时间：2023-03-23 15:09:44
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇三维动画设计论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
在骨架提取方面，已经有很多自动生成骨架的方法。①②③Baran等的Pinocchio系统创造性地提出了骨架嵌入的方法。在自动角色动画方面，骨架嵌入比骨架提取要好的原因是对于复杂骨架的角色，骨架提取可能会产生不同的拓扑结构，这就让使用者很难将原来有的骨架运动数据运用到其中来。虽然可以通过附属肢体模板来鉴别复杂的附属肢体，但是由于拓扑结构的复杂性，自动生成时也会产生各种不同的误差。骨架嵌入相对于骨架提取的另一个优势就是它能够在骨架中定义角色所需要的很多的结构信息，这是在提取的纯几何骨架图中难以得到的。
几乎所有的网格变形技术，无论是基于表面的还是基于体积的，都可以用来作为基于骨架运动动画中的对表面进行蒙皮。④⑤不幸的是，到目前为止，这些方法都不能实现实时的动画。Baran等的线性混合蒙皮（LBS）具有简单高效并且能够利用GPU进行运算，并可以根据骨架进行子空间变形等优点。虽然在质量上的不能够达到很好的效果，但是它仍然成为在实践应用中最常用的方法。所以我们的系统采用该方法。⑥
二、原型系统设计设计过程
对于输入的三维角色模型，我们首先嵌入骨架，然后通过定义骨骼运动对表面网格上每个顶点的变化的影响权值，将表面皮肤依附在骨骼上。对于不同的角色，我们建立不同的罚函数去惩罚那些我们不期望的骨架嵌入方式。基于样本用支持向量机的方法求得最大边缘解，然后对不同罚函数赋予不同的权值。用人工智能中A*启发式的方法在指数级的搜索空间里加速寻找最优的骨架嵌入方式。在蒙皮阶段用热扩散方程的方法去计算骨架运动时每一块骨骼对表面网格上顶点的影响权值。据骨架的变化情况，插值计算出骨架的“蒙皮”模型的各个顶点的位置变化。对于某个特定骨骼，“蒙皮”模型的顶点变换矩阵＝初始姿势的变换矩阵的逆×姿势变换后的矩阵。另外还要考虑到一个顶点可能受多个骨骼运动的共同影响。
1.骨架嵌入
由于骨架嵌入需要将骨架重新定义大小和定位使得它能够正确的嵌入到模型当中，所以它能公式化为一个优化的过程：计算关节点的位置和朝向使它能够更好的适合于给定的模型。但是这个优化是一个三维空间的问题，所以连续优化的方法是不可行的。因此可以建立一个用顶点表示潜在关节点，用边表示独立的骨骼的图来简化优化问题。建立这样一个图是具有一定挑战的，因为我们可以用未知数量的顶点和边来表示相同模型的关节和骨架。我们在近似模型垂直等分的平面上建立中轴面，并且建立圆心在中轴面上的圆的一个特定的集合，将这些图的圆心连接起来形成一个图。然后使用自定义的离散的罚函数来最优化的骨架嵌入这个图。为了帮助优化，在给定的骨架中可以包括一些关节点的额外的信息。比如说对称的部位应该以相同的名称命名，又比如如果一个关节被命名为脚，那么就表示它应该事在模型中位置最低的一个关节。由于定义的罚函数是独立于具体的模型的，所以并没有减弱它的通用性。
2.简化骨架
前面的步骤建立了几何图G=(V,E)来表示骨架，我们需要将它嵌入到我们给定的骨架当中。给定骨架原先是以有s个节点的树的形式给出(在一般人形的骨架上会取s=18)，但是如果这s个节点没有经过简化，嵌入的优化过程是很难处理的。因此我们需要一个简单的骨架，所以在嵌入骨架之前，需要将骨架简化。所有的自由度为2的关节都将被除去(比如说膝关节）,关节两端的骨骼块被连在一起。简化后的骨架将会只有r个连接点。那么骨架嵌入以后缺少某些必要关节的骨架怎么让角色动起来呢？我们根据未简化骨架上关节在整条边上的比例，重新计算出该关节在简化骨架上的位置，然后插入到骨架中。在我们的系统中，简化的骨架中r＝7。简化后的结果就是我们可以将简化的骨架嵌入到系统中以最小化罚函数惩罚的对象。否则这样的工作是很难实现的。
3.离散的嵌入骨架和优化
一般不可能计算离散的嵌入方式时使罚函数最小，因为嵌入的数量是指数级的。但是可以用类似分支定界的方法在问题的解空间树T上搜索问题解。我们使用这样一种方法：首先根据部分嵌入的下界估计保存优先级队列。然后在每一步，取出在队列中最好的部分嵌入，将它展开，与下一个关节进行计算，然后将结果保存在队列中。所以，第一个被完整展开的嵌入就是最好的嵌入。为了加速算法并且尽可能少的占用内存，如果部分嵌入有一个很高的下界，那么它将被立即拒绝并不在嵌入到队列中。虽然这种算法在最坏的情况下依然是指数级的，但是在我们测试实际情况它都是很快的。
在骨架嵌入前将骨架进行了简化，省略了很多的关节，比如说膝关节，但简单骨架嵌入以后，要让角色真正的动起来，还是需要重新插入这些关节。在这里可以通过按比列分割骨架图中路径最短的边来得到。我们希望嵌入后的骨架能够很好的满足角色的形态比列，但是，有时候骨架并不能很好的适应我们的角色。同时，一些小的被忽略的骨骼块并没有被赋予正确的朝向。骨架优化的过程就是为了解决这些问题的提出的。
4.蒙皮
我们的角色和嵌入的骨架在将皮肤依附到骨架上之前是没有任何关联的。骨架并不能够驱动角色运动。因此我们需要指定骨架运动与角色表面网格变化之间的联系。虽然在这里我们可以用很多的网格编辑技术来进行网格变形，但是我们选择标准的LBS方法：假设表示网格顶点j的坐标，表示第i块骨骼的变形矩阵，表示第i块骨骼对第j个网格顶点的变形权值。LBS把j变形后的位置表示为。我们的目标就是找到每一块骨骼变化对所有顶点的影响权值。我们所期望权值有以下几个特性：首先它应该与网格的大小无关，其次权值的变化应该平滑，最后关节间两块骨骼的移动宽度必须与关节到表面网格的距离成一定的比例。即使有一个方案能够得到权值使得骨骼能够满足这些特性，但是它们很可能失败因为他们忽略了角色的的几何学特性。作为代替，我们用热平衡原理来寻找权值。假设我们把角色的体积认为是一个不占容积的热导体，然后我们强迫骨骼i的温度为1，而其他骨骼的温度为0。当热平衡以后，我们就可以把表面上每个顶点的温度值作为该骨骼对它影响的权值。
三、实验结果
盼盼动画系统设计时主要依照三个标准：①广泛性。适应于尽可能多的模型。对一些结构比较特殊，或者会产生歧义的模型能够尽可能的正确嵌入骨架。②质量。关键在于蒙皮的技术，让表面皮肤能根据骨架运动驱动正确的位和形变，以期与视频游戏中的模型相媲美。③性能。运行在大多数的家用计算机上。在盼盼动画系统里对采用的模型进行了一些简单的限制：模型必须是全封闭的，并且是以最自然的姿势站立，这样能大幅度的提高骨架嵌入的准确性。当然模型需要是一个有四肢能被嵌入人体骨架的。
图3为盼盼三维角色动画系统的一张截图画面。系统主要包括模型选取、BVH运动数据选取、运行、视图操作、工具条等功能。该系统的运行环境为英特尔酷睿双核CPU，主频为1.73Mhz，内存为1GB。因为盼盼动画系统是单线程的，所以双核的CPU几乎没有什么影响。测试发现，计算的主要消耗花费在分离过程中距离场的计算上。
4、展望
虽然盼盼动画系统在人体动画领域取得了一定的进展，但是它依然存在着不足，限制着它的应用范围。在技术方面，建立骨架图的时候可以用椭圆来建立初始骨架图。在应用方面，首先它的蒙皮质量在某些地方还可以改进，可以通过在骨架上自动蒙皮的技术来提高质量；其次，它的骨架中的关节与一般人体的关节有出入，不能由一般人体骨架运动的数据来驱动，这样就不能很好地利用网络上大量的表现复杂运动的运动数据。另外，盼盼动画系统依然不能够表现手部动画、脸部动画这些需要细节的动作。如果能在后期中加入这些方面的应用，一定能够得到更为广泛的应用，并且大大减少人体动画开发的整个周期。
注释
①LiuP,WuF,MaW,LiangR,OuhyoungM,“Automaticanimationskeletonusingrepulsiveforcefield”,Proc.ofPacificGraphics’2003,pp.309-413.
②TeichmannM,TellerS.“Assistedarticulationofclosedpolygonalmodels.”Proc.ofComputerAnimationandSimulation’98,pp.87-102.
③KatzS,TalA,“Hierarchicalmeshdecompositionusingfuzzyclusteringandcuts”,ACMTransactionsonGraphics,2003,22(3):954-961.
④WadeL.Automatedgenerationofcontrolskeletonsforuseinanimation.PhDthesis,TheOhioStateUniversity,2000.
⑤BaranI,Popovi?J,“Automaticriggingandanimationof3Dcharacters”,ACMTransactionsonGraphics,2007,26(3):72.
⑥KryP,JamesD,PaiD,“EigenSkin:Realtimelargedeformationcharacterskinninginhardware”,Proc.ofSymposiumonComputerAnimation(SCA)’2003,pp.153-160.
水利工程建设是一项复杂的系统工程，设计周期长、投资大、主体结构复杂，具有标准化程度低、协同配合要求高等特点，并且专业涉及面广，包括测绘、地质、土木、建筑、机械、给排水等多个专业，各专业之间存在着相互联系又相互制约的关系，且各专业的二维图纸表达抽象，其他专业参照非本专业图纸较难理解。因此，在水利工程展示中采用三维动画表达设计意图具有以下3点现实意义：
1）清晰展示工程建筑物主体结构
三维动画可从多视角将工程建筑的结构、材质、布置准确地表达出来，在模型基础上，能够任意观察坝工、厂房等专业建筑结构。相较于用工程图纸加上说明的表达形式，更能直观地让人感受到工程建筑的形态，突破了二维的局限性。
2）明确展示各专业的设备布置
水利工程厂房专业中布置了电气、暖通、水机等各专业设备，一般二维展示只能根据各个专业的相关图纸作基本位置的介绍，通过数字标高识别各设备布置的高程。通过三维动画展示，能清楚地表达各个专业在真实场景中相互交错的关系，一些本身具有运动工作性质的设备，还能模拟其工作过程并真实地表达出来。
3）直观展示水利枢纽的工作原理及施工过程
通常为了说明重要的技术点，用简单的、示意性的平面图形来反映复杂的原理过程，不容易表达清楚三维空间上的真实内容，而且还要求工作人员具备良好的抽象理解能力和很强的专业知识。用三维动画表现动态的水利枢纽、展示水利工程的工作原理及施工过程等则非常直观而清晰，也是对重点工程项目技术、工艺阐释的深化和重要延伸。
2.三维动画制作流程
三维动画借助计算机对所表现对象的形状、尺寸建立模型以及场景，为模型赋予特定材质，设置模拟灯光，再根据要求设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其他动画参数，通过计算机的自动运算生成一组静态图片，将这些静态图像高速播放，从而产生动态效果，之后添加字幕、图像、音频等效果，最后得到工程演示动画，。实现三维动画流程的Bentley软件模块主要有Architecture、Structural、GEOPAK、MicroStation的渲染模块以及后期处理软件AfterEffects等，可根据需要，结合各软件的优势综合利用。
2.1模型的建造
基于笔者所在单位三维可视化协同设计平台，利用MicroStation基础软件和包括测绘、地质、建筑、结构、管路、电气、暖通、给排水、校审和全生命周期数据管理等涵盖水电设计所有专业的专业模块的强大功能，各个专业能够同时进行模型建造并实时协同。相较于传统建模软件，如Sketchup、3DMAX等更能精准、快速地完成模型建造。利用MicroStation软件的优势，最终能得到尺寸精确、细致、仿真度极高的坝区地形、挡水建筑物、通航建筑物、地下厂房模型、施工场地、公路等工程模型。
2.2材质及灯光的选择
材质的处理，可在MicroStation中的渲染模块用软件自带的材质，也可根据需求，替换任意其他材质，操作简单便捷。三维动画与水利工程建筑物相关的材质种类不多，主要有混凝土、钢筋、石头等。由于水工建筑物的结构较为复杂，但真实场景中材质的同一种色调在三维展示中运用略显单调，并且难以清晰地表现建筑物各部分的衔接情况。为此，对同一种材质也需收集多种颜色或纹理不同的样本。灯光方面，可利用MicroStation中的渲染模块功能可以模拟室内、室外多种光源，表达形式也多样化，如点光源、线光源、片面光源、太阳光源等。各专业结构及布置情况展示的三维动画对灯光的要求并不高，只需确保所展示的建筑物清晰可见，具有少量阴影即可。外部场景则需要对灯光的色彩、强度、衰减、阴影等方面进行详细考虑，以达到仿真效果。
三维动画的最大优点，就是能够多角度查看工程场景，在现实中无法拍摄的角度，在三维动画中能轻松展现，只需在场景中设置好行进路径，并设置相机位置及目标点位置。在水利工程建筑中，室内展示受到建筑布局及结构的影响，可能出现视角被遮盖、行进过程中遇到专业设备阻拦等情况，为了能使建筑及专业设备能更专题研究Special Research好地被观看，有时会根据场景需要，对建筑物进行剖切、隐藏墙体或半透明化处理以达到最佳的展示效果。
2.4渲染输出及后期合成
渲染输出时根据三维动画场景的时间长短，单张图片为一帧，以每秒25帧形成动态效果。MicroStation能进行渲染输出连续的静态图片，渲染则由计算机自动操作。后期合成是将渲染输出的图片素材进行加工处理，添加文字、标注、颜色显示框甚至声音效果等，之后合成AVI、MOV等视频格式的动画，这一步骤主要在AfterEffects后期处理软件及AdobePremiere视频编辑软件中完成。后期合成是水利工程三维动画制作较为重要的一部分，能在三维动态展示的基础上，添加更为清楚的解说及标识。
3.三维动画在水利工程中的实际应用
笔者所在单位根据勘测设计技术市场及业主的需求，于2010年底成立了数字工程中心，其中，三维室主要推广三维可视化协同设计，以托巴水电站、蟠龙抽水蓄能电站等各水利工程项目为依托，在协同平台上利用三维建模，成功地将工程项目从二维转化为三维，模拟出真实、精确的现实工程。在此基础上，将模型以三维动画的形式展示出来，更直观地阐述工程技术原理，促进科研开发与成果推广工作水平进一步提升。
4.结语
经过现下计算机软硬件技术的不断更新，有关三度空间内部立体形象以及运动创作活动开始紧锣密鼓地运作，其始终向外传输某种虚拟世界体系信息，设计主体的中心任务就是依照既定模型运动轨迹以及虚拟摄影器械进行异质化动画参数设定，最后配合方案指令赋予模型相关材质并照上灯光；所有后期的激烈情节当然需要计算机自动调试完成。而动画角色定义刚好就是整个艺术规划体系中的特殊要诀，其秉承一系列夸张、拟人艺术表现手段进行可视形象搭设，动机标准其实就是赋予各个动画角色比较特别的生命力、艺术感染效果。可以说，角色设计工作已经成为整部影视作品中的主导元素，单位脚本都必须围绕其实施科学掌控。尤其在创作前期阶段，依据剧本延展条件审视，系统地整合各类视觉形象，使得设计师的核心价值观能够清楚得传输到受众人群之中。这部分想象、个性内容基本源自于生活考究经验，能够侧面烘托人们的现实生活状况与理想认知标准。优秀的作品架构内部，角色形象以及性格特征会得到一定程度地放大化处理，设计主体长期维持童心状态，尽可能地拓展创造力跟想象力。整个动画中几乎包揽万象，其与电影一样能够刺激人们创作的火花，区别的是三维动画中的角色大部分是为了迎合剧本需求被创造出来，透过形态比例、动作流程以及语言特征观察，都或多或少隐藏着设计主体的性格特征。创作流程中，规划人员有必要联合故事时代背景以及内容疏导格式进行角色设计，包括身高、服装样式、发型以及配件等；另外，影片整体艺术表现风格也将深入影响动画造型结果，具化要素就是美术设计与动画语言，总结为角色造型一直维持与动画风格相辅相成的交互关系。
2三维动画角色造型分类标准陈列
造型设计工作需要针对外在形体与潜在气质做出叠加改造，卡通赋予角色一种特别的造型基础，使其能够尽量规避生活中混乱认知迹象，充分彰显独到的艺术风格。所谓的角色设计类别基本呈现为：（1）拟人化造型。三维动画场景之中大多采用拟人手法实施造型梳理。例如，《狮子王》中的辛巴、《海底总动员》中的尼莫等，因为孩子比较喜欢动物，涉及生命化、拟人化的处理结果将会令我们发现截然不同的世界奇景，这种夸张式工艺在动画作品中可说是随处可见。因此，拟人化造型调试工艺主要呈现以下细化特征：首先，外型要基本符合动植物显性特征。其次，关于人化的手部、面部特写要足够精细，全面迎合人们正常的审美习惯。（2）写意类造型。基本强调部分个性化特征显著的角色造型，这类动画作品基本被定义为艺术片，其造型处理结果不会出现过多要求，只要透过影片反映活动中能够适当激发观影人群的联想思路便足以。其在造型设计工作上往往散发出一种随意性色彩，但对于影片整体风格把握能效上的确精良。
3三维动画角色造型设计的细化流程分析
（1）整体风格确认。针对动画剧本内部角色实施设计活动中，需要首先掌握内容表述风格，异质化类型动画角色表现手段几乎是天差地别的，必须保证设计过程中进行整体考察、验证。（2）角色性格搭配。动画里应该全程传递着多角色交流的活跃氛围，经过细致化的对比、映衬能够进一步彰显动画核心灵魂，针对这类性格特征做出有机铺陈便对影片整体收视成果产生巨大影响。当然，除了在表演活动上，造型基本承揽全篇章疏通的职责，单纯拿《亚瑟和他的迷你王国》为例，在迷你王国中的小矮人就在人们心中留下难以磨灭的印记，其对神幻王国探险的气魄以及天真的童心都博得大众的喜好。（3）从自然、传统艺术资源中挖掘灵感。三维动画角色设计本就该结合自然、人文情感环境实施长期调研，从中掌握无限的素材资料，经过设计主体科学鉴定与提炼、挖掘之后，使得一些看似丑陋的事物也能变得活泼可爱。传统艺术经过长时期的锤炼已经蕴藏着深厚的文化价值，针对其进行有机吸收、改造将为作品自身内涵灌输更多活力因子，不计较地域、民族差异特性，无论任何艺术审美观念都将得到充分融合。因此，能够使影视作品渗透出一种传统绘画气息，引起更多爱好主体的审视。例如，中国传统雕塑工艺具备丰厚的装饰趣味，比较迎合我国民族个性和审美心理标准，我国在三维动画角色定义上就应该广泛吸纳更多传统风格，使得材质彰显成果充斥着我们自己的角色韵味。（4）夸张与变形处理模式。在进行角色设计时我们一般要考虑所设计的角色主要特征在那里，这些特征往往是吸引观众的地方，抓住它并对它进行夸张强化处理，动态上亦是如此。实施夸张变形处理环节中应该注意以下细节：首先，对形体要进行归纳，强化几何形体。其次，注意对比，包括体量上的大小对比，细节的烦琐与简洁的对比等。最后，掌握好适度与整体协调，注意平衡。例如，在二维环境中一个硕大脑袋可能比较可爱，但将他放入三维中就显得特别怪异，因为在三维中除了考虑形还应该考虑到体积的因素。
4结语
【关键词】三维动画；创新型人才；大学教育；动画市场
三维动画教学研究的意义重大，第一，突破传统三维动画教育模式，健全和规范三维动画课程教学的内容，调整人才培养方案结构，适合动画市场人才需求。第二，创新教学方式及提高教学质量，提高学生创新创作思维。第三，提高学生三维技能培养，把三维动画项目引进课堂，让学生提前接触三维动画公司项目运作。第四，拓宽学生就业面，提高学生自主团队创业意识及艺术修养，同三维动画市场所需人才接轨。第五，有助于提高动画质量，避免以数量占据质量为主导。第六，有用于中国动漫产业发展的学术研究参考。在国外，以亚洲国家韩国为例，各个高校在90年代末就开始实行动画教育，在2000年达到更广的推广，并且三维动画教育越来越受到关注，并且由国家出资支持一批优秀教师出国深造以提高国内三维动画教育水平。至今，韩国境内的大部分高校都设有三维动画专业，并且形成产业与教学相结合的方式，让学生不仅仅在课堂上学习，还结合外部实际的动画项目，让学生在实践中掌握更为实用的动画制作技巧，同时为学校的学科建设提供了资金来源和提高学科硬件建设提供基础。本论文主要通过国内外三维动画高校教育及三维动画市场方面进行分析，探索三维课程及人才培养方面的创新。
一、国内外三维动画教育现状分析
(一)美国
20世纪80年代，美国开始探索运用计算机技术制作动画。经过一段时间的实验性的探索，1995年，由迪士尼发行的三维动画《玩具总动员》上映并获得巨大的反响，则意味着三维动画正式进入寻常人的生活。由此可见，软件技术发展对于三维动画发展的影响非常大。美国到现在为止都为世界顶级三维动画强国的称号，第一所三维动画专业创建于1974年，当时主要是理工技术为基础的软件实力和动画相结合的方式发展起来。1987年成立了真正意义上的三维动画专业。这与他相对发达的软件技术平台的关系密不可分，除此之外，还有它创新自由的美术教育。在很多制作公司都设有专门的动画培养基地，例如迪士尼公司就设有自己的美术学校，这位学员提供了丰富的锻炼机会，同时耳濡目染，直接影响着学员的创作能力和技巧。并且很多大学的三维动画专业，甚至整个动画专业都积极和外界制作公司合作，形成学员与社会接轨，已工作人员返回学校再教育的双向合作模式。这种交流不仅活跃了教学内容，而且还为三维动画事业输送高质量人才的同时不断地提高着已有的创作水平。在教学内容上，美国的三维动画教育做到最大化专业细分，在某种意义上提高了教学质量，学生通过专项的专业学习，提高了每个学生的专业素质，也同时因为学生的专业性提高，影响着企业公司制作方面更加专业，制作水平更加完善。
(二)日韩
日本的动画开始于第二次世界大战以后。随后，因为日本打开门户吸收了大量的西方文化，动画事业发展迅猛。日本的动画教育发展与1975年，随后设立了专门的动画大学，代表大学有东京设计师学院，日本电子专门学校等。日本的动画教育起步早，发展快之外，他的教育也有一定的独特性。在日本的电子专门学校，日本工学院专门学校，东方学院专门学校电脑动画得打大力支持的专门大学。根据时代的要求，日本的大学对于三维动画学生的培养不仅仅受限于专业知识的教育，学生在学习期间也接受到电脑技术，二维多媒体动画，绘画，电影等知识的教育。韩国的电脑动画始于1994年朴先水(音译)导演的九尾狐。随后比较著名的三维动画有《波露露和他的朋友们》等一系列深受观众喜爱，并且形成产业链的三维动画。韩国的大学里大多都设立了专门的三维动画专业。很多大学生都是热爱三维动画而选择这个专业，毕业设计风格化明显。相比于美国三维动画最初始于公司开设的学院，日本的三维动画也是基于二维动画基础上而开设的，而韩国在三维动画教育方面相对独立较早有着很强的竞争力。韩国三维动画教育方面主要尊重学生自我的学习目标的基础上，设立专业的学习目标，带领学生更好更快速地进入到专业学习中。这样是教育或者学习过程，教师和学生，教育内容等构成要素间相互紧密的依存，发挥教育的最大作用。教学内容上侧重于学生的技术培养的同时注重艺术涵养的培养，通过多样的教学内容，让学生自主选择自己的专业方向的同时，老师作为辅佐，培养出了大批的艺术与技术兼备的学生。
(三)国内三维动画教育水平分析
早期的高校艺术教育培养高等人才的理论架构中偏重对学生理论基础和艺术修养的培养，其次是技能的培训，结果高校学生毕业之后面临相当大的困难:社会上的生产企业需要聘用的是立即能产生经济效益的工人，对于被聘用者的继续学习和深入培养往往缺乏信心和足够的物质、人力支持，在对人才的二次开发上，不愿意投入过多的成本。这一矛盾的出现，促使社会上一批以社会办学形式出现的培训机构如雨后春笋般不断成长并壮大起来，但也只在某种程度上弥补了高校教育和社会生产实际需求间对于技术工种的空白，对于动画艺术的发展并没有多少贡献，模式单一、缺乏想象力的教育模式显然已不能满足时代的需要。高校还在教育的硬件条件上不断进行建设，从最早的配备拷贝台、线拍系统，到建设专门的动画软件工作室、建设定格动画拍摄间，再到录音棚、后期、三维制作以及最近几年对于三维动作捕捉系统、三维扫描系统等大型工作场所的投入，为三维动画技术教育奠定了一定的物质基础。［1］随着科技的发展，一般质量和缺少创意、缺少艺术感的三维动画已不能满足观众对于高质量、富逼真感和有视觉震撼力的动画作品的强烈需要。因此中国政府继续加大动漫产业的投入力度，国家“十二五”规划中依然把动画产业列为重点扶持产业。
二、国内三维动画市场需求分析
国内三维动画发展起步较晚，但是近年来随着社会需求扩大，政府支持力度不断扩大，市场也逐渐成熟起来，电影，电视及动漫游戏方面设计队伍不断壮大。例如动画片《秦时明月》，运用了三维动画技术，画面效果表现优秀，故事内容设计完善等，受到不少观众的喜爱，也表现了国内三维动画创作的高水平。2016年出品的动画电影《大鱼海棠》利用三维技术和传统二维结合的技法，设计制作，同样得到了社会的广泛好评。虽然我国比国外的三维动画产业起步晚10年左右，但是在各种应用领域发展迅猛。2015年，我国网络游戏市场规模达到337亿元，动画产业规模扩大，因此动画人才需求量不断扩大。加上VR虚拟现实技术的推广，更多三维动画市场被打开，但是依然存在优秀人才缺失的现象，曾经市场上某企业给出月薪3万的薪酬，但是还是没有招到理想的人才。理想的三维动画人才必须兼备技术与审美能力，并且对于现在就业越来越困难的经济现状，鼓励年轻人利用技术创业，因此掌握一些经营管理能力对团队建设及创业都有很大帮助。但是我国的教育一直在“全面”及“创新”方面有所缺失。对于市场上三维动画人才需求的分析，大部分企业需要有创新和团队意识，可以独立思考及制作的人才，这就需要在教育过程中按照社会需求改变和创新教育方式及内容，从而使学生更快适应市场需求，并且为我国三维动画应用的各个领域创造价值。
三、结语
国内三维动画起步比较晚，但发展比较迅速。唯一不足的就是质量很难跟上。全国各大高校在近十多年都相继开设三维动画专业，由于教学硬件、师资力量及人才培养定位很难跟上。造成培养出的学生与动画市场所需的人才脱轨，我认为创新三维动画教育可以从以下几点出发:首先，应该通过联合国外优秀高校进行实地考察调研、国内三维动画市场调研及结合学校实际情况对三维动画课程进行教学改革，融合国外动画教育方式，可以通过引进国外优秀三维动画专业毕业人才或选送年轻的教师送到国外进行培训。这样可以吸取和借鉴国外优秀教学方式代入三维动画教学过程去，和国内动画教学实际情况相结合。其次，分析三维动画行业及专业教学现状，以实际教学和实际项目相结合，探求解决方法与途径。寻找三维动画教学中规范、系统、专业的知识结构体系;通过对三维动画课程教学改革，以促进学生对三维动画的重新认识，结合实际项目激发学生的求知欲，加强专业学习，以达到行业市场专业要求，为三维动画行业市场规范化、系统化、专业化做出有力支撑，同时也扩大学生就业方向和创业途径。同时我们要进一步的加大和动画公司合作。把项目细分到专业中去，让学生更好地把握理论和实践的相结合。动画项目从社会需求和学校实践出发，以安师大新闻与传播学院在校学生为例，将实际教学案例与实践项目相结合，梳理新的三维动画设计教学内容、教学方式、教学效果表现及如何将动画公司项目引入课堂。使学生能获得规范、系统、专业的知识结构体系，积累经验不断创新。这对相关高校三维动画课程体系建设发展提供一个借鉴。
参考文献:
【关键词】科普教育；形象化；灵活性
中图分类号：J954 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2015）12-0101-03
一、科普影片的传播目的
“科普”一词，应源于1959年英国人查理斯・波西史诺《两种文化与科学革命》的演讲内容，这是现代社会对于科普开始了解及重视的开端，在以人文社会为主流的时代，这一概念的提出也逐渐发掘了科学于社会发展和人民生活之间的重要联系，因为科学所要普及的即是以人文为主的社会环境。更好的公民科学素养的养成与质量的提升，是促进国家繁荣的重要因素，并可以提供更优质的社会决策和更高质量的个人生活，提高广大民众的科学素养是对未来的投资。目前世界各国推广科普教育的政策虽然各有不同，但是都对科普教育的推广工作非常重视，且不乏积极发展的案例。在欧洲，大多数民众都看好一般科学和技术所带来的好处；根据美国相关机构的研究显示，超过百分之八十的美国民众表示出对生活上具有普遍利益的科学知识有一定的兴趣；在澳洲，大部分的民众也认为，科学技术是改善生活的重要因素。
如何唤起学生对于科学知识的兴趣与学习动力，是近年来科学教育最关注的议题之一。过去科普或科教领域的研究主要关注于学习效率的提升，或改变教学策略对成就表现的影响。然而，推广科学教育的目的是提升学生对科学的学习兴趣，有相关机构调查发现，观众在听完科学知识讲座后，自身在对科学知识的理解和对于相关知识的学习态度及学习兴趣方面有明显提升。科学教育因内容议题广泛，对于科学知识的学习效益研究、学习动机和科学素养等相关议题皆会产生积极影响。
学生在科学、科技知识课程中，能连结科学概念、理解与知识的相关应用，甚至在课程结束后，会持续关注相关议题并统筹所学内容，这就是科普影片所应起到的作用。具体说来，注重科普影片的传播可以达到以下的效果：
（一）大众能肯定科学研究、科学方法、科学精神与其重要性，并能接受及推广这些方法与价值；
（二）吸引更多民众投入相关活动；
（三）促进专业与非专业领域的沟通了解，激发跨领域的新研究。
所以，科普影片的传播目的不仅在于学习科学知识，更重要的是协助对科学的了解，并提升科普议题的关注与学习。科学知识是透过不断辩证、收集数据并评估进而取得发展的，所以，借由科普影片辅助及整合科学知识内容，有助于延续学生在科学领域的认识得到进一步发展。
二、三维动画科普影片的优劣势比较
近些年来，随着科技的不断进步，科普影片的拍摄形式也由过去依靠相机、摄像机实景实地拍摄的单一拍摄方式，转为利用计算机运算三维动画仿真图像的新型科普影片制作方式。那么，这种新型的科普影片拍摄方式相对于传统拍摄方式，到底有哪些优缺点呢？首先我们来探讨优点部分：第一，由于三维动画完全采用电脑进行制作，在制作空间上可以节省许多，只要是能摆放电脑进行创作的地方都可以进行动画制作；而其他的影片制作方式，不管是用拍摄方式还是用手绘方式，除了要有绘画或是制作道具的场地，还需要有拍摄用的摄影棚等工作场所才可以进行制作。第二，利用三维动画方式制作影片，具有高度的制作灵活性，如果有不满意的镜头需要修改，只需在软件中修改原有文件的相关参数即可，使得制作和修改过程变得相对简单；而其他的影片制作方式，一旦出现某个环节的错误，可能就必须重做一次，好比实景拍摄的方式，只要有一个地方出错，可能整个镜头就需要全部重拍，这会使得制作过程变得冗长、繁琐且会消耗更多的资源，拍摄时间上也得不到很好的保证。第三，因为三维动画能够模拟生成复杂的环境场面，比起传统手绘动画能够呈现更大的空间变化和更为逼真的视觉效果，而传统的摄影机或显微镜拍摄的方式因为会受到环境、光线以及器材的影响，使得拍摄过程受到诸多限制，往往效果会不尽人意。随着电脑硬件和软件科技的不断向前发展，三维动画可以呈现出越来越多我们以往无法企及的视觉可能性，从而制作出更为逼真的影像效果。虽然这点有人认为未必更好，但是若纯粹以技术层面来看确实是一种进步。第四，三维动画制作方式能够节省更多的制作成本，因为不需要大量的人力物力的介入，在资金有限的情况下，只要有一台中等配置的电脑便能够开始制作工作，而传统拍摄方式除了要将画面用相机或是摄影机拍摄下来，还要将拍摄素材送交后期剪辑以及合成部门进行画面的后续处理，而现在这些步骤在三维动画制作的流程里可以在同一台电脑上完成。
在探讨要三维动画的优点的同时，我们也应注意到利用三维动画方式制作科普影片也存在一些缺点和问题。第一，是所有利用电脑进行动画制作的方式下普遍存在的问题，就是过度依赖电脑使得资料的保存方式限于电脑硬件之内，一旦电脑硬件出现损毁，辛苦创作的数据资料很有可能一瞬间化为乌有。第二，也与过度依赖电脑有关。由于制作过程全部或大部分透过电脑完成，软、硬件之间的配合就显得尤为重要。一旦软、硬件之间出现不兼容的情形便会出现制作过程的停滞。例如：当制作过程是由多人共同担当，并非个人独立制作时，一旦所用的制作软件不相同或是版本不同的时候，就有可能出现文件无法相容，导致制作过程停滞的情况。尤其是多人参与制作时，这是经常出现的、非常麻烦的问题。第三，是与电脑硬件配置情况有关。虽然理论上只要电脑能安装三维动画制作软件，就可以进行影片的制作工作，但是实际制作中如果电脑硬件设施过于老旧，即便是软件能够安装，也很难正常使用。这个问题也会影响到将来图像的输出以及最终影片的完成时间。硬件设备的落后，使得相对的图像运算需要花费更多的时间去完成，这会直接导致影片制作效率低下和制作成本的增加。
三、生物三维动画科普影片的特性与制作流程
传统生物学教学影片注重知识化、通俗化和形象化，将艰深难懂的生物学知识和生物学技术普及给社会大众。随着时代的发展和生物学教学模式的转变，新世纪的生物学科普影片除了要继承传统生物学科普影片的现有特征以外，还应探索面临的新形势、新内容和新问题，并以此指导生物学科普影片的创作工作。
随着音视频技术和媒体传播方式的变迁，利用传统方式拍摄制作的生物学科普影片从画面效果到视频内容方面，已远远不能满足当今人们对于生物科学知识学习的渴望。近年来，由于三维动画技术的精确性、真实性和无限的可操作性，被广泛应用于影视、教育、军事、娱乐等诸多领域。利用三维动画仿真技术制作的影片能够给人耳目一新的感觉，因此受到了众多观众的欢迎。在国外，三维动画仿真技术也被广泛应用于生物学教学影片、科研及科普等多个领域。那么，国内生物三维动画科普影片的制作与发展现状又是如何呢？针对这个问题，我们的科研小组做了一系列的调查，结果发现：首先，尽管生物学研究领域特别是教学方面极度需要相当数量的三维生物学动画科普片的片源，但是国内却没有一家机构能够专业从事此类影片的制作，制作流程和技术表现特质的研究方面仍属空白；其次，国内目前对于生物学科普影片的制作方面，仍然大多以电子显微镜或相机拍摄到的真实图片或视频为主，因为现实摄制条件的限制和软硬件方面的制约，这种传统拍摄方式得到的影片效果往往不尽人意；最后，国内现在三维生物学动画科普片的来源，主要是依靠采购国外仅有的几家相关制作机构制作的片源，影片价格高居不下，内容也不甚丰富，而且品质良莠不齐。
通过以上的调查结果我们不难看出，目前我国生物科普影片的制作中在牢牢把握科学性的同时，必须考虑当今受众的需要――只有观众喜闻乐见的科普影片形式才是“优质产品”。三维动画具备不受时空、结构与尺度限制的特征，能以逼真的图像表现无法实拍或者具有危险性的生物生活环境或身体内部构造，使用三维动画技术能真实、清晰地展示想要表达的生物对象的每一个细节，可以在小规格时段内模拟出实际发生过程漫长的生物研究过程，并可以突破物理屏障，深入对象内部结构进行“拍摄”，也能够轻松模拟在显微镜条件下难以拍摄到的对象外形和运动，适宜表现那些强调真实感、空间层次感的复杂研究题材，其制作修改灵活性较强，画面质量能得到很好地控制，以上特点使得三维动画将成为今后一段时间生物科普影片表现的主要手段和趋势。
生物三维动画影片的制作过程依照制作团队人员的数量和制作成本的不同会有一些差异，但是其整体的制作流程大体相同。本文以笔者制作影片的过程为例，大致将生物三维动画科普影片的制作流程总结并划分为：前期制作阶段、动画中期制作阶段和后期合成阶段等三大步骤。
（一）前期制作阶段
这一阶段主要将影片的构思、文献收集过程中的生物物种、生活习性和细胞结构特点等资料，透过与生物科学专家的不断沟通交流，取得科学层面上的建议与确认，并充分结合三维动画制作的特点，由故事大纲延伸出完整的文字剧本及基本美术造型设计方案，包括整体画面风格设计、生物造型设计、色彩气氛设计等步骤，然后将细化的文字剧本给予镜头语言，制作成完整的画面分镜头台本，即完成影片的前期制作阶段。
（二）动画中期制作阶段
这一环节主要将完整的前期美术设计方案依照设计完成的图样，进行诸如三维数字模型搭建、材质贴图、骨架绑定等工作，之后再进行生物角色的动画设计、三维虚拟镜头运镜、灯光、特效等方面的设定与测试，最后进行全片三维图片序列素材的渲染输出解算工作。
（三）后期合成阶段
主要通过后期制作软件完成图片序列素材的剪辑与画面效果调整处理工作，调整好画面的节奏与色调，并对照画面影像来制作影片中的全部字幕，最后将视频进行完整输出，得到最终成片。
以下便是笔者总结归纳的整个三维动画科普影片的制作流程图，如图1所示：
尽管目前国外已经有关于三维生物学动画的制作案例，然而，这在我国生物学研究界的应用至今仍然处在起步阶段。研究三维动画在现代生物学研究活动中的运用，能够使三维动画更好地服务于生物学研究和其他相关科研项目，为生物学科研与科普活动的发展带来新的契机。
参考文献：
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[2][美]葛詹尼加等著.周晓林，高定国等译.认知神经科学――关于心智的生物学[M].机械工业出版社，2011.
[3]毛松午，李艺康，顾洁燕等.美国IMAX医学科普电影《人体奇迹》给我们的启示[J].中国医学教育技术，2010（6）.
关键词：交互式动画；界面设计；应用
中图分类号：J218.7 文献标识码：A
文章编号：1005-5312（2012）17-0037-02
一、交互式动画概述
（一）交互动画概念
交互动画是指在动画作品播放时支持事件响应和交互功能的一种动画，也就是说，动画播放时可以接受某种控制。这种控制可以是动画播放者的某种操作，也可以是在动画制作时预先准备的操作。这种交互性提供了观众参与和控制动画播放内容的手段，使观众由被动接受变为主动选择。交互设计就是设计使用者与产品交互的过程、方式等。具有互动性特征的媒介系统更易被使用者接受，更能给人以满足感，更易学习与掌握，而且能够增加合作感。不仅能明显提高产品的友好性。使原本单调、生硬的信息传递系统的界面变的更加华丽,有亲和力。更重要的是,可以增加信息传递效率，达到更好的信息推广的效果。
（二）交互式动画的特点
1、交互性。交互动画的使用是一种人机交互的信息传递形式，受众并不是被动地接受信息，而是主动地查找，因此设计更注重使用者的参与性，改变了受众被动接受信息的情况。这种设计可以提高使用者的兴趣，调动其积极性，符合现代信息的传播理念。
2、集成性。交互式动画与计算机和网络技术的发展有着极其紧密的关系，是技术和艺术结合的产物。具有文字、图形、声音、影像、动画并茂的立体表现的集成性特点。它使视觉语言有了一个纵深地扩展，其信息传递的效果会比单纯的图片、文字要高出许多。
3、娱乐性。交互动画参与设计使作品不再是单调的一个图片或者文字的展示，丰富的视觉、听觉、甚至是触觉、味觉的整体调动，使整个设计气氛活泼，扩展了使用者的想象力。带来一种更令人愉悦的视听感受，使娱乐性大大增强从而充分调动使用者主观能动性。
4、准确性。对于交互动画设计应用来说，信息的准确传达是交互动画设计的基本原则，交互动画设计是综合多项技术的设计手段，可以综合处理包括文字、图像、视频和声音在内的多种信号，实现视听、图、文的一体化。
（三）交互式动画的实现方式
动画的实现方式多种多样，传统手绘、三维制作、实物动画、等等。除此之外一些网络编辑软件flash、dreamweaver、toombom都能根据需要来实现动画效果。下面列举下常用制作方式。
1、矢量动画。许多网络编辑软件flash、dreamweaver、toombom都能根据需要实现动画效果。其中以adobe 公司的软件flash 制作的为最多。Flash是一个非常优秀的矢量动画制作软件，是以数学公式而不是以记录每个像素的色彩信息来处理图像的，所以完成作品需要的内存和存储空间小很多，而且集成绘画、动画编辑、特效处理、音效处理等功能。制作的动画具有短小精悍的特点，所以被广泛应用于网页动画的设计中，以成为当前网页动画设计最为流行的软件之一。
2、传统二维手绘动画。不同的制作手段会带来不同的视觉效果，传统手绘多以点阵图的形式记录画面，擅长表现细腻的色彩丰富的画面，更易于展现创作者的艺术风格。
3、三维动画。成熟的三维动画技术擅长从一种更为直观、动态的方式多角度展示对象的功能、特性、结构、组件等细节问题。三维动画依赖CG技术通过电脑强大的运算能力来模拟现实，并满足观众对三维动画作品越来越高的视觉要求。模拟摄像机的强大功能又可以实现二维动画难以达到的多机位、多角度的拍摄效果。
4、定格动画。纸和毛笔、铅笔、沙和粘土、铁丝、各种我们身边的材质都可成为定格图形动画的创作素材。这种创作手段，采用实拍和制作相结合的手段，保留了传统手工艺制作的粗糙感、亲切感的定格动画，不仅充满质朴的童趣意味，其技术特征更是展现出了动画艺术最原始的魅力。
二、交互动画在界面设计中的应用
（一）交互式动画参与界面设计的必要性。
20世纪70年代，美国未来学家阿尔文·托夫勒在《未来的冲击》一书中明确提出“服务业最终会超过制造业，体验生产又会超过服务业”的观点。而“体验经济”的提出，正是体现了人类文明程度的提高，如何满足人们日益增长的物质文化需求，提高互动式体验是当今设计师的重要研究课题。
交互式动画参与界面设计给使用者提供一种自助式的体验，以一种更加自由、自然、友好、多渠道的信息传播方式，通过参观者的多种感官进行信息传递。在信息爆炸的今天，这种信息传递方式以其交互性、非线性、娱乐性、准确性等诸多人性化的特点迅速介入到设计领域中，构建起人与人之间、人与产品之间、产品与产品之间、人与环境之间的交互网络，增加了产品沟通的有效性。体现了设计以“人”为本的理念，围绕着人的需要，满足人的需求。
（二）案例分析
下面以笔者参与的2011年度河南省教育厅人文社会科学研究项目“现代多媒体技术在城市导向系统中的应用”为例, 来分析交互动画设计中的在界面设计中的思路与方法。
当前，随着我省城市化发展进程的日益加快和城市空间的不断扩张、城市道路状况不断翻新，使原本就不完整、不清晰的标识系统变得更加难以辨认：
1、标识不醒目。城市现有的道路标识大都相对简陋甚至接近老化，许多信息都模糊难以辨认。
2、 标识不准确。由于道路的不断翻新扩张，许多路段出现道路信息缺失，或者不完整的情况。
3、标识不系统。道路标识经过长期不断的变更，难免出现位置不统一、规格不统一、字体不统一等情况，甚至有些时候还会出现同一道路路口两个或者多个不同道路信息。
由导向标识牌的不完善等现象，给生活和工作在城市中的人们带来了许多出行的不便。并逐渐成为困扰诸多城市管理者的一大顽症。如何通过交互式动画的介入，完善视觉传达因素在城市导向设计中的科学应用，让所有本地区的出行人员安全、准确的到达目的地的同时，高效、有序地引导人们在城市不同公共空间环境中自如的行动，就是本课题所要研究的目的和方向。
本项目以郑州市金水区东部繁华地段为例，此路段包括酒店、学校、医院、动物园、餐厅、大型超市、广场、公交车站、长途车站等公共设施。经项目组成员的讨论，结合本项目实例，交互动画的最终效果定位在以简洁、清晰、亲和力、易操作上。并最终选择了以传统手绘方式作为交互式动画的主要表现形式。手绘的地图既具有严谨性又具有艺术观赏价值；交互式动画画面的笔触感增加了导向系统的亲和力；声形并茂的动画准确、高效的传递了道路信息；简单、清晰的操作方式方便所有年龄和层次的人使用。在具体应用上，主要包括以下几种应用：（1）查找某地点信息。例如：当使用者将鼠标点到花园路沃尔玛超市时，便会有相应窗口弹出此地点相关文字介绍和对应的交互动画（例如会出现超市购物车的小动画，和收银台扫描货品的声音。）声形并茂的展示该地点相关信息。（2）查找两地之间行进路线。首先在界面上方搜索两地之间行进路线，然后在对应的窗口中选择某种出行方式：步行、公交、自驾等。主界面便会出现一个可爱的卡通吉祥物（步行或者乘坐交通工具）带领着使用者在地图中寻找最正确和最便捷的行进路线。（3）查寻路况信息。当使用者搜索某路段信息时，界面上会以动态形式显示该路段单、或者双向、单个或者多个复杂道路以及连接这些道路的路口、红绿灯以及现阶段路况的拥堵情况等相关道路信息。在应用上，除了交互式动画本身所具备的优越性以外。还能达到及时更新的目的。随着城市不断的发展，交通和道路状况日渐复杂，除正常更新以外，修路、事故等状况都可能会改变道路的通行信息。对于这种由网络统一控制的城市导视系统，我们只需要在控制中心改变数据即可最快、最高效的进行实时更新。
复杂多变的社会需求对设计者提出了多方面的挑战，社会的发展需要多学科的融合，交互动画设计也将应用领域发挥出更大的作用。
本文为2011年度河南省教育厅人文社会科学研究项目“现代多媒体技术在城市导向系统中的应用”（厅级项目）项目论文，项目编号：2011-GH-212。
参考文献：
[关键词]动画模块化教育模式Maya教学课改
常州工学院艺术设计学院开办动画专业已6年有余，由于Maya使用灵活、功能强大且行业中应用广泛，故我院动画专业学生在软件技能课上选择了Maya，而笔者本人也一直在从事Maya的课程教学任务，回顾教学历程，虽然碰到很多问题，但也取得了一定的经验，特别是本人依据MES模式设计的Maya软件技能目标细分培养思路取得了一定成效，今天提出来与广大同行共议。
1、模块化教育模式在动画专业人才培养中的考量
模块化教育模式以“CBE”和“MES”两种流派比较具有代表性。CBE（Competency Based Education，能力本位教育），主要以加拿大、美国等为代表。它是以知行能力为依据确定模块，以从事某种职业应当具备的认知能力和活动能力为主线，可称之为“能力模块”。该种模式非常类似于现在我国动画专业人才培养模式的统称，即在专业培养中以一个动画从业者的角度出发，强调一个从事动画行业的人所应具备的比较综合性的知识与技能。故CBE模式可以用来统筹动画专业人才培养教学体系，也基于此我们在专业课程设置上从素描、色彩、剧本、创意、分镜、动画运动规律、软件技能、动画流程管理直至短片创作无所不包，其根源也是强调作为一个专业动画从业人员所应具备的各种综合性知识和综合技能，只有学生毕业后进入到动画公司并从事相应的岗位工作后，在这一特定工位上继续提高，一般来讲具有通识知识的学生在后续的专业发展上空间会更大，但其劣势也是明显的，即不能像以MES培训出来的学生更容易进入岗位角色。
MES（Modules of Employable Skills，模块式技能培训），是20世纪70年代初由国际劳工组织研究开发出来的以现场教学为主，以技能培训为核心的一种教学模式。它是以岗位任务为依据确定模块，以从事某种职业的实际岗位工作的完成程序为主线，可称之为“任务模块”。 MES是从职业具体岗位工作规范出发，侧重于职业岗位工作能力。该种模式类似于现在的影视动画培训公司的动画人才培养模式，即从三维动画制作流程的工位入手，以模型、材质、动画、渲染、特效、后期等为主要切入点，进行针对性的专门强化训练。
两种流派的共性是都强调实用性和能力化。其区别是CBE从职业普遍规律和需求出发，侧重于职业基础通用能力。而MES是从职业具体岗位工作规范出发，侧重于职业岗位工作能力。
2、基于MES模式下的Maya软件技能目标细分培养
由于Maya软件本身在架构上实行了模块划分，如Modeling（NURBS和 Polygon）、Animation、Dynamic、Rendering等，切换某一模块会引起相应的界面主题内容的变化，另外在行业内三维动画制作也主要按照模型、材质、动画、特效、渲染等几个主要流程来进行，并且在动画公司的实际工位设置上也主要是基于模型、材质、动画、动力学等方式来进行，故我们以模块式技能培训（MES）方式来设置Maya软件教学实训内容也是顺理成章的事情。在具体的设置中主要是将四个模块的内容分配到两个学期完成，在第一学期主要完成模型及材质，在第二学期主要完成动画及动力学，其中在两个学期中会分别穿插一些辅助插件模块的学习，如PanitEfects、Hair、nCloth等。
在具体的模块化培养中则依据实际三维动画公司中的相关制作工位对人员的要求细化培养目标，如以模型制作技能培养阶段为例，首先按照三维动画公司模型工位要求进行能力培养目标细分为道具、场景和角色三种类型的模型创建能力，如道具模型创建能力以赛车制作为典型代表，要求学生掌握工业产品模型的构建方法，如图1所示。
在场景模型制作中以室内、室外两种模型创建为代表，要求学生掌握如图2和3所示的两种模型的构建方法。
在角色模型创建中要求学生掌握卡通、机器、人物和怪物四种类型角色的模型构建方法，并力求造型准确，布线合理，课堂范例基本模型如图4、图5、图6和图7所示。
在其余的模块化培养中则继续参照动画公司的相应工位需求进行相应的能力细分培养以求目标细化和知识点细化。在材质贴图阶段则要求学生掌握如下知识点：Maya材质工具节点；常用CG材质调节方法：如玻璃、金属、塑料、木头、皮肤等；UV及复杂UV的展开方法；两足和四足角色贴图绘制；建筑贴图绘制；灯光类型及投影类型；软件渲染的设置；MentalRay渲染器的使用等。在动画阶段则要求学生掌握两足或四足骨骼的创建方法，控制器的设定方法，蒙皮与权重的绘制方法；典型的两足和四足的动画调节方法；其间还需掌握摄像机动画、变形动画、路径动画及材质动画的设定技巧与方法，同时还需要掌握一些绑定插件的使用方法，如AdvancedSkelton等。在动力学阶段则重点掌握刚体、粒子、柔体及流体的四种类型动力学动画的实现机制及原理，并要求学生重点掌握表达式控制粒子状态与形态的方法，其间穿插Hair、Fur和nCloth系统的使用及案例讲解。
限于篇幅我们将动力学模块粒子阶段学习内容呈现给读者，粒子学习阶段学生至少要完成射箭、奔跑的野兽、爆炸和扫射四个案例制作，以强化学生的表达式初步应用能力，依次如图8、9、10和11所示。
3、取得的教学成果、存在问题及课改的方向
基于MES模式下的Maya软件技能目标细分培养方法在几年的动画专业人才培养中实践下来取得了较好的成效。如优秀毕业设计获奖方面：周道信同学的三维毕业设计作品《蜡烛》获得2009年校优秀毕业设计二等奖；金媛媛同学的三维毕业设计短片《皮埃尔奇遇记》获2011年校优秀毕业设计二等奖，汪玲玲、薛科、庄静三位同学三维毕业设计短片《三心二意》获优秀毕业设计团队称号等。竞赛获奖方面：《最后的常青藤》获2009年常州市大学生动画作品竞赛一等奖；《虫虫精神》获2009常州常州市大学生动画作品竞赛三等奖，设计短片《皮埃尔奇遇记》获得2011年常州市大学生动画作品竞赛一等奖。在大学生社会实践创新方面主要两项：其中省级课题《2010上海世博会气象组织馆景观规划动画设计》（已结题）和校级课题《上海虹桥机场GPS系统功能演示动画制作》。而学生所从事的商业项目应用则不再详举。图12、图13和图14是省级课题《2010上海世博会气象组织馆景观规划动画设计》中的有关场馆生长、水汽喷射和彩虹显现的特效动画。
在Maya软件技能教学取得一定成绩的同时也遇到了很多问题，本人曾撰文进行过专门论述，请见论文《Maya课程教学问题探讨》，发表于《电影评介》2011年第13期（7月上）。另外本人认为配套于Maya软件技能类课程教学改革应着重于以下几个方面：
首先，学校应设置合理的专业方向，在尊重学生兴趣和能力的基础上让学生做出自己的选择。Maya系统庞杂，内容枯燥，并且随着学习的深入，学生感觉越来越像学计算机，故Maya的学习是要凭着兴趣、执着和实力的，其学习周期也是以年为计的，但是我们要承认不是所有人都需要学习Maya的，Maya也不适合所有人。学生对于动画创作方式和完成手段具有兴趣趋向和选择多样的权利，基于此，学校应首先在动画本科教育的专业方向上设置合理的选项：如二维动画、影视动画、三维动画、游戏设计等等。然后专业方向划分时该给学生一次选择的机会，这样在充分尊重学生选择的基础上会使Maya软件技能课程教学更顺利展开，对于自愿选择三维或影视特效方向等必须要学习Maya的学生能更好地发挥主观能动性。有道是“知之者不如好知者，好之者不如乐之者”， 这样在Maya软件技能教学授课时能够和学生兴趣统一而不冲突，也避免了培养了一批人却放任了一批人的尴尬，这样学生在最后的短片创作以及毕业设计等环节就不会发生退而求其次的现象，相信这样会使Maya的课程教学走向一个比较正常的轨道。在这一点上我院动画人才培养上已经实现了专业细分：动画、影视特效和游戏设计，但是本人认为在有些培养细节上还有可改进的余地。
其次，着眼于动画人才培养的长流程、长过程来审视Maya软件技能课程培养的切入点和时机。本人一直力主Maya及各类软件技能课的单元制授课，但囿于各种因素而无法成功，但Maya软件技能掌握的意义在于为动画创造服务，本人认为课改的方向还可以从动画专业课程的融合方面入手，如剧本创作、分镜绘制、三维制作、后期制作及短片创作等课程进行融合，如本人现在进行的就是这样的尝试，在短片创作课程中让学生延续其在剧本创作课程和分镜绘制课程的最后课程结束时的考核作业，利用其在三维动画基础I和三维动画基础II中所学的Maya技能进行制作，这样将Maya技能学习就延续了下来，并且可以在短片创作实践中得到提升。将各个课程的独立培养目标相结合来共同服务于动画专业人才培养目标，这是任何一种专业方向课程体系设置的初衷，在一般情况下，毕业设计是唯一的检测途径，而如果我们在各专业课程开始阶段就让学生有一个心理准备：本次课程的结束将是下一个课程的开始，其结果是顺联的。这样将会使学生在课程学习中目的更强。当然这种课程体系融合一般只局限于关联度较高的专业课程，并且还需要不同授课老师之间的协调沟通。
最后，引入影视动画公司的培训机制和相关社会力量进行联合培养。常虹先生曾将中国的动漫教育类型分为三种：综合型、产业型和技能型三种。综合型模式以北京电影学院、中央美院、中国美院等院校为代表，其目标是培养有独立编导能力的学生。课程涉及绘画、影视、音乐、电脑技术、文学基础，注重综合素质的培养。产业型模式以四川美术学院为代表，学生入校后进行选拔考试，成绩好、能力强的学生直接进入企业实习、工作，参与动漫创作。那些没能入选的学生则留下继续学习。技能型教学模式是和综合型模式相对应，以院校中专、高职院校为主，主要为动漫企业培养技工[1]。如果进行匹配的化，我校的动画专业学生应以产业型为主，而部分民办生源则应以技能型教学为主。
本人越来越感受到动画专业的人才培养单纯靠一校之力是难以完成的，无论是综合型，产业型或是技能型，都需要公司实践或社会历练来提升学生的实战能力。荀子言：“闻之不若见之，见之不若知之，知之不若行之，学至于行而止矣。”动画贵在实践。合理、适时引入社会力量来分担动画专业人才培养的相关环节，比如软件技能培养、短片创作、毕业设计等环节，可以很好地解决动画学生知行统一的问题，从而避免学生产生眼高手低的自傲心里。基于此，四川美院影视动画学院的“课程项目化，实验实战化，作品产品化”动画专业实验教学新体系的构建与实践取得了社会的广泛认可。
4、结语
本文主要总结了本人在动画软件Maya技能教学中一些思考、尝试和一些经验，并由此提出了相关课改的一些思路。软件技能类课程教学在动画专业课程课程体系中地位和作用是一个备受讨论的议题，笔者还是赞同“简单的学院式艺术教育与只注重软件使用的企业式技术教育均不足以培养优秀动漫人才”[2]。但是我们可以通过一些调整来促使我们的专业教学不断趋向合理。当我们将动画人才培养作为一个系统工程来分析的话，会发现艺术熏陶、技能培养、创意启迪、人文素质积淀等都是该系统中不可或缺的要素，故各个要素间的合理配合与有机互动才是我们动画专业人才培养取得成功的关键。
基金项目
本论文得到常州工学院教改课题《软件技能课程在动画专业学生能力培养中的问题分析及对策研究——以Maya为例》项目资助；项目编号：J110943
参考文献
[1] 马子雷. 中国动漫教育发展遭遇瓶颈[N] .中国文化报，2010-7-19（1）
[2] 于静宜, 任戮, 李波. 我国高等动画教育问题分析[ J ] . 电影评介，2007（6）：72
关键词：MAXSript；勾线效果；晕染效果；合成效果；彩墨效果
中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 21-0000-03
近几年是中国不平凡的几年，“中国热”现象持续升温，中国特色动画形式——水墨动画经历辉煌、沉寂之后，以三维技术的形式再次吸引了大家的眼球。
传统水墨动画曾因难度大、耗时耗力而难以为继，三维水墨技术将水墨动画的难度一再降低，但水墨动画并没有普及，而水墨效果的模拟已经成为制约水墨三维动画发展的拦路虎。
水墨风格效果仿真的处理方式主要为两类：一类是基于物理原理的模拟，另一类是基于图像特征提取的模拟，以及再现。第1类方法的特点是绘制，以原画绘制为主体，水墨效果以位图为材质基本元素，效果好，但缺点是非常耗时。第2类方法的特点是更加快速，但绘制效果不如前者逼真，且开发技术难度大。
从制作动画的角度考虑：使用第1类方法需要大量原画人员，且只能进行离线渲染；使用第2类方法渲染速度快，适合应用于网络游戏及动画领域。
如何更好的拥有渲染速度快及技术难度低一点的水墨效果设计方法，是一个值得研究的问题。
1 MAXScript脚本开发技术
3ds Max作为国内用户最多的三维动画设计软件，大受用户欢迎，然而其三维脚本插件技术却鲜为人知。近几年各高校动漫专业遍地开花，动漫学习者人数每年逐次增加，而知道或者听说过MAXScript的却寥寥无几。对于熟悉3ds Max的人来说，脚本绝对可以带给大家全新的理念。
1.1 艺术设计群体脚本开发技术分析
一部动画片是否“好”，不在于其所使用的是什么技术，技术故事画面和情节能否打动人才最关键。真正好的动画片，靠的是故事本身的感染力和情感诉求与观众产生共鸣。作为其表达情感的一种方式，如何更好地利用现有技术来为展现画面感染力服务，是设计者最关注的。动画艺术设计者可以没有很好的“高深”技术编程能力，但一定需要具备发现美、展现美的能力。因此，艺术设计者往往会将更多的精力用于后者的培养，应用编程技术来开发作品的能力则一般较低。
而三维动画或为了达到更真实更具美感的效果，或为了更快速而有效的完成某一特效，需要更多功能强大的应用软件或插件来实现。
然而CG设计行业的现状是，插件设计者与一线的艺术作品设计者交集较少。尤其国内，插件开发者一般从事图形学和三维重建等的研究，而作品设计者一般是艺术设计专业人才[1]。如何将艺术创作和需求的插件设计结合起来，使基于插件开发的群体更好地把握所需特效的精髓，是需要解决的一大问题。
1.2 MAXScript脚本特征分析
MAXScript脚本语言最大的优势——易学易用。MAXScript非常适合没有编程基础的大众用户特别是艺术设计类用户学习。因为它的语法格式和规则非常少。MAXScript脚本语言除了能把脚本做成工具栏的按钮以外，还可以通过命令行窗口将用户在3ds max用户界面中的操作转化为MAXScript脚本。
脚本语言必须具备的特点——功能强大。MAXScript语言具备一般程序语言的普遍特点，而且几乎可以实现所有3ds max界面下的交互操作。MAXScript完全基于OpenGL以及VC核心制作，功能强大。如果能好好利用MAXScript，完全可以在3ds max里实现许多MAYA等工具的优势功能。
与国内应用最广的三维动画软件3ds max——融合最好。MAXScript是3ds max内置脚本语言，是3ds max软件最好的表达式和插件编写工具。MAXscript很好地融入到了3ds max用户界面中，可以将脚本集成为程序面板、卷展栏、浮动窗口或者工具栏中的一个按钮，也可以用来扩展或替代对象、修改器、材质、贴图、渲染效果和大气效果的默认设置界面。
1.3 MAXScript脚本开发技术应用
3ds max中的插件又称作外挂滤镜（Plug_in），3ds max允许用户对软件功能进行重新卡发，对软件功能进行扩展和完善。因此，3ds max中已有的外挂滤镜，大部分可以重新被扩展，或重新定义——在MAXScript脚本语言中这种能力被称为“规划移植”[2]。
MAXScript并不能对所有的插件进行新对象的扩展，部分插件类型限制只能对已有的插件进行功能性扩展，如本插件中需要用到的贴图插件。还有个别插件类型暂时还被限制扩展。在编写MAXScript插件时必须指定对应的插件类型，才能调用该插件类型的相关属性。
MAXScript脚本文件大致可分为3种类型：程序型脚本（.ms）、插件型脚本（.ms或.dlx）和宏脚本（.mcr）。
根据类型的不同，文件名和所使用的方式也有所不同。3ds max软件本身提供了很多脚本范例，都可以直接使用，有些非常优秀。另外，国外的一些脚本网站也提供了大量的免费或收费脚本。
3ds max脚本扩展名为*.ms，可以使用记事本来编辑脚本另保存为*.ms，3ds max内置有一脚本编辑器，通常使用这种方式来编写脚本。
MAXScript脚本语言因其语法格式和规则非常少，操作相对简单，适合没有编辑基础的用户。国外有不少免费学习网站，同时还有不少优秀的免费插件开源，对于学习MAXScript脚本语言有较大的帮助。
2 基于MAXScript的水墨效果仿真
水墨笔触的特点遵循了中国特色艺术特点，所谓“大音希声，大象无形”，描述的是一种和自然融为一体的境界[3]。水墨笔触就是一种墨水与宣纸融为一体，墨的浓淡、宣纸不同位置对墨水的吸收自然呈现，仿佛自然存在于宣纸上，没有刻画痕迹的特殊笔触，对水墨笔触的模拟难度是可想而知的。
ChineseMaterials水墨材质插件是对水墨晕染[4]与勾线效果[3]的仿真设计。通过MAXScript脚本语言对3ds Max的标准材质插件进行扩展，得到本插件。插件功能模块如图1。插件功能结构表如表2。
由于两部分功能是独立存在的，所以，对造型的笔触描述可以根据实际场景进行部分效果的模拟，如有些造型不需要勾线效果，只注重内部墨水的自然晕开，就可以只应用“晕染效果”功能直接设计对应材质。
3 仿真效果算法设计
ChinesePainter插件主要实现了对水墨笔触的模拟，通过材质实现模块的“勾线效果”、“晕染效果”、“合成效果”、“彩墨效果”四个子模块，实现了对水墨效果和彩墨效果的模拟。
3.1 “晕染效果”效果仿真
水墨材质插件ChinesePainter 的“晕染效果”模块是本插件的核心部分。主要用来调制水墨材质的内部墨水晕开的效果。具体设计算法如下：
Step1 设置材质的不透明度贴图为衰减贴图。通过设置衰减贴图的颜色、类型、衰减方向并调整混合曲线，得到衰减效果。
Step2 设置衰减贴图1为渐变坡度贴图。通过指定渐变坡度贴图参数的标志1、2、3及渐变类型、噪波相关参数，得到渐变效果。
3.2 “勾线效果”效果仿真
“勾线效果”模块主要用来模拟外部轮廓线。水墨动画中也有不描绘外部轮廓的造型，所以“勾线效果”模块为可选项。
本程序段的编写具体对材质进行的设置与“晕染效果”类似，不同之处在于参数值的变化。
3.3 “合成效果”效果仿真
“合成效果”部分主要实现“勾线效果”和“晕染效果”两种效果的混合效果，用户需要先设置“勾线效果”和“晕染效果”两种材质，通过“合成效果”按钮指定合成材质的基础材质为“勾线效果”材质，再指定材质1为“晕染效果”材质，即可实现两者的合成效果。
当然，在不同的用户需求下，合成效果的使用情况会有所不同，对于不同动画造型，可能出现部分使用合成效果，部分只取勾线效果或晕染效果一种效果的情况。因此，合成功能当根据实际情况使用。
3.4 “彩墨效果”仿真
“彩墨效果”部分主要实现用户对彩色对象的设置需求，如水墨荷花中的荷花等，自然界的许多动植物都可以调制彩墨效果。
Step1设置材质的不透明度贴图为衰减贴图。设置衰减贴图的color1、color2和curve曲线，并指定衰减贴图的map1为渐变坡度贴图，实现衰减效果。
Step2 设置渐变坡度的渐变参数，如：flag1、2、3的位置和颜色，并设置渐变类型和对应噪波参数，实现渐变效果。
4 实验结果
本文使用上述方法，利用MAXScript设计了Chinese painter水墨材质插件，对多个静态造型进行测试，均达到较真实仿真水墨效果。为了验证将其应用于动画、游戏及其他数字娱乐产业的可行性，而进行了实时动画的制作。本文使用3ds max设计了一个简单茶壶模型，对茶壶模型分别进行了三种水墨效果的渲染。并制作了一部水墨效果动画短片，对其中的花朵应用彩墨效果进行了渲染，渲染窗口大小为800*600（pixel），模型水墨效果仿真如图4，其中图4（a）为晕染效果仿真，图4（b）为勾线效果仿真、图4（c）为合成效果仿真，图4（d）为彩墨效果仿真。
5 结束语
水墨动画作为极具中国特色的动画形式，在经过三维技术重构以后，以全新的形式再次吸引世界的眼球，然而三维水墨技术的开发难度大，本文提出一种基于MAXScript脚本的水墨材质设计方法，操作简单易学，并开发对应的设计插件，可以快速自动生成默认的水墨效果，同时提供自定义模块，供广大艺术设计工作者参考使用。
参考文献：
[1]何芳.基于GPU的3D水墨动画技术研究[D].天津大学硕士学位论文.2008.
[2]王华.3ds MAXScript脚本语言完全学习手册[M].北京：北京科海电子出版社.2006：755-759.
[3] 鲍海燕.从3DS MAX软件到三位动画产业[J].硅谷.2008，（24）：194-195.
[4] Bousseau A， kaplanM，Thollot J，et al.Interactive watercolor rendering with temporal coherence and abstraction[C]//Proceedings of the 4th International Symposium on Non-photprealistic Animation and Rendering.New York：ACM Press，2006：141-149.
[5] Luft T，Kobs F，Zinser W，et al.Watercolor illustrations of CAD data [C]//International Symposium on Computational Aesthetics in Graphics，Visualization and Imaging.Lisbon：Eurographics Association，2008：57-63
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