什麼是 3D 動畫

我們生活在 3 度空間的世界，在視覺上，我們習慣物件具有長、寬、高的立體特 性，但是當我們試圖將立體物件，用平面的畫紙來表現時，我們只能透過虛擬的 方式，運用透視原理和光影的漸層變化來營造物件的立體效果，由於這是利用人 工的方式以 2D 的平面來營造 3D 的視覺效果，所以藝術家才會藉由扭曲透視， 和改變光影表現手法衍生出很多不同的畫派畫風。時至今日，在電腦裡也可以使用模擬的方式製造出幾可亂真的 3 度空間，讓透視和光影效果可以直逼真實環境。

 

再來談談什麼是動畫，動畫是由英文“Animation”翻譯過來的名詞，若我們直接 翻閱英漢字典，得到的解釋為「生動、活潑、活動的狀態…等等」，原因是該字 是由“Animate”（賦予生命、使可栩栩如生的動作）而來，所以我們可以從英 文的解釋了解動畫是一種賦予畫面具有生命動態的行為，或是具備動態生命的畫面。

 

如果我們直接從字面上體會其涵義，「動」與「畫」正是我們討論動畫的兩項基 本元素，我們可以直接稱呼動畫就是「會動的圖畫」，但我們寧可廣義的解釋為「會動的畫面」。因為圖畫是用傳統的方式一筆一畫勾勒出來的圖形，但是畫面 的構成卻可更廣闊的涵蓋不同形式產生的圖畫，於是可以從畫面的視覺營造出不 同的風格和藝術性。除了畫面的產生方式外，另一重要元素就是「動」，也就是說我們所見到的畫面內容是具有動態效果的，這也是動畫和靜態圖畫最大的區別，所以運動（motion）可說是動畫的精髓所在，沒有動的元素，再如何美麗的畫面充其量也只能算是一幅靜畫，所以我們可將動畫闡述為一門「動態的藝術」，如何讓動畫角色呈現有別於真人演員的表演方式，如何讓動態物件動得既自然又 超越真實物件的合理性，這都是動畫特別又迷人的地方，但這也是國內動畫教育 較欠缺的一環，因為動態的藝術已不是單就基本美學訓練就可以產生，這還牽涉 到對於自然現象的感受力、創意、以及運用肢體、表情的表演能力。

製作會動的畫面方式很多，從愛迪生發明了電影播放的設備以來，讓畫面動起來的創意和技術綿延超過百年，利用拍攝方式記錄和播放動態影像是產生「會動的畫面」最傳統的方式；傳統動畫則是利用相同的原理，搭配人工手繪或是定格拍 攝的手法製作出一張一張的畫面，再以播放設備呈現出動態影像。

簡而言之，動畫的特性就是以單格的方式產生，製作的手法不侷限於手繪、拍攝，或是透過電腦運算產生畫面，而我們熟悉的卡通（Cartoon），則是專指經由手繪方式製作，透過賽璐璐片的著色過程產生的動畫型態。動畫技術經過百年來的創
新與革命，電腦已成為動畫製作的重要工具，藉由電腦軟體，我們不需再像從前，以土法煉鋼的方法產生一張一張的畫面，透過電腦軟硬體可以很快運算出每一張單格的畫面，以往需要上百人才能合力完成的動畫影片，現在一個人也可製作出
精緻的動畫佳作。利用電腦科技除了可以大幅節省過去耗時耗工的成本、提昇畫面品質，更可塑造出異於傳統手繪動畫的風格，而 3D 電腦動畫則是近年來席捲動畫市場的主要型態，從「玩具總動員 Toy Story」、「蟲蟲危機 A Bug’s Life」，到
「史瑞克 Shrek」、「超人特攻隊 The Incredible」，無一不擄獲老少觀眾的目光。

綜合來說，3D 動畫就是利用以 3 度空間為基礎表現形式，在電腦作業平台上的3D 應用軟體中，繪製出虛擬的 3 度空間和角色模型，角色經過動作設定、上色和燈光攝影機設定，產生一連串的影像，讓眼睛接收到在真實 3 度空間中才能接
收到的信息，再以傳統動畫的方式，由一連串的靜止畫面以不同的速度播放，使其在視覺產生連續的動作，就產生 3 度空間連續動作，並使人產生身歷其境的感覺。

所謂不同的速度是以每秒鐘播放多少幅畫面來定義，所以通常我們以 fps（frameper second）來作為動畫播放速度的單位表示，在電視 NTSC 系統上，我們以 30fps 為標準播放速度，在電影的規格上則是以 24fps。

3D 應用軟體中動畫的基本功能及應用：
a.) 位移 Translate、旋轉 Rotate、縮放 Scale，統稱為 Transformation.
b.) 路徑動畫 Motion Paths
c.) 變形 Deformation
d.) 角色動畫 Character Animation
e.) 貼圖動畫 Texture Animation
f.) 燈光的變化 Animating Lights
g.) 攝影機運作 Camera Animation
h.) 動力系統 Dynamics，動力系統因不同軟體設計，可延伸為衣服模擬系統
Cloth、毛髮模擬系統 Fur & Hair System、立體筆刷特效 Paint Effects
i.) 程式動畫 Expression

3D 動畫目前最大的應用領域是在娛樂產業，除此之外，3D 動畫技術也廣泛被應用在建築與室內設計、展場設計、產品設計、虛擬實境，目前網頁設計也朝向3D 立體視覺的呈現；再者，數位學習、軍事模擬、醫學模擬，也都和 3D 動畫
技術產生密切的結合。本書所介紹的 Maya，則是在娛樂產業中的動畫影片製作 與電影特效製作佔有舉足輕重的地位。每一種 3D 動畫軟體的功能和結構都相當龐大複雜，初次接觸必然需要一段時間適應，尤其使用者需要有良好的立體概
念，一旦對於單一 3D 動畫軟體的操作和結構熟悉之後，要再接觸其他的軟體就可很快上手，因為所有的 3D 動畫軟體其運作原理都相近。Maya 是一套非常有系統的動畫軟體，對於初學者來說，可在極短的時間了解操作方式與熟悉介面的 設計，這也是 Maya 成為進入 3D 動畫製作領域的第一優先工具的原因。