戲開發(fā)、多媒體會展、虛擬仿真等行業(yè)。學生除了需要傳統(tǒng)的計算機三維動畫制作技術外，也越來越需要游戲引擎、虛擬現(xiàn)實、三維交互等方面的計算機交互動畫設計與制作基礎。

“動畫設計與制作”傳統(tǒng)上是以計算機三維動畫設計與制作為主的課程，在數(shù)字媒體技術專業(yè)上是一門專業(yè)課程，主要包括三維模型設計與制作、三維模型紋理材質燈光等制作、三維動畫設計、三維動畫渲染等內容，是一門注重實踐操作的課程。

本文在分析數(shù)字媒體技術專業(yè)所面臨的行業(yè)現(xiàn)狀基礎上，討論了最新的交互動畫相關最新發(fā)展，確定以三維游戲引擎為交互動畫主要內容，將傳統(tǒng)三維制作與交互動畫設計與制作相結合，并就面向數(shù)字媒體技術專業(yè)的“動畫設計與制作”課程的教學內容和實驗設計進行討論。本文的“動畫設計與制作”課程開發(fā)加強了對數(shù)字媒體技術專業(yè)的針對性，使學生能夠更好地適應行業(yè)新的發(fā)展趨勢。

一、三維交互動畫的發(fā)展趨勢

1.交互動畫和傳統(tǒng)動畫的差別

傳統(tǒng)動畫以動畫的順序播放為主要特征，交互動畫能夠與用戶產(chǎn)生互動，對用戶做出反應，典型的應用類型包括：汽車飛機模擬駕駛、房地產(chǎn)漫游、產(chǎn)品仿真、虛擬水族館、三維游戲、三維教學模擬系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實技術，等等。這些交互動畫不僅能夠展示逼真的三維效果，而且能夠對用戶做出即時反應，用戶體驗更加逼真，在教育、商業(yè)會展、產(chǎn)品展示、游戲預覽等各個行業(yè)得到越來越多的應用。

2.三維交互動畫的定義

三維交互動畫的技術平臺一種是以VRML語言為基礎發(fā)展起來的面向網(wǎng)絡的虛擬顯示技術，以三維圖形圖像的建模展示為主，能夠支持與用戶交互的虛擬顯示系統(tǒng)開發(fā)。三維交互動畫的另一種技術平臺是以游戲引擎為核心的技術，三維圖形圖像可以由第三方建模軟件完成并導入，包含了多媒體音效、三維圖形實時渲染、物理引擎系統(tǒng)、UI界面系統(tǒng)等完整的技術平臺，主要用于三維動畫游戲的開發(fā)，也可以用于虛擬顯示系統(tǒng)的開發(fā)。

這類游戲引擎發(fā)展比較迅速，原來主要用于商業(yè)游戲的開發(fā)，價格昂貴，目前已經(jīng)出現(xiàn)多款費用低廉的性能卓越的產(chǎn)品，包括Unity3D、UE4等產(chǎn)品，入門門檻非常低，對教學免費，甚至還有全部開源的Blender軟件，產(chǎn)品精巧，全部免費，能夠支持三維建模，也能夠支持交互游戲開發(fā)。而且由于游戲引擎的功能支持比較完備，現(xiàn)在越來越多的交互動畫系統(tǒng)以游戲引擎為基礎技術平臺來開發(fā)。因此，在動畫設計與教學中，有必要引入三維交互動畫設計的最新內容，以適應多媒體技術行業(yè)的最新發(fā)展趨勢。

3.Blender軟件的運用

Blender軟件是一套三維模型設計、編輯開源軟件。該軟件的核心思想和宗旨是，為獨立的藝術家和小團體提供一條完整、免費、開源的3D創(chuàng)作流水線。Blender軟件使用非常方便，程序內存小，而其提供功能卻相當完善。其在建模、游戲開發(fā)和代碼等各方面，都有相當優(yōu)秀的表現(xiàn)。其中的游戲引擎 （Blender Game Engine，簡稱BGE)，則為三維游戲開發(fā)提供了一種完整和方便的開發(fā)平臺。在本文中選擇BGE游戲引擎作為交互動畫的制作平臺。

二、“動畫設計與制作”課程教學內容設計

“動畫設計與制作”總學時數(shù)48學時，理論教學24學時，實驗教學24學時。理論教學內容分為以下8講：

1.三維動畫概述及基礎建模

主要介紹3dmax 2012基本界面，三維建模軟件的基本操作要點，討論創(chuàng)建基礎模型的基本方法，以及修改基礎模型的方法。課時為3個課時。

2.三維動畫的高級建模

主要介紹三維模型建模中的修改器應用基本原理，討論三維建模的常用修改器種類和應用特點，討論三維建模中的多邊形建模方法和應用特點。課時為3個學時。

3.燈光技術和攝影機技術

主要介紹三維建模中的燈光的作用，燈光的參數(shù)含義，以及室內外場景的布光思路及相關技巧；介紹真實攝影機的基本原理，討論目標攝影機的使用方法，和VRay物理像機的使用方法。課時為3個學時。

4.材質與貼圖技術、環(huán)境與效果

主要介紹“材質編輯器”對話框的使用方法，常用材質的使用方法，常用貼圖的使用方法，討論環(huán)境系統(tǒng)的應用方法和效果系統(tǒng)的應用方法。課時為3個學時。

5.渲染綜合運用

主要介紹默認掃描線渲染器和mental ray渲染器的使用方法，討論VRay重要參數(shù)的含義及渲染參數(shù)的設置方法，討論家裝與工裝效果圖的制作思路及相關技巧。課時為3個課時。

6.粒子系統(tǒng)、動力學、動畫技術

介紹粒子系統(tǒng)使用方法、動力學系統(tǒng)，介紹常規(guī)動畫技術設計技術，課時為3個學時。

7.動畫模型的輸出輸入

主要介紹三維模型軟件的模式輸入方法，和Blender軟件的三維模型輸入方法，并介紹Blender軟件對三維模型的基本瀏覽、操作修改、材質修改以及動畫設置等基本操作。課時為3學時。

8.BGE交互動畫設計方法

介紹BGE交互動畫，包括傳感器、控制器和觸動器結構的交互腳本開發(fā)、BGE腳本開發(fā)、BGE游戲生成等內容，課時為3學時。

與傳統(tǒng)的計算機動畫設計課程相比，本課程在介紹三維動畫設計技術的基礎上，增加了交互動畫制作技術的內容，減少了三維動畫設計技術中傳統(tǒng)順序動畫渲染的課時，將更多的課時用于介紹最新的開源游戲引擎技術平臺，使學生可以利用所學知識做出自己的交互三維動畫，提高學生的學習興趣與制作能力。

三、“動畫設計與制作”課程實驗內容設計

“動畫設計與制作”是一門實踐性很強的課程，必須堅持理論與實踐并重的原則，在講清楚基本知識的基礎上，要特別重視案例教學，通過將理論知識和實際操作經(jīng)驗有機地結合起來，學習三維動畫，特別是三維交互動畫的設計與制作。實驗教學內容是在保留傳統(tǒng)的計算機動畫的基礎上增加了以BGE平臺為基礎的三維交互動畫實驗。

實驗類型包括基本型、設計型和綜合型三種。實驗1是動畫基礎建模實驗，主要練習三維動畫建模的基本操作，是基本型實驗。實驗2是高級建模實驗，主要實現(xiàn)復雜三維建模，是設計型實驗。實驗3是燈光、攝像機實驗，聯(lián)系三維模型的燈光布置和設計，攝影機布置，是基本型實驗。實驗4是紋理材質實驗，完成三維模型的紋理材質設置實驗，是基本型實驗。實驗5是渲染綜合運用，練習用材質、燈光、設想等完成三維模型的綜合渲染，是設計型實驗。實驗6是三維動畫特效實驗，使用粒子系統(tǒng)、完成煙火、下雨、噴泉等粒子系統(tǒng)制作，是基本型實驗。實驗7是Blender軟件的模型基本設計實驗，練習Blender軟件完成三維模型的輸入輸出、基本瀏覽和修改，是基本型實驗。實驗8是基于BGE游戲引擎的交互動畫設計，使用BGE引擎，設計相應的傳感器、控制器和觸動器結構的交互腳本開發(fā)、BGE腳本開發(fā)，實驗完整的交互動畫設計，是綜合型實驗。以上實驗的課時都為3個學時。

四、結論

本文就數(shù)字媒體技術專業(yè)的培養(yǎng)目標，分析了傳統(tǒng)的“動畫設計與制作”課程的特點，數(shù)字媒體技術專業(yè)的相關行業(yè)的最新發(fā)展，以及交互動畫領域的技術趨勢，以及在“動畫設計與制作”課程引入交互動畫設計內容的必要性。面向數(shù)字媒體技術專業(yè)的“動畫設計與制作”的教學目標是既要講教授三維動畫設計和制作的基本原理，又能適當結合當前數(shù)字媒體技術相關行業(yè)的最新發(fā)展，并開展案例教學。本著這一目標，我們設計了課程的教學內容和實驗內容，希望學生學習完課程后能夠學到最新的三維動畫設計技術，并能進行具體的交互動畫設計與制作。

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（編輯：郝 嬋）

本文系浙江理工大學動畫設計與制作精品課程項目(編號：JPKC1201)資助。

張海翔，男，博士，浙江理工大學副教授。研究方向：數(shù)字媒體。

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