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三维影视动画中3D建模技术的探讨[摘要]3D建模技术是三维影视动画中的关键部分，也是影视动画成功与否的基础，3D中的物体基本上有两种:规则物体和不规则物体。建模的过程开始于结构分析，当我们面对一个复合对象时，可以利用软件所提供的现有的几何体来摆出它的大致形状，细节部分可进行进一步加工，这种思路与绘画前期的打稿画出画面构成是差不多的。三维影视动画中的3D建模方法主要有多边形建模、非均匀有理B样条曲线建模，细分曲面技术建模。[关键词]影视动画3D建模技术1、引言谈3D建模之前，我们先来放眼一下我们时代生活的大环境，如同生活在电影黑客帝国中一样，没有什么东西不沾上数字化的痕迹，我们生活的周围事物，如:报纸杂志、影视光盘、电子游戏、甚至每一个电视广告，每一张海报招贴都是通过电脑图像处理加工出来的。虽然计算机图形经历了很长时间的发展，但看到大量三维视角的东西还是近十年的事情。在如今的电影中，3D也扮演着越来越重要的地位，国内的IDMT用了4年时间打造的纯三维电影《莫比斯环》就是一个成功的例子。影视动画方面更是如此，越来越多的电影或电影特技都采用三维动画技术完成，从《星球大战》和《指环王》中数千个镜头的特效制作，到《玩具总动员》《、鼠国流浪记》和《怪物史莱克》纯三维电影的诞生，3D的应用已经成为整个影视产业的票房利器，国产电影《英雄》就凭借其优秀的三维特效技术连续两周北美票房排名第一，这里可以罗列的大片数不胜数。建模(modeling)在3D中的位置无疑是重要的。模型是材质的载体，是灯光和渲染的对象，是3D世界的主人。但是，建模远远不是3D的全部，特别是在电影特技中，某些镜头画面根本看不到模型的痕迹，这对于电影是成功的，说明特效骗过了观众的眼睛，作为建模师也没有必要因此而感到失落，因为它的特效也是建立在正确模型的基础上的。[1]2、三维影视动画中的物体分类3D中的物体基本上有两种:规则物体和不规则物体。在3D软件中，物体的形态可以通过某种形态规则加以描述，在外观上有明显特征并能够精确再现的物体属于规则物体。比如:建筑、车船、家用电器等等，这些物体在规格上有明确的指标，因此可以批量生产，在3D中称之为克隆复制。从常理上说，两个模型一模一样的规则物体放在一起不会令人奇怪。不规则物体在细节上甚至大形上都具有任意性，山峦地貌、植物动物以及天象的变化，没有绝对一样的可能，在作为三维对象制作的时候，通过人为的修改使其有如自然天成的原则是不可能的。这样分类有什么实际意义呢？因为二者在动画模型的制作上差异很大。规则的物体可以按照标准制作，不同的人完全可以做出相同的结果，制作水平的差异完全在于作者制作时间的长短。不规则的物体没有唯一的标准，如何做到生动自然依赖于作者对三维物体的理解，依赖制作者的经验和悟性。所以这个类型的模型的制作特别考验人的能力。就拿生物建模中最典型的人物建模来说，最基本的要求是解剖学知识，不能在肌肉和骨骼上范基本原则性的错误。还要有美学基础，在人物形态上要比例合适，各部分要有整体感。这些要求本身又是不能量化的，因为它不是规则的物体，所以学习起来就更加困难了。植物比起我们熟悉的人类就更陌生，其规律看似有迹可寻，实则充满混沌。制作这类题材，还要把大量的观察研究计算到里面去，这已经不是简单的3D范畴的工作了。3、绘画结构分析与3D建模的联系建模的过程开始于结构分析，当我们面对一个复合对象时，可以先设想它是有哪些基本几何体构成的，也许我们可以利用软件所提供的现有的几何体来摆出它的大致形状，细节部分可进行进一步加工。这种思路与绘画前期的打稿画出画面构成是差不多的。素描结构线的走向是我们制作3D模型早期最应该注意的东西。然而对于一个经验丰富的建模师，他不必总是从头到脚按照这种方法去分析对象，而会根据自己的习惯以最快的速度涉入细节，但是，除了速度的优势外，这种做法可能很难保证网格布局的合理与整体结构的准确。这样，有时候会返工，有时候会停留在某一个棘手的环节，反而影响了速度。对于陌生的对象，不得不重新进行结构分析。所以，对于一个成功的建模师来说，具备过人的分析能力和总结归纳能力是十分关键的。当我们用绘画一样去审慎地观察对象并作出合理的判断，建模就变成一项简单而又有乐趣的工作了。4、三维影视动画中的3D建模方法三维影视动画中的3D建模方法主要有多边形(POLYGON)建模、非均匀有理B样条曲线建模(NURBS)，细分曲面技术建模(SubdivisionSurface)。通常建立一个模型可以分别通过几种方法得到，但有优劣、繁简之分。1多边形(POLYGON)建模多边形(POLYGON)建模适于创建形状规则、无曲面的对象。使用多边形建模，可先创建基本的几何体，再根据要求使用编辑修改器调整物体形状，或通过布尔运算、放样、曲面片造型组合物体来构建对象，多边形建模主要优点是简单、方便快捷，但难以生成光滑的曲面。对于用POLYGON创建好的模型，还可通过调整建模参数以获得不同分辩率的模型，以适应虚拟场景实时显示的需要。2NURBS建模NURBS是Non-Uniform RationalB-Splines(非均匀有理B样条曲线)的缩写，它纯粹是计算机图形学的一个数学概念。NURBS建模技术是最近几年来三维影视动画最主要的建模方法之一，特别适合于创建光滑的、复杂的模型，而且在应用的广泛性和模型的细节逼真性方面具有其它技术无可比拟的优势。但由于NURBS建模必须使用曲面片作为其基本的建模单元，所以它也有以下局限性:NURBS曲面只有有限的几种拓扑结构，导致它很难制作拓扑结构很复杂的物体(例如带空洞的物体)；NURBS曲面片的基本结构是网格状的，若模型比较复杂，会导致控制点急剧增加而难于控制，NURBS很难构造“带有分枝的”物体。3细分曲面技术细分曲面技术是1998年才引入的三维建模方法，它解决了NURBS技术在建立曲面时面临的困难，它使用任意多面体作为控制网格，然后自动根据控制网格来生成平滑的曲面。细分曲面技术的网格可以是任意形状，因而可以很容易地构造出各种拓扑结构，并始终保持整个曲面的光滑性，细分曲面技术的另一个重要特点是“细分”，就是只在物体的局部增加细节，而不必增加整个物体的复杂程度，同时还能维持增加了细节物体的光滑性。[2] 
一、顺理成章，依理定形
一般来说，文章采用的基本推理形式，决定着文章的内在结构形式。例如，一篇文章主要是想探讨某一事物产生的原因，反映在结构上，必然有因果关系的两个部分。或者由结果推断原因，或者由原因推断结果，缺一不可。又如，论述事物一般与个别的关系，或从个别到一般，或从一般到个别，或从个别到个别，反映在结构上，从个别到一般，总是要逐一分析个别事物的特征，然后归纳出一般事物的特性；从一般到个别，也必然一般结论在先，而后再触及个别事物的特征。如果违背了这一发展逻辑，其结构就会显得不合理。比如，有的学生为了得出一个一般结论，只建立在一个事例的剖析上，如果没有充分理由证明这一事例本身具有普遍性，那么从中得出的一般结论是没有说服力的，论文的结构是不合理的。再如，在论述事物的对立统一关系时，总少不了正反、前后、表里、上下、质量等各对矛盾的两个方面的分析对比。忽略一个方面，就会产生片面性。不少毕业论文也往往犯这一错误，比如《国有公路运输企业单车承包之我见》一文，针对社会上和企业内部对单车承包的各种否定看法，提出自己的见解，这虽然是可以的，但问题在于论文基本上完全肯定了这种承包方法，实际上这种承包方法既有其正面作用，也不可否认有它的反面作用，这已为实践的发展所证实。片面地肯定某一方面，这种偏激的论述方式往往经受不住时间的考验。所以，理的发展，不能不遵循人类的思维规律。违反了，理就不通，文就不顺。讲同样一个道理，比如，人类是在不断进步的，社论、文学评论、经济论文的外在形式，可以是完全不同的。但在这个理论的内部结构上又是一致的。当然，我们这里讲的是基本形式，并不排斥与其它推理形式的结合与交替使用。
二、毕业论文要以意为主，首尾员一
意是文章的中心，是主脑，是统帅。要写好毕业论文，就要抓住中心。这个中心的要求应当是简单明了的，能够一言以蔽之，可以达到以简治繁的目的。抓住这样的中心，紧扣不放，一线到底，中途不可转换论题，不可停滞，不可跳跃遗隙，这样就能使中心思想的发展具有连续性。比如，论文《关于提高国有公路运输企业整体优势之我见》就紧紧围绕中心论点，论述了：
1．国有公路运输企业整体优势综述；
2．国有公路运输企业整体优势下降的现状；
3．国有公路运输企业整体优势下降的原因；
4．提高国有公路运输企业整体优势的途径。
可谓“以意为主，首尾贯一”，点滴不漏。
作为一篇论文，从思想的发展来说，要一层一层地讲，讲透了一层，再讲另一层意思。开头提出的问题，当中要有分析，结尾要有回答，做到前有呼，后有应。比如论文《对发展和完善建筑市场的有关问题思考》，围绕发展和完善建筑市场这一中心论点，首先从理论和实践双重角度论述了发展和完善建筑市场的地位和作用，其次从深化体制改革和诸多因素共同作用的分析中探索了发展和完善建筑市场的条件和基础，从条件和基础的差距出发再探究发展和完善建筑市场的方向和过程，提出了建筑市场的长远发展方向和发展全过程；最后，对近期建筑市场的发展提出操作性很强的措施和对策。层层剖桥，前后呼应，成为一篇优秀论文。虽然，作为一篇优秀论文，还须做到每层之间瞻前顾后，后面讲的与前面不要有矛盾，留在后面说的，也不要在前面一气说光。中心思想能够贯通始终，才能真正做到“文以传意”，不流其词，文章自然增色。
三、毕业论文要求层第有序，条理清晰
文章要有层次，有条理，这和材料的安排处理关系极大。材料之间的相互关系不同，处理方式也不同，不能错乱，错乱了，层次就不清楚，自然也不会有条理。
例如，平行关系。文章各部分材料之间，没有主从关系，在顺序上谁先谁后都可以，影响不大。例如介绍利润率，有成本利润率，工资利润率，资金利润率等；介绍价格，有消费品价格、生产资料价格、服务价格、土地价格、住宅价格等等，不论先介绍哪一个都可以。
递进关系，有些材料之间的次序不可随意颠倒，递进关系就是这样，这些材料之间是一种一层比一层深入的关系，颠倒了就会造成逻辑混乱。同样以上面的价格为例，如果要结合经济体制改革的进程来谈论它，那就应该先讲消费品价格，因为我们最早承认消费品是商品，其次应介绍生产资料价格，在党的十二届三中全会之后，我们抛弃了传统的“生产资料不是商品”的观点；接下去才介绍服务价格、土地价格、住宅价格，等等，这一类要素价格一直到1992年之后，我们才认识到必须主要由市场形成，以上这种表述，表明了我们认识的不断深化。递进关系处理得好，就能造成步步深入，道理犹如剥茧抽丝，愈转愈隽。
接续关系。前一部分与后一部分有直接的逻辑联系，层次虽分，道理末尽。前一层有未尽之意有待后面续接，不可中断。比如按行进过程顺序安排论据，阐述某些事实，就比较多的采取这一种方式。像在论述股份合作制经济的发展时，作者就往往从起缘、发展、完善这样一个行进过程来层层展开，显得层次清楚，有条有理。
对立关系。文章论述的事理是对立统一体。为正反、表里、前后、质量、胜负、成绩缺点等等。它们有联系又有区别。论述的重点在于阐明它们是辩证的统一，不能将它们孤立地对待。那么在论述时，就不能强调了一面而忽略了另一面。由于毕业学员理论功底不很深厚；辩证思维的方式掌握得不是很好，所以，往往在毕业论文的撰写中犯片面性错误，为强调某一事物的作用，就把其说得好得不得了，通篇都是正面材料，没有任何不足之处；而要否定某一事物，就把其说得差得不得了，通篇都是反面材料，没有任何长足之处，这种论文从结构的角度来说是层次失
衡，有悖常理。
总之，理清了事物间的相互关系，并在结构中体现出来，文章的眉目就清楚了。
一、中国动画发展的现状 作为世界动画片的一部分的中国动画片，已经有80多年的历史了，曾经取得过辉煌的成就，并在世界动画影坛上享有“中国学派”之美誉。但是，进入20世纪90年代以后，中国动画事业却出现不景气的迹象。今天我们的动画市场大多被美国、日本等国的外来动画片所占领。我们的动画市场令国人担忧，如今的动画片正在向成人化、产业化等方面发展，可是我国动画片却发展较为缓慢，没有了以前的繁荣。因此，国产动画面临着巨大的挑战。 二、中国动画发展的问题 中国动画发展的定位不够准确 目前中国动画片的制作单位比较特殊，它既是一个企业单位，又没完全蜕去事业单位的特征，一方面要求完成布置的年生产量，另一方面要求自己负责销售。在数量与质量上就存在着矛盾，在教育、娱乐、商业上也存在着矛盾。虽然现在我们已经意识到了自身可能存在着与市场脱轨或者结合不紧密的问题，但是中国观众甚至影人对动画片的了解却较少。特别是绝大多数年长的人固执的认为动画片就是给儿童看的。于是，中国动画片的定位就被长期的误解着。 中国动画题材仅针对低龄化人群，范围狭窄，缺乏创意 如果中国动画片要腾飞，如果中国的制片人、投资者、制作者及审片人，要制作出真正精美恢宏瑰丽，弘扬民族精神的中国人自己的大片，那么，笔者认为美国的制作机制和经验是我们应该汲取的。如今，中国新一代的年轻人对日本动画片的痴迷程度，已使我们心中酸甜苦辣五味俱全。是的，我们一定程度上忽视了自己的市场，对青少年的生命价值不够重视，没有潜下心来深入研究新一代的心理，也没有了解动画电影的艺术和市场，不了解动画电影在今天青少年心灵中所产生的无穷魅力和人格影响，于是如今一些青少年的精神的天空以及最广阔的中国市场就被别人占领了。而现在制作出来的产品充其量是给学龄儿童看的，而优秀的动画片创作要不拘于传统，要展现丰富多彩的世界。但在中国动画片体现出来的思想却是：动画片是小孩子的世界，于是制作出来的动画片也就呈现出幼稚的特色。 中国动画缺乏全面的制作技术 如今动画专业犹如雨后春笋一般在全国各大高校纷纷成立，从这里可以看到，青少年的梦想、市场的需求和中国动画片的希望。但长期以来中国动画教育规模较小，而且没有形成系统性与连续性的制作团体。然而，一部优秀的动画电影，需要的是一支高素质、高水准，甚至上百人从设计到绘画再到电脑制作的大而精良的团队。在CCGF举办的2003中国数字图像艺术节上，许多青少年制作出了优秀的作品，而这些作品中绝大多数是个人和小团体的短片，这仅是希望之光，离真正创作和制作出优秀的动画电影还有一段距离。制作人应该深入了解动画片的特性及相关经验，应正视动画片极强的专业性和特殊的艺术创作及制作规律，应全面提高自身的艺术修养。制作人应该是一个内行，是一个专家，并具有较高的综合素质。一个搞美术或者动画的人，他应该具备一种非凡的能力。如果动画真的是那么简单的小儿科，那么美国人何必需要投资高至上亿美元，上百人的精锐大部队制作四年之久。动画是一个大概念，有些人只能搞创作，有些人只能搞原画，动画的人才创造性思维应该是非常强的。 中国动画的商业运作经验不足 中国动画片的创作艺术性都很强，而市场意识相对薄弱。中国动画人更多注重在动画片的艺术表现和形式技巧上的挖掘。这有利也有弊，在动画艺术水准上我们达到了一个很高的层次，可是在市场的开拓上却不够。发掘中国的动画市场是当务之急。随着国际商业文化的交流更为广泛和快速，中国动画面临一次次挑战，美国、日本动画片受到了我们青少年的欢迎，占据国内的动画大部分市场。中国的动画片也在艺术性与商业性上寻求一个完美的结合点。中国的动画创作者也从未放弃这一探索。动画前辈在动画创作中显出的坚忍不拔的精神也极大地激励着后辈。在中国，动画片是有巨大的市场前途的，摆在动画人面前的是一条宽广的道路。中国动画片应吸收目前世界动画制作发行上的优点，特别是美国的。中国的动画制作能力和美国、日本是不相上下的，中国拥有大量的人力和物力，技术手段也达到了世界一流。中国的动画市场是巨大的，有无限的开发潜力。除了创作观念的更新外，市场操作也是一个重要的环节。中国动画发展要借鉴国外成熟的市场操作方式，并针对本国特点的灵活运用。 三、中国动画的发展应彰显民族特色 中国动画片应该有自己的民族特色，这种特色当然不能一味地仿照别人，但也不能完全排斥别人。这种特色应该建立在现代人审美的角度上。特别是高科技运用到动画上，我们可以借鉴国外优秀的东西。 中国具有深厚民族文化底蕴和精深博大的美术资源，所以说今天最应该继承汲取的正是这种最具底蕴的民族特色。因此，我们不能也不必从零开始，不能顾彼失此，不能在没有建立起真正积极有效、良性循环市场运作机制的同时，又丧失从前辈那里所获得的成功经验。而如若没有一部从选题到创作制作高质量的、受广大观众所喜欢的作品，市场及商业运作的成功又从何谈起呢？因此，成功的作品和成功的市场运作缺一不可，这是良性互动不可忽视的两个方面。科技的进步为动画的创作提供了便利和更好的表现手段，也让我们从中可以借鉴到许多优秀的东西，但亦步亦趋的模仿是没有出路的。 参考文献： [1]海洋成都商报2006年3月11日 [2]王川动画前期创意高等教育出版社， [3]张慧临20世纪中国动画艺术史陕西民间出版社， [4]贾否动画概论北京广播学院出版社， [5]孙立军动画艺术辞典中国国际广播出版社， [6]叶芳庭，萌芽我为什么喜欢日本漫画上海市作家协会，文汇新民联合报业集团 [7]严定宪中国动画范例电子工业出版社， [8]许婧读动画：中国动画黄金80年朝华出版社，
