基于三維動畫技術的巢湖古生物資源數字化開發研究

劉穎

摘 要：近年來國家十分重視自然文化遺產對滿足人民精神文化需求所起到的職能作用，巢湖古生物資源因其物種的稀有性和特殊性被國家納入重點保護古生物化石集中產地之一，如能準確開發轉化將是我國經濟文化的重要力量.本研究立足于巢湖古生物資源的數字化開發現狀，對三維動畫技術應用于巢湖古生物資源開發的優勢進行分析，由此對基于三維動畫技術的巢湖古生物資源數字化開發提出開發構想.

關鍵詞：巢湖古生物;數字化開發;三維動畫技術

中圖分類號：Q914? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2020）05-0048-03

安徽省巢湖地區擁有著豐富的古生物化石資源，已經引起了國家的重視與社會的關注.2016年，國土資源部發布的《關于第二批國家級重點保護古生物化石集中產地的公告》中將安徽巢湖化石產地納入15個第二批國家級重點保護古生物化石集中產地之一.

此外，在國家發改委頒布的《關于印發國家“十二五”文化和自然遺產保護設施建設規劃的通知》中提到：“在確保遺產真實性和完整性的基礎上，切實發揮文化和自然遺產在滿足廣大人民群眾精神文化需求”.可見自然遺產不僅具有科學研究價值，還具有經濟文化開發價值，古生物資源作為珍貴等自然遺產，如何得到切實保護的同時又能進行合理的開發，是現在急需去探索解決的問題.

在數字化促進各業發展的時代背景下，基于三維動畫技術的數字藝術展示也逐漸大規模應用于旅游、博物展示等方向，不僅提升了相關行業經濟也促進了自然文化的傳播與保護.

綜上所述，巢湖古生物資源與數字化的結合是實現其保護與開發并行的必由之路，而如何針對巢湖古生物題材、利用三維動畫技術優勢進行數字化開發是本文需要解決的問題.

1 巢湖古生物資源的數字化開發現狀

經安徽省地質博物館普查，巢湖地區曾出產猿人、智人、海洋動植物等化石，其中以魚龍、貝類、菊石等為代表的古生物化石就多達10余種.目前我國針對巢湖古生物資源的已開發方向大致分為三類：博物科普展覽、科普短視頻及科普圖書，在數量上科普短視頻與科普圖書占據主體，對巢湖古生物數字化成果進行展示的目前只有安徽地質博物館[1].

依據以上巢湖古生物資源的開發現狀可知，我國對巢湖古生物資源的數字化開發有一定基礎但針對性與系統性較弱，本研究歸納為以下幾點：

1.1 新技術欠缺

在時代發展下不斷衍生出許多新興技術，如：三維動畫、虛擬現實、全息等，這些新技術具有立體仿真的優勢并開始逐漸應用于旅游、博物展示、游戲、影視等各個方向.巢湖古生物目前的數字化開發技術仍然為傳統的實拍技術+后期技術、二維動畫技術，傳統的技術雖起到一定科普視覺化的作用，但無法將巢湖古生物更加全面、真實、新穎地展現給大家.

1.2 藝術性欠缺

目前的巢湖古生物的數字化藝術表現主要呈現在古生物復原、視頻制作與合成、聲音配樂三個方面.首先最終合成視頻的剪輯方式基本為視頻素材與圖片素材的單一串聯，缺少銜接上的藝術處理.其次古生物的本體復原主要是對古生物進行基礎形態還原，缺乏對古生物形態識別性、藝術性的打造[2].

1.3 后期衍生開發不足

目前我國古生物數字化開發沒有十分規模的衍生品拓展，雖形成了3D打印、激光雕刻、增強現實等方向的衍生品，但針對巢湖古生物衍生產品數字化開發的衍生產品領域幾乎空白.

2 三維動畫技術運用于巢湖古生物數字化開發的優勢

2.1 三維動畫技術的概述

三維動畫技術是隨著計算機技術的發展而產生的一項新技術，這種新技術主要基于三維軟件平臺，如：MAYA、3DMAX等，創作者可以通過軟件實現虛擬生物、場景、動作、攝像機等對象的虛擬立體創建，該技術可以輸出模型、圖片、序列幀等成果或素材.

2.2 三維動畫技術運用于巢湖古生物數字化開發的優勢

2.2.1 虛擬真實性突破時空局限

首先，三維動畫技術具有虛擬真實表現的優勢，能突破二維平面將古生物更直觀的展現在大家面前，例如圖1為本研究的實踐研究基礎，在國家科技部支撐計劃《絕滅動物數字化復原及開發運用工程》中利用三維動畫技術復原和政古生物群中的長鼻三趾馬.其次，三維動畫技術儲存的文件以及創造出的三維動畫均為數字化，不僅可以直接與網絡接軌跨時空快速傳遞，也可以借助新媒體平臺實時觀賞.

2.2.2 可修改性降低開發成本

在三維動畫技術下所創造出的作品，其渲染文件中的模型、動作、鏡頭、燈光等均具有可修改性，每個部分都可以作為獨立個體配合后期更改，這很大程度的避免了二維動畫、實景拍攝中“牽一發而動全身”的弊端.同時，巢湖古生物作為遠古生物一直處在科學的論證中，其體態外貌還有待繼續研究推測，因此創建的巢湖古生物在外觀上能夠隨時配合科學研究而修改.

2.2.3 通融性便于衍生開發

三維動畫技術的應用領域的廣泛性一方面得益于其儲存的格式多樣，如：OBJ、FBX、STL等，多樣化的格式輸出能夠通融于許多除了影視動畫之外的數字產業，如：3D打印、激光雕刻、增強現實等，這種技術的通融性從橫向來說拓寬了衍生品開發的廣度，從縱向上來說讓能夠適應時代發展下衍生品多樣變化的需求.

3 基于三維動畫技術的巢湖古生物資源數字化開發構想

3.1 開發思路

3.1.1 依據考古論證選取中心開發對象

巢湖古生物資源十分豐富，每個生物都具有一定開發價值，且目前開發現狀較為空白，待選擇的古生物種類較多，因此為了能夠最快速度的形成開發效果，在開發初期應選取最具視覺辨識度、最具學術影響力的巢湖古生物.

在開發對象的篩選上應對巢湖古生物資料進行地毯式的大量搜集，包含學術論文研究、化石實地勘查、復原圖搜集等，用最為廣度的調查得到最具開發價值的對象，如：龜山巢湖龍、銀山智人等.

3.1.2 運用三維動畫技術實現巢湖古生物虛擬再現

基于以上對三維動畫技術的概述及優勢分析可知，三維動畫技術具有極大的虛擬創造性，因此可以運用該技術實現巢湖古生物虛擬再現.

在開發中應依據巢湖古生物化石、相關考古資料及考古論證等素材，運用三維動畫技術中的數字成型技術、紋理表現技術、動態生成與調節技術、三維渲染技術等將其創建出三維立體生物模型、肌理貼圖、生物動作，最終通過動畫序列幀渲染與動畫后期軟件結合形成具備視聽效果的巢湖古生物三維展示動畫，圖2為三維動畫技術復原概念圖，將古生物復原技術的運用可視化呈現.

3.1.3 借助線上線下雙向平臺推廣品牌形象

每個地域都有其特有的古生物資源，這些古生物不僅是地域名片還是商業品牌符號，巢湖古生物也應該借助資源優勢創建具有影響力的品牌形象.

（1）線下——博物體系數字化展示.化石資源作為珍貴自然遺產在博物展示中日益占據重要地位，也通過博物展示更加深入的進入大眾的視野與認知，因此博物體系是十分重要的推廣平臺.博物推廣可以從兩個方向著手：一是用三維渲染效果圖制作展板營造品牌環境氛圍，以視覺震撼激發人們對古生物的興趣;二是以古生物三維動畫演示視頻營造品牌內容，借助液晶顯示、投影儀等顯示設備，即可將遠古生物仿真展示，加深人們對巢湖古生物的印象.[3]

（2）線上——網絡社交視聽媒體平臺發布.網絡推廣是互聯網時代下的熱門詞匯，巢湖古生物三維動畫視頻作為視聽作品也應該與視聽媒體相結合才能體現最佳傳播效果，而目前人們處于碎片化信息獲取時代，因此在本研究中將線上推廣的平臺定位于網絡社交視聽媒體，例如：微博、抖音等，這些社交視聽媒體具有互動性強、傳播時效快的優勢，在推廣過程中可以借助地方博物館、地方旅游的官方賬戶進行發布，推廣的同時又能夠獲取實時市場回饋情況，用線上推廣拉動線下經濟.

3.1.4 利用三維動畫技術優勢擴展衍生體系

通過以上三維動畫技術的優勢研究可知，三維動畫技術的格式共通性為數字素材的多向應用、科普產品的體系化開發提供了可能，三維動畫技術的數字素材能夠與多種技術相結合生成其他衍生產品，巢湖古生物衍生產品的體系化開發不僅能夠讓古生物主題的挖掘更加深入，得到市場影響力，還能夠形成產品與產品之間相互帶動與支持，同時也為巢湖古生物的持續開發延續了受眾市場與資金.[4]

3.2 開發方法

3.2.1 科學與藝術融合化開發

首先在科學層面應嚴依物證，沒有科學依據的古生物開發難以被社會與市場長久選擇，因此應做到兩個方面：一是運用現有的科學常識和論斷，搜集相關學術資料;二是將化石作為開發的核心依據，由化石信息（形體比例、骨骼結構等）結合學術資料推測古生物的形態、生態.

其次古生物的數字化開發不僅需要考古學、動物解剖學與科學技術，同樣也需要藝術表現，這不僅能讓古生物更具有視覺感染力，也為后期的衍生開發鋪墊基礎.在藝術上應該依文化運用而創意，在尊重科學的基礎上順應文化傳播規律，突出開發對象的識別性與生動性，這就要求我們首先研究生態結構及生活習性，提煉生長規律，再尋找其個性特征結合藝術強調，設計出開發對象特有的形態、動態及情緒.

3.2.2 衍生與應用多樣化開發

巢湖古生物的衍生產品并不是隨意開發，既要評測數字素材與相關衍生技術的匹配性，又要針對消費市場趨勢并結合現代新興技術.巢湖古動物數字紀錄片衍生品可以針對不同的受眾群，結合多樣化的技術朝向更多方向發展，如：針對兒童科普認知的數字渲染畫冊、適宜于青少年科普娛樂的古生物數字游戲等.

在網絡全球化、數字全球化的時代中，巢湖古生物的數字化開發不僅可以應用于博物體系，還可以打開藝術與娛樂產業通道，例如：科普教學、游樂園展播、網絡平臺等，同時衍生產品的多樣化開發也拓寬了整體開發成果的應用范圍，除了博物市場還能應用于游戲體驗館、手工藝商城、圖書書店等.

3.2.3 新技術新業態持續化開發

基于三維動畫技術的數字化開發在目前巢湖古生物開發市場中是一種更新和優化，但科技的迅猛發展不斷催生著新的業態，市場需求也在不斷變化，尤其是古動物題材本身具有一定嚴肅性不易親近大眾，因此應借助如火如荼的新技術吸引人們關注，同時新技術如：虛擬現實、增強現實比傳統視聽增加了交互性與沉浸感，跟隨新技術新業態進行持續化可發不僅是對該題材的持久保鮮，同時也是為新技術的傳播增添內容支持.

綜上所述，基于三維動畫技術的巢湖古生物資源數字化開發具有一定的必要性和可行性，數字技術會隨著時代的發展不斷更新換代，巢湖古生物的數字化開發還有很長道路要走.本研究針對當下市場需求、資源狀況與三維動畫技術手段對開發方式提出構想，未來在針對不同時代不同技術熱潮下的市場推廣還需進一步深入研究.

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參考文獻：

〔1〕陳冠寶，季成，黃建東.安徽巢湖馬家山早三疊世海生爬行動物群的研究發掘進展及意義[J].中國基礎科學，2013（5）：10-14.

〔2〕周宗凱，曹上.古動物復原開發運用實驗探索[M]江蘇鳳凰美術出版社，2016.186.

〔3〕王英杰，姜慧.古生物博物館中數字化展覽策略的研究[J].科技與企業，2015.58.

〔4〕胡西偉.基于三維動畫與虛擬現實技術的理論研究[D].武漢：武漢大學，2005.10-14.