3D打印技術(shù)在定格動畫制作中創(chuàng)新應(yīng)用
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摘要：現(xiàn)有3d打印技術(shù)應(yīng)用于定格動畫制作的動畫作品，僅限于手工制作流程的簡化，并無實質(zhì)性創(chuàng)新。本研究借助SWOT分析法對3D打印技術(shù)應(yīng)用于定格動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。本研究在定格動畫制作上開拓了嶄新的路徑，旨在為定格動畫創(chuàng)作提供借鑒和參考。
關(guān)鍵詞：3D打印；定格動畫；創(chuàng)新；動畫制作
引言
截止2021年10月11日據(jù)知網(wǎng)檢索，將3d打印應(yīng)用到定格動畫制作中的研究僅有33篇，且皆為可動模型零件或是場景道具的制作應(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，但并沒有實質(zhì)性創(chuàng)新。以下將要論述的3D打印技術(shù)在定格動畫制作中的創(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
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，且會產(chǎn)生非常多的材料浪費。而3D打印技術(shù)只需要使用計算機圖形數(shù)據(jù)和3D打印機，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，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。3D打印技術(shù)的應(yīng)用需要較高的專業(yè)技術(shù)知識，且3D打印技術(shù)又需要隨應(yīng)用場景的不同選取價格昂貴的軟件與設(shè)備，這也成為了該技術(shù)的一個應(yīng)用門檻。
二、3D打印技術(shù)在定格動畫制作中的應(yīng)用
（一）3D打印技術(shù)在傳統(tǒng)定格動畫中的應(yīng)用
傳統(tǒng)意義上的定格動畫是動畫師將一副畫面拍好之后，將拍攝對象進(jìn)行移動，為對象拍攝下一幀，每次拍攝一幀，使用專業(yè)照相機進(jìn)行一幀接一幀攝制，然后利用電腦軟件將照片合成動畫影片的一類動畫創(chuàng)作形式。定格動畫制作的過程中，最枯燥且耗時的工作就是需結(jié)合動畫的運動規(guī)律對拍攝的物體或人物進(jìn)行動作擺拍，并用攝像機將畫面記錄下來。因為一秒至少是8張甚至更多原片，并且逐幀拍攝這一過程機器是無法取代的。所以對拍攝人員來說這一過程相當(dāng)重復(fù)耗時。最有技術(shù)難度的工作，則是定格動畫制作模型場景和模型人物的過程。這個過程既需要設(shè)計并制作的精細(xì)不平庸，又需要制作成品的特點鮮明高度概括，所以傳統(tǒng)定格動畫的拍攝前期加工制作流程復(fù)雜，整個制作過程需要花費制作者大量的時間和精力。在3D打印技術(shù)出現(xiàn)并將其引入到定格動畫的模型部件及場景制作中之后，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)作出的定格動畫作品也會相對更符合動畫創(chuàng)作者的效果預(yù)期。
（二）3D打印技術(shù)在定格動畫制作中的創(chuàng)新應(yīng)用
因為動畫是連續(xù)的圖像切換形成的視覺殘留，所有的動畫都是多張靜態(tài)圖像組成的連續(xù)切換的畫面，所以在3D打印技術(shù)在定格動畫制作中的創(chuàng)新應(yīng)用這44秒的動畫一例中，首先動畫制作者依據(jù)動畫制作原理預(yù)設(shè)每秒8幀，鏡頭大小為9厘米乘5.1厘米共計357幀的畫面，然后經(jīng)過計算設(shè)計制作一個能夠?qū)?57個畫面首尾相連總共3570厘米的場景連接起來的裝置。具體步驟是將背景板排布于12個直徑為55厘米的圓環(huán)上，每一個圓環(huán)固定放置32個場景，利用一分鐘15轉(zhuǎn)的慢速電機控制整體裝置按照每秒8幀，4秒一圈的速率轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)完一圈后通過導(dǎo)軌自動切換下一個圓環(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)計好想要的動態(tài)后，再根據(jù)動畫運動規(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)新手法的定格動畫，那么人物的精度和細(xì)節(jié)就會相差很多，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打印就會有效減少手作的誤差，在理論上做到絕對的流暢。動畫前期準(zhǔn)備的最后一步就是將模型根據(jù)動畫原計劃的位置，利用定格動畫制作軟件將每一幀畫面背景與模型的相對位置定位準(zhǔn)確，逐幀固定在裝置的每一幀小背景板上，來避免畫面會抖動的問題。前期準(zhǔn)備就緒后，動畫制作者將一塊有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，通過電機轉(zhuǎn)動裝置和滑軌的協(xié)作，使得制作好的每個場景能夠按照順序在燈帶頻閃的時候逐個經(jīng)過觀察孔，在觀察孔前擺好攝影機就可以進(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)在定格動畫制作中創(chuàng)新應(yīng)用
本段分析3D打印在定格動畫中的創(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給定格動畫的未來發(fā)展帶來什么。SWOT分析即優(yōu)勢(Strength)、劣勢(Weakness)、機會(Opportunity)和威脅(Threat)分析。
（一）3D打印技術(shù)在定格動畫制作中創(chuàng)新應(yīng)用的優(yōu)勢
傳統(tǒng)定格動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景布置所需要的道具。而我所描述的這種定格動畫制作方式更加類似于以前的電影放映機。與傳統(tǒng)定格動畫制作相比的第一個優(yōu)勢就在于使用3D打印機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軟件制作的動態(tài)可以做到絕對的流暢。第二個優(yōu)勢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，不僅會產(chǎn)出影片還會留下一個能夠展現(xiàn)動畫制作過程的藝術(shù)性裝置作品，與傳統(tǒng)定格動畫制作相比更具有實驗性與創(chuàng)新性。
（二）3D打印技術(shù)在定格動畫制作中創(chuàng)新應(yīng)用的劣勢
首先由于3D打印動畫模型設(shè)計圖紙和成品制作需要逐幀制備，而傳統(tǒng)定格動畫僅需一人就可以以短時間完成整部影片的模型，與傳統(tǒng)定格動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)階段這個方式對于個人或者小團隊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)長篇動畫影片相同時長，但是這確實是耗時耗力的。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的效果。由于視頻運用了頻閃的原理拍攝，所以視頻成品會存在肉眼可以察覺的頻閃，且因電壓不是絕對穩(wěn)定的，所以電機的速率會受到影響，無法做到理論上的絕對勻速旋轉(zhuǎn)，所以會導(dǎo)致有時畫面在燈頻閃時與觀察孔對位有偏差。后期雖然可以修正一部分，但也確實要承認(rèn)這是現(xiàn)階段的一個最無法避免的缺點。
（三）3D打印技術(shù)在定格動畫制作中創(chuàng)新應(yīng)用的機遇
3D打印技術(shù)設(shè)計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)定格動畫的模型零件和場景制作中確實能快速而精準(zhǔn)地打印出適應(yīng)動畫要求的精細(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)新實踐，在接受能力強且急需發(fā)展的動畫業(yè)，上述創(chuàng)新應(yīng)用方式就是一個發(fā)展的機遇，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，且定將給予定格動畫從業(yè)者突破傳統(tǒng)的新的思考方向與實踐方向。
（四）3D打印技術(shù)在定格動畫制作中創(chuàng)新應(yīng)用的挑戰(zhàn)
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，動畫這一行業(yè)在今天正不斷發(fā)展，不斷刷新人們對視覺特效上限的認(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動畫，而定格動畫能否也像CG動畫那樣廣受歡迎，是動畫工作者正在探究的。雖然3D打印技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展會為定格動畫帶來發(fā)展的機會，但是科技的進(jìn)步也會促進(jìn)其他動畫種類的發(fā)展，特別是科技發(fā)展對三維CG動畫的促進(jìn)更為明顯，因而在于定格動畫的發(fā)展能否超越三維CG動畫這方面是一個巨大的挑戰(zhàn)。
四、結(jié)論
通過將3D打印技術(shù)融入到定格動畫制作的整個制作環(huán)節(jié)中這一舉動，已經(jīng)推動了整個定格動畫業(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畫制作的人們帶來新的思路與實踐方向。充分發(fā)揮新科技優(yōu)勢，使其充分發(fā)揮作用，也是動畫從業(yè)者的責(zé)任。將3D打印技術(shù)運用到定格動畫領(lǐng)域，與定格動畫工藝充分結(jié)合，定能推動中國定格動畫事業(yè)的發(fā)展。
作者:朱雪旭 單位:魯迅美術(shù)學(xué)院傳媒動畫學(xué)院