面向數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”課程開發(fā)

◆張海翔

面向數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”課程開發(fā)

◆張海翔

數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)是面向廣告、動(dòng)畫、游戲、影視等信息傳媒領(lǐng)域的新興專業(yè)，“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”課程是數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)開設(shè)的專業(yè)課。本文在分析“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容和數(shù)字媒體技術(shù)發(fā)展方向的基礎(chǔ)上，將傳統(tǒng)三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)制作等內(nèi)容與三維游戲引擎相結(jié)合，形成了三維動(dòng)畫制作基礎(chǔ)與交互性三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)制作相結(jié)合的課程教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，加強(qiáng)了“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”課程對(duì)數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的針對(duì)性。

數(shù)字媒體；動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作；課程開發(fā)

數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)是面向廣告、動(dòng)畫、游戲、影視等信息傳媒領(lǐng)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(jìn)行媒體技術(shù)方面動(dòng)作外，越來(lái)越多的學(xué)生進(jìn)入了游戲開發(fā)、多媒體會(huì)展、虛擬仿真等行業(yè)。學(xué)生除了需要傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫制作技術(shù)外，也越來(lái)越需要游戲引擎、虛擬現(xiàn)實(shí)、三維交互等方面的計(jì)算機(jī)交互動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作基礎(chǔ)。

“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”傳統(tǒng)上是以計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作為主的課程，在數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)上是一門專業(yè)課程，主要包括三維模型設(shè)計(jì)與制作、三維模型紋理材質(zhì)燈光等制作、三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)、三維動(dòng)畫渲染等內(nèi)容，是一門注重實(shí)踐操作的課程。

本文在分析數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)所面臨的行業(yè)現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，討論了最新的交互動(dòng)畫相關(guān)最新發(fā)展，確定以三維游戲引擎為交互動(dòng)畫主要內(nèi)容，將傳統(tǒng)三維制作與交互動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作相結(jié)合，并就面向數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”課程的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行討論。本文的“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”課程開發(fā)加強(qiáng)了對(duì)數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的針對(duì)性，使學(xué)生能夠更好地適應(yīng)行業(yè)新的發(fā)展趨勢(shì)。

一、三維交互動(dòng)畫的發(fā)展趨勢(shì)

1.交互動(dòng)畫和傳統(tǒng)動(dòng)畫的差別

傳統(tǒng)動(dòng)畫以動(dòng)畫的順序播放為主要特征，交互動(dòng)畫能夠與用戶產(chǎn)生互動(dòng)，對(duì)用戶做出反應(yīng)，典型的應(yīng)用類型包括：汽車飛機(jī)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(xué)模擬系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，等等。這些交互動(dòng)畫不僅能夠展示逼真的三維效果，而且能夠?qū)τ脩糇龀黾磿r(shí)反應(yīng)，用戶體驗(yàn)更加逼真，在教育、商業(yè)會(huì)展、產(chǎn)品展示、游戲預(yù)覽等各個(gè)行業(yè)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

2.三維交互動(dòng)畫的定義

三維交互動(dòng)畫的技術(shù)平臺(tái)一種是以VRML語(yǔ)言為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的面向網(wǎng)絡(luò)的虛擬顯示技術(shù)，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(dòng)畫的另一種技術(shù)平臺(tái)是以游戲引擎為核心的技術(shù)，三維圖形圖像可以由第三方建模軟件完成并導(dǎo)入，包含了多媒體音效、三維圖形實(shí)時(shí)渲染、物理引擎系統(tǒng)、UI界面系統(tǒng)等完整的技術(shù)平臺(tái)，主要用于三維動(dòng)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(lái)主要用于商業(yè)游戲的開發(fā)，價(jià)格昂貴，目前已經(jīng)出現(xiàn)多款費(fèi)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(duì)教學(xué)免費(fèi)，甚至還有全部開源的Blender軟件，產(chǎn)品精巧，全部免費(fèi)，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(lái)越多的交互動(dòng)畫系統(tǒng)以游戲引擎為基礎(chǔ)技術(shù)平臺(tái)來(lái)開發(fā)。因此，在動(dòng)畫設(shè)計(jì)與教學(xué)中，有必要引入三維交互動(dòng)畫設(shè)計(jì)的最新內(nèi)容，以適應(yīng)多媒體技術(shù)行業(yè)的最新發(fā)展趨勢(shì)。

3.Blender軟件的運(yùn)用

Blender軟件是一套三維模型設(shè)計(jì)、編輯開源軟件。該軟件的核心思想和宗旨是，為獨(dú)立的藝術(shù)家和小團(tuán)體提供一條完整、免費(fèi)、開源的3D創(chuàng)作流水線。Blender軟件使用非常方便，程序內(nèi)存小，而其提供功能卻相當(dāng)完善。其在建模、游戲開發(fā)和代碼等各方面，都有相當(dāng)優(yōu)秀的表現(xiàn)。其中的游戲引擎 （Blender Game Engine，簡(jiǎn)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(tái)。在本文中選擇BGE游戲引擎作為交互動(dòng)畫的制作平臺(tái)。

二、“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”總學(xué)時(shí)數(shù)48學(xué)時(shí)，理論教學(xué)24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)24學(xué)時(shí)。理論教學(xué)內(nèi)容分為以下8講：

1.三維動(dòng)畫概述及基礎(chǔ)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(diǎn)，討論創(chuàng)建基礎(chǔ)模型的基本方法，以及修改基礎(chǔ)模型的方法。課時(shí)為3個(gè)課時(shí)。

2.三維動(dòng)畫的高級(jí)建模

主要介紹三維模型建模中的修改器應(yīng)用基本原理，討論三維建模的常用修改器種類和應(yīng)用特點(diǎn)，討論三維建模中的多邊形建模方法和應(yīng)用特點(diǎn)。課時(shí)為3個(gè)學(xué)時(shí)。

3.燈光技術(shù)和攝影機(jī)技術(shù)

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(nèi)外場(chǎng)景的布光思路及相關(guān)技巧；介紹真實(shí)攝影機(jī)的基本原理，討論目標(biāo)攝影機(jī)的使用方法，和VRay物理像機(jī)的使用方法。課時(shí)為3個(gè)學(xué)時(shí)。

4.材質(zhì)與貼圖技術(shù)、環(huán)境與效果

主要介紹“材質(zhì)編輯器”對(duì)話框的使用方法，常用材質(zhì)的使用方法，常用貼圖的使用方法，討論環(huán)境系統(tǒng)的應(yīng)用方法和效果系統(tǒng)的應(yīng)用方法。課時(shí)為3個(gè)學(xué)時(shí)。

5.渲染綜合運(yùn)用

主要介紹默認(rèn)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(shè)置方法，討論家裝與工裝效果圖的制作思路及相關(guān)技巧。課時(shí)為3個(gè)課時(shí)。

6.粒子系統(tǒng)、動(dòng)力學(xué)、動(dòng)畫技術(shù)

介紹粒子系統(tǒng)使用方法、動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，介紹常規(guī)動(dòng)畫技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)，課時(shí)為3個(gè)學(xué)時(shí)。

7.動(dòng)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(duì)三維模型的基本瀏覽、操作修改、材質(zhì)修改以及動(dòng)畫設(shè)置等基本操作。課時(shí)為3學(xué)時(shí)。

8.BGE交互動(dòng)畫設(shè)計(jì)方法

介紹BGE交互動(dòng)畫，包括傳感器、控制器和觸動(dòng)器結(jié)構(gòu)的交互腳本開發(fā)、BGE腳本開發(fā)、BGE游戲生成等內(nèi)容，課時(shí)為3學(xué)時(shí)。

與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫設(shè)計(jì)課程相比，本課程在介紹三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加了交互動(dòng)畫制作技術(shù)的內(nèi)容，減少了三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)技術(shù)中傳統(tǒng)順序動(dòng)畫渲染的課時(shí)，將更多的課時(shí)用于介紹最新的開源游戲引擎技術(shù)平臺(tái)，使學(xué)生可以利用所學(xué)知識(shí)做出自己的交互三維動(dòng)畫，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與制作能力。

三、“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)

“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，必須堅(jiān)持理論與實(shí)踐并重的原則，在講清楚基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，要特別重視案例教學(xué)，通過(guò)將理論知識(shí)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，學(xué)習(xí)三維動(dòng)畫，特別是三維交互動(dòng)畫的設(shè)計(jì)與制作。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是在保留傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫的基礎(chǔ)上增加了以BGE平臺(tái)為基礎(chǔ)的三維交互動(dòng)畫實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)類型包括基本型、設(shè)計(jì)型和綜合型三種。實(shí)驗(yàn)1是動(dòng)畫基礎(chǔ)建模實(shí)驗(yàn)，主要練習(xí)三維動(dòng)畫建模的基本操作，是基本型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)2是高級(jí)建模實(shí)驗(yàn)，主要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維建模，是設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)3是燈光、攝像機(jī)實(shí)驗(yàn)，聯(lián)系三維模型的燈光布置和設(shè)計(jì)，攝影機(jī)布置，是基本型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)4是紋理材質(zhì)實(shí)驗(yàn)，完成三維模型的紋理材質(zhì)設(shè)置實(shí)驗(yàn)，是基本型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)5是渲染綜合運(yùn)用，練習(xí)用材質(zhì)、燈光、設(shè)想等完成三維模型的綜合渲染，是設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)6是三維動(dòng)畫特效實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)7是Blender軟件的模型基本設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，練習(xí)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(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)8是基于BGE游戲引擎的交互動(dòng)畫設(shè)計(jì)，使用BGE引擎，設(shè)計(jì)相應(yīng)的傳感器、控制器和觸動(dòng)器結(jié)構(gòu)的交互腳本開發(fā)、BGE腳本開發(fā)，實(shí)驗(yàn)完整的交互動(dòng)畫設(shè)計(jì)，是綜合型實(shí)驗(yàn)。以上實(shí)驗(yàn)的課時(shí)都為3個(gè)學(xué)時(shí)。

四、結(jié)論

本文就數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，分析了傳統(tǒng)的“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”課程的特點(diǎn)，數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的相關(guān)行業(yè)的最新發(fā)展，以及交互動(dòng)畫領(lǐng)域的技術(shù)趨勢(shì)，以及在“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”課程引入交互動(dòng)畫設(shè)計(jì)內(nèi)容的必要性。面向數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)的“動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作”的教學(xué)目標(biāo)是既要講教授三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)和制作的基本原理，又能適當(dāng)結(jié)合當(dāng)前數(shù)字媒體技術(shù)相關(guān)行業(yè)的最新發(fā)展，并開展案例教學(xué)。本著這一目標(biāo)，我們?cè)O(shè)計(jì)了課程的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，希望學(xué)生學(xué)習(xí)完課程后能夠?qū)W到最新的三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)技術(shù)，并能進(jìn)行具體的交互動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作。

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（編輯：郝 嬋）

本文系浙江理工大學(xué)動(dòng)畫設(shè)計(jì)與制作精品課程項(xiàng)目(編號(hào)：JPKC1201)資助。

張海翔，男，博士，浙江理工大學(xué)副教授。研究方向：數(shù)字媒體。

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1671-0568（2015）35-0090-02