游戲動畫中三維人物模型制作探思
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［摘要］近些年來，隨著科技和民眾審美水平的不斷提升，我國的游戲動畫迎來新的發(fā)展機(jī)遇，游戲動畫以其自由性、虛幻性和獨(dú)有的美感帶給人精神享受，受到市場的熱捧。單曲游戲動畫主要是三維人物制作，這一技術(shù)會直接影響游戲動畫的呈現(xiàn)效果，因此對游戲動畫中的三維人物模型制作展開研究和探討，希望能推動我國三維人物模型制作技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。
［關(guān)鍵詞］游戲動畫；三維人物；模型制作；現(xiàn)狀；思考
計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，促使動畫情景的整體呈現(xiàn)越發(fā)的精致和真實(shí)，但是人體的復(fù)雜性和感性在一定程度上影響三維人物模型的呈現(xiàn)效果，因此相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)該積極創(chuàng)新，敢于實(shí)踐，進(jìn)而推動我國游戲動畫三維人物模型制作技術(shù)的進(jìn)步，也促進(jìn)我國游戲動畫行業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。
游戲動畫三維人物模型在制作中有兩個(gè)重點(diǎn)，一是人體運(yùn)動控制技術(shù)，二是人體造型與皮膚變形技術(shù)。20世紀(jì)70年代人體模型發(fā)展以來，游戲動畫中的三維人物模型在制作技術(shù)和水平上得到逐漸的進(jìn)步，但關(guān)于皮膚與人體仍然有一些不足和需要完善的地方，這是一個(gè)值得挑戰(zhàn)與提升的領(lǐng)域。而皮膚與人體之所以被認(rèn)為是難點(diǎn)，是由于以下幾個(gè)因素。第一，人體的運(yùn)動非常復(fù)雜，精細(xì)化程度要求很高，因此對模擬技術(shù)有著超高的要求。第二，人體的復(fù)雜運(yùn)動要將肌肉變化情況充分地考慮其中，若不能將這個(gè)問題解決好，會導(dǎo)致最后的人物呈現(xiàn)出僵硬死板的狀況。第三，游戲動畫中展現(xiàn)人物時(shí)需要擁有一定的感性，若動畫中的人物與現(xiàn)實(shí)中的人物有很大的差異，則會導(dǎo)致動畫人物失去真實(shí)性和吸引力。所以，人物模型制作技術(shù)需要不斷完善，克服這些問題才能迎來更開闊的發(fā)展空間。
二、三維動畫制作技術(shù)的概述
（一）三維動畫的概念
三維動畫作為近些年來新興發(fā)展的動畫制作技術(shù)，在制作機(jī)理方面，既需要設(shè)計(jì)人員靈活應(yīng)用三維繪畫制作軟件進(jìn)行相關(guān)模擬環(huán)境的構(gòu)建完善，又要結(jié)合動畫角色的實(shí)際形象，將基礎(chǔ)模型和動畫的場景進(jìn)行科學(xué)合理的構(gòu)架，并充分考慮劇情發(fā)展要求對角色基礎(chǔ)模型的運(yùn)動軌跡進(jìn)行合理設(shè)定，將運(yùn)動過程予以模擬，并對動畫展開參數(shù)確定進(jìn)而記錄下來，最后將角色基礎(chǔ)模型進(jìn)行材質(zhì)合成之后再開展著色和打光，輸出真正所需的動畫畫面。三維動畫技術(shù)既可以對真實(shí)的物體和動作進(jìn)行有效模擬，還可以對物體的運(yùn)動過程進(jìn)行真實(shí)且精準(zhǔn)的還原，因此在醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。而在影視動畫領(lǐng)域，三維動畫技術(shù)由于可以給觀看者帶來強(qiáng)烈的視覺沖擊效果，因此在該領(lǐng)域受到越發(fā)的重視，市場體系也不斷的完善。如在電視劇的制作過程中應(yīng)用三維動畫技術(shù)，可以使情節(jié)特效更加飽滿豐富，也使得那些具有沖擊感和震撼感的畫面更好地呈現(xiàn)在熒幕上，帶給觀看者美的享受?？v觀我國的三維動畫產(chǎn)業(yè)發(fā)展，起步較晚但發(fā)展速度迅猛。在全球，我國的三維動畫技術(shù)有著非常顯著的地位，極大地推動了發(fā)展中國家三維動畫產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。當(dāng)前《大圣歸來》《秦時(shí)明月》《捉妖記》《哪吒之魔童降世》以及《姜子牙》等優(yōu)秀的三維動畫作品都給我國動畫領(lǐng)域帶來新的生機(jī)。
（二）三維角色動畫制作技術(shù)的流程
1.動畫人物角色基礎(chǔ)建模
動畫設(shè)計(jì)的相關(guān)人員要結(jié)合動畫角色的具體特征和形象特點(diǎn)，運(yùn)用制作軟件對角色的基礎(chǔ)模型展開構(gòu)造，在構(gòu)架制作進(jìn)程中，需要對各項(xiàng)技術(shù)靈活使用，以實(shí)現(xiàn)建模的最終目標(biāo)。其一是三維動畫制作軟件本身具備基礎(chǔ)幾何建模法；其二是制作軟件中可以運(yùn)用三維掃描技術(shù)；其三是圖像建模技術(shù)以及角色模型平面制作技術(shù)；此外還要對動畫進(jìn)行科學(xué)合理的參數(shù)設(shè)定，通過數(shù)據(jù)的輕微調(diào)整進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動畫角色的基礎(chǔ)建構(gòu)建模。
2.動畫人物角色的骨骼構(gòu)造
結(jié)合基礎(chǔ)角色模型，進(jìn)行角色骨骼的構(gòu)造。因?yàn)榻巧罄m(xù)動作的展開其中一個(gè)重要的基礎(chǔ)就是角色骨骼，故而骨骼的構(gòu)造至關(guān)重要，其有著非常顯著的作用。所以，相關(guān)的設(shè)計(jì)工作者要將基礎(chǔ)角色模型充當(dāng)為模板，運(yùn)用子物體連接關(guān)系，進(jìn)行角色的骨骼體系構(gòu)建，并且有的三維動畫制作軟件本身就存有一定的骨骼體系，動畫設(shè)計(jì)人員應(yīng)該靈活合理地運(yùn)用這些骨骼體系。
3.動畫人物角色的蒙皮合成
蒙皮合成就是把動畫角色的基礎(chǔ)模型和骨骼體系予以合并，用骨骼體系對基礎(chǔ)模型展開支配。在這個(gè)過程中，既要將骨骼體系進(jìn)行蒙皮合成，進(jìn)而通過骨骼體系的調(diào)整帶動角色模型動作的變化，還要保證動作滿足力學(xué)的基本規(guī)律和常理。因此，動畫設(shè)計(jì)人員要對細(xì)節(jié)予以嚴(yán)格的把控，進(jìn)行細(xì)致的修改調(diào)節(jié)。如3DMAX軟件擁有蒙版合成插件，可以對蒙皮的細(xì)節(jié)部分予以修改，并且操作起來非常的靈活便捷，促使合成的質(zhì)量和效率得到有效的提升。
4.動畫人物角色的運(yùn)動控制
運(yùn)用蒙皮合成之后的動畫人物角色模型來控制骨骼，保證動畫人物角色模型的相關(guān)運(yùn)動軌跡更加切合動畫劇情的實(shí)際需求。在具體實(shí)施措施上，首先需要設(shè)計(jì)工作者對控制骨骸動作的重要幀進(jìn)行嚴(yán)格的手動設(shè)置；其次運(yùn)用軟件中的步跡模塊，如在3DMAX軟件中進(jìn)行骨骼模塊的創(chuàng)建，展開動畫角色步跡軌道的完成，然后用運(yùn)動捕捉系統(tǒng)，對表演者具體細(xì)致的動作予以捕捉，進(jìn)而形成動作捕捉數(shù)據(jù)文件，來驅(qū)動人物角色骨骼體系對應(yīng)的動作；最后運(yùn)用動作生成軟件，獲得相關(guān)的動作數(shù)據(jù)文件，進(jìn)而使得動畫人物角色模型更加契合作品中的實(shí)際劇情需求。總之，在三維角色動畫制作技術(shù)的整體流程中，最為核心的制作技術(shù)是動畫人物角色的基礎(chǔ)建模和動作控制。因此，相關(guān)的設(shè)計(jì)工作者要將國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)予以積極引進(jìn)，促使三維人物模型制作技術(shù)不斷地提升和進(jìn)步，結(jié)合動畫作品的實(shí)際需求，推動中國特色三維人物模型以及角色制作體系的發(fā)展和完善。
三、三維人物模型制作的研究要點(diǎn)
（一）重視建模設(shè)計(jì)
在動畫人物的設(shè)計(jì)和改革創(chuàng)新進(jìn)程中，不可僅僅紙上談兵，局限于圖紙研究，相關(guān)的工作人員要在制作前期展開多次的設(shè)計(jì)建模工作，如此在設(shè)計(jì)以及模型的實(shí)際建造中才能真正地發(fā)現(xiàn)問題、尋找問題進(jìn)而思考研究，積極找尋新思路與新方法，促進(jìn)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，并更加貼合故事劇情發(fā)展以及更符合真實(shí)的人物特征。這種方法可以更好地對游戲動畫人物的形象展開統(tǒng)籌規(guī)劃和整體分析，通過圖紙和現(xiàn)實(shí)的密切結(jié)合，可以對人物展開更加細(xì)致生動的刻畫。此外在建模設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者自身也要對人物形象進(jìn)行深入掌握，進(jìn)而在未來的創(chuàng)建進(jìn)程中才可以更加靈活多變、更加切合實(shí)際和得心應(yīng)手。
（二）注重內(nèi)省，不斷改進(jìn)
第一，要注重真實(shí)感有沒有充分展現(xiàn)出來。建模的整體創(chuàng)造都是虛擬的，但是在制作過程中要賦予人物一定的真實(shí)感，通過多種模型的靈活采用，對人物的多方面展開深入的控制與形象的刻畫，使其真實(shí)感得以充分的展現(xiàn)，進(jìn)而受到大眾廣泛的認(rèn)可和喜愛，也能推動動畫文化的積極傳播。第二，要認(rèn)真嚴(yán)格地對結(jié)構(gòu)特點(diǎn)予以分析。設(shè)計(jì)進(jìn)程中要對結(jié)構(gòu)特征還有連接點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格把控，盡量避免人物動作出現(xiàn)呆板僵硬的情況。因此，動畫設(shè)計(jì)工作人員要時(shí)刻警醒自我，把控細(xì)節(jié)，發(fā)現(xiàn)問題后及時(shí)予以改進(jìn)和完善，使得骨骼之間以及關(guān)節(jié)處保持良好的靈活性和協(xié)調(diào)性。第三，要注重人物完整性。在以往的設(shè)計(jì)創(chuàng)作中，設(shè)計(jì)工作人員在制作動畫人物時(shí)，對人物的完整性以及皮膚的可變性不能實(shí)現(xiàn)很好的兼顧。所以，設(shè)計(jì)人員要敢于運(yùn)用新興技術(shù)、方法以及原理，既促使動作完整性得到有效保證，又使得關(guān)節(jié)部位的連接可以實(shí)現(xiàn)靈活順暢性。
（三）敢于創(chuàng)新和實(shí)踐
在科技不斷進(jìn)步和發(fā)展的過程中，設(shè)計(jì)中的問題可以更容易被發(fā)現(xiàn)，并且存在的問題可以得到更加便捷、高效的解決。中國動畫產(chǎn)業(yè)當(dāng)前處于穩(wěn)定進(jìn)步的階段，因此我國的動畫產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)工作人員要積極創(chuàng)新并敢于實(shí)踐，依據(jù)中國特色發(fā)展實(shí)際不斷進(jìn)行研究和鉆研，從而推動我國動畫產(chǎn)業(yè)更加健康持續(xù)的發(fā)展。三維人物的制作進(jìn)程中，游戲動畫的整體價(jià)值和效果會受到人物模型的直接影響。當(dāng)前三維動畫設(shè)計(jì)中，很多國家以3DMAX為主，因?yàn)橛螒騽赢嫿Ｒ话闶嵌噙呅谓＃?DMAX軟件在人物模型繪制時(shí)比較復(fù)雜耗時(shí)。若是運(yùn)用別的方法，如新型軟件就是把點(diǎn)坐標(biāo)給出，然后運(yùn)用點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行三角面的繪制，但是也存在一些不足和問題，會致使構(gòu)建出的人物模型在真實(shí)性和細(xì)膩性方面比較差。還有一種建模方法是Poster，這種方法是運(yùn)用已有的模型進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息提取，進(jìn)而快速建模，之后再運(yùn)用兩模型的結(jié)合進(jìn)行手語動作的控制。
（四）把握研究方法的時(shí)效性
第一，建立皮膚以及骨骼模型。Poster作為用于人體造型制造的一款軟件，其擁有非常豐富多樣的人體模型以及與之相關(guān)的其他資源，有助于人體建模的迅速完成。該種方法和其他方法相比有比較顯著的優(yōu)勢，即將3D步驟予以省去。MAX中的模型繪制，可以促使建模效率得到大大的提升，將建模時(shí)間大大縮短。第二，兩個(gè)模型結(jié)合。依據(jù)3DS文件中關(guān)于對讀取頂以及面的信息，開展相關(guān)皮膚模型的建造，并運(yùn)用有向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將相鄰關(guān)節(jié)點(diǎn)予以連接，形成完善的骨骼模型，來實(shí)現(xiàn)完整的手與手臂制作模型的構(gòu)建。
四、游戲動畫中三維人物模型的發(fā)展趨勢
在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展以及民眾審美不斷進(jìn)步的過程中，游戲動畫人物模型自然也會不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，大體上表現(xiàn)為以下幾種趨勢。首先，皮膚和骨骼雙重模型控制運(yùn)動，通過分工合作，使得動畫人物的運(yùn)動性和真實(shí)性實(shí)現(xiàn)良好的結(jié)合。其次，骨骼模型可以運(yùn)用有向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)予以表現(xiàn)，推動指向性和空間轉(zhuǎn)動朝著越發(fā)靈活的方向發(fā)展。最后，可以更精細(xì)地對皮膚的可變與不可變部分予以處理，使得人物模型的細(xì)節(jié)得到進(jìn)一步完善，在保證皮膚完整性的基礎(chǔ)上又推動皮膚真實(shí)性的不斷提升。總而言之，近些年來游戲動畫市場需求不斷增大，我國游戲動畫的發(fā)展迎來新的機(jī)遇，在這種背景下，相關(guān)的技術(shù)需要與時(shí)俱進(jìn)，不斷地創(chuàng)新發(fā)展，其中三維人物模型的構(gòu)建技術(shù)非常重要，會直接影響游戲動畫的最終效果。通過對三維人物模型制作現(xiàn)狀以及要點(diǎn)的分析，可以看出我國的人物模型制作需要朝著更加真實(shí)細(xì)致的方向發(fā)展，如此才能為市場呈現(xiàn)出更加震撼的游戲動畫人物。
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作者:溫莉莎 單位:四川長江職業(yè)學(xué)院
