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摘 要 科学技术的成熟与发展推动了数字技术与艺术的完美结合，使CG三维动画具有广阔的发展前景和巨大的潜在市场。我国CG技术的开发与应用尚处于起步阶段，面临着机遇与挑战。如何利用CG技术振兴中国动画行业，已成为很多有识之士谈论的焦点。影视动画创作是科学与艺术完美结合的产物。艺术是动画创作的灵魂，技术是动画创作的支撑。艺术与技术的全面把握才能创作出赏心悦目的完美动画。
关键词 动画 CG技术 艺术 应用
科学技术的快速发展，为动画产业提供了更大的发展空间，数字三维动画的市场前景也一片看好。我们应抓住机遇，乘胜而上，更新观念，创新艺术，为中国当代影视动画闯出一条持续发展之路。
一、CG技术和影视动画
1、CG技术
“CG”是计算机图形学简称， 是Computer，Graphics的英文缩写，原指利用计算机技术进行视觉设计和生产。“计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。国际上习惯于将利用计算机技术进行视觉设计和生产的领域通称为CG技术。”借助计算机制作而成的影视动画都可称之为CG动画。大致可以分为二种类型，即2D动画或3D动画，中文称之为二维动画或三维动画。
2、影视动画
从 20世纪开始，国内一直将“动画”与“电影”紧密联系在一起，早期的长城影业、明星影业都开设了动画业务，伴随着新中国诞生的东北电影制片厂设有美术组， 50年代正式建立了上海美术电影制片厂。1978年中央电视台诞生，使中国动画的制作、传播等发生了变化，由过去只在影院放映的动画多了一条传播渠道，因此也就有了今天 “影视动画”的提法。
从审美角度讲影视动画与中国早期的动画又有区别，影视动画是集影视艺术、动画艺术于一身，具有影视艺术与动画艺术双重属性，它是动画设计师依据影视美学特性、按照电影思维方式、运用电影镜头语言进行创意创作，让虚构出来的角色形象灵动、鲜活，并具有丰富的思想与感情，具有真实、丰满的直观感受。
影视动画从制作的技术手段上可分为传统的手工动画和今天的CG动画。本文只讨论CG画中的三维影视动画（也称三维动画）。
三维影视动画：“又称3D动画，是计算机软硬件技术的发展突飞猛进的产物。三维动画的建立主要是依赖计算机的图象生成技术（Computer Graphics，也就是CG）。在这个虚拟的三维世界中按照点、线、面的形式搭建模型，在这个基础上再根据要求设计模型的运动轨迹，模拟摄影机的运动及拍摄过程，按要求为模型赋上特定的材质，打上灯光，然后让计算机自动运算，生成最后的画面”。
三维影视动画是基于3D计算机图形来表现。制作人员按照计算机为提供的平台与工具， 围绕X、Y、Z三个坐标轴，制作出各种立体的数字模型，最后生成彩色的动画影像。整个工作流程如模型创建，材质贴图、灯光调节，动画设置，特效制作，渲染合成等都在计算机平台上完成。
二、CG三维影视动画的艺术审美
1、超强的设计功能
三维动画技术具有极高的自由度。由于它不受客观存在的限制，所以不仅可以逼真的再现现实存在的物体或景观，而且可以创建出现实中不存在的物体或景观。如由计算机CG技术塑造的《阿凡达》中的潘多拉星球的生物（无论人还是动物）以及众多场景都是现实环境并不存在的，所以让人叹为观止。
2、丰富的材料质感
三维动画技术能够把自然界中难以实现的光线条件，任意地设计成理想的光源，从而逼真的呈现出物体的质感。如《海底总动员》角色生动有灵气，场景绚丽多彩，给观众造成一种触摸的冲动，让人们流连忘返。
3、震撼的视觉效果
影视作品中往往设置一些特技镜头，以创造崭新的视觉效果使作品更具吸引力和冲击力，这些特技镜头无不来自三维动画特效技术。2014年底登陆央视一套的公安题材电视剧《清网行动》特技镜头的数量达到了1500多个，其中车辆之间的激烈追逐场面、 极具威力的爆炸等场面都是特效技术作用的结果。这些特技镜头不断增强了故事情节的感染力，同时给了观众一种冲击与震撼感受。
4、新奇的表现手段
环球数码深圳公司创作的动画片《桃花源记》借助电脑三维技术，使角色的形体动作更流畅，面部表情更丰富，细节性更强。诸如水面、涟漪、云雾、波涛以及缤纷飘落的桃花，造型逼真，动态优美。同时将工笔、水墨、剪纸、皮影等艺术语言，巧妙地糅合在一起，让这些传统的艺术符号，得到新的视觉体现。
三、CG三维影视动画角色设计技法
三维动画技术的成熟为影视动画提供了更加广阔的创作平台，其中的物体造型技术、运动控制技术、画面着色技术和特效合成技术为三维物体的构建、物体运动的设定，动画画面的生成提供了极大的方便。
动画角色设定是动画创作过程中关键性工作。动画角色形象是动画作品的灵魂，CG三维影视动画中的角色凭借复杂、精致的形体结构、 机智、幽默的性格特征，真实、细腻的材料质感和丰富、深邃的人文内涵而赢得各个年龄阶层人们的喜爱。
精美的影视动画作品是由多种艺术元素和技术元素共同作用的结果。因此科学地运用技术软件，合理进行技术间的配合与互补至关重要的。设计时，可以用MAYA进行建模并用ZB rush创建高模，使模型满足环境场景比例的要求；用Photoshop对模型加绘纹理或贴图，或直接将模型倒入到三维绘图软件（BodyPaint3D）中，让虚化的效果展现于物体表面之上；通过摄影机的移动和对关键帧的调节，或通过动作捕捉技术对角色的动作进行设定，让角色形象的动作符合运动规律；运用灯光进行环境、气氛的烘托，最后渲染后输形成一体化的影视动画。
三维影视动画角色设计的基本流程有：建立模型、材质贴图、骨骼设定、表情设定、角色蒙皮、设置动画、渲染合成；其设计技法不外乎下面几种： 1、转换修正法
在模型创建阶段，运用NURBS无缝建模技术先构造出基本模型， 再转为多边型模型，最后转为细分表面模型进行精细加工，以促成模型的拓扑结构趋于规整，为后来的的材质制作与动画设定提供方便；
2、直接倒入法
在质贴图阶段，运用三维绘图软件如BodyPaint3D进行纹理绘制比一些平面绘图软件如Photoshop省时省力，只要将模型倒入到三维绘图软件中，直接在三维模型表面绘制纹理，简单、直观，效率高，效果好。当然，绘制的纹理贴图方法，可根据从业者各自的习惯与爱好，择其善而行之。
3、系统控制法
这种方法是针对骨骼创建而言。骨骼创建技术含量高，工序繁多，过程复杂，所以要做到“综合考虑、分步进行、先下后上”。其中确定角色对象、熟悉骨骼结构、把握运动特点、制定创建方案是进行骨骼设定的基础工作，应认真做好；熟悉骨骼创建控制系统，对各种控制器的使用做到驾轻就熟，就能收到事半功倍的效果。
4、融合变形法
融合变形是解决动画创作过程中的角色的表情姿势间的协调与自然问题。关于动画角色表情设定也是有多种方法。通过比较“融合变形”是实现动画角色表情设定具有较强的优势。它是通过Trax Editor工具即非线性动画自身的动画融合功能实现各个姿势之间的融合效果。这种技术已被众多艺术家接受与应用。
5、间接约束法
角色蒙皮有多种方法，其中的间接控制法是一种简单有效的方法。这种方法是变直接控制（直接用骨骼去控制模型点）为间接地控制，用Maya软件中的Lattice变形器去调节复杂模型，也就是用少数点去控制多个点的形态。在骨骼蒙皮操作中同样可以使用这个工具，“用晶格去控制模型，再用骨骼去控制晶格”，这样只要把握好骨骼对晶格的权重影响就能收到理想的变形效果，且工作量会大量地减少。
6、动作捕捉法
以Motion capture为基础的动画制作系统将物体的实际动作数据记录下来输入计算机，经处理后由计算机在虚拟镜头中恢复，同时控制材质。由于它记录的是物体的实际运动，所以动作精确、逼真，效率极高，在电影领域广泛应用。三维动画中的运动控制技术除了动作捕捉技术外还有关键帧技术、非线性动画制作技术等。关键帧技术可以实现极具特色的动画，但在设置中工作量大，且真实感不强；非线性动画方式方便角色动画的整体调节，适应群组动画制作；动作捕捉技术是当下极为流行的动画控制技术，但从学习与提高动画制作技能的角度考虑应该以掌握关键帧技术为主。
CG三维影视动画集文学、绘画、电影、音乐、摄影于一体，并与科技的发展紧密相连，给人们带来了震撼的视听感受，无论是扣人心弦的震撼镜头，还是温馨雅致的情感画面，传递给观众的都是具有视听感官的刺激和史诗般的美感。
CG三维动画技术为影视动画事业的发展提供了强大的技术支持，而艺术的升华永远是动画人追求的目标。技术与艺术是影视动画创作中不可分割的两个基本元素，艺术与技术的平衡融合才有利于CG动画事业的健康发展。
参考文献：
[1]胡起云.CG技术对当代视觉艺术的影响[J].中国科技信息，2008（22）：177.
[2]叶正华.叶风华动画角色造型设计[M].湖南：湖南师范大学出版社，2009：6.
[3]吕新欣.Maya高级角色动画教程[M].北京：北京大学出版社，2007：16.
（作者单位：黄冈师范学院新闻与传播学院）
关键词 动画 CG技术 艺术 应用
科学技术的快速发展，为动画产业提供了更大的发展空间，数字三维动画的市场前景也一片看好。我们应抓住机遇，乘胜而上，更新观念，创新艺术，为中国当代影视动画闯出一条持续发展之路。
一、CG技术和影视动画
1、CG技术
“CG”是计算机图形学简称， 是Computer，Graphics的英文缩写，原指利用计算机技术进行视觉设计和生产。“计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。国际上习惯于将利用计算机技术进行视觉设计和生产的领域通称为CG技术。”借助计算机制作而成的影视动画都可称之为CG动画。大致可以分为二种类型，即2D动画或3D动画，中文称之为二维动画或三维动画。
2、影视动画
从 20世纪开始，国内一直将“动画”与“电影”紧密联系在一起，早期的长城影业、明星影业都开设了动画业务，伴随着新中国诞生的东北电影制片厂设有美术组， 50年代正式建立了上海美术电影制片厂。1978年中央电视台诞生，使中国动画的制作、传播等发生了变化，由过去只在影院放映的动画多了一条传播渠道，因此也就有了今天 “影视动画”的提法。
从审美角度讲影视动画与中国早期的动画又有区别，影视动画是集影视艺术、动画艺术于一身，具有影视艺术与动画艺术双重属性，它是动画设计师依据影视美学特性、按照电影思维方式、运用电影镜头语言进行创意创作，让虚构出来的角色形象灵动、鲜活，并具有丰富的思想与感情，具有真实、丰满的直观感受。
影视动画从制作的技术手段上可分为传统的手工动画和今天的CG动画。本文只讨论CG画中的三维影视动画（也称三维动画）。
三维影视动画：“又称3D动画，是计算机软硬件技术的发展突飞猛进的产物。三维动画的建立主要是依赖计算机的图象生成技术（Computer Graphics，也就是CG）。在这个虚拟的三维世界中按照点、线、面的形式搭建模型，在这个基础上再根据要求设计模型的运动轨迹，模拟摄影机的运动及拍摄过程，按要求为模型赋上特定的材质，打上灯光，然后让计算机自动运算，生成最后的画面”。
三维影视动画是基于3D计算机图形来表现。制作人员按照计算机为提供的平台与工具， 围绕X、Y、Z三个坐标轴，制作出各种立体的数字模型，最后生成彩色的动画影像。整个工作流程如模型创建，材质贴图、灯光调节，动画设置，特效制作，渲染合成等都在计算机平台上完成。
二、CG三维影视动画的艺术审美
1、超强的设计功能
三维动画技术具有极高的自由度。由于它不受客观存在的限制，所以不仅可以逼真的再现现实存在的物体或景观，而且可以创建出现实中不存在的物体或景观。如由计算机CG技术塑造的《阿凡达》中的潘多拉星球的生物（无论人还是动物）以及众多场景都是现实环境并不存在的，所以让人叹为观止。
2、丰富的材料质感
三维动画技术能够把自然界中难以实现的光线条件，任意地设计成理想的光源，从而逼真的呈现出物体的质感。如《海底总动员》角色生动有灵气，场景绚丽多彩，给观众造成一种触摸的冲动，让人们流连忘返。
3、震撼的视觉效果
影视作品中往往设置一些特技镜头，以创造崭新的视觉效果使作品更具吸引力和冲击力，这些特技镜头无不来自三维动画特效技术。2014年底登陆央视一套的公安题材电视剧《清网行动》特技镜头的数量达到了1500多个，其中车辆之间的激烈追逐场面、 极具威力的爆炸等场面都是特效技术作用的结果。这些特技镜头不断增强了故事情节的感染力，同时给了观众一种冲击与震撼感受。
4、新奇的表现手段
环球数码深圳公司创作的动画片《桃花源记》借助电脑三维技术，使角色的形体动作更流畅，面部表情更丰富，细节性更强。诸如水面、涟漪、云雾、波涛以及缤纷飘落的桃花，造型逼真，动态优美。同时将工笔、水墨、剪纸、皮影等艺术语言，巧妙地糅合在一起，让这些传统的艺术符号，得到新的视觉体现。
三、CG三维影视动画角色设计技法
三维动画技术的成熟为影视动画提供了更加广阔的创作平台，其中的物体造型技术、运动控制技术、画面着色技术和特效合成技术为三维物体的构建、物体运动的设定，动画画面的生成提供了极大的方便。
动画角色设定是动画创作过程中关键性工作。动画角色形象是动画作品的灵魂，CG三维影视动画中的角色凭借复杂、精致的形体结构、 机智、幽默的性格特征，真实、细腻的材料质感和丰富、深邃的人文内涵而赢得各个年龄阶层人们的喜爱。
精美的影视动画作品是由多种艺术元素和技术元素共同作用的结果。因此科学地运用技术软件，合理进行技术间的配合与互补至关重要的。设计时，可以用MAYA进行建模并用ZB rush创建高模，使模型满足环境场景比例的要求；用Photoshop对模型加绘纹理或贴图，或直接将模型倒入到三维绘图软件（BodyPaint3D）中，让虚化的效果展现于物体表面之上；通过摄影机的移动和对关键帧的调节，或通过动作捕捉技术对角色的动作进行设定，让角色形象的动作符合运动规律；运用灯光进行环境、气氛的烘托，最后渲染后输形成一体化的影视动画。
三维影视动画角色设计的基本流程有：建立模型、材质贴图、骨骼设定、表情设定、角色蒙皮、设置动画、渲染合成；其设计技法不外乎下面几种： 1、转换修正法
在模型创建阶段，运用NURBS无缝建模技术先构造出基本模型， 再转为多边型模型，最后转为细分表面模型进行精细加工，以促成模型的拓扑结构趋于规整，为后来的的材质制作与动画设定提供方便；
2、直接倒入法
在质贴图阶段，运用三维绘图软件如BodyPaint3D进行纹理绘制比一些平面绘图软件如Photoshop省时省力，只要将模型倒入到三维绘图软件中，直接在三维模型表面绘制纹理，简单、直观，效率高，效果好。当然，绘制的纹理贴图方法，可根据从业者各自的习惯与爱好，择其善而行之。
3、系统控制法
这种方法是针对骨骼创建而言。骨骼创建技术含量高，工序繁多，过程复杂，所以要做到“综合考虑、分步进行、先下后上”。其中确定角色对象、熟悉骨骼结构、把握运动特点、制定创建方案是进行骨骼设定的基础工作，应认真做好；熟悉骨骼创建控制系统，对各种控制器的使用做到驾轻就熟，就能收到事半功倍的效果。
4、融合变形法
融合变形是解决动画创作过程中的角色的表情姿势间的协调与自然问题。关于动画角色表情设定也是有多种方法。通过比较“融合变形”是实现动画角色表情设定具有较强的优势。它是通过Trax Editor工具即非线性动画自身的动画融合功能实现各个姿势之间的融合效果。这种技术已被众多艺术家接受与应用。
5、间接约束法
角色蒙皮有多种方法，其中的间接控制法是一种简单有效的方法。这种方法是变直接控制（直接用骨骼去控制模型点）为间接地控制，用Maya软件中的Lattice变形器去调节复杂模型，也就是用少数点去控制多个点的形态。在骨骼蒙皮操作中同样可以使用这个工具，“用晶格去控制模型，再用骨骼去控制晶格”，这样只要把握好骨骼对晶格的权重影响就能收到理想的变形效果，且工作量会大量地减少。
6、动作捕捉法
以Motion capture为基础的动画制作系统将物体的实际动作数据记录下来输入计算机，经处理后由计算机在虚拟镜头中恢复，同时控制材质。由于它记录的是物体的实际运动，所以动作精确、逼真，效率极高，在电影领域广泛应用。三维动画中的运动控制技术除了动作捕捉技术外还有关键帧技术、非线性动画制作技术等。关键帧技术可以实现极具特色的动画，但在设置中工作量大，且真实感不强；非线性动画方式方便角色动画的整体调节，适应群组动画制作；动作捕捉技术是当下极为流行的动画控制技术，但从学习与提高动画制作技能的角度考虑应该以掌握关键帧技术为主。
CG三维影视动画集文学、绘画、电影、音乐、摄影于一体，并与科技的发展紧密相连，给人们带来了震撼的视听感受，无论是扣人心弦的震撼镜头，还是温馨雅致的情感画面，传递给观众的都是具有视听感官的刺激和史诗般的美感。
CG三维动画技术为影视动画事业的发展提供了强大的技术支持，而艺术的升华永远是动画人追求的目标。技术与艺术是影视动画创作中不可分割的两个基本元素，艺术与技术的平衡融合才有利于CG动画事业的健康发展。
参考文献：
[1]胡起云.CG技术对当代视觉艺术的影响[J].中国科技信息，2008（22）：177.
[2]叶正华.叶风华动画角色造型设计[M].湖南：湖南师范大学出版社，2009：6.
[3]吕新欣.Maya高级角色动画教程[M].北京：北京大学出版社，2007：16.
（作者单位：黄冈师范学院新闻与传播学院）