探討動畫短片中三維建模技術的運用

（吉林動畫學院 130012）

進入21世紀，科學技術發(fā)展的速度越來越快，質量也越來越高，三維建模的出現和發(fā)展使得三維動畫軟件的應用滲透到社會的各個領域，成為各行各業(yè)最基本的工具之一。數字科學技術帶動的三維建模技術正在不斷地改變人們的工作方式、學習方式和思維方式，掌握和應用三維建模技術已經成為現代人必不可少的基本技能。美國著名公司Autodesk設計的Maya是當前市場上功能最齊全、制作效率最高的三維動畫軟件，擁有電影級別的高水平制作工藝。不言而喻，掌握好Maya 三維動畫制作技術可以有效適應時代的變化，按照用戶的需求，高效、靈活、準時的生產出高品質的動畫產品和提供令人滿意的動畫服務。

一、三維動畫制作

三維動畫的制作按照時間點的順序主要包括三個環(huán)節(jié)，即前期、中期和后期。前期的制作流程設計到風格確定、鏡頭記錄、劇本創(chuàng)作、場景布置和音頻處理等一系列內容，其中劇本創(chuàng)作占據著極其重要的地位，發(fā)揮著越來越積極的影響，可以說如果沒有劇本創(chuàng)作，其他環(huán)節(jié)的發(fā)展也就無從談起。在編寫劇本時，要重點關注文字的可視化操作，根據展示的不同畫面設計每一個分鏡頭。美術風格確定的主要任務是統一動畫角色及場景設定，如果在這個環(huán)節(jié)出現問題，勢必會影響之后的過程操作，進而對整個三維動畫呈現的效果產生不利影響。中期的制作流程設計需要設定動畫角色的模型，具體做法是利用三維動畫軟件根據提前設計好的動畫角色進行模型設定，構建模型時一定要依照有關規(guī)定標準執(zhí)行，切不可馬虎大意，只有這樣才能夠確保最終的動畫作品滿足用戶需求。當然，動畫制作是整個三維動畫制作環(huán)節(jié)中最為重要的部分之一，工作量也比較繁雜，諸如性格特征的設定、畫面平衡調節(jié)、表情動作管理以及整個故事情節(jié)發(fā)展等等。其中動畫作品要想順利完成，必須要在角色動作方面多下功夫，而這個環(huán)節(jié)也會耗用技術人員的大量時間和精力，單靠個人是無法完成的，需要團隊合作。后期的制作流程設計如音效插入、字母設計、特效制作和選取合適配音演員等，注重每一個細節(jié)，有效銜接各個分鏡頭，達到最佳整體效果。

二、三維動畫制作的法寶——MAYA軟件

大約在20世紀末，美國Alias/Wavefront 公司設計出了Maya三維動畫制作軟件，憑借齊全的功能和高質量的技術服務迅速占據市場優(yōu)勢地位。該軟件擁有十分先進的交互式界面，具體包括菜單欄、狀態(tài)欄、工具架、工具盒、命令欄、幫助行等模塊，能夠滿足用戶在多模態(tài)環(huán)境下的個性化需求。與此同時，Maya還擁有不同類型的視圖操作方案，這樣用戶即使在不同的工作流程中也可以進行動畫制作，簡單易操作。Maya的自定義設置功能也可以讓用戶體驗更多動畫項目管理，諸如場景轉換、數據緩存以及圖片參考等等，該功能也可以在原文件不變動的基礎之上導入引用鏡像文件來制作動畫內容，這對于大項目而言具有不可比擬的優(yōu)勢。具體來講，首先在Maya 文件當中提前儲存好動畫制作所需要的每一幅畫面以及角色、道具，然后結合實際情況按照鏡頭要求完成場景、角色和道具的設計安排，只對動畫部分操作設置關鍵幀，在修改某個部分時也只需要在被引用的原始文件中進行修改即可，之后運用系統的自動更新功能進行整體調整。

三、Maya的三維動畫制作技術解析

1.三維模型建模制作技術

Maya三維動畫制作技術包含NURBS 曲面建模技術、Polygon多邊形建模技術、細分曲面建模技術這三種三維模型，能夠設計出多種多樣的有機生命體和無機物體模型，漫威電影中的眾多人物形象就是利用該技術合成的，逼真程度極高。NURBS建模模塊為Maya的曲面建模方法，包括Maya內部所有曲線和曲面。NURBS是B樣條曲線，每條光滑曲線都是由一組點描繪而成的，在制作工業(yè)產品模型中應用極為廣泛。在建模的過程中，第一步需要利用曲線繪制出模型整體造型，再調節(jié)調節(jié)匹配曲線形態(tài)，最后將曲線成曲面的命令完成建模。

Polygon多邊形建模技術中的多邊形是指多邊形面片組成多邊形面片網格，每一個模型都是由多邊形面片網格構成的。Maya建模中的多邊形面片必須是四邊面網格結構，設置合理的拓撲結構模型，多邊建模相對而言簡單易操作。此外Maya還針對多邊形修改提供了許多修改命令操作，便利性明顯，適用于建筑物、游戲人物以及動畫角色等各種形態(tài)模型的創(chuàng)建。

細分曲面建模特別針對復雜物體的制作具有一定簡化作用，能夠兼顧多邊形建模和NURBS 曲面建模技術，具有一定的綜合性，還可切換使用曲面和多邊形網格，能夠有效提高建模的速度。

2.燈光與材質技術

可以說，燈光是Maya動畫制作中極為重要的一部分。燈光師可以運用不同色調和不同強度的燈光搭配來模擬室內外光線，同時還可以通過燈光的映襯效果來展示不同的時間維度和環(huán)境，甚至燈光還會對人物形象塑造和性格烘托產生很大的幫助，例如紅色一般給人一種緊張的感覺，運用到人物性格烘托上則代表忠勇剛毅；綠色是和平發(fā)展的象征，給人一種輕松愉快感覺，運用到人物性格烘托上則代表堅毅正直。每個類型的燈光有有自身獨特的作用，根據實際需要可進行混合搭配使用。但是僅僅依靠燈光是無法完成整個動畫設計的，還需要材質和動畫的配合，由此可見，模型、燈光、材質和動畫之間存在密不可分的聯系，四者缺一不可，共同構成動畫制作的因素。

Maya含有的大量材質和紋理能夠有效模擬一切所需要的自然場景和物件設置，其各種表面材質球能夠模擬不同需求的材質效果。材質球屬性調節(jié)并不復雜，材質樣本球能夠控制材質的各種性能等。Maya同樣擁有如Photoshop合成層的功能，根據模擬復雜材質的需求混合不同材質。

由于動畫作品的呈現效果在很大程度上取決于燈光和材質設計，所以燈光師和材質師應該特別重視Maya動畫制作的此部分設計工作，選取優(yōu)質材質以及精致貼圖。

3.動畫技術

Maya動畫制作軟件擁有先進的動畫技術，且包含不同類型的動畫制作方法。與此同時，Maya擁有高水平的骨骼系統，能夠在動畫制作的首要環(huán)節(jié)裝配好各個動畫對象。角色配置具體指的是創(chuàng)建骨骼并添加控制系統、骨骼蒙皮及給角色添加變形、約束。利用該系統進行角色動畫設計，需要綁定骨骼創(chuàng)建控制器和蒙皮，這樣就能通過旋轉骨骼控制模型變形。

在Maya角色動畫制作過程中，最原始的骨鏘鏈是無法有效控制動畫角色屬性的，還需要增加各種配套的控制系統，致力于為動畫制作提供更便捷的服務。當然在蒙皮處理時也會添加一系列例如屈肌系統和肌肉變形系統等附加控制系統，推進角色動畫制作的順利進行。

四、結語

隨著我國三維建模應用技術的迅速發(fā)展，三維動畫的制作水平也在不斷提升，與此同時社會各行各業(yè)的進步和發(fā)展對三維動畫的依賴程度也越來越大，三維建模技術將密切的同社會經濟和文化生活聯系在一起。調查結果顯示，應用三維動畫技術呈現的畫面往往更能夠吸引用戶，作為現階段三維動畫制作的核心軟件——Maya可以提供整個三維動畫制作過程解決方案，不需要再添加其他的軟件，掌握目前業(yè)內的領先技術，在三維動畫制作中占據十分重要的地位。