基于三维动画技术的巢湖古生物资源数字化开发研究

刘颖

摘 要：近年来国家十分重视自然文化遗产对满足人民精神文化需求所起到的职能作用，巢湖古生物资源因其物种的稀有性和特殊性被国家纳入重点保护古生物化石集中产地之一，如能准确开发转化将是我国经济文化的重要力量.本研究立足于巢湖古生物资源的数字化开发现状，对三维动画技术应用于巢湖古生物资源开发的优势进行分析，由此对基于三维动画技术的巢湖古生物资源数字化开发提出开发构想.

关键词：巢湖古生物;数字化开发;三维动画技术

中图分类号：Q914  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2020）05-0048-03

安徽省巢湖地区拥有着丰富的古生物化石资源，已经引起了国家的重视与社会的关注.2016年，国土资源部发布的《关于第二批国家级重点保护古生物化石集中产地的公告》中将安徽巢湖化石产地纳入15个第二批国家级重点保护古生物化石集中产地之一.

此外，在国家发改委颁布的《关于印发国家“十二五”文化和自然遗产保护设施建设规划的通知》中提到：“在确保遗产真实性和完整性的基础上，切实发挥文化和自然遗产在满足广大人民群众精神文化需求”.可见自然遗产不仅具有科学研究价值，还具有经济文化开发价值，古生物资源作为珍贵等自然遗产，如何得到切实保护的同时又能进行合理的开发，是现在急需去探索解决的问题.

在数字化促进各业发展的时代背景下，基于三维动画技术的数字艺术展示也逐渐大规模应用于旅游、博物展示等方向，不仅提升了相关行业经济也促进了自然文化的传播与保护.

综上所述，巢湖古生物资源与数字化的结合是实现其保护与开发并行的必由之路，而如何针对巢湖古生物题材、利用三维动画技术优势进行数字化开发是本文需要解决的问题.

1 巢湖古生物资源的数字化开发现状

经安徽省地质博物馆普查，巢湖地区曾出产猿人、智人、海洋动植物等化石，其中以鱼龙、贝类、菊石等为代表的古生物化石就多达10余种.目前我国针对巢湖古生物资源的已开发方向大致分為三类：博物科普展览、科普短视频及科普图书，在数量上科普短视频与科普图书占据主体，对巢湖古生物数字化成果进行展示的目前只有安徽地质博物馆[1].

依据以上巢湖古生物资源的开发现状可知，我国对巢湖古生物资源的数字化开发有一定基础但针对性与系统性较弱，本研究归纳为以下几点：

1.1 新技术欠缺

在时代发展下不断衍生出许多新兴技术，如：三维动画、虚拟现实、全息等，这些新技术具有立体仿真的优势并开始逐渐应用于旅游、博物展示、游戏、影视等各个方向.巢湖古生物目前的数字化开发技术仍然为传统的实拍技术+后期技术、二维动画技术，传统的技术虽起到一定科普视觉化的作用，但无法将巢湖古生物更加全面、真实、新颖地展现给大家.

1.2 艺术性欠缺

目前的巢湖古生物的数字化艺术表现主要呈现在古生物复原、视频制作与合成、声音配乐三个方面.首先最终合成视频的剪辑方式基本为视频素材与图片素材的单一串联，缺少衔接上的艺术处理.其次古生物的本体复原主要是对古生物进行基础形态还原，缺乏对古生物形态识别性、艺术性的打造[2].

1.3 后期衍生开发不足

目前我国古生物数字化开发没有十分规模的衍生品拓展，虽形成了3D打印、激光雕刻、增强现实等方向的衍生品，但针对巢湖古生物衍生产品数字化开发的衍生产品领域几乎空白.

2 三维动画技术运用于巢湖古生物数字化开发的优势

2.1 三维动画技术的概述

三维动画技术是随着计算机技术的发展而产生的一项新技术，这种新技术主要基于三维软件平台，如：MAYA、3DMAX等，创作者可以通过软件实现虚拟生物、场景、动作、摄像机等对象的虚拟立体创建，该技术可以输出模型、图片、序列帧等成果或素材.

2.2 三维动画技术运用于巢湖古生物数字化开发的优势

2.2.1 虚拟真实性突破时空局限

首先，三维动画技术具有虚拟真实表现的优势，能突破二维平面将古生物更直观的展现在大家面前，例如图1为本研究的实践研究基础，在国家科技部支撑计划《绝灭动物数字化复原及开发运用工程》中利用三维动画技术复原和政古生物群中的长鼻三趾马.其次，三维动画技术储存的文件以及创造出的三维动画均为数字化，不仅可以直接与网络接轨跨时空快速传递，也可以借助新媒体平台实时观赏.

2.2.2 可修改性降低开发成本

在三维动画技术下所创造出的作品，其渲染文件中的模型、动作、镜头、灯光等均具有可修改性，每个部分都可以作为独立个体配合后期更改，这很大程度的避免了二维动画、实景拍摄中“牵一发而动全身”的弊端.同时，巢湖古生物作为远古生物一直处在科学的论证中，其体态外貌还有待继续研究推测，因此创建的巢湖古生物在外观上能够随时配合科学研究而修改.

2.2.3 通融性便于衍生开发

三维动画技术的应用领域的广泛性一方面得益于其储存的格式多样，如：OBJ、FBX、STL等，多样化的格式输出能够通融于许多除了影视动画之外的数字产业，如：3D打印、激光雕刻、增强现实等，这种技术的通融性从横向来说拓宽了衍生品开发的广度，从纵向上来说让能够适应时代发展下衍生品多样变化的需求.

3 基于三维动画技术的巢湖古生物资源数字化开发构想

3.1 开发思路

3.1.1 依据考古论证选取中心开发对象

巢湖古生物资源十分丰富，每个生物都具有一定开发价值，且目前开发现状较为空白，待选择的古生物种类较多，因此为了能够最快速度的形成开发效果，在开发初期应选取最具视觉辨识度、最具学术影响力的巢湖古生物.

在开发对象的筛选上应对巢湖古生物资料进行地毯式的大量搜集，包含学术论文研究、化石实地勘查、复原图搜集等，用最为广度的调查得到最具开发价值的对象，如：龟山巢湖龙、银山智人等.

3.1.2 运用三维动画技术实现巢湖古生物虚拟再现

基于以上对三维动画技术的概述及优势分析可知，三维动画技术具有极大的虚拟创造性，因此可以运用该技术实现巢湖古生物虚拟再现.

在开发中应依据巢湖古生物化石、相关考古资料及考古论证等素材，运用三维动画技术中的数字成型技术、纹理表现技术、动态生成与调节技术、三维渲染技术等将其创建出三维立体生物模型、肌理贴图、生物动作，最终通过动画序列帧渲染与动画后期软件结合形成具备视听效果的巢湖古生物三维展示动画，图2为三维动画技术复原概念图，将古生物复原技术的运用可视化呈现.

3.1.3 借助线上线下双向平台推广品牌形象

每个地域都有其特有的古生物资源，这些古生物不仅是地域名片还是商业品牌符号，巢湖古生物也应该借助资源优势创建具有影响力的品牌形象.

（1）线下——博物体系数字化展示.化石资源作为珍贵自然遗产在博物展示中日益占据重要地位，也通过博物展示更加深入的进入大众的视野与认知，因此博物体系是十分重要的推广平台.博物推广可以从两个方向着手：一是用三维渲染效果图制作展板营造品牌环境氛围，以视觉震撼激发人们对古生物的兴趣;二是以古生物三维动画演示视频营造品牌内容，借助液晶显示、投影仪等显示设备，即可将远古生物仿真展示，加深人们对巢湖古生物的印象.[3]

（2）线上——网络社交视听媒体平台发布.网络推广是互联网时代下的热门词汇，巢湖古生物三维动画视频作为视听作品也应该与视听媒体相结合才能体现最佳传播效果，而目前人们处于碎片化信息获取时代，因此在本研究中将线上推广的平台定位于网络社交视听媒体，例如：微博、抖音等，这些社交视听媒体具有互动性强、传播时效快的优势，在推广过程中可以借助地方博物馆、地方旅游的官方账户进行发布，推广的同时又能够获取实时市场回馈情况，用线上推广拉动线下经济.

3.1.4 利用三维动画技术优势扩展衍生体系

通过以上三维动画技术的优势研究可知，三维动画技术的格式共通性为数字素材的多向应用、科普产品的体系化开发提供了可能，三维动画技术的数字素材能够与多种技术相结合生成其他衍生产品，巢湖古生物衍生产品的体系化开发不仅能够让古生物主题的挖掘更加深入，得到市场影响力，还能够形成产品与产品之间相互带动与支持，同时也为巢湖古生物的持续开发延续了受众市场与资金.[4]

3.2 开发方法

3.2.1 科学与艺术融合化开发

首先在科学层面应严依物证，没有科学依据的古生物开发难以被社会与市场长久选择，因此应做到两个方面：一是运用现有的科学常识和论断，搜集相关学术资料;二是将化石作为开发的核心依据，由化石信息（形体比例、骨骼结构等）结合学术资料推测古生物的形态、生态.

其次古生物的数字化开发不仅需要考古学、动物解剖学与科学技术，同样也需要艺术表现，这不仅能让古生物更具有视觉感染力，也为后期的衍生开发铺垫基础.在艺术上应该依文化运用而创意，在尊重科学的基础上顺应文化传播规律，突出开发对象的识别性与生动性，这就要求我们首先研究生态结构及生活习性，提炼生长规律，再寻找其个性特征结合艺术强调，设计出开发对象特有的形态、动态及情绪.

3.2.2 衍生与应用多样化开发

巢湖古生物的衍生产品并不是随意开发，既要评测数字素材与相关衍生技术的匹配性，又要针对消费市场趋势并结合现代新兴技术.巢湖古动物数字纪录片衍生品可以针对不同的受众群，结合多样化的技术朝向更多方向发展，如：针对儿童科普认知的数字渲染画册、适宜于青少年科普娱乐的古生物数字游戏等.

在网络全球化、数字全球化的时代中，巢湖古生物的数字化开发不仅可以应用于博物体系，还可以打开艺术与娱乐产业通道，例如：科普教学、游乐园展播、网络平台等，同时衍生产品的多樣化开发也拓宽了整体开发成果的应用范围，除了博物市场还能应用于游戏体验馆、手工艺商城、图书书店等.

3.2.3 新技术新业态持续化开发

基于三维动画技术的数字化开发在目前巢湖古生物开发市场中是一种更新和优化，但科技的迅猛发展不断催生着新的业态，市场需求也在不断变化，尤其是古动物题材本身具有一定严肃性不易亲近大众，因此应借助如火如荼的新技术吸引人们关注，同时新技术如：虚拟现实、增强现实比传统视听增加了交互性与沉浸感，跟随新技术新业态进行持续化可发不仅是对该题材的持久保鲜，同时也是为新技术的传播增添内容支持.

综上所述，基于三维动画技术的巢湖古生物资源数字化开发具有一定的必要性和可行性，数字技术会随着时代的发展不断更新换代，巢湖古生物的数字化开发还有很长道路要走.本研究针对当下市场需求、资源状况与三维动画技术手段对开发方式提出构想，未来在针对不同时代不同技术热潮下的市场推广还需进一步深入研究.

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参考文献：

〔1〕陈冠宝，季成，黄建东.安徽巢湖马家山早三叠世海生爬行动物群的研究发掘进展及意义[J].中国基础科学，2013（5）：10-14.

〔2〕周宗凯，曹上.古动物复原开发运用实验探索[M]江苏凤凰美术出版社，2016.186.

〔3〕王英杰，姜慧.古生物博物馆中数字化展览策略的研究[J].科技与企业，2015.58.

〔4〕胡西伟.基于三维动画与虚拟现实技术的理论研究[D].武汉：武汉大学，2005.10-14.