三维技术对皮影动画的探索与实践

【摘要】 中国动画需要在追随现代化浪潮中寻求一条创新之路，中华文化拥有着取之不尽用之不竭的可借鉴的元素，皮影艺术在中国千万年文化发展中历经风霜坎坷，积淀了世世代代炎黄子孙的智慧。本文以三维皮影动画对舞蹈动态的研究为主要线路，从三维技术实现皮影舞蹈动画方向出发，以中国特有的文化元素进行分析与研究，力求为国人在中国动画发展事业的道路寻求一些创新和思路。

【关键词】 皮影;三维动画;舞蹈动态

一、皮影的由来

中国皮影戏历史悠久。关于它的起源说法不一，多数人认为其源于远古时期巫师将影子和人的灵魂联系在一起所使用的巫术。尽管战国时期就有对影子科学原理的探讨，但并未普及大众，春秋战国时期之后，“光影成像”原理和弄影技艺的出现给予巫师莫大的启示，被用于祭祖、招魂的宗教活动之中。由于唐代君王唐玄宗酷爱歌舞音乐，下令在宫中组织娱乐机构，加之当时僧人为了传播佛教教义使用了影戏吸引众人，这促使了皮影的发展。影戏在黄河流域的古代中原地区形成之后，北宋都城汴京成为中国影戏历史上最早的繁盛地，中国影戏逐步形成真正的中国皮影戏艺术，直至清朝时期，皮影戏空前繁荣，每到逢年过节、嫁娶宴客、酬神还愿、娱乐消遣，人们都会利用影戏进行不同形式的演出，皮影戏成为风靡全国的娱乐活动[1]。

二、皮影与动画结合的渊源

早从上个世纪五六十年代至今，皮影元素与动画结合的例子层出不穷，甚至一度步入中国动画史巅峰。受中国几千年来传统艺术的熏陶与影响，中国的早期动画家在开拓民族风格动画创作之路上提出了“谈民族风格之路”的口号，积极探索并且尝试从民间传统艺术中挖掘吸收。1958年，由我国动画电影元老之一万古蟾导演了第一部皮影动画片《猪八戒吃西瓜》，它吸收了皮影、窗花、剪纸等民间艺术，利用皮影影人运动的特点，通过逐帧扳动影人关节形成动画，皮影动画造型生动细腻，具有浓烈的民族特色。此后诞生了多部优秀的皮影动画。2006年国产皮影动画《桃花源记》获得TBS动画数字作品大赛最优秀奖，使这一历经千年的传统艺术在数字艺术时代焕发出新的活力。2008年、2011年两部《功夫熊猫》在全球热映，其中古朴而灵巧的皮影风格段落给观众留下深刻印象，这两部动画片所产生的艺术价值和经济价值，再一次证明了民族的就是世界的。随着中国文化在全世界范围内快速传播，乘着这股世界范围的“中国热”，带有中国元素或者中国传统艺术风格的数字动画迎来了一个极大的发展空间。

三、皮影运作原理

原始皮影戏中，影人以兽皮为材料，经过选皮、制皮、画稿、过稿、镂刻、敷彩、发汗熨平、缀结合成等8道工序，手工雕刻3000余刀，为了让皮影动作灵活，一个完整皮影人物的形体，从头到脚通常有头颅、胸、腹、双腿、双臂、双肘、双手，共计11个部件。人物在胸部的上前部装置一根签子，用铁丝相连，使影人能反转活动，再给双手处各装置一根签子，便于双手舞动。在现实中的皮影戏中，以白布为幕，艺人手持连接着双手和背部的操纵杆，透过灯光使影人的动作投射到幕布上，配以生动优美的唱腔和音乐，形成一种具有地方特色的戏剧形式。

皮影动画吸收了原始皮影戏影人的运动原理，在三维软件中将模型制作为可拆分的角色关节，再通过骨骼绑定使各个关节彼此相连又能活动自如，宛如人的关节一般，再由动画师们根据剧情的需要把剪纸人物和背景分解为若干个循环渐进的不同姿态，依次扳动关节，形成流畅的皮影动画[2]。

四、三维皮影动画

以当今计算机技术的飞速发展为基础，三维技术日趋成熟，已然充斥着现代人们生活的方方面面，计算机三维技术如今被广泛运用于游戏、动画、建筑、影视广告、科研、军事等领域。三维技术带给人们更加现代化的生活体验，三维动画的出现也极大地促进了动画业的发展。最早被国人所熟知的三维动画电影《玩具总动员》一经推出，得到了空前的热卖，直至今日三维动画已经数不胜数。三维技术在制作动画的过程中带给动画师们很多便捷，但也有一定的局限性，本节主要对三维技术运用于皮影动画制作这一特定方向的优势和弊端进行归纳和分析。

1. 动画的便捷性

三维皮影动画的便捷性来源于两点：首先，如同所有的三维动画一样，三维皮影动画制作当中相较于原始的皮影動画而言具备更加便捷的特性：三维皮影动画不必像从前拍摄皮影动画那样需要一帧一帧地扳动人物关节进行逐帧拍摄，而是只需要将在电脑中制作好的带有骨骼绑定的皮影影人模型摆出关键帧，譬如电影中一秒等于24帧，原始的皮影动画是要将24帧全部摆出相应的人物造型，而运用了三维技术则可以只需要摆出24帧里的几帧关键帧，其余中间帧可以自动生成，这极大地节省了在动画制作过程中的时间。

其次，三维皮影动画将三维技术与皮影原理特定结合的这种方式的便捷性体现在皮影影人的运动原理上，区别于市面上的三维动画，皮影动画运动的最大特点是通过扳动极少的关节来调整角色动态。关节是控制角色活动的枢纽，是呈现动态画面的重要因素，皮影动画利用关节来控制角色动势。真实的人的关节有78个之多，皮影人物的关节分布则主要覆盖人物的主要关节，例如膝盖、手肘、躯干这些活动的关节一般不超过十个;所有非单一的组合运动的动画都是由关键帧、极端帧、过渡帧、中间帧组成的，依次将每个阶段的人物运动姿态摆出来就能够形成一个连贯的动作，而剪纸动画并不需要通过过多的阶段来表现它，因为关节较少，它表现一个动作往往只用几个关键的姿态就能说明动作的意图和指向，这些特征使动画的表现力显得果断，简练，便捷且富有极强的概括性：只需要把握极少的关键动态就能够实现人物在画面中极具观赏性的活灵活现。

2. 透明贴图使用下的极简建模方式

（1） 建模

Autodesk公司在1996年和1998年分别兼并和研发出了世界顶级的三维动画制作软件——3ds max、Maya，这两款三维软件功能完善，工作灵活，易学易用，制作效率极高，是电影级别的高端制作软件。在这类软件中对点、线、面进行编辑和塑造就可以轻松地制作出我们需要的角色形态，动画角色的模型创建在这两款软件的帮助下显得简单、精细、便捷。现实生活中皮影影人是用动物皮作为载体制作的，它的整体相当于三维模型中的面片，但模型建立的面片没有厚度，这种失真的效果大大削减了高质量的动画中对于镜头近景和特写的表现力。通过建模和Bump贴图的搭配可以实现质量和便捷性最大化的效果。这种搭配使建模极简化，我们只需要在三维软件中创建和部件大小相匹配的多边形面片，甚至在多数情况下只需要建立一个长方形面片。

（2）透明贴圖和Bump贴图

透明贴图是指除了指定部分外的其他部分为透明的、不可见的。这种效果在三维软件中是通过对图片的透明通道的识别而实现的。例如在皮影角色造型中，我们可以通过直接在模型面片中贴上这种带有透明通道的图片来实现，这种透明通道只对皮影的剪影造型部分显示而其余部分隐藏。

bump贴图的作用就在于在模型面片上体现皮影影人的厚度感，这张贴图和透明贴图的alpha通道贴图一致，只需要这样一张黑白贴图即可省去创建一个有厚度的模型的烦琐过程。

（3）贴图的可修改性

透明贴图的使用使得皮影的造型完全取决于贴图的特性决定了造型修改的简便程度，我们可以通过直接对贴图的绘制来修改角色造型。在三维皮影动画制作过程中，由于是在一个虚拟空间而不是在真实的物体上进行皮影影人的造型，故在修改过程中不会出现某个步骤出错而需要重头来过的情况，这种便于修改的特性大大节省了制作中消耗的人力、物力。

（4）层次布局的可控性

皮影动画吸收中国传统剪纸的特色，采用散点透视法，不受现实焦点透视的限制，可以从不同的角度呈现动画场景及角色。光影是决定影片视觉风格的重要元素，属于前期美术设计范畴，被称为“光影造型”[3]。传统皮影由于利用幕布后的灯光透过影人形成的剪影作为视觉呈现，以及影人材质的限制，这样的单一光源和影人材质的透光度决定了传统皮影不能使幕布上的画面丰富起来（图4-1），布局显得略为单一。而近年来采用三维技术制作出的皮影动画较好的范例——《功夫熊猫2》，这部电影的开篇利用了三维皮影动画来阐述故事，它很好地利用了三维软件打光、材质、布局方面的优势，形成如图4-2这样的效果。三维技术用更改皮影动画中角色材质和透明度来区分主次，不必像传统皮影动画那样避讳多个重叠使得轮廓模糊，三维技术还可以在使用“幕布”后的光源的同时在前方设置光源来区分画面的明暗，从而让画面的层次更有张力、内容更为丰富。

五、总结与展望

通过探索与实践证明，发现三维动画技术能够很好地与传统皮影技术相互结合，一方面运用三维动画的表现手法切合时代的潮流，较好地迎合大众审美的要求，另一方面运用皮影的动作理念进行动画设计，极大地提高了动画的制作效率。将传统的皮影戏以全新的动画手法进行展现，有助于唤起国人对传统文化的热爱，也有助于中国传统文化的海外传播。

参考文献：

[1] 孙诗琦，袁航，高伟.数字三维皮影动画的设计与实现[J]. 软件.2017， 38（06）：140-145.

[2] 刘武钢.数字皮影戏骨骼动画技术的研究与应用经验分析[J]. 时代教育， 2017（7）：160-160.

[3] 朱栋霖，朱晓进，龙泉明. 《中国现代文学史（1917-2000）（上）》[M]. 北京大学出版社2007-01.

[基金项目]四川商务职业学院2018年度院级课题“以敦煌乐舞为主题的三维皮影动画创作研究”（18YKC08）

（岳婷，女，四川成都人，硕士研究生，助教，主要研究方向：三维动画。四川商务职业学院，四川成都，611131。）