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摘 要 ：三维技术主要特征是对现实的虚拟和创造,由于其自身优势,被越来越多的应用到各种类型动画的制作当中去.而动画短片因其篇幅短小精悍,表现手法丰富,思想内涵深刻而深受动画人士的喜爱.本文研究了利用三维技术制作动画短片的基本制作流程,其中包括剧本、图文分镜设计、故事设计、角色、场景建模、贴图材质、灯光渲染、角色动画、后期合成、音效等,运用Maya、AfterEffects、Premiere等软件制作三维动画短片.
关 键 词 ：三维技术；动画短片；Maya；After Effects
随着一部部《功夫熊猫》、《阿凡达》的热映,纵观第九届中国国际动漫节“金猴奖”获奖的动画片：深圳华强数字动漫有限公司的《熊出没之过年》、恒大动漫产业有限公司的《果果骑侠传》等三维动画片,三维动画的魅力又一次展现在国人面前.
当然,在这个三维影视动画游戏产业越来越热的时代,人们对它们的需求也越来越趋于高质量高水准.三维动画短片作为三维动画的一种形式,动画短片在表现形式上更加风格化,更加新颖；要求动画片篇幅较短,相比迪斯尼等动画公司制作的商业化动画片在表现内容上更加个人化,随意化；而在制作模式上规模较小,个人创作居多.所以一直以来被个人动画创作者或者团体创作者作为试验性动画研究,也可以说没有实验的动画短片,就没有商业片的辉煌.
本文将借助两大国际领先的动画软件Maya以及影视后期制作软件After Effects等实验性地独立制作一部三维动画短片.旨在深入实践三维动画的制作过程,并借此分析和反思中国的动画产业.
一、三维技术和三维动画片制作流程
三维技术主要特征是对现实的虚拟和创造,由于其自身优势,被越来越多的应用到各种类型动画的制作当中去.超强的三维技术软件的不断出现,推动着三维动画应用领域的拓宽与发展.从建筑装潢、MTV、电视栏目、影视广告片头、动画片,直到全数字化电影的制作,一切皆有可能.3D软件发展至今,主流的3D动画软件和渲染软件有：Avid公司的SoftimagelXSI、Autodesk公司的3D Studio Max、AliaslWefront公司（现被Autodesk公司收购）的Maya等.而作为世界顶级的三维动画软件――Maya工作灵活、功能完善、渲染真实感极强,是影视动画的高端制作软件.与其他软件相比,在游戏工业领域,其普及程度稍落后于3D StudioMax,但是在动画制作、故事电影行业是创立者和领先者,其应用对象是专业的角色动画、影视广告、电影特技等方面.
一部完整的三维动画制作总体上可分为前期策划、中期制作与后期合成三个部分.每个制作公司都会根据自己公司的风格制定自己的制作流程,然后严格按照流程进行动画制作.（见图1）
前期策划是在使用三维软件制作前对动画片进行的规划与设计,主要包括：文学剧本创作、分镜头剧本创作、造型设计、场景设计.中期制作是指根据前期设计,在计算机中通过相关三维制作软件制作出动画片段,制作流程为建模、材质、灯光、动画、摄影机控制、渲染等,这是三维动画片的制作特色.三维动画的后期合成,主要是将之前所做的动画片段、音效、声音等素材,按照分镜头剧本的设计,通过后期制作软件和非线性编辑软件的编辑,最终生成动画影视文件.
二、三维动画短片项目的创作思路与实现方法
本项目的动画短片《学玩》利用三维技术开发,严格根据动画制作流程走.本次项目虽然只是一个“短片”,也是按照动画制作流程来进行,这里介绍本次项目的生产流程.
(一)前期设计
1.文学剧本和分镜头剧本
在制作动画短片之前,首先要选定剧本.好的剧本是一部优秀动画片的开始,它在很大程度上决定了影视动画片的质量与受欢迎程度,需要有很好的项目创意.
确定《学玩》动画短片的文学剧本为：男孩子带着厚厚的眼镜,在房间里面读书写字,而在房子的外面,一个小女孩在旁边玩耍.通过对比,呼唤快乐的童年.主要反映的是当今社会给小孩子的压力太大,整天对他们的要求就是学习学习,少了玩耍的时间.孩子们很向往那种自由自在玩耍的生活,社会对我们大家的压力都很大.
拿到完整的剧本后,根据剧本写出文字分镜,文字分镜是将文字形式的剧本转化为可读的视听评议结构,描述了镜头号、镜头数以及镜头的拍摄方式与景别,并将每个镜头的内容、音效等.
在文字分镜的基础上加上图片分镜,简称图文分镜,体现剧中的角色造型、主场景、风格、色彩等.
2.角色造型、场景设计
将图文分镜中的的角色、场景、道具等内容绘制出线稿和色稿.
(二)中期制作
1.场景、道具设计
Maya提供了Polygon,NURBS和SUBDIV三种建模技术,在本项目中,主要利用Polygon进行场景建模.场景、道具的建模并不难,把握好模型的结构与风格就可以,难的是灯光设置和材质贴图.场景和道具等背景的建模则不需要太多的细节,细节越多,计算机运行的速度就越慢,渲染时间也越长.因此在场景制作中要考虑如何合理地减少细节.
Hypershade是Maya中材质的主要编辑工具,可以在Window→Rendering Editors→Hypershade中调出Hypershade面板.进行材质贴图和灯光设置.眼镜镜片的制作用到了UV纹理贴图.
2.动画角色设计
三维动画角色的个性化创作总共分为两个方面：一方面是利用三维数字技术进行动画角色建模；另一方面就是利用三维数字技术进行材质贴图制作.角色建模不仅要注意布线,要多学一些人体结构、肌肉走势、运动原理等知识.还要注意避免出现三角形和五边形等多边形面,尽量使用四边形.在本项目中,两个人物模型,先用Polygon开始制作,然后再进行细分. 人物角色的材质贴图,特别是头部的材质,需要展UV.直接进行平面坐标展开,使用Polygon UVs->Planar Mapping命令.
在合理展UV需要注意：除非有特殊需求,UV避免互相重叠；对于UV的编辑操作应尽量保持对应模型原有的面积比,提高绘制贴图的可操作性能；尽可能减少UV的接缝,划分较少的UV面块；接缝安排在摄像机及视觉注意不到,或结构变化较大、不同材质外观的部分.
3.角色骨骼绑定、蒙皮
角色模型完成后,进行骨骼绑定.
首先从身体的主躯干开始往上建立骨骼,接着头部、手臂、腿等部分进行骨骼设置.进入Animation部分,使用Skeleton->JointTool命令创建骨骼.
下一步建立控制系统,控制器一般用圆环（Create->NURBsPrimitives->Circle）进行操作,主控制器和其他控制器之间的建立约束关系,Constrain->Parent（父子约束）和Scale（点约束）.
然后再对模型和骨骼进行蒙皮,在蒙皮时进行权重的没置,Skin->EdR Smooth Skin->Paint Skin Weights Tool.模型骨骼绑定成功后,就可以对角色模型设定表情动作.
4.动画制作
动画制作首先要熟练掌握物体和人物的动画运动规律,并将现实生活中的运动规律以动画的手法夸张的表现出来.
Maya为用户提供了一整套动画解决方案,包括：非线性动画、路径动画、关键帧动画、驱动关键帧、动力学动画、运动捕捉和表达式动画.在本动画短片动画制作中,主要是以关键帧动画制作为主.设置关键帧的过程,也就是摆POSE的过程.
5.灯光渲染
灯光设置主要是负责将之前的动画制作环节已经确定完成的文件根据环境设置好灯光,这部分的学习要对色彩、构图把握的很好.3D动画中,使用灯光的最基本要求只要照亮场景.灯光的设置要做到有条理,按顺序,分主次.在本项目中,主要用到三点照明法,从三个不同角度对物体进行照明：即主光源,辅助光源,背光.利用三点照明法不仅照亮主要物体的特征,而且能表现出物体的阴影区域.
渲染这一环节是在灯光设置后完成的,其中首先在渲染的控制面板Window->Rendering Editors->Render Globals进行渲染设置.本项目用的是分层渲染,将场景分为场景color层、场景OCC层、场景阴影层；将角色为分角色color层、角色阴影层、角色OCC层、角色投影层.这样使画面质感更好.
(三)后期合成
1、特效.在特效这一环节中,主要用到了AfterEffects的插件制作火花效果.
2、音效、合成.将渲染得到的序列帧在Premiere软件中进行二次加工,配以音乐、对白、字幕、特效等.并最终剪辑输出I视频文件.
三、经验总结
通过三维技术制作动画短片的制作,深入实践了整个工作流程,需要我们一直保持艺术的思维、创意的思维,不断地总结经验教训,解决三维软件等方面的技术问题,灵活运用制作动画短片.这样才会不断涌现出好的作品,提升本土的动画水平.