材质与渲染

摘要：二维动画作为一种传统动画方式历经了从传统手绘方式发展到数字绘制方式。如今的动画发展模式向着更加真实和更加具有视觉冲击力的方向发展。传统的二维动画作为一种经典的动画方式仍然具有很多的客户群，为了保持这种经典动画艺术我们可以通过改进传统手绘动画的繁琐与低效方式以匹配高速发展的当今社会步伐。借助三维动画的物理模拟仿真平台，我们可以以高效直观的方式去实现二维动画的真实模拟。同时给动画中的场景模型或是角色模型赋予专为二维动画渲染开发的二维材质，这样可以通过三维动画的便捷动画控制方式去实现二维动画的画面效果，并可以实现以物理渲染运算方式去替换繁琐的手工绘制从而实现批量生产的高效效率。对于二维动画风格的延续发展以及三维动画的扩展运用具有非常重要的意义。

关键词：三维动画;二维动画;材质渲染;推动研究

三维动画与二维动画是动画界同时并存的两类动画风格。从传统纸张手绘平面动画发展至今已经变成了数字无纸动画。伴随着软硬件的发展出现了三维动画。发展至今，动画片作为一种主流的影视娱乐模式，目前最著名的动画片例如《冰雪奇缘》，《冰河世纪》、《飞屋环游记》、《大圣归来》等皆为数字三维动画片。随着时代的发展，曾作为电视上曾经喜闻乐见的《猫和老鼠》、《米老鼠和唐老鸭》之类的二维动画动画片风格已经变得很少出现。如今的二维动画大多时候仅有在一些网络动画或是一些公益广告动画里面才会看见二维动画的身影，或者以另外的一种较为流行的动画形式——MG动画的方式存在。

1.动画模式的比较分析

从市面上涵盖影视业、广告业或是游戏业的占有率来看，商业动画的内容以三维动画的主题占了绝对主体部分，二维动画的市场份额和几十年前比大幅度降低了很多，多数时候二维动画的应用方式仅仅局限于幼儿动画、科教动画或是一些网页动画，用于大型的影视用途或者游戏宣传的少之又少。究其原因，不外有如下几个方面：

1.1颜色比较单调

二维动画的角色与场景的色彩无论是传统手绘或是电脑填色，几乎都是在线稿基础上逐一采用色块手工填充相关部位，需要很大的人员工作量和反复繁琐的操作，最终得到的画面质感仍然显得色彩单一、质感单薄，虽然发展至今已经才用全电脑绘制取代了有纸动画的生产方式，但是生产工艺的工作原理依然是一样的，画面效果也仍然是平面填涂效果，和三维动画的基于物理全局光渲染照明的光影色感真实感难以比拟。

1.2动画不够流畅

传统二维动画的画面一般采用逐帧手绘，每秒动画大约需要绘制大约6-12帧不等的序列图，Flash二维动画需要绘制首尾帧数，让软件生成中间过渡帧，同样需要耐心调节动画的流畅性，工序繁琐且工作量大。但是帧数仅有数码三维动画的二分之一或是三分之一左右。流畅度明显不足。播放的时候会明显有卡顿感或是角色口型单一重复等方面的问题。

1.3角色表情单一

传统二维动画绘制为了省时省力，动画表情和口型动画大多采用一个事先绘制好的固定循环效果。作为数字化的二维动画软件Flash也是一样的做法，也是把事先做好的一些动画部件逐一个导入来实现角色的五官表情动画。真实度不高，虽然作为一些网络动画或是幼儿教育启蒙方式来说这些都不算太重要，随着科技时代的发展，作为消费者的观众必然会越来越接受更高科技标准的动画风格，这样一来动画生产方式采用三维仿真设计或者才用真人动态捕捉方式去生产的三维动画就会日益普及。

2.推动发展方式的思路分析

2.1流程工艺的改进

三维动画的生产方式和二维动画的生成流程不同，三維设计属于在三维空间内制作出和真实世界类似的角色和场景并赋予质感和灯光去模拟渲染出和自然界仿真的物理效果，其过程的主要数字素材来源于模型的三维建模流程与光感复合材质的多层次赋予，模型可以参照参考图建模也可以使用三维扫描的方式获得写实模型，从视觉角度分析，写实逼真的三维模型的设计制作与材质更加符合当下时代发展的趋势潮流。

2.2二维材质的技术改进

二维动画的平面材质可以通过三维动画自身的一系列优点去解决，三维动画软件不需要手工逐帧绘制，仅需在动画栏中设置好动画的首尾帧，其余帧数由软件自动生成，动画效果极其流畅。以三维软件Maya为例，Maya自身自带了用于制作二维效果的材质和渲染器，同时还可以通过多重材质的叠加编辑和基于MEL语言的扩展性功能编写去实现二维动画的二维材质效果，但是却没有传统二维动画的卡顿、转角、透视、晃动等常见弊病，这些特性的良好结合可以极大幅度上提高二维动画的真实感和视觉效果。

2.3三维动画推动二维动画的艺术视觉效果与工作流程，以三维动画软件Maya为例，在结合了实践经验的基础上面，我们可以总结出下面的几点技术要点：

第一、二维材质编辑器

Maya的Hypershade窗口中，Ramp Shader材质节点通过选色调节可以模拟出二维动画风格的材质分层效果，而且由于是基于真实的三维模型，所以材质的转折面更加真实可信。除此之外，多层材质、自定义材质、AI材质都具备编辑二维材质的功能。

第二、二维材质渲染器

Maya的渲染器中有专为二维动画开发Vector Renderer（矢量渲染器），用于渲染出二维动画特有的可见性边缘和色彩分层效果，比起传统的手绘填色模式效率要大大提高。此外，其它渲染器例如arnold和Mentalray渲染器都具备渲染二维动画效果的功能。

第三、动态捕捉表情编辑

动画表情可以通过真人的表情捕捉去获取动作，通过三维动画软件Motionbuilder与Maya相结合去获取实时的角色动作与表情，比起传统的二维动画手绘表情方式效率要大大加强，而且视觉可信度大大加强，无论是肢体语言还是面部动画、口腔动画、打斗动作等。

3.结论

三维动画技术融入二维动画技术去生成一种全新的二维动画视觉效果，是时代在发展，科技在不断更创新的成果。这种三维动画技术推动二维动画发展的技术目前在一些世界著名的动画大国例如日本已经开始普及并大量运用于商业作品当中，例如《福音战士》 、《机动战士高达》、《进击的巨人》之类观众耳熟能详的商业动画片都大量使用了三维动画技术去实现，既保证了日本拥有百年历史的优秀二维动画艺术传统不会丢失，又结合了新时代的高科技手段去获得更多的技术实现流程和艺术表现效果。随着改革开放的进一步深入，我国的动画行产业也在随着时代的发展获得更加广阔的发展领域，相信这些三维动画技术结合国内的动画市场，同样会为中国的传统二维动画风格开拓出一片崭新的天空。

参考文献

[1]二维动画与三维动画的艺术特征探析[J]. 马悦潆，胡德强.  时代农机. 2018（11）.

[2]论二维动画与三维动画之间的关系[J]. 虞德强.  美术教育研究. 2018（01）.

作者简介：苏锋，男，硕士。广州理工学院艺术设计讲师，研究方向：动画与平面视觉设计.