3D打印技術(shù)在定格動(dòng)畫制作中創(chuàng)新應(yīng)用

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摘要：現(xiàn)有3d打印技術(shù)應(yīng)用于定格動(dòng)畫制作的動(dòng)畫作品，僅限于手工制作流程的簡化，并無實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新。本研究借助SWOT分析法對(duì)3D打印技術(shù)應(yīng)用于定格動(dòng)畫制作的具體情況進(jìn)行了科學(xué)的分析，提出了一種從制作到拍攝全新的制作方式。本研究在定格動(dòng)畫制作上開拓了嶄新的路徑，旨在為定格動(dòng)畫創(chuàng)作提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：3D打?。欢ǜ駝?dòng)畫；創(chuàng)新；動(dòng)畫制作

引言

截止2021年10月11日據(jù)知網(wǎng)檢索，將3d打印應(yīng)用到定格動(dòng)畫制作中的研究僅有33篇，且皆為可動(dòng)模型零件或是場(chǎng)景道具的制作應(yīng)用，這些應(yīng)用方式僅僅是作為手工模型制作過程的替代，與手工效果雖有不同，但并沒有實(shí)質(zhì)性創(chuàng)新。以下將要論述的3D打印技術(shù)在定格動(dòng)畫制作中的創(chuàng)新應(yīng)用尚屬首例。

一、什么是3D打印技術(shù)

（一）3D打印技術(shù)的定義

3D打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù)，它是一種以數(shù)字模型文件為制作圖紙，運(yùn)用粉末狀固體或液體等可黏合或凝固的材料逐層鋪設(shè)來構(gòu)造物體的技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)隨科技發(fā)展的逐漸成熟，已經(jīng)在一些有特殊需要的領(lǐng)域中被直接生產(chǎn)并使用。

（二）3D打印技術(shù)的特點(diǎn)

科技與數(shù)字化的發(fā)展給許多行業(yè)帶來了紅利。3D打印技術(shù)最突出特點(diǎn)就是遠(yuǎn)超傳統(tǒng)制造業(yè)的精準(zhǔn)、便捷與低損耗。3D打印技術(shù)具備較高的制造精度，這種較高的生產(chǎn)精度為部分行業(yè)帶來了福音。例如在醫(yī)療行業(yè)中，利用3D打印技術(shù)可以將部分患者需要替換的骨骼或器官復(fù)制，為醫(yī)療工作者解決了部分可移植的人體器官短缺的問題，同時(shí)也為患者減輕甚至消除了排異的痛苦。應(yīng)用3D打印技術(shù)之后的生產(chǎn)過程要比傳統(tǒng)制造業(yè)便捷。傳統(tǒng)生產(chǎn)制造工藝下的制造業(yè)，需要制作復(fù)雜的模具或極其精密的加工制造過程，且會(huì)產(chǎn)生非常多的材料浪費(fèi)。而3D打印技術(shù)只需要使用計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)和3D打印機(jī)，就可以生成生產(chǎn)者所需要的任何形狀的產(chǎn)品，且?guī)缀鯖]有材料浪費(fèi)，從而有效地降低材料消耗。但從另一方面來說，3D打印技術(shù)也具有使用成本較高的特點(diǎn)。3D打印技術(shù)的應(yīng)用需要較高的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，且3D打印技術(shù)又需要隨應(yīng)用場(chǎng)景的不同選取價(jià)格昂貴的軟件與設(shè)備，這也成為了該技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用門檻。

二、3D打印技術(shù)在定格動(dòng)畫制作中的應(yīng)用

（一）3D打印技術(shù)在傳統(tǒng)定格動(dòng)畫中的應(yīng)用

傳統(tǒng)意義上的定格動(dòng)畫是動(dòng)畫師將一副畫面拍好之后，將拍攝對(duì)象進(jìn)行移動(dòng)，為對(duì)象拍攝下一幀，每次拍攝一幀，使用專業(yè)照相機(jī)進(jìn)行一幀接一幀攝制，然后利用電腦軟件將照片合成動(dòng)畫影片的一類動(dòng)畫創(chuàng)作形式。定格動(dòng)畫制作的過程中，最枯燥且耗時(shí)的工作就是需結(jié)合動(dòng)畫的運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)拍攝的物體或人物進(jìn)行動(dòng)作擺拍，并用攝像機(jī)將畫面記錄下來。因?yàn)橐幻胫辽偈?張甚至更多原片，并且逐幀拍攝這一過程機(jī)器是無法取代的。所以對(duì)拍攝人員來說這一過程相當(dāng)重復(fù)耗時(shí)。最有技術(shù)難度的工作，則是定格動(dòng)畫制作模型場(chǎng)景和模型人物的過程。這個(gè)過程既需要設(shè)計(jì)并制作的精細(xì)不平庸，又需要制作成品的特點(diǎn)鮮明高度概括，所以傳統(tǒng)定格動(dòng)畫的拍攝前期加工制作流程復(fù)雜，整個(gè)制作過程需要花費(fèi)制作者大量的時(shí)間和精力。在3D打印技術(shù)出現(xiàn)并將其引入到定格動(dòng)畫的模型部件及場(chǎng)景制作中之后，這一進(jìn)步有效的節(jié)約了大量前期制作時(shí)間，且因利用3D打印技術(shù)制作出的模型更規(guī)整嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)節(jié)豐富，所以最終創(chuàng)作出的定格動(dòng)畫作品也會(huì)相對(duì)更符合動(dòng)畫創(chuàng)作者的效果預(yù)期。

（二）3D打印技術(shù)在定格動(dòng)畫制作中的創(chuàng)新應(yīng)用

因?yàn)閯?dòng)畫是連續(xù)的圖像切換形成的視覺殘留，所有的動(dòng)畫都是多張靜態(tài)圖像組成的連續(xù)切換的畫面，所以在3D打印技術(shù)在定格動(dòng)畫制作中的創(chuàng)新應(yīng)用這44秒的動(dòng)畫一例中，首先動(dòng)畫制作者依據(jù)動(dòng)畫制作原理預(yù)設(shè)每秒8幀，鏡頭大小為9厘米乘5.1厘米共計(jì)357幀的畫面，然后經(jīng)過計(jì)算設(shè)計(jì)制作一個(gè)能夠?qū)?57個(gè)畫面首尾相連總共3570厘米的場(chǎng)景連接起來的裝置。具體步驟是將背景板排布于12個(gè)直徑為55厘米的圓環(huán)上，每一個(gè)圓環(huán)固定放置32個(gè)場(chǎng)景，利用一分鐘15轉(zhuǎn)的慢速電機(jī)控制整體裝置按照每秒8幀，4秒一圈的速率轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)完一圈后通過導(dǎo)軌自動(dòng)切換下一個(gè)圓環(huán)，組裝完成就得到了整體裝置的主體框架。接下來是動(dòng)畫逐幀模型的建模、打印及制作。在3D軟件制作好模型圖紙并設(shè)計(jì)好想要的動(dòng)態(tài)后，再根據(jù)動(dòng)畫運(yùn)動(dòng)規(guī)律逐幀選取模型，就可以進(jìn)行打印及制作了。如果利用傳統(tǒng)的手作模型來制作這種創(chuàng)新手法的定格動(dòng)畫，那么人物的精度和細(xì)節(jié)就會(huì)相差很多，特別是在9厘米乘5.1厘米的小畫面中，任何微小的差距都將被放大。但利用3D打印就會(huì)有效減少手作的誤差，在理論上做到絕對(duì)的流暢。動(dòng)畫前期準(zhǔn)備的最后一步就是將模型根據(jù)動(dòng)畫原計(jì)劃的位置，利用定格動(dòng)畫制作軟件將每一幀畫面背景與模型的相對(duì)位置定位準(zhǔn)確，逐幀固定在裝置的每一幀小背景板上，來避免畫面會(huì)抖動(dòng)的問題。前期準(zhǔn)備就緒后，動(dòng)畫制作者將一塊有9厘米乘5.1厘米觀察孔的擋板放置于裝置側(cè)方第一個(gè)畫面的位置，并在擋板的后面加裝頻率與畫面幀率保持一致的燈帶，通過電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和滑軌的協(xié)作，使得制作好的每個(gè)場(chǎng)景能夠按照順序在燈帶頻閃的時(shí)候逐個(gè)經(jīng)過觀察孔，在觀察孔前擺好攝影機(jī)就可以進(jìn)行連續(xù)視頻拍攝了，最后在拍攝完成后配音和剪輯即可。

三、基于SWOT模式理論分析3D打印技術(shù)在定格動(dòng)畫制作中創(chuàng)新應(yīng)用

本段分析3D打印在定格動(dòng)畫中的創(chuàng)新應(yīng)用方式使用了SWOT分析法，并以此分析來思考這種新的方式會(huì)給定格動(dòng)畫的未來發(fā)展帶來什么。SWOT分析即優(yōu)勢(shì)(Strength)、劣勢(shì)(Weakness)、機(jī)會(huì)(Opportunity)和威脅(Threat)分析。

（一）3D打印技術(shù)在定格動(dòng)畫制作中創(chuàng)新應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)定格動(dòng)畫的制作方式及原理就是使用3D打印技術(shù)來制作模型的零件或者場(chǎng)景布置所需要的道具。而我所描述的這種定格動(dòng)畫制作方式更加類似于以前的電影放映機(jī)。與傳統(tǒng)定格動(dòng)畫制作相比的第一個(gè)優(yōu)勢(shì)就在于使用3D打印機(jī)逐幀制作畫面人物部分，利用圖片作為背景提前組裝制作好每一幀的畫面連續(xù)的拍攝，不需要每一幀停止拍攝一次，每一幀調(diào)整一次，且3D軟件制作的動(dòng)態(tài)可以做到絕對(duì)的流暢。第二個(gè)優(yōu)勢(shì)就是這樣做可以連續(xù)拍攝一次成片，且最終影片完成之后，不僅會(huì)產(chǎn)出影片還會(huì)留下一個(gè)能夠展現(xiàn)動(dòng)畫制作過程的藝術(shù)性裝置作品，與傳統(tǒng)定格動(dòng)畫制作相比更具有實(shí)驗(yàn)性與創(chuàng)新性。

（二）3D打印技術(shù)在定格動(dòng)畫制作中創(chuàng)新應(yīng)用的劣勢(shì)

首先由于3D打印動(dòng)畫模型設(shè)計(jì)圖紙和成品制作需要逐幀制備，而傳統(tǒng)定格動(dòng)畫僅需一人就可以以短時(shí)間完成整部影片的模型，與傳統(tǒng)定格動(dòng)畫模型制作流程相比，創(chuàng)新的模型制作方法工程量大重復(fù)性高，所以現(xiàn)階段這個(gè)方式對(duì)于個(gè)人或者小團(tuán)隊(duì)來說只適合制作短篇的影像。雖然理論上可以制作與傳統(tǒng)長篇?jiǎng)赢嬘捌嗤瑫r(shí)長，但是這確實(shí)是耗時(shí)耗力的。其次視頻拍攝完成后所呈現(xiàn)的效果類似于老式電影放映機(jī)的效果。由于視頻運(yùn)用了頻閃的原理拍攝，所以視頻成品會(huì)存在肉眼可以察覺的頻閃，且因電壓不是絕對(duì)穩(wěn)定的，所以電機(jī)的速率會(huì)受到影響，無法做到理論上的絕對(duì)勻速旋轉(zhuǎn)，所以會(huì)導(dǎo)致有時(shí)畫面在燈頻閃時(shí)與觀察孔對(duì)位有偏差。后期雖然可以修正一部分，但也確實(shí)要承認(rèn)這是現(xiàn)階段的一個(gè)最無法避免的缺點(diǎn)。

（三）3D打印技術(shù)在定格動(dòng)畫制作中創(chuàng)新應(yīng)用的機(jī)遇

3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)制作的模型和手工方式制作的模型相比，3D打印模型在寫實(shí)程度、精細(xì)程度上要高很多。將3D打印技術(shù)應(yīng)用到傳統(tǒng)定格動(dòng)畫的模型零件和場(chǎng)景制作中確實(shí)能快速而精準(zhǔn)地打印出適應(yīng)動(dòng)畫要求的精細(xì)逼真的模型。而將3D打印技術(shù)應(yīng)用于定格動(dòng)畫制作中的創(chuàng)新應(yīng)用方式是之前沒有存在過的。作為一次創(chuàng)新實(shí)踐，在接受能力強(qiáng)且急需發(fā)展的動(dòng)畫業(yè)，上述創(chuàng)新應(yīng)用方式就是一個(gè)發(fā)展的機(jī)遇，其流程明顯不夠完善且不足之處很多亟待解決，但是可以隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷改進(jìn)與完善，且定將給予定格動(dòng)畫從業(yè)者突破傳統(tǒng)的新的思考方向與實(shí)踐方向。

（四）3D打印技術(shù)在定格動(dòng)畫制作中創(chuàng)新應(yīng)用的挑戰(zhàn)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，動(dòng)畫這一行業(yè)在今天正不斷發(fā)展，不斷刷新人們對(duì)視覺特效上限的認(rèn)知，吸引著人們的注意力。那些票房居高的動(dòng)畫，大多是依靠著科技進(jìn)步為支撐的以3D軟件為主導(dǎo)的三維CG動(dòng)畫，而定格動(dòng)畫能否也像CG動(dòng)畫那樣廣受歡迎，是動(dòng)畫工作者正在探究的。雖然3D打印技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展會(huì)為定格動(dòng)畫帶來發(fā)展的機(jī)會(huì)，但是科技的進(jìn)步也會(huì)促進(jìn)其他動(dòng)畫種類的發(fā)展，特別是科技發(fā)展對(duì)三維CG動(dòng)畫的促進(jìn)更為明顯，因而在于定格動(dòng)畫的發(fā)展能否超越三維CG動(dòng)畫這方面是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

四、結(jié)論

通過將3D打印技術(shù)融入到定格動(dòng)畫制作的整個(gè)制作環(huán)節(jié)中這一舉動(dòng)，已經(jīng)推動(dòng)了整個(gè)定格動(dòng)畫業(yè)的發(fā)展，這次創(chuàng)新的應(yīng)用方式一定也可以給參與定格動(dòng)畫制作的人們帶來新的思路與實(shí)踐方向。充分發(fā)揮新科技優(yōu)勢(shì)，使其充分發(fā)揮作用，也是動(dòng)畫從業(yè)者的責(zé)任。將3D打印技術(shù)運(yùn)用到定格動(dòng)畫領(lǐng)域，與定格動(dòng)畫工藝充分結(jié)合，定能推動(dòng)中國定格動(dòng)畫事業(yè)的發(fā)展。

作者:朱雪旭 單位:魯迅美術(shù)學(xué)院傳媒動(dòng)畫學(xué)院