冰上的艺术与物理之美

【摘 要】花样滑冰运动能锻炼形体，又具有较高的观赏价值，受许多年轻人的喜爱。花样滑冰的动作转瞬即逝，由于技巧性强动作快，很多初学者难于理解其中关键。利用动画的方式将其动作进行分解，通过三维动画制作成独立单元和个体动作，将拆分后的动作展示为常规和慢放、最后通过交互软件融入文字知识面板形成教学课件。三维动画形式的教学课件不仅能表现接近真实的肢体动作，让原本容易记错的信息与动态实物一一对应，不仅方便了教练教学，艺术化的既视感还能吸引学习者的关注，提高人们的学习兴趣。

【关键词】骨骼模拟；动作分解；动作设计

【中图分类号】TP391.41 【文献标识码】A 【文章编号】1007—4198（2023）09—203—03

一、花样滑冰运动

花样滑冰是冰上运动项目之一。运动员通过冰刀在冰面上划出图形，并表演跳跃、旋转等高难度动作。在竞技体育项目中花样滑冰的裁判会按照动作的质量与艺术性表现进行综合评分。[1]在冰冻的水面上滑动，是在很多地区都常见的一种娱乐方式。随着时代的发展，各种解放个性、追求人类极限的冰上运动开始初具雏形，并不断演变，最终成为了我们现在所见到的各种现代冰上比赛项目花样滑冰包含了艺术与体育相结合的特质、它要求运动员即要展现舞蹈中的形态美、同时也要拥有较高的技术和力量。花样滑冰运动相对其他冰面运动强度也相对较大，在运动过程中它不仅能使人血液循环通畅，增强心血管系统的功能，同时也能在接触这项运动中提高身体素质和身体机能水平。因此参与花样滑冰运动不仅可以健身塑形，同时也具备极强的观赏性，参与者可以获得身体机能和精神方面的提升，还可以体会到通常的体育竞技运动所不具有的艺术享受。[2]

从花样滑冰的基本动作可以概括为旋转和跳跃，不同的跳跃和旋转结合运动员的步法配合就是表现出动态美的关键所在。

二、骨骼模拟

在三维动画的制作中使用3DSmax CS骨骼可以完全模拟出人体在运动过程中的所有肢体及躯干的变化。通过观察和总结花样滑冰过程的肢体动态运动，可以将CS骨骼的躯干初始状态设置成，头、颈、肩、胸、腰、跨；将四肢当中的手臂链接为肩、上臂、前臂、手腕、手掌、拇指、其余四指归纳为一个整体；脚部链接为大腿、小腿、脚踝、足弓、脚趾。如图1所示

三、骨骼与模型的绑定及测试

首先要完成花样滑冰的男女角色模型，对于模型制作不能偏胖和偏高。使用 3DsMax组建游戏人物角色模型，并为其使用Unfold 3D拆分UV，绘制完整贴图保证能适应大多数的技术动作，模型块面不穿插。完成模型后通过蒙皮工具将骨骼和角色模型绑定成一体。用Biped骨骼与其进行匹配对照，按模型的身体比例在体型模式中修改骨骼的局部尺寸。再模型修改器添加蒙皮工具，同时添加骨骼的所有外部附件，例如针对女性角色衣服的衣角飘动时所要用的附加骨骼，之后再按骨骼结构匹配模型点线面的权重绝对值。之后逐个检查绑定文件身体各个部位的控制器是否异常，需要做到的动作每个控制器是否能达到预期的效果。找到花样滑冰的极限动作进行动画测试，按照专业动作分解，摆出动画的layout，其次是blocking阶段，动画最后的pulish阶段需要严格按照参考动作，逐帧仔细的查看动作的预备缓冲和保持生动等细节，来做动画最后的润色。

四、分解动画的实现及文件分类

通过了解花样滑冰训练过程，拍摄专业运动员的标准训练动作再整合相关资料后。可以把整个动画拆解为六个大类，再根据不同学习等级拆解为若干个小动画来完成，这里以初级阶段的姿势为例，可以将角色动画制作为（1）滑行类：直线、曲线向前滑行和向后滑行，对多方向单足支撑做特写说明；向前、向后左右交叉步伐展示；向前外刃、华尔兹跳、点冰鲁莆半周跳、菲力浦半周跳、路姿半周跳；路兹半周跳等共十二个动作文件。（2）简单的旋转动作即双足的正反向转动、单足起立后正反向转动，以及双足直立旋转左右五圈、单足直立旋转左右各三圈等八个动作文件。（3）跳跃动作：华尔兹跳、少霍夫一周跳、点冰鲁浦一周跳等三个动作文件。如图2所示。

将这些动作制作好以后将其储存为bip文件方便随时调用，同时形成了基础动作库，3dsmax CS骨骼的可以将不同的bip动作文件无缝连接起来。可以通过学者的实际需求对基础动作进行单独学习，对照训练。另一方面对于长训运动员也可以任意组合基础动作，方便运动员和教练任意观看和分析动作的科学性和对美感的设计。

五、花样滑冰三维动画样片的成型

样片首先是宣传和展示花样滑冰项目的艺术魅力，其次可以通过制作样片模拟事先设计好的动作，作为比赛训练或日常娱乐的参考视频。再结合具体的运动案例做修改和调整。例如在课件中的创作《冰花》作品中，参考了花样滑冰运动员羽生结弦夺冠的2018年平昌冬奥会的比赛视频。将组合出来的动作进行局部调整。样片本身也需要通过灯光、镜头、特效来营造三维动画的影视艺术效果。尽量通过三维角色的肢体动作，配合灯光和背景音乐以及剧情对应的音效将观众的情绪代入其中，在上述的要求中结合分镜设计，根据镜号建立工程文件，在下方时间轴自动关键帧模式下，点击关键点信息选项，根据时间轴的时间长度把握关键帧的节奏动作。大体将人物的位移和关键点上的动作调整到位，后续再进行细节上的调整。双腿交替的动作包括走路与跑步，先用复制粘贴功能实现双腿交替。跳跃翻滚类动作现将骨骼的质心点摆放到位即可。

根据镜头的角度不断细化关键点之间的动作，在滑跳动作的关键帧时间段里，落地的脚部打入滑动关键帧防止足部位移，让角色站稳在地面上。滑动相比跳跃动作节奏更快，因此质心点的位移距离要更大，足部落地时，往前移动质心点以保持角色身体向前倾斜增加角色向前的冲刺视觉感。需要考虑到自然的惯性问题，处在下半身的质心点在高速移动，而上半身和四肢在急停时会比质心点慢八帧停止移动。这一点也同样体现在翻滚跳跃等极限动作中，四肢和上半身的移动相较质心点会有不同程度的延迟。场景中有一些局部镜头需要额外添加粒子效果和灯光，例如当角色脚步砸向地面时候会产生碎冰效果，再展线快速运动的镜头中需要为角色设置镜头模糊的视效。

六、结语

三维动画的真实性、空间感强，非常适用于花样滑冰这类体育教学，学习者通过观看三维动画制作的分解动作和宣传片，可以全面清晰的了解知识要领，有助于学习者更加直观准确的学习和自信的增强。

参考文献：

[1]王志艳，编.巅峰阅读文库：我的第一本探索书[M].天津：天津人民出版社，2013.

[2]李鄉状，主编.花样滑冰技法与指导[M].长春：吉林音像出版社，2006.

基金项目：本文系高等教育教学改革研究项目：课程思政视域下培养民办高校艺术专业“工匠精神”的实践与探索——以重庆移通学院为例。

作者简介：李杜风（1986—），男，汉族，研究生，研究方向为动画设计、三维造型艺术、游戏开发与制作等。