材質與渲染

摘要：二維動畫作為一種傳統動畫方式歷經了從傳統手繪方式發展到數字繪制方式。如今的動畫發展模式向著更加真實和更加具有視覺沖擊力的方向發展。傳統的二維動畫作為一種經典的動畫方式仍然具有很多的客戶群，為了保持這種經典動畫藝術我們可以通過改進傳統手繪動畫的繁瑣與低效方式以匹配高速發展的當今社會步伐。借助三維動畫的物理模擬仿真平臺，我們可以以高效直觀的方式去實現二維動畫的真實模擬。同時給動畫中的場景模型或是角色模型賦予專為二維動畫渲染開發的二維材質，這樣可以通過三維動畫的便捷動畫控制方式去實現二維動畫的畫面效果，并可以實現以物理渲染運算方式去替換繁瑣的手工繪制從而實現批量生產的高效效率。對于二維動畫風格的延續發展以及三維動畫的擴展運用具有非常重要的意義。

關鍵詞：三維動畫;二維動畫;材質渲染;推動研究

三維動畫與二維動畫是動畫界同時并存的兩類動畫風格。從傳統紙張手繪平面動畫發展至今已經變成了數字無紙動畫。伴隨著軟硬件的發展出現了三維動畫。發展至今，動畫片作為一種主流的影視娛樂模式，目前最著名的動畫片例如《冰雪奇緣》，《冰河世紀》、《飛屋環游記》、《大圣歸來》等皆為數字三維動畫片。隨著時代的發展，曾作為電視上曾經喜聞樂見的《貓和老鼠》、《米老鼠和唐老鴨》之類的二維動畫動畫片風格已經變得很少出現。如今的二維動畫大多時候僅有在一些網絡動畫或是一些公益廣告動畫里面才會看見二維動畫的身影，或者以另外的一種較為流行的動畫形式——MG動畫的方式存在。

1.動畫模式的比較分析

從市面上涵蓋影視業、廣告業或是游戲業的占有率來看，商業動畫的內容以三維動畫的主題占了絕對主體部分，二維動畫的市場份額和幾十年前比大幅度降低了很多，多數時候二維動畫的應用方式僅僅局限于幼兒動畫、科教動畫或是一些網頁動畫，用于大型的影視用途或者游戲宣傳的少之又少。究其原因，不外有如下幾個方面：

1.1顏色比較單調

二維動畫的角色與場景的色彩無論是傳統手繪或是電腦填色，幾乎都是在線稿基礎上逐一采用色塊手工填充相關部位，需要很大的人員工作量和反復繁瑣的操作，最終得到的畫面質感仍然顯得色彩單一、質感單薄，雖然發展至今已經才用全電腦繪制取代了有紙動畫的生產方式，但是生產工藝的工作原理依然是一樣的，畫面效果也仍然是平面填涂效果，和三維動畫的基于物理全局光渲染照明的光影色感真實感難以比擬。

1.2動畫不夠流暢

傳統二維動畫的畫面一般采用逐幀手繪，每秒動畫大約需要繪制大約6-12幀不等的序列圖，Flash二維動畫需要繪制首尾幀數，讓軟件生成中間過渡幀，同樣需要耐心調節動畫的流暢性，工序繁瑣且工作量大。但是幀數僅有數碼三維動畫的二分之一或是三分之一左右。流暢度明顯不足。播放的時候會明顯有卡頓感或是角色口型單一重復等方面的問題。

1.3角色表情單一

傳統二維動畫繪制為了省時省力，動畫表情和口型動畫大多采用一個事先繪制好的固定循環效果。作為數字化的二維動畫軟件Flash也是一樣的做法，也是把事先做好的一些動畫部件逐一個導入來實現角色的五官表情動畫。真實度不高，雖然作為一些網絡動畫或是幼兒教育啟蒙方式來說這些都不算太重要，隨著科技時代的發展，作為消費者的觀眾必然會越來越接受更高科技標準的動畫風格，這樣一來動畫生產方式采用三維仿真設計或者才用真人動態捕捉方式去生產的三維動畫就會日益普及。

2.推動發展方式的思路分析

2.1流程工藝的改進

三維動畫的生產方式和二維動畫的生成流程不同，三維設計屬于在三維空間內制作出和真實世界類似的角色和場景并賦予質感和燈光去模擬渲染出和自然界仿真的物理效果，其過程的主要數字素材來源于模型的三維建模流程與光感復合材質的多層次賦予，模型可以參照參考圖建模也可以使用三維掃描的方式獲得寫實模型，從視覺角度分析，寫實逼真的三維模型的設計制作與材質更加符合當下時代發展的趨勢潮流。

2.2二維材質的技術改進

二維動畫的平面材質可以通過三維動畫自身的一系列優點去解決，三維動畫軟件不需要手工逐幀繪制，僅需在動畫欄中設置好動畫的首尾幀，其余幀數由軟件自動生成，動畫效果極其流暢。以三維軟件Maya為例，Maya自身自帶了用于制作二維效果的材質和渲染器，同時還可以通過多重材質的疊加編輯和基于MEL語言的擴展性功能編寫去實現二維動畫的二維材質效果，但是卻沒有傳統二維動畫的卡頓、轉角、透視、晃動等常見弊病，這些特性的良好結合可以極大幅度上提高二維動畫的真實感和視覺效果。

2.3三維動畫推動二維動畫的藝術視覺效果與工作流程，以三維動畫軟件Maya為例，在結合了實踐經驗的基礎上面，我們可以總結出下面的幾點技術要點：

第一、二維材質編輯器

Maya的Hypershade窗口中，Ramp Shader材質節點通過選色調節可以模擬出二維動畫風格的材質分層效果，而且由于是基于真實的三維模型，所以材質的轉折面更加真實可信。除此之外，多層材質、自定義材質、AI材質都具備編輯二維材質的功能。

第二、二維材質渲染器

Maya的渲染器中有專為二維動畫開發Vector Renderer（矢量渲染器），用于渲染出二維動畫特有的可見性邊緣和色彩分層效果，比起傳統的手繪填色模式效率要大大提高。此外，其它渲染器例如arnold和Mentalray渲染器都具備渲染二維動畫效果的功能。

第三、動態捕捉表情編輯

動畫表情可以通過真人的表情捕捉去獲取動作，通過三維動畫軟件Motionbuilder與Maya相結合去獲取實時的角色動作與表情，比起傳統的二維動畫手繪表情方式效率要大大加強，而且視覺可信度大大加強，無論是肢體語言還是面部動畫、口腔動畫、打斗動作等。

3.結論

三維動畫技術融入二維動畫技術去生成一種全新的二維動畫視覺效果，是時代在發展，科技在不斷更創新的成果。這種三維動畫技術推動二維動畫發展的技術目前在一些世界著名的動畫大國例如日本已經開始普及并大量運用于商業作品當中，例如《福音戰士》 、《機動戰士高達》、《進擊的巨人》之類觀眾耳熟能詳的商業動畫片都大量使用了三維動畫技術去實現，既保證了日本擁有百年歷史的優秀二維動畫藝術傳統不會丟失，又結合了新時代的高科技手段去獲得更多的技術實現流程和藝術表現效果。隨著改革開放的進一步深入，我國的動畫行產業也在隨著時代的發展獲得更加廣闊的發展領域，相信這些三維動畫技術結合國內的動畫市場，同樣會為中國的傳統二維動畫風格開拓出一片嶄新的天空。

參考文獻

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作者簡介：蘇鋒，男，碩士。廣州理工學院藝術設計講師，研究方向：動畫與平面視覺設計.