基于青少年人格素养提升的国学动画设计与实现

赵艳 刘金明 车延玲 孙晓倩 王佳丽

摘 要：本文针对青少年品德教育和人格素养提升进行國学动画设计与实现，将三维动画融入启发性和趣味性设计，研究与开发以国学经典表达的“仁义礼智信”等中华民族的核心价值观念为中心的国学动画产品。进一步探索研究国学动画在青少年人格素养提升方面的应用。

关键词：国学动画;人格素养

本文在将动画运动规律、图形图像处理、三维动画以及影视后期合成有机结合，以使发散思维和聚合思维能够内在统一，探索并开发出适合青少年德育和人格素养提升的国学动画创新产品。借助数字媒体技术，以青少年人格素养提升为中心，进行民族化和个性化风格元素的融入，创作出具有原创性的适合青少年的国学动画作品。

一、主场景模型的设计与实现

场景模型是影视动画中的重要元素，整体场景模型搭建和画面的色彩材质和灯光表现，对于动画整体氛围的表现至关重要，根据建筑造型特点结合现代和古代建筑造型特点，通过多边形挤出、附加曲线、插入循环边、交互式分割工具、放样、编辑网格和晶格化等命令的使用来进行创作，模型搭建完成后，赋予材质并加入灯光和摄像机。

（一）主场景模型的设计与实现过程

首先通过视图中的图像平面导入模型图，分析其构成特点，主要由房体、房顶、烟囱、栅栏、窗户和装饰等部分组成。

1.房体和房顶模型的设计与实现

房体造型的设计采用两层小楼加一层阁楼的主体设计，再加入两个侧面小屋造型。 根据参考图，通过多边形长方体面挤出模拟整体小屋造型，并通过网格的提取功能，得到分离提取的面，抽出侧面造型。房顶造型的设计采用长条型木制材料，木条长短不一，造型不规则，以充分体现造型的特点。同样使用多边形来模拟，并通过网格将其结合，采用动画模块的创建变形器进行晶格化，调节房顶的造型使其不规则化，体现特色。

3.出风口和烟囱模型的设计与实现

小屋侧面出风口和烟囱造型的设计，采用花边造型中间加十字造型。实现时使用多边形管道创建圆管造型，沿Z轴旋转至正面，选择底面将底面的面删除，进入对象层级，进行网格填充洞。再次进入面层级选择上方的面，在编辑网格中取消“保持面的连接性”，并挤出一定的厚度，适当缩放其面的大小。

4.栅栏模型的设计与实现

栅栏造型的设计采用管状体加圆柱造型。管状体考虑拐角处的细节情况，在透视图中使用贝兹曲线沿栅格线绘制1/4的圆角造型，再创建多边形圆柱体，调节段数为12，将其沿X轴旋转90度，先选择圆柱的顶面再选择贝兹曲线，通过编辑网格挤出命令使得面沿线挤出，创建并复制多个圆柱体模拟小栏杆，从而得到管状栅栏效果。

5.窗户模型的设计与实现

窗框造型设计采用花边造型，窗户内部采用花纹图案效果。窗框的实现同出风口和烟囱模型的制作过程。花纹图案的窗户，主要采用创建面片并进行边挤出（多次按G键重复操作），调节点的位置并使用网格命令进行点合并，直到完成1/4图案的绘制。在对象模式下选择该图案，再次通过网格命令来镜像几何体（+X向右镜像，-Y向下镜像）。同理，镜像出其余三个图案。框选所有的面进行多边形面挤出（注意不保持面的连接性），得到最终的花纹窗户图案。

6.装饰模型的设计与实现

为了更好地体现特点，在场景的设计中融入的各种造型的装饰元素，比如门造型的设计采用弯曲的圆柱体，装饰块的设计采用造型各异的多边形长方体、管状体和心形，并加入了点和线、面的细节处理。

7.花园环境设计与实现

栅栏内小花园的设计中融合的各种颜色和种类花和绿色的小草，体现出一片生机勃勃的场景。实现时首先创建多边形面片模拟土地并使其可绘制，再使用Paint Effects笔刷工具，获取笔刷分别选取不同的花和草在多边形面片上进行绘制，注意整体构图，根据近大远小的特点调整好全局参数。

8.材质贴图

材质主要是通过设置材质库中的Ramp Shader节点，通过设置Color、Interpolation、Transparency、Ambient Color、Bump Mapping、Diffuse、Specular等参数，然后在建立好的材质球上按右键，选择Assign Material To Selection。

9.灯光和摄像机

真实世界中的灯光会照亮其范围内的物体，而Maya中的灯光可以随意地控制其所能照射的物体。通过Create中的Light可以灵活选择所需灯光类型，同时根据场景需求，设定相应的颜色和HSV等参数，设定目标摄像机并调节好目标点，最后渲染并观察场景效果。

二、动画的设计与实现

（一）魔方动画效果实现

1.魔方模型的实现

创建切角长方体（参数为100、100、100、2），转换为可编辑多边形，进入修改面板的可编辑多边形元素层级，将整个切角长方体材质ID设为7，然后进入可编辑多边形的多边形层级，分别将每个面材质ID设为1、2、3、4、5、6。

2.赋予魔方材质

打开材质编辑器进入多维/子对象，设置材质数量为7，然后分别赋予不同的材质ID以国学经典人物形象为贴图。

3.魔方造型的实现

将魔方的轴心点定位在其中心位置，在层次面板中调整轴使其仅影响轴，居中到对象，使用选择并移动工具将中心点的坐标定为零点，阵列出魔方造型。

4.魔方动画的实现

使用选择并移动工具调整绝对世界坐标系轴心点至x、y、z值均为100。激活角度捕捉并设置角度为90度，按下自动关键点按钮，调节不同帧上的动画旋转效果。采用自动关键帧记录动画过程，渲染输出为AVI动画。

（二）变形动画效果实现

1.创建变形物体，使用选择并移动工具按住Shift键复制三个。

2.分别为第二个物体添加拉伸修改器，第三个物体添加弯曲修改器。

3.选择第一个物体作为源变形物体，单击复合对象中的变形，依次拾取变形物体2和变形物体3。

4.将主窗口的时间滑块移到第0帧，然后在变形目标列表框中单击变形物体1，并单击创建变形关键点，滑块第40帧，在变形目标列表框中单击变形物体2，滑块第70帧，在变形目标列表框中单击变形物体3，滑块第100帧，在变形目标列表框中单击变形物体1，最终实现物体变形动画效果。

（三）卷轴动画效果实现

1.启动3Ds Max中文版软件，单击“创建”面板下的“几何体”中的“标准基本体长方体”按钮，在“顶”视图中创建长方体，设置具体的参数。

2.切换到3Ds Max “修改面板”，在“修改器列表”下拉列表框中选择“编辑多边形”选项，将选择集定义为“多边形”，在3Ds Max场景中使用 “选择对象”工具选择正面的多边形，在“多边形：材质ID”卷展栏中设置“设置ID：”为1。

3.在3Ds Max菜单栏选择“编辑”中的“反选”命令反选多边形，在“多边形：材质ID”卷展栏中设置ID为2，然后关闭选择集。

4.在“修改器列表”中选择“弯曲”修改器，在“参数”卷展栏中设置“角度”为-1800，设置“弯曲轴”为X轴。

5.在“限制”选项组中选择“限制效果”选项，在堆栈栏中设置“弯曲”修改器的选择集为“中心”，使用 “选择并移动”工具，在3Ds Max “前”视图中调整中心到模型的右侧。

6.打开自动关键点，在第0帧自动插入关键点。

7.拖动时间滑块到100帧，然后在3Ds Max场景中移动“中心”使其展开，实现卷轴动画效果并渲染输出。

三、片头片尾视频剪辑输出

（一）片头设计与实现

1.设置环境背景：将“环境效果”和“材质编辑器”结合应用，通过对位图贴图设置关键帧，是动画背景处于运动状态。

2.创建旋转的地球：利用“圆”线条制作出地球的经纬线，导入“地球模型”，挤出厚度，层级面板-仅影响轴，前视图创建300的方形面片，使方形面片中心对齐到地球。进行弯曲修改;设置金属材质，地球框架和经线纬线。创建“流星001”进行“拉伸”修改，并赋予流星材质;选择“流星001”、 “流星002”添加修改命令面板的“路徑变形绑定（WSM）”修改器。

3.创建摄像机：创建目标摄像机并设置摄像机的关键帧动画。

4.创建粒子系统：创建粒子流源，设置发射“徽标大小”为143，长宽比为198*210，选择材质频率选项，并添加到“事件003”，设置粒子流为金属材质，

5.创建文字：设置文本“数字时代”，添加“倒角”修改器，选择“粒子流”材质指定给创建的文字。设置自动关键帧动画。

6.添加视频特效：动画制作完成对创建的对象添加特效，“视频后期处理”中的特效滤镜可以添加各种特效。

（1）选择“路径01”和“路径02”取消“可渲染”。

（2）选择“流星01”和“流星02”设置“对象ID”为2。

（3）选择“地球”对象设置“对象ID”为1。

（4）“渲染”—“视频后期处理”，单击“添加场景事件”为“Camera001”，选择“星空”、“镜头效果光晕”、“镜头效果光斑”，单击“VP队列”和“预览”，设置相应的参数。

（二）片尾特效和表达式的应用

1.放大镜动画特效

（1）新建项目文件，导入放大镜.psd和背景素材，以背景层大小创建合成;

（2）使用 定位点工具设置放大镜的中心到镜片的中心位置;

（3）添加镜面遮罩并翻转;

（4）设置放大镜位置和旋转的动画;

（5）背景层添加球面化特效，将球体中心设置动画—添加表达式thisComp.layer（"fdj.psd"）.position

（6） 收集文件，添加到渲染队列，渲染输出FLV文件。

2.水晶球动画特效

（1）新建项目文件，导入素材，以载体的大小创建水晶球背景合成;

（2）为载体的位置添加表达式wiggle（1，200）;

（3）以背景层大小创建水晶球合成;

（4）为水晶球背景合成层添加CC Lens特效;

（5）收集文件，添加到渲染队列，渲染输出FLV文件。

四、小结

本文通过图形图像处理、三维动画以及影视后期合成等软件技术，根据国学动画对青少年人格素养的提升展现内容的需求，主要针对国学动画主场景搭建、关键的三维动画设计与实现、片头片尾的设计与实现部分进行阐述。综合应用了Maya 多边形建模技术、3Ds Max动画设计与制作、影视后期特效技术，不仅将不同的场景造型风格特点，融入到三维动画场景的模型设计中，展现了场景元素造型多样化，同时赋予三维场景以美感，而且三维动画通过多样化的表现形式展现了国学动画中青少年人格素养提升的元素，片头片尾部分也做了较为充分的展现。

参考文献：

[1]郑莉琼. 中国影视动画中传统文化元素的运用现状研究[D].西南大学，2018.

[2]TVart技法Cinema 4D/After Effects电视包装案例解密[M]. 人民邮电出版社 ， TVart培训基地， 2014.

[3]曹园园. 影视动画色彩节奏的表现研究[D].武汉理工大学，2018.

（山东省大学生创新创业训练计划项目  项目编号：S201913324011 项目名称：国学动画对提升青少年人格素养的研究）

作者简介：

赵艳（198204），山东费县， 女， 汉， 山东济南，研究方向 三维动画，数字媒体技术， 硕士， 山东协和学院，副教授.

刘金明（199901），山东淄博 ， 数字媒体技术 ，山东协和学院 ，学生.

车延玲（199812），山东德州，  数字媒体技术， 山东协和学院， 学生.

孙晓倩（199907），山东莒县 ， 数字媒体技术， 山东协和学院， 学生.

王佳丽（199905，）山东莱州 ， 数字媒体技术 ，山东协和学院 ，学生.