洪順

人物面部表情是由肌肉決定的，這些肌肉的共同作用下的人的面部可以做出表情。根據(jù)角色面部肌肉的大致功能，研究3dsMax中的變形器工具與骨胳表情綁定相結(jié)合的方法制作面部表情的技巧，設(shè)計(jì)三維表情動(dòng)畫系統(tǒng)的解決方法。在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐過程中，學(xué)生可以使用設(shè)計(jì)的表情動(dòng)畫系統(tǒng)，解決好三維角色面部的表情動(dòng)畫制作問題。用變形器方式制作面部五官的動(dòng)畫效果，用骨胳表情綁定方式制作頭部模型中的的下頜、牙齒、舌頭動(dòng)畫效果，用動(dòng)畫控制器制作眼球的旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫。使用變形器工具與骨骼綁定相結(jié)合的方式，隨心所欲地讓網(wǎng)格發(fā)生變形。

在角色表情動(dòng)畫中關(guān)于面部表情技術(shù)的應(yīng)用前景廣泛，分布在諸多領(lǐng)域。在學(xué)生學(xué)習(xí)三維動(dòng)畫制作技術(shù)的過程中，三維角色的表情制作部分不管是從學(xué)習(xí)的層面還是動(dòng)畫作品的實(shí)現(xiàn)來說，都一直重點(diǎn)和難點(diǎn)。從三維模型的表情動(dòng)畫制作出發(fā)，研究3ds Max軟件中表情動(dòng)畫制作的關(guān)鍵性技術(shù)。對(duì)于學(xué)生制作動(dòng)畫缺少資金與設(shè)備的現(xiàn)狀的狀況下，幫助學(xué)生研究角色面部表情系統(tǒng)搭建并將其應(yīng)用到實(shí)際的動(dòng)畫制作之中，提高學(xué)生個(gè)人動(dòng)畫創(chuàng)作的工作效率，實(shí)現(xiàn)更加逼真的動(dòng)畫效果，有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。在實(shí)際的制作過程中，使用腳本，運(yùn)用公式的方法，加快了變形器動(dòng)畫的制作流程；使用蒙皮綁定技術(shù)和控制器綁定技術(shù)實(shí)現(xiàn)了骨胳動(dòng)畫方式的制作。

表情的產(chǎn)生和功能

面部表情通過眼睛、額眉、鼻頰、口唇等肌肉變化表現(xiàn)出各種情緒，它能精細(xì)的傳達(dá)不同類型的情緒和情感，因此面部表情是鑒別情緒的主要標(biāo)志之。角色在動(dòng)畫場(chǎng)景中要敘述的故事情節(jié)，需要以清楚的表演來實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)故事的發(fā)展，渲染高潮的氣氛。通過角色的表情動(dòng)畫，觀眾可以了解關(guān)于角色的最基本的特點(diǎn)，包括性格、心情、復(fù)雜的心理活動(dòng)等。

角色表情系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.使用變形器進(jìn)行五官的綁定

首先，使用石墨建模工具創(chuàng)建表情目標(biāo)。調(diào)整面部進(jìn)行面部表情的制作，使用變換工具框?qū)Ρ砬檫M(jìn)行復(fù)制，出現(xiàn)對(duì)稱的表情，以及復(fù)合表情。在制作表情目標(biāo)的時(shí)候，不能只是盲目的移動(dòng)角色模型的頂點(diǎn)，不然在后續(xù)的表情動(dòng)畫的制作中會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。根據(jù)面部五官的表情變化，制作眉毛、眼睛、鼻子、嘴巴、語言口型五個(gè)部分的表情目標(biāo)。其次，調(diào)入表情目標(biāo)。選擇頭部的模型添加變形器修改器。在修改器的通道選項(xiàng)中，為模型添加已經(jīng)制作好的表情目標(biāo)。再次，制作表情控制器。通過簡(jiǎn)單的圖形的移動(dòng)去控制表情通道里的數(shù)據(jù)，進(jìn)而制作表情動(dòng)畫。在制作表情控制器過程中，編寫腳本可以提高效率。在實(shí)際制作之中，只要運(yùn)行腳本公式，就會(huì)立刻出現(xiàn)控制器物體。使用同樣的方法，能夠迅速的實(shí)現(xiàn)多個(gè)控制器的制作。學(xué)生在實(shí)際的操作過程中可以直接輸入已經(jīng)制作好的腳本，可以極大的提高表情綁定的速度，是種既快速又有效的制作方法。最后，制作表控制器和表情目標(biāo)的聯(lián)動(dòng)效果。通過這種聯(lián)動(dòng)效果可以實(shí)現(xiàn)用圓環(huán)物體的運(yùn)動(dòng)位置來驅(qū)動(dòng)表情通道數(shù)值的效果。在曲線編輯器中選擇表情通道，指定浮點(diǎn)表達(dá)式。在腳本編輯器面板中，將制作好的腳本導(dǎo)入，進(jìn)行表情目標(biāo)的綁定。

2.使用骨胳綁定進(jìn)行下頷和舌頭的綁定效果

骨胳綁定系統(tǒng)就是把自建骨骼綁定到角色頭部，讓骨胳的動(dòng)畫來帶動(dòng)表情的動(dòng)畫。相對(duì)于變形器在設(shè)置上要復(fù)雜一些，要求學(xué)生要有定的綁定基礎(chǔ)。首先要為角色架設(shè)骨骼。在制作下頷的骨骼時(shí)，創(chuàng)建一條骨骼鏈并在下頷的骨骼鏈的控制軸點(diǎn)創(chuàng)建個(gè)虛擬體。將這些骨骼鏈制作成帶有骨骼拉伸的骨髂系統(tǒng)。通過在骨骼鏈上添加虛擬體，給骨骼鏈加入動(dòng)畫控制器，通過點(diǎn)方式的虛擬體的移動(dòng)來帶動(dòng)骨骼的拉伸。選擇骨骼鏈中的起始骨骼，添加位置約束控制器。在位置約束面板中加入位置約束目標(biāo)點(diǎn)，選擇與這個(gè)骨骼在同位置上的虛擬物體，選擇注視約束動(dòng)畫控制器，并加入表情注視目標(biāo)。

通過使用蒙皮命令產(chǎn)生骨胳與模型的之間的聯(lián)動(dòng)效果。應(yīng)用蒙皮修改器并分配骨骼后，每個(gè)骨骼都有一個(gè)膠囊形狀的封套，這些封套中的修改對(duì)象的頂點(diǎn)隨骨骼移動(dòng)。蒙皮的制作大致分為2部分，首先使用封套制作骨胳影響范圍的大致效果，然后使用權(quán)重細(xì)化蒙皮的調(diào)節(jié)效果。在實(shí)際的制作過程中，需要學(xué)生對(duì)蒙皮修改器有足夠的認(rèn)識(shí)和相對(duì)熟練的操作。

通過骨骼綁定來控制牙套與舌頭的動(dòng)畫，主要是制作舌頭的上下翻轉(zhuǎn)和拉伸效果。為舌頭創(chuàng)建一條骨骼鏈，從舌跟開始，到舌尖結(jié)束，確保條骨骼鏈的走向要和舌頭的走向相致。操作原理是通過為這條曲線添加線性IK控制修改器，然后驅(qū)動(dòng)虛擬體的移動(dòng)來控制曲線的移動(dòng)。將樣條線上的虛擬體都鏈接到對(duì)應(yīng)的控制器物體上。在位置約束面板中加入位置約束目標(biāo)點(diǎn)，并選擇與這個(gè)骨骼在同一位置上的虛擬物體。除了最端骨骼，為骨骼鏈上的每一段骨骼都添加位置約束動(dòng)畫控制器和注視約束控制器。為舌頭添加蒙皮效果。

3.使用動(dòng)畫控制器進(jìn)行眼睛的綁定

在眼睛的正前方創(chuàng)建一個(gè)矩形。創(chuàng)建一個(gè)星形對(duì)位至瞳孔的正前方和矩形，并將星形進(jìn)行復(fù)制操作，將2個(gè)星形鏈接到矩形上。創(chuàng)建點(diǎn)并對(duì)齊到一個(gè)眼球，同時(shí)將點(diǎn)進(jìn)行復(fù)制，并對(duì)齊到另外個(gè)眼球。將眼球模型鏈接到點(diǎn)物體，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)眼球的控制。再次創(chuàng)建一個(gè)點(diǎn)，并將其顯示為BOX的方式，對(duì)齊到眼睛上。將點(diǎn)鏈接到BOX顯示方式的點(diǎn)上。另側(cè)的點(diǎn)也使用同樣的方法進(jìn)行鏈接，確定其從屬關(guān)系。選擇2個(gè)BOX顯示方式的點(diǎn)，將其鏈接到頭部骨骼。選擇點(diǎn)為其添加注視約束，將其注視至星形。同樣對(duì)另一只眼睛也進(jìn)行如此的操作。綁定基本完成，移動(dòng)矩形，會(huì)看到兩眼隨動(dòng)的效果。

4.頭部表情動(dòng)畫的設(shè)計(jì)效果

結(jié)合上述操作步驟，對(duì)三維角色表情動(dòng)畫進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，最終制作效果如下圖。

結(jié)論

將變形器動(dòng)畫與骨胳技術(shù)相結(jié)合，設(shè)定為實(shí)用的系統(tǒng)。讓學(xué)生能夠應(yīng)用此系統(tǒng)較好的實(shí)現(xiàn)面部表情的變化，使用控制器直接操控網(wǎng)格與表情骨骼想結(jié)合的方式，不僅可以提高學(xué)生的實(shí)際工作效率，而且可以幫助學(xué)生更好的實(shí)現(xiàn)面部表情動(dòng)畫效果制作。