3D 動畫
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  • 2015-01-14,
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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。
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    2015-01-14 17:25:22
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    系統管理者
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    機械美學設計系
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