研究定格动画制作中3D打印技术的运用

　　摘要：定格动画是一种较为特殊的动画形式，在进行定格动画制作的时候，需要在全面了解拍摄对象的基础上，进行合理构图和配景，并对物体进行逐格摄制，通过后期制作，使画面保持良好的动态性，从而构成完整的故事，吸引大众的注意力。3D打印技术作为一种全新的现代化技术，将其应用于定格动画的制作中，可进一步优化设计制作场景，不仅如此，其在人物模型设计上也具有其他技术无法比拟的优势，因此而备受动画设计师们的青睐。本文笔者就对3D打印技术在定格动画制作中的应用进行了分析和研究。

　　关键词：3D打印技术; 定格动画; 应用;

　　3D打印技术是诞生于上世纪八十年代末的一种新型制造技术，其主要运作机理是按照设计好的三维模型，通过特定的规律把本身处于离散状态的单元有序叠加起来，使之形成具有特定形状、且较为复杂的三维实物。伴随3D打印技术的不断改进和发展，其应用范围也不断扩大，把3D打印技术和传统动画设计相结合，可赋予动画以全新的意义，与此同时，动画艺术创作的需求也可在一定程度上促进技术的发展。

　　一、3D打印技术与定格动画的概述

　　（一）3D打印技术的概述

　　3D打印技术的简称为“RP”，其也可被称为增材制造技术或快速成型技术。该技术主要以数字模型作为创作的立足点，借助专门的计算机系统实现软件的分层离散以及数控成型，在实际应用该技术的时候，需要用到三维扫描工具对物体的基本构造、形态以及周边环境等进行探测，做好信息的收集工作以后，需要专业人员进行编排重组，并完成三维模型的重塑计算工作，最后通过叠加塑造成型，使数字三维模型顺利转化为实物。从外观上来看，3D打印产品主要可分为打印原材料放置区、打印头、打印加热核心等部分。从应用原理上来看，3D打印技术的应用主要可分为以下几个步骤：第一步是结合打印的实际需要进行原材料的合理选择。第二步是将数字三维模型的相关数据输入到3D打印机之中。第三步是将模型数据作为基本参照，通过叠加的形式把最终的实物打印出来。和传统的2D打印技术相比，3D打印技术增加了一个维度，可根据需要移动介质与喷头。若遇到某些较为复杂的物体模型，3D打印技术可通过衍生技术，也就是平常所说的3D扫描技术，直接把实物的相关数据转化为数字模型，然后开展软件编辑工作，进而顺利实现对复杂模型的构建。

　　（二）定格动画的概述

　　定格动画是将实际生活中的特定物品作为对象，利用摄影技术一帧一帧摄制而成的一类动画形式，其还有两个别称为静止动画或逐格动画。定格动画最初起源于国外，并得到了快速而稳定的发展，早在上世纪20～30年代，西方国家就设计出了白雪公主、米老鼠等卡通动画形象。我国则是在上世纪50～60年代创作出了《孔雀公主》、《神笔马良》等广受大众喜爱的定格动画短片。到80年代左右，《天书奇谭》、《阿凡提的故事》等优秀定格动画短片开始在全国范围内得到广泛传播，且截止到今天仍然在人们的心中占据着一席之地。在开展定格动画制作工作的时候，需结合动画的运动规律进行动作摆拍，并及时通过摄像机将画面捕捉记录下来，后期再进行适当微调，使每一张连续的静态画面联结成一部完整的动态画面。一般情况下，定格动画制作过程中需要用到的材料主要有木质材料、粘土材料以及其他混合材料。传统定格动画的加工制作流程较为复杂，整个制作过程需要花费的时间也比较长，且空间转换难度较大，需要花费制作者大量的时间和精力才能完成，而在3D技术出现以后，将其引入到定格动画的制作中，不仅有效节约了制作时间，且最终制作出的动画成品也更为理想。

　　二、3D打印技术在定格动画制作中应用的主要优势

　　（一）在材料方面的优势

　　3D打印技术可利用一百多种质感各不相同的材料进行定格动画的制作，这些材料中不仅有柔软的，也有比较坚硬的；既有浅色系、亮色系的，也有深色系、暗色系的，这就能有效满足不同的定制需要。艺术家们可按照自身的设计想法，快速而精准地打印出生动形象的造型，进而适应当前影视、动画等娱乐领域对模型逼真度的要求。

　　（二）在技术方面的优势

　　一方面，利用3D打印技术所制作出的模型在精准度上可降低到0.1毫米左右，对于某些精准度要求较高，且需要具备较高仿真度的影视模型来说尤为适用。和以往利用手工方式制作的模型相比，其在逼真度、精密度上都要高得多。另一方面，我国影视行业中的模型类别多种多样，且这些模型尺寸各不相同，用途也存在一定的区别，若利用传统方式进行打印制作，不管是经济成本还是时间成本都比较高，而引入3D打印技术以后，可借助计算机三维软件进行模型的构建，然后利用3D打印技术完成最终产品的输出，这样一来就能在很大程度上提升定格动画制作效率和质量。3D打印技术最为显着的优势在于可为艺术想象力和创造力的充分发挥提供有效的技术支撑，所有利用计算机设计出的三维图像都可借助3D打印技术完整地呈现在设计者面前。此外，该技术在定格动画制作中的应用还能大大缩短制作周期，降低废弃物的产生量，从而有效弥补传统手工制作的弊端。

　　（三）在传统定格动画造型方面的优势

　　首先，将3D打印技术与传统定格动画造型工艺相结合，可进一步简化创作流程，这样不但能节省成本，同时也能让创作者拥有更多的故事创作时间，因为3D打印技术与现代新媒体技术的融合，可省去拍摄、绘画等环节的成本，让艺术家们有更多的时间去创作充满感染力和吸引力的场景与人物角色。其次，3D打印技术的优势还表现在其能优化材质，提升作品的逼真感。在进行定格动画影片创作的时候，故事情节、人物造型、道具等的策划都涉及到原料材质的选择，以往的定格动画材质在立体感的展现上效果并不是很好，而3D实物打印不但能有效保留材料的原有属性，且还能使材质的细节更为逼真、准确，能给观众带来更好的观影体验，更能充分展现出创作人员的智慧和想象力。

　　三、3D打印技术在定格动画制作中的具体应用

　　（一）在前期角色制作方面的应用

　　衡量一部定格动画质量高低的主要标准在于该动画是否创作出了具有一定特色的人物角色，而要实现特色人物的创作，最为首要的一步就是对定格动画角色形象进行精细化设计，并提高制作的精确度。对原材料、生产工具等的选择是重中之重，选择的材料和工具是否恰当将直接影响到定格动画场景以及人物模型的制作质量。随着科技的日新月异，材料的类型也越来越丰富，不管是平常生活中较为常见的石膏、粘土、树脂、硅胶等，还是其他各类新型复合材料，都是定格动画模型制作中不可或缺的重要材料，只有结合动画风格的不同，采用具备一定质感和独特性的材料，才能设计和创作出高质量的定格动画作品。而3D打印技术相对于传统技术而言在原材料上更为丰富，且拥有精度高、制作效率高等多方面的优势，再加上精准度较高的全色彩打印技术的配合，在开展三维创作工作的时候可最大程度保留真实的质感，例如，在人物创作中，借助不同的灯光效果，就可让动画人物显得更加生动、饱满。此外，利用3D打印软件对人物的眼睛、鼻子、嘴巴等进行个性化搭配，可充分凸显出人物千变万化的表情，从而增强人物形象的丰满度。

　　（二）在中期拍摄过程中的应用

　　将3D打印技术应用于定格动画中期拍摄过程中，可使影片镜头的灵活性得到进一步提升。以《通灵男孩诺曼》为例，该动画影片在拍摄制作的时候利用2部摄像机同时对画面进行捕捉，从而使动画所呈现出来的画面更接近人们双眼所看到的画面。这一摄制过程用到的单反相机共有60多台，不仅如此，摄制小组还将laika和kuper公司研发的五十多个运动控制系统装置应用到了拍摄过程中，此外，还包括二十多个运动控制轨道与吊杆，该影片的拍摄制作总共用了20h以上，大约177万帧，最终从数量巨大的背景资料中挑选出精华部分，制作出了高质量的动画成品。

　　（三）在后期特效合成方面的应用

　　在对定格动画进行后期特效合成的时候，通过运用CG技术，可规避传统动画拍摄效果较为单一的弊端，更为重要的一点是特效手段的应用有效解决了以往摄制过程中某些场景效果无法呈现的问题。同时，CG技术还有一个典型的优势就是能改变穿帮镜头。另外，CG技术还能进行场景的有效制作，一般来说，定格动画中的场景主要是借助3D打印技术制作出半成品，然后再利用手工拼接的方式制作出最终的成品，但对于部分特效，如蜘蛛网、火焰、云彩等元素则无法利用模型完美呈现出来，此时若借助CG技术，则能将该技术所合成的非真实场景与现实布景有效融合起来，创造出良好的视频特效，使画面带给人眼前一亮的感觉，给观众以强烈的震撼力和冲击力。如果在影片后期特效部分涉及到角色与背景的分离，则一般会用到蓝屏抠像这一特技，之所以选择蓝色，主要原因在于人们的皮肤中并不具有和蓝色相关的信息，这样就能确保抠像的精准性。若需要对背景进行合成，则通常会采用实拍与三维制作相结合的手段，实拍主要针对的是近景，而远景一般会采用蓝色背景，待完成虚拟背景的制作工作之后，利用软件把两个文件相叠加，并把蓝色部分全部删除掉，就可顺利实现两个不同场景的合成，该技术也被称为色键技术。制作结束以后可根据实际需要添加相关音乐，从而提高影片的完整性与感染力。

　　四、结语

　　综上所述，3D打印技术在定格动画中的应用极大地改变了我国动画行业的发展局面，该技术不仅在材料上有着明显的优势，在动画造型方面也有着传统技术无法企及的优势，从具体应用领域上来看，3D打印技术的应用贯穿于整个动画影片制作的全过程中，包括前期角色制作、中期拍摄以及后期特效合成等。相信随着3D打印技术水平的进一步提升，其在定格动画制作中发挥的作用也会越来越大，并将成为我国动画行业走向发展巅峰的重要驱动力。

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