三維軟件教學過程中卡通材質的應用探析

謝江甜 裴學勝

摘要：隨著現代數字媒體技術的演進，三維軟件產品的更新換代加快，二維與三維之間的聯系日益緊密。在眾多藝術類高等院校的教學實踐中，三維軟件教學已逐步取代傳統的二維動畫教學，成為主流，并被廣泛應用于諸如環境設計、動畫制作、視覺傳達等各類專業課程中。隨著教學者與學習者需求的增長，三維軟件內建的卡通材質功能在高校日常教學環節中發揮著積極作用。卡通材質的渲染技術所呈現出的二維視覺效果，憑借其特有的易學性與高質量特性，既能顯著降低初學者的入門難度，節省時間成本，又能有效地提升動畫制作的生產效率，從而實現教學內容價值的提升和教學方式的創新。

關鍵詞：三維動畫；二維動畫；卡通材質；教學應用

中圖分類號：G424? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）09-0110-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

1 研究背景

1.1 三維軟件動畫制作占據市場主導地位

三維動畫，即Computer Graphics，實質上是電腦美術的一個分支領域，同時代表了一種嶄新的藝術表達形式。三維動畫最初在軍事領域得以應用，其核心技術基礎為計算機圖形學，并由此逐步形成獨立學科。自20世紀80年代以來，隨著個人計算機的普及應用，圖形處理技術躍升至全新高度，實現了質的飛躍[1]。鑒于手繪動畫對創作者極高的藝術造詣和繁重的工作負荷，通常情況下，一部優秀的動畫作品從創作到完成需經歷漫長的周期，因此近年來二維動畫在市場上的手繪創作主要集中在平面設計領域，部分設計師則選擇結合新媒體技術來創作三維動畫。隨著三維軟件技術的成熟演進，中國動畫市場誕生了諸如《新神榜·哪吒重生》《新神榜·楊戩》《白蛇2·青蛇劫起》等優秀動畫電影作品，以及《中國奇譚》《伍六七》等制作精良的動畫劇集。三維動畫產品在影視市場上的成熟表現，有力提升了中國動畫在國際的影響力，消費者越來越愿意在影視屏幕上欣賞到風格各異、制作精良的動畫作品，從而形成了積極的市場氛圍，激發了創作者的熱情與期待[2]。在某些高質量動畫作品的場景創作中，為了追求更強烈的視覺沖擊力和鮮明的創作風格，常采用三維軟件模擬出近似二維動畫的效果，將其融入特殊的故事場景。中國傳統的水墨畫風以及線條清晰、造型明確的實物風景描繪，在特效的輔助下，呈現出了獨具魅力的震撼視覺體驗，動靜之間、色彩與線條的碰撞融合，消解了三維軟件制作可能產生的僵硬感，使三維軟件制作的元素與傳統二維平面效果的不同特質有機整合，展現了中國特有的文化自信與新老技術融合下的傳承與創新。

1.2 高校對三維軟件動畫教學的高度重視

近年來，隨著計算機軟件及硬件技術的快速發展，數字媒體技術已成為國內各大高校普遍推崇的新興專業，該領域人才缺口較大，市場前景廣闊，就業形勢喜人，學生群體對專業技術教學的要求日漸提高，高校的教學方式與內容也因此引發了社會熱議。在數字媒體技術中，三維軟件主要應用于動畫的三維建模、紋理貼圖、燈光渲染、鏡頭運用等多個關鍵動畫制作環節。相較于傳統的二維動畫制作手段，采用三維軟件制作的三維動畫具有無可比擬的視覺效果，觀眾從中獲得的視覺反饋更具沖擊力；同時，相比于二維動畫復雜的制作流程，依托現代計算機軟硬件支持的三維動畫大大縮短了制作周期。對于高校教師而言，三維動畫教學顯著提高了教學效率，使得學生更容易接受動畫制作的相關知識技能。三維軟件中的卡通材質技術尤其值得關注，通過塑造豐富的層次感、適當舍棄過于逼真的光影效果，減輕三維軟件自帶的材質質感，轉而依賴模型自身的細節展現獨特的藝術風格，保持與傳統二維動畫的美感共鳴，在教學過程中對學生學習動畫制作產生了獨特而深遠的影響。

1.3 市場需求變化引導動畫制作向用戶觀感傾斜

市場需求的趨勢決定了創作者必須重視產品的創新性和品質提升。利用數字技術去表現現實生活中景象時，越能還原自然、精細的程度，畫面便越富有張力，對于場景、人物等物體的表現，創作者不僅要考慮如何制作出符合大眾審美的質感，更要精益求精，充分展示出蘊含技術價值的中華民族美學內涵。隨著新一代國內消費群體的崛起，市場上涌現出一批追求高品位、高需求的年輕消費者，他們對于特色鮮明、精致細膩、引人入勝的動畫產品有著更高的接納度和社會認可。在國際動畫市場更加成熟的競爭壓力下，國內年輕消費群體更傾向于深入探索和發掘中國傳統文化藝術元素在動畫制作中的應用，而三維軟件的卡通渲染技術因其獨特的美學特性，能更好地結合中國傳統二維動畫與三維軟件制作手法，展現兼具兩者特點的畫面質感。得益于國家政策的大力支持和動畫產業的持續發展，目前中國動畫產業正不斷培育出大批人才，并激勵更多的藝術院校強化三維軟件教育，吸引眾多青少年加入動畫制作的學習行列，進而有力推動整個動畫產業的蓬勃發展。

2 卡通材質渲染技術的特點及其對教學的影響

2.1 卡通材質助力還原二維手繪表現力

相較于傳統的二維動畫，卡通材質能夠在三維動畫中實現與二維動畫的無縫質感對接。在二維動畫制作中，面對群體鏡頭、長鏡頭、旋轉鏡頭、場景透視連續變換等復雜情況，借助三維軟件中的卡通材質，能夠生動再現二維動畫的表現力，三維與二維的巧妙結合非但不會造成不協調感，反而能帶來強烈的視覺沖擊和感官體驗。卡通材質可有效地復原二維動畫的畫面質感，彌補三維軟件渲染時可能出現的線條生硬、刻板現象，通過材質渲染器等工具進行優化，提升畫面鏡頭的整體質感，使之更為和諧優美。相較于直接繪制復雜物體，三維軟件中的貼圖技術既保證了創作過程的精確度，又能維系二維畫面應有的質感。繪畫性作為動畫片魅力的核心要素，是動畫作品保持長久活力的關鍵所在，唯有秉持繪畫審美的視角來從事三維動畫的藝術創作，才能準確把握動畫制作的美感精髓[3]。

2.2 提升畫面品質，彰顯特色美術風格

在三維動畫教學實踐中，許多高校的專業課程設置明顯傾向三維領域，過分依賴計算機軟件技術，而忽視了二維動畫制作過程中基本功的培養[4]。傳統的三維動畫寫實風格往往丟失了二維手繪特有的美感。隨著技術的不斷成熟，卡通材質在光影、線條等方面追求細膩的手繪效果，既保留了二維動畫的特點，又實現了視覺表現的創新突破。依據渲染器材質的特性，針對不同場景和物體進行個性化渲染調整，使畫面呈現出二維手繪般的質感，同時還能真實反映出三維場景中光線的折射、反射效果，構建出多層次的畫面，這是二維動畫難以企及的特色。三維軟件制作的動畫幀率相比二維動畫也有顯著提升，幀數由常規的十二幀、二十四幀增至三十幀甚至四十幀，這使得人物動作更為流暢、鏡頭運動更為飽滿、轉場特效更具感染力，場景與人物的刻畫更加細膩、立體，畫面清晰度亦能得到充分保障。通過恰當的細節控制，可以模擬出與手繪風格相統一的卡通效果。

2.3 縮短教學過程中的煩瑣制作周期，加快教學進程

傳統的二維動畫制作耗時且勞動強度大，每一幀畫面均需動畫原畫師精心繪制，難以實現大規模的標準生產。加之二維動畫原畫師對技術水平的高要求，導致該領域的高水平人才短缺，這對教學過程也構成了影響。三維軟件中的卡通渲染技術作為一種高效的渲染方式，在三維軟件不斷迭代更新的當下，已成功改變了二維動畫的部分制作流程，并預示著一個更為完善的未來[5]。高校教學與商業化動畫制作有所不同，主要目標在于提供教學環境和讓學生掌握流程。卡通材質技術從本質上解決了生產效率問題，簡化了教學過程，使學生通過學習三維軟件可以快速入門，提高學習效率，讓學習流程更加標準化。另外，由于卡通材質最終生成的畫面質感接近二維質感而非三維動畫的逼真立體感，因此在渲染階段進一步節約了制作時間和流程，確保了制作過程的穩定性和靈活性。卡通材質的運用極大地簡化了傳統手繪制作流程，使學生能夠迅速投入實際操作練習中，從而在一定程度上縮短了動畫人才培養的周期。經過精心設計、簡潔明快的卡通風格教學動畫，憑借良好的視覺效果和強大的藝術感染力，能長時間吸引學生的注意力，激發他們的求知欲望。優質的教學動畫不僅融入了教學內容，還在潛移默化中引導學生的科學思維方式，讓他們能在輕松愉快的氛圍中達成預定的學習目標[6]。

2.4 中國傳統二維動畫特點與現代技術融合，實現傳統文化的傳承與創新

二維動畫所體現的獨特手工繪制藝術特色因文化差異而使中國傳統的動畫與國外動畫有著顯著區別。中國動畫風格多元、內涵豐富，其中傳統連環畫、剪紙動畫、水墨動畫、木偶動畫等形式均為世界動畫藝術中獨一無二的存在。它們以其深厚的底蘊與藝術氣質傳播著中華傳統文化的高級審美藝術。若將中國傳統二維動畫的特點與現代三維軟件技術相結合，則有望解決傳統動畫制作的煩瑣難題，從而在作品質量和產量上取得雙重提升。在現代科技日新月異的背景下，嘗試運用新的軟件技術不斷拓展中國傳統二維動畫的內涵與精神內核，創造出具有深厚文化烙印的動畫作品，這類需要藝術構思與軟件技術緊密結合的獨特作品，需要在教學中不斷引導和探索[7]。當前，國內高校在這方面的教育教學尚不多見，二維與三維的結合，尤其是融入中國傳統文化元素，有助于提升學生的現代藝術審美能力，通過運用中國傳統動畫的藝術表達手法，在作品中發揮文化傳播的作用，以更形象、更信息化的方式傳遞中國傳統藝術文化。在高校教學過程中，將傳統文化與三維軟件相結合進行再創新，將有力促進中國傳統文化的傳承與創新發展，開辟中國傳統藝術文化與三維軟件融合的新天地。

3 卡通材質在實際應用制作中的探討

以三維軟件中的卡通材質為核心研究對象，深入剖析其藝術特點與參數選擇機制，并以此為基礎，論證教學案例開發中卡通材質的具體配置策略。依靠卡通材質的教學實踐，改進高校學習方式，化解教學過程中的難點問題。本節將重點聚焦于卡通材質在三維軟件中的參數設定，為此，建模等前期準備工作在此不做詳述。

3.1 燈光配置

在Cinema 4D軟件中導入預先構建的模型，在卡通材質環境下，無需追求三維渲染時的寫實照明效果，通常情況下，可根據畫面特定需求，設置燈光為“無限光”和“區域光”。為了強化物體投影的清晰度，突出二維手繪風格特點，可以選擇設置光線追蹤（強度增強），如此一來，投影邊緣將更為銳利可見。

3.2 材質編輯器操作步驟

1） 首先創建新的材質球，僅啟用發光參數，其他所有通道暫時關閉。根據模型的實際需求，調配適宜的顏色，并將不同的材質球應用于模型，初步可獲得具有扁平化視覺效果的模型，然而其表面細節并不理想，還需在渲染設置中進一步調整參數以改善細節表現。

2） 進入渲染設置界面，選擇“效果”菜單下的“素描卡通”選項，系統將自動生成一個素描材質球。在素描卡通的頁面設置中，勾選“交叉”和“樣條”功能，以便為模型邊緣添加線條，并確保畫面中繪制的樣條得以顯現。在“交叉”選項下將對象指定為“文檔”，這樣一來，模型各連接部位也將生成線條裝飾。

3） 雙擊素描材質球以進入參數調整頁面，根據各模型的獨特性質，調整線條的粗細、扭曲程度以及顏色等參數，以改變樣條的樣式，增添手繪般的質感。線條粗細值通常推薦設置在2～3.5，低于2可能導致線條過細，超過3.5則可能過于粗重，這些數值的微調都將直接影響最終畫面的效果。針對不同物體，應分別設定適合的粗細數值。通過調整“扭曲”參數中的移開值，控制線條的扭曲強度，一般設在0.8左右，旨在模擬人工繪制時的自然抖動感，增強卡通材質在二維畫面中的質感。至于顏色設置，其作用在于調整樣條線的顏色，應依據物體特性和整體畫面搭配，傾向于選擇灰度系列色彩，避免過黑或過白導致線條顯得突兀且僵硬。

4） 物體主體可通過之前的發光通道完成著色，而對于物體投影的處理則需要采取額外的方法。首先，打開地面材質球，在紋理選項中選取素描卡通中的卡通紋理。 選定后將該紋理賦予物體表面，此時物體將展示出明顯的高光區域、過渡色彩以及陰影部分。在調整陰影參數時，需移除過渡區域的顏色，僅保留高光和陰影部分，并關閉攝像機屬性，開啟燈光與投影功能，確保投影隨燈光方向正確投射于畫面之中。物體投影效果如圖1所示。

投影顏色同樣可在漫射通道中按需調整。當畫面包含多個物體并且需要各自投影時，可以采用快捷方式操作：首先打開地面材質球，清除卡通紋理，恢復至無投影模式；接著再次打開渲染設置（確保燈光已開啟），選擇多通道渲染，在此模式下增加光照和投影效果。

4 結束語

隨著現代數字媒體技術的飛速發展以及軟件硬件設備的持續更新升級，二維動畫與三維動畫之間的界限日益模糊。通過多元化途徑，人們學習不同的動畫制作技巧，而三維軟件在改進學習方法和路徑方面發揮了重大作用。借助三維軟件中的卡通材質技術，我們完全能夠創作出高品質的二維動畫作品，相比于單純的技術革新，或許更重要的是它對社會學習方法的轉變、工作流程乃至教學體系的改善所帶來的深遠影響。卡通渲染技術有望成為解決動畫產業產能問題的有效途徑之一，隨著教育工作者和學生對學習要求的不斷提高，卡通渲染技術在未來動畫教學中必將應對更多挑戰，為中國動畫行業的繁榮發展發揮積極作用。

參考文獻：

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[3] 李洪宇.應用卡通渲染技術創作模擬手繪風格的CG動畫[J].北京電影學院學報，2009（3）：20-25.

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[5] 代振，曹庭威.3D卡通渲染技術在2D動畫中的應用[J].西部皮革，2018，40（10）：96.

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【通聯編輯：唐一東】