普及角色建模及骨骼動畫的研究

熊影娜++彭國貴++朱詩謠++龐博

摘要：本文通過“角色建?！迸c“骨骼動畫”兩個案例分析，總結出專業教學的普及經驗：按照事物自然順序，通過直觀演示，提煉出關鍵要領，讓學生自己形成概念。

關鍵詞：動漫與游戲制作；角色建模；骨骼動畫；普及

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A文章編號：1005-1422（2016）05-0085-03

一、研究背景

這是一個豐富多彩的時代，一個信息高速發達的時代。如何直觀、正確地認識這個眼花繚亂的世界，作為中職學校的信息技術科教師，要從自身的專業教學角度出發，不斷思考，力求讓“動漫與游戲制作”專業的學生能簡單輕松地掌握本專業最基本、最關鍵的操作技術。

下面，通過研究“角色建模”與“骨骼動畫”兩個案例，進行內容闡述。試著總結出一種專業教學的普及經驗，與大家共勉。

二、研究內容

（一）普及的概念

普及，從字面上講，可以理解為大面積（普遍、廣泛）地達到（涉及、傳布），形容存在的范圍很廣泛。以學校教育為前提，可以理解為對本專業學生進行全體講授。進而擴大到，對選修了這門課程的全校學生進行講授。

讓學生們以最簡單、最輕松的方式掌握課程內容，是達到普及效果的有效方式。學生容易記憶，一學就會，是評價課程內容合理性的重要指標。那么，課程內容如何安排才能達到簡單易學的效果？下面，以案例展示的方式，挑選本專業兩塊重點內容進行闡述。內容1為卡通角色頭部建模案例；內容2為骨骼動畫創建案例。

（二）角色建模教學案例展示

依照個人習慣，建模思路有很多?？梢詣摻ǔ龃篌w，然后再雕琢出細節；也可以從局部出發，一片一片延展出全貌；還可以一部分一部分創建，最后拼接成整體。

本例以Maya軟件中“卡通角色頭部創建”作為展示內容，講解如何在整體思路引領下，從局部出發，延展出全貌的創建過程。用到的主要建模方法為：以一個小小的多邊形平面為基礎，通過對該平面進行擠出，延展出頭部輪廓。

1.確定模型創建的順序

創建順序也因各人習慣而略有不同，在本例的教學過程中，我們所采用的是：從嘴巴部位開始；然后是鼻子、臉頰區域；再往上做出眼眶；最后擠出后腦勺。創建好后的頭部輪廓大致效果，如圖1所示。

教師在講解和演示的過程中，要注意語言描述的順序，配合每一環節的相關圖片展示，會更加直觀便于理解。

2.找出關鍵操作要領

所謂關鍵，是指事物最要緊的部分，對事件情況起決定作用的因素。此例中，關鍵操作因素是什么呢？換一種說法，如何使一個小小的平面產生大的變化，變成想要的輪廓呢？

當教師拋出問題后，要求學生們找到原因，這就是從一大堆操作步驟中概括出關鍵要領的方法。如圖2所示，一個簡單的平面變成嘴巴的模型，我們主要做了什么操作呢？總結出來有3點：①通過對“邊”進行擠出；②再對邊進行適當的“旋轉”和位置上的“移動”；③最后再調整邊上的“點”以形成想要的效果。難點在于，如何使擠出的邊符合角色的嘴部輪廓？因為是三維模型，所以要求學習者調換視角進行修改操作。觀看教師現場示范或視頻演示，可以直觀獲得解決方法。

同理，如何在嘴的基礎上，制作出鼻子，關鍵的操作要領是什么？仍然是對“邊”進行擠出，然后旋轉/移動。再對“點”進行位置的調整。如圖3所示。只有掌握了“邊”和“點”的操作，制作眼眶、擠出后腦勺就可以讓學生自己嘗試了。對邊和點的靈活操作就是該案例的關鍵要領，當學生意識到這一點后，教師也達到傳授建模主要方法的目的。

由此可見，在具體的教學過程中，教師可以通過提問的方式讓學生思考，再通過直觀操作演示讓他們觀察，由學生自己總結出常用的修改步驟，逐步形成模型修改的思路。這一過程會費一些時間，需要耐心，如果順利度過了這一階段，你會發現后面的教學變得非常簡單了。學生掌握了修改模型的思路，換句話說，掌握了建模的要領，他們就可以自主地創建模型、修改模型，達到自由建模的狀態，這是非常令人期待的。

3.直觀演示便于學生記憶

當文字表達不容易理解的時候，圖片出現了。當圖片拍攝角度太多容易混淆的時候，視頻產生了。所以，技術的進步是有其自然發展的順序的。意識到這一點，我們就能對信息化技術進課堂有更寬泛的理解。在這個案例中，角色建模的講解就需要用到視頻，或者教師現場演示操作步驟。

（三）骨骼動畫教學案例展示

本例以3DS Max軟件中的“CAT骨骼動畫”作為講解內容。

1.直觀演示

該實例直觀演示放在前面，通過教師自行制作的一個CAT角色動畫視頻，給學生們一個直觀認識。這個動畫是模擬人物行走，通過一個熟悉的二足動物行走動畫，引起學生們思考：如何用軟件來實現動畫？以介紹CAT角色動畫功能為契機，把握三維軟件對角色動畫制作的設計思路。為制作更具想象力、挑戰性的動畫做一個入門的準備。

2.思路分析

下面，開始分解行走動畫，并與CAT動畫制作思路聯系起來。目的是簡化步驟，找出關鍵要素，讓學生們熟悉用軟件形成動畫的流程。

第一步，明確CAT的概念。CAT：Character Animation Toolkit （角色動畫工具包），是3DS Max 2011中新增的角色動畫制作系統。功能非常強大，使用很方便。這個實例就能讓同學們直觀感受。

第二步，CAT制作動畫的思路。這是該案例的講授重點。要求學生們仔細觀察行走的視頻，引導他們找出關鍵要領，動畫是怎么產生的呢？我們知道，既然是動畫，就會有不同的動作姿勢。第1個姿勢過渡到第2個姿勢，第2個姿勢再過渡到第3個，或許第2個又再回到第1個……以此類推，我們可否下一個定義：動畫是不同動作姿勢的轉變。找出這句話的關鍵詞：姿勢、轉變。那么，用軟件如何記錄不同姿勢，用軟件如何實現它們的轉變？這就是該案例的關鍵要領。下面，結合CAT軟件功能特點將關鍵要領按操作順序表述出來。

3.操作順序

（1）創建一個骨架，本例選擇Clown（小丑）骨架。在3DS Max 2011及以后的版本中，我們可以在CAT骨骼庫中找到現成的骨架，CAT骨骼庫在哪？在該軟件的“創建”面板→輔助對象→CAT Objects類目下，選擇CATParent，在“CATRig Load Save（CATRig加載保存）”卷展欄中可以找到現成的骨架，此例用的是Clown（小丑）骨架。

（2）創建動作層，記錄姿勢。每一副骨架都有一個控制圖標，就在骨架下面，一個帶箭頭的三角形。我們選中它，進入3DS工作界面中的“運動”面板，在該面板中，專門有一個區域可以記錄姿勢，該區域的名稱為“Layer Manager”（圖層管理器），其工作原理為：先創建一個動作層，有一個按鈕專門用于創建動作層的操作。然后，打開記錄按鈕，當我們按下該按鈕后（它就變得像我們播放器的播放按鈕）。再然后，調整骨架、制作姿勢。我們可以用“移動”工具和“旋轉”工具對骨架中的單塊骨骼進行調整，形成我們想要的姿勢，它會全部記錄下來。由于一個動作層只能記錄一個姿勢，根據熟悉的行走動畫，同學們創建了兩個動作層Abs1和Abs2，分別放了兩個姿勢。如圖4所示。

（3）制作動畫：讓姿勢轉變。我們需要在不同時間點設置關鍵幀，將姿勢1放在第1個關鍵幀，將姿勢2放在第2個關鍵幀……以此類推。本例中，學生們在第0幀設第1個關鍵幀，放姿勢1；在第30幀設第2個關鍵幀，放姿勢2；在第60幀設第3個關鍵幀，又放姿勢1；在第90幀設第4個關鍵幀，又放姿勢2。想象一下，兩個姿勢的交替，我們的行走動畫是不是產生了？答案是肯定的。

綜上所述，CAT骨骼動畫的制作思路與具體的操作步驟就完成了。

三、研究結論

通過以上的案例展示與分析，再結合實際教學中的學生表現，有70%的學生掌握了教學內容，體現在模型布線合理，動畫創建達標。20%的學生有創意設計，能在原有基礎上有自己的思想，可以多個姿勢進行轉變，產生豐富的動畫效果。作為三維軟件中兩塊重要的知識點，學生可以簡單輕松地掌握，而且可以自主地創建，這種效果是令人滿意的。

對于專業課中的重點教學內容，如何講解才能簡單輕松地讓大多數同學掌握？換句話說，如何體現普及性？研究得出：應遵循以下教學內容設計原則。

（一）知識的自然順序

此篇文檔中體現在模型創建的順序，以及骨骼動畫的制作順序。只有順序合理，學生才能了解步驟之間的關聯，合理的順序便于找出直接的聯系，這種聯系與我們的邏輯思維形成，密切相關。很難想象沒有順序的講解，對青少年產生的影響。就像走進了一間亂七八糟的房間，那種感覺比較糟糕，會帶來厭煩與消沉，久而久之，對相關學科失去興趣也就在所難免了。所以，順序很重要。

（二）直觀認識為先

抽象的概念總是讓人困惑，直觀生動的圖片、視頻會讓人輕松、好理解。所以，教師光是口頭描述不管用，只有利用信息化教學手段現場演示或視頻演示才能說明問題。如果演示的某個操作過程能簡單、便捷達到目的，最好是能吸引學生，那么，這個操作方法就會牢固存在于學生的記憶中。當觀看了另外一種操作方法后，他頭腦中的記憶就會與之前記憶深刻的內容進行對比。只要有對比，就會有選擇和改進。只要有選擇和改進，就能體現判斷力和實用性。所以，直觀演示除了能幫助我們形成概念外，還培養某種判斷力和提升實用性。

（三）最關鍵的東西引導給學生

作為教師，我們如何將某一學科或者某一操作技術中，最關鍵的東西引導給學生？我們既要在過程中找到事物的共性，又要在產生突出變化的地方停頓一下，標出這個前后變化的關聯點，然后再來比對這些關聯點的共性。所以，關鍵的東西就是從一大堆復雜的東西里發現共性。而這樣，又能便于我們理清順序，讓知識在大腦中有一個良好的排列，能更優化地利用記憶這一寶庫。

總而言之，在講授一個具體的教學內容時，當我們按照步驟一步步操作，我們需要前后比較一下，找到關鍵要領。這個關鍵要領既包括相同環節的共性，又涵蓋產生突出變化的關聯點的比較。一定要真正行動起來，才能體現出教學效果。

參考文獻：

[1]張筱蘭.信息技術與課程整合的理論與方法[M].北京：民族出版社，2004.

[2]李芒.技術與學習[M].北京：科學出版社，2007.

[3]尤煒.做有思想的教師[M].北京：中國人民大學出版社，2012.

[4]余勝泉，陶丹.技術推動的學習模式[J].現代遠距離教育，2011（3）：52-56.

[5]彭國華.基于3ds Max的三維動畫角色建模技術的研究與應用[J].陜西科技大學學報， 2010（2）：145-148.

[6]呂鴻英.科學技術普及工作如何提高普及效果和質量[J].科技創新與應用，2013（27）：262.

[7]彭超，趙云鵬.Maya 2009完全學習手冊[M/CD].北京：人民郵電出版社，2009.

[8]亓鑫輝.3ds Max 2011火星課堂[M/CD].北京：人民郵電出版社，2011.

責任編輯何麗華