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游戏动漫艺术设计中数字化三维构成的应用优势
摘要：三维构成主要研究立体形态如何在三维空间中组合构成。目前数字化已经是设计领域的必备手段,不仅广泛应用于实体空间的立体构成研究,还实现了虚拟空间的立体构成探索。本文主要对游戏动漫设计领域中三维构成的数字化应用路径进行总结并对设计的空间、动态变化等拓展进行了探究。
关键词：数字化;三维构成;游戏动漫;应用路径;
1、数字化三维构成概念与应用
1.1数字化三维构成概念
三维构成即立体构成,立体构成是一门研究在三维空间中如何将立体造型要素按照一定的原则组合成赋予个性的美的立体形态的学科。真实的世界里,任何空间、形体等,都包含着点、线、面的组合,不同的构成组合就会形成不同的立体。三维构成是研究立体造型各元素的构成法则,其任务是揭开立体造型的基本规律并阐明立体设计的基本原理。任何三维造型除了包含形态要素,还包含色彩、肌理材质等要素,这些要素也是三维构成所包含的内容。
目前三维构成的思路广泛应用于设计的各个领域,例如传统的工业设计、平面设计、建筑设计、装潢设计等领域,而电脑辅助设计已经是目前最主要的设计手段。作为三维构成研究,可以充分利用数字化手段,如三维设计类软件辅助构成三维形体,也能通过3D打印等方式把数字化的三维模型实物化。而目前新兴的媒体视觉艺术、动画游戏设计等,完全就是虚拟的三维世界。在这些数字化互联网等领域,三维构成就是数字化的。因此,可以这样说,数字化三维构成主要研究电脑辅助立体构成和数字虚拟立体构成。
1.2数字化三维构成应用优势
传统的立体构成设计受制于现实,有一些局限性。首先,立体构成设计先要在二维的纸面上绘制设计草图,而立体形态本身是在三维的空间里构成的,但这种草图绘制是会产生三维到二维再到三维的翻译过程,部分制约了人的想象力。其次,在进行立体构成设计过程中,常需要对形体进行反复尝试推演,传统的手工设计方法会耗费大量时间完成制作,没有更多精力去设计思考。再次,受制于生产工艺和材料成本的限制,很多工艺复杂的造型和材料昂贵的质感也难于实现。
应用数字化方法来完成三维构成,就能利用计算机强大的运算功能优势,迅捷虚拟实现三维形体,大量演算推理三维结构的不同组合,不受限制的实现各种材质视觉呈现,从而轻松解决上述问题,也拓展了三维构成设计的思路。
2、游戏动漫艺术设计中的数字化三维构成应用路径
2.1游戏动漫中的三维构成
游戏动漫主要有二维和三维两种类型。对于三维游戏动漫,不论是模拟真实还是虚拟幻想的空间,都可以把空间和形体概括为点线面的组合。这些元素按照不同的美学规律,可以构造出不同节奏美感的造型。例如写实风格的动画电影《功夫熊猫》系列,里面的各种中式建筑所呈现出来的均衡、多样统一等形式美感,都是三维构成的形式法则在指挥。而虚拟幻想的空间,其三维构成的创新拓展更加广泛。还有许多简约风格的游戏动漫,例如最近流行的手机小游戏《跳一跳》里每个基石都是立方体、圆柱体等基本的几何体,而他们之间的相对关系又构成了一个大的空间,如何呈现正是三维构成研究的领域。
对于二维动漫游戏,虽然不是每个空间每个造型都可以用3D的方法再呈现,但它们很多也是把三维立体的空间和形态用二维的视角来呈现,例如很多被称为2.5D的游戏,就是用三维软件先把场景或者角色做出来,然后选取一个视角用二维的方式渲染呈现,作为游戏的背景,再把带有三维动画效果的角色放在场景里活动。2.5D游戏多利用2D的sprite来模拟出3D环境,免去纯3D图像出来所涉及的大量计算工作,从而使模拟出来的立体图像得以更快显现。以游戏《德军总部3D》为代表,看似立体的画面全由演算法构成,和多边形技术没有任何关系。这是用二维的图形图像算法解决三维的形体在固定视角的视觉呈现,也是数字化三维构成不同于传统立体构成的特点之一,即虚拟的三维构成。并非需要实物真的做出来,只要能让人视觉观感是真实的就可以。三维形体就可以用数字化的方法模拟出来,三维造型的各种构成,可以借助数学公式等方式来设计。还特别要指出有一种矛盾空间的研究,即二维画面上是合理的空间,实际三维空间是无法实现的。例如《纪念碑谷》这款游戏,里面借鉴了着名荷兰版画家埃舍尔的视错空间画作《观景楼》、《瀑布》等等,其基本要素是着名的没有尽头的“彭罗斯三角形”。这些为数字化三维构成的创新开拓了不同的方向。
游戏动漫的三维造型虽然只是在视觉上呈现,但是也有色彩光感和材质肌理感受,仍旧需要把这些要素用软件表现出来。尤其材质肌理触感,是需要用视觉的观感来模拟真实的触感。因此,三维构成的结构形态、色彩光感、材质肌理几个要素,都在数字化的游戏动漫世界里有数字化呈现。
2.2数字化三维构成常用软件方法
数字化三维构成,主要是用电脑辅助设计方法来模拟立体的空间和形体。首先要用到三维建模软件,有maya、3Dsmax、Rhino、Zbrush等,里面的poly(多边形)建模,就是由点、线、面来形成体积,完成形态的构成。而里面的材质、灯光模块,则是色彩和材质肌理效果的实现。很多时候要把实物用3D扫描仪扫描建模或者反过来把数字化的三维模型用3D打印机打印出来实物,这里就需要用3D扫描软件和3D打印机辅助软件,以及配合数字化三维模型修改的上述三维软件。当然,对于二维画面来表现三维形体,还辅助使用Photoshop、AI、等软件表现色彩肌理,绘制不同视角造型等。
对于动态的三维构成,还要用到动画制作软件、特效软件如AE等,还有游戏引擎软件如Unity、Unreal Engine等。这些又增加了时间轴向,三维构成具备了流动节奏美感。对于二维动画游戏,可以用二维呈像数字化方法来模拟三维的形体,还能实现矛盾空间的视觉呈现,这些设计要借助数学公式,需要用到脚本语言如MAXScript等。
2.3游戏动漫艺术设计的数字化三维构成路径
利用电脑辅助三维构成设计,可以跳过传统的路径,不用草图、和草模,直接用三维构思的空间思维,用三维软件把所想表达出来。数字化三维形体塑造和空间构架在建模比实物草模制作要快,便于反复修改,而且不受材料限制,可以尽情发挥。同时,三维软件可以结合程序脚本语言,对造型的排列、重复、渐变等空间规律可以用数学的方法解决,创造出数字美感韵律的构成。因此,数字化三维构成方法节省了设计表达所需时间,也不需要实际使用材料,既提高了设计的速度,也拓宽了设计思路。
游戏动漫本身就是数字化的,在设计制作过程中,已经用数字化的方法来实现三维空间和形体了。因此,在设计各种风格的产品作品时,从开始的原画脚本设定,到三维场景、三维角色、三维道具等内容的制作完成,整个设计思路都是按照数字化的方法来完成,这样省去了实物样品制作的中间过程,可以不受材料费用、物理力学等限制,只要观众和玩家认可,就能够在虚拟的世界里制作出来。三维造型的色彩光感还有肌理质感,通过材质设定绘制和灯光渲染等路径来实现。在实际设计过程中,动画和游戏都要有一个简模测试,即在角色模型等制作过程中,由导演和动画部门先用简单的形体代替场景中的房屋、道具、角色等等,然后设定动画和镜头变化,即用三维构成的语言来设定后期完整动画的空间格局和形体运动,这也涉及到三维构成的动态变化,使其在时间的维度上得以发展,区别于传统的工业设计、建筑设计等固定的三维空间形体。
对于二维动画、游戏,还有模拟三维结构和形态的另一种设计思路,例如之前提到的2.5D游戏。这可以更加发挥数字化的优势,创造出不可能实现却又好似真实的三维形态结构,如矛盾空间。这是用三维立体思维再借助二维图形图像数字规律这条路径来创造更多的模拟三维构成。
对于游戏动漫的周边产品设计,如今3D打印技术已经广泛应用于样品制作,将实物展示变得便捷。运用3D打印技术,原画设计师们的设计可以制作出来,曾经的概念图现在变为实物模型,尤其是复杂造型设计都能实现。还有数控切割、数码雕刻等方式,可以创作多种材质的周边产品和艺术品。这些都是数字化三维构成应用于动漫游戏周边产品设计制作的有效路径。
3、结语
数字化三维构成已经普遍应用于游戏动漫设计的各个环节,设计过程也是三维构成的创新创作过程。数字化方法的三维构成设计也为设计开拓了更多的发展轴向,例如动画制作时时间轴向上的形态变化。
参考文献
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[2]沈时.浅析3D打印技术对立体构成教学的影响[J].辽宁师专学报(社会科学版),2017(01).
[3]于舒婷.建构主义学习理论对数字化立体构成教学的启示[J].艺术科技,2017(07).
论文来源参考：纪晓燕.数字化三维构成在游戏动漫设计的应用路径[J].电子技术与软件工程,2018(07):69-70.
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