大连工业大学艺术与信息工程学院 辽宁大连 116000
摘要：网页游戏和次世代游戏在美术上的区别越来越小，网页游戏逐渐朝着次世代游戏的标准，来制作出相当真实丰富的场景，角色也越发的精细。以前塑造的角色是直接把材质和光影用烘焙来表现；现在的游戏角色就会用到高端的雕刻软件ZB来制作出极为逼真的纹理效果。本文将简要分析角色动画在游戏中的设计和实现方式。
关键词：角色动画；游戏设计；实现
一、游戏角色动画设计的模式与方法
（一）游戏角色的构思
游戏角色的创作往往是跟人们的愿望与想象分不开的。现实生活中，每个人都是不完美的。人们总是对想象中的完美充满了向往与崇拜，从古至今都是如此。在网络游戏中，游戏角色的造型设计，在符合游戏情节和游戏整体风格的基础上，我们需要花更多的时间用在造型个性上，只有所设计的造型具有与众不同的特点。才具有更强的视觉冲击力，才能给人以深刻的印象，从而取得事半功倍的效果。这就是人们常说的出奇不易、以奇取胜。这需要我们充分发挥自己的创造力和想象力，伟大的东西往往蕴涵在平凡之中，从生活做起，艺术来源于生活，我们定能创作出精彩的角色设计。
（二）游戏角色的设计特点
符合游戏角色的性格是做游戏角色设计的一个重要原则。因此在设计一个角色的时候首先要去了解所设计的这个角色的身份和性格，甚至与其相关的环境与剧情等，这样才能为下一步设计好的角色找到正确的方向。如我们设计一个主角的形象，我们首先要一个大体的概念，然后细部设计，最后经过对其所做过的事以及生活环境等来确定该表情系统的设计，通过有效细化与夸张可以使人物更加鲜活，与其他类似角色进行区分。例如在《盛世三国》中，职业的设计思路：
战士：擅长近距离作战，右手持刀，左手拿盾，装备多为皮甲、金属材质的重盔重甲。长期在最前方作战使他们拥有强壮的体魄，超强的攻防能力和旺盛的生命力，他们勇猛善战，性格豪迈，不畏牺牲，是队伍里永远的先锋。由于三国是汉代以后的一个时期，这个时期的官方基调基本还是以黑色为主，包括士兵武将都有这个趋势，我们也以黑色或深色系作为主色调设计，用一些鲜明的红色蓝色等色彩辅助设计服装配饰等。色彩基调：深色系，黑色。相应特效：以破损和刀光为主，由于物理系的职业，特效设计多为地面物理破损等来表现其打击感，光效以刀光为主，扩散光效辅助。服装特色：古代武将为设计蓝本。
谋士：擅长远距离攻击，以扇作为武器，装备多为布衣、绸缎等轻材质制成。他们虽然看起来文质彬彬，甚至有些弱不禁风，却拥有超高的智商和渊博的知识，那看似优雅的一击却蕴藏着无穷的能量，并能够驾驭自然界的风火雷电协同作战，只要给他们一定的保护，他们会对战斗起到决定性的作用。三国是中国文人走上战场的一个特殊时期，也在这个时期出现了大量用计谋以少胜多的案列，这些谋士得到的待遇也在前朝是不曾有过的。服装多华丽而不落于俗气。色调采用暖色系来设计这个通过智谋得到权利和地位的职业。
弓手：擅长远距离攻击和偷袭，以弓箭作为武器，装备多为皮甲为主，金属为辅。长期的马上作战使他们拥有矫健的身姿，敏捷的身手，他们快速凌厉的攻击往往敌人措手不及，而超强的爆发力常常会让对手一击致命。古代弓箭的使用最早来自于狩猎使用，猎户也是最擅长拉弓射箭的职业。由于猎户多以捕猎为生，而兽皮等常常被捆绑或缝制后作为衣服，使得这个职业常带有动物皮毛色彩，我们定义为咖啡色和黄色基调。由于生活需求这个职业衣服也常常需要捆扎让其紧身。关键词：矫健 敏捷。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆色彩基调：咖啡色，黄色。相应特效：光效+劲弩发射效果，服装特色：多以古代猎户作为蓝本，服装捆扎比较紧身。
（三）游戏角色动画与角色模型的联系
角色的动作设计是完成角色性格塑造的重要部分， 是角色内在性格外化的关键。动作设计是指对角色的运动状态进行设计，它包含角色的性格定位、动作特征定位等。角色的常规和特殊运动状态、常规和特殊表情动作以及性格动作是动作设计的主要内容。游戏中的角色大多数是拟人化的，虽然它们形象各异，但是所表达的情感都是人类的情感。因此，要以人体的基本结构、运动状态和规律为动作设计的基点。角色的动作和表情设计都应模仿人类的表达模式，把人类的动作和表情特征渗入到动画角色中。
二、游戏角色动画制作方法
（一）角色动画的设计基础
大自然千变万化，如何在 3ds Max 中模拟人、动物等众生物的运动，这就是角色动画所要解决的问题。创建角色动画是一件很复杂的工作，动物的运动就是有规律的，中文版 3ds Max 2008 中也相应提供了模拟这些运动规律的一系列工具，如正向运动、方向运动等。层级与运动，主要是基于关键点动画的内容。在轨迹视图展开的层级中，大多数对象都是并列关系，对象的下面是一些基本的各种位置变换，对象之间基本不存在什么深层次的运动链接关系。对于角色动画，对象的层次关系是十分复杂的。任何一种动物，其身体都是有许多部位组成的，如四肢躯干等，而每个部位又由一些具体的骨骼、关节来组成，它们构成一种复杂的层次关系。动物在运动过程中，身体的各个部位、各个关节并不是相互独立的，不同身体部位之间通过某个关节链接在一起来共同完成一次动作，它们之间需要协调，这是不难想象的。
正向运动又称 FK(Forward Kinematics)，它是一种比较简单的运动关系，其原理是：在层次关系中，父对象的变化操作会影响到子对象，子对象对父对象具有继承关系，而父对象不受子对象变化操作的影响。反向运动（Inverse Kinematics），在层次关系中，反向运动是通过子对象的运动来决定和影响父对象， 是一种相对正向运动比较复杂的运动关系。在 3d max中反向运动大量运用到角色动画的制作中，原因是它可以通过调节几个关键的势来确定角色在不同关键帧处的姿势，而系统会根据设定的结算方法，在这些关键帧之间自动进行差值计算。
（二）模拟力学的三维软件动画技术
最近几年，一些公司已经开始研究和制作动态引擎用于游戏中。这又提供了游戏动画的一种新的方式：动力学(Dynamics)方式。动力学的人物动画模拟还处于研究阶段，通常它把生物体视为一个纯粹的刚架结构来进行牛顿力学计算。通过对各个关节作用合适的力使生物体产生相应的运动。这种方法的一个问题是生物体并非纯粹的刚架结构，这样产生的动画通常都非常的机械化，不像是生物体的运动。另外一个问题是动力学效率还太低，动力学产生的动画在电脑游戏中还只应用在人物死去时的动作模拟。与此同时，正向运动学为电脑游戏提供了很好的动画解决方案，但是它依然没有解决一个极大的问题：游戏人物与周围环境的交互，游戏人物经常需要从游戏世界里获取各种物品。
（三）三维角色动作生成软件
如英国 Natural Motion 公司研发的 Endorphin：Endorphin 是一个自动的三维角色动作生成软件，假如设计者给模拟角色身体某部分一个力并通过参数设置该力的强度和方向，模拟角色受到该力的影响会自动产生翻滚的动作。不同于一般事先准备好动画数据文件，该软件是在人工智能、生物动力学、基因演算的基础上，模拟真实的动作。它的生产效率和精度并不亚于基于硬件的运动捕捉技术(Motion Capture)，特别适合完成运动捕捉技术(Motion Capture)不可能完角色动画在游戏中的设计及实现完成的任务(某些极其危险的动作比如高空跳楼、撞击等效果)。Endorphin 的演员是软件虚拟的，能模拟任何危险情况下的动作，也不需特殊的相关捕捉硬件设备。Endorphin 运用了全新的动画制作技术，它代表着角色动画的新思路。
三、结语
角色动画是计算机动画技术的一个重要组成部分，也是计算机图形学的一个分支。无论是在离线渲染环境下，还是在实时渲染环境下，3D角色动画都得到了广泛的应用。它主要应用于游戏、动画电影制作和各类广告制作。研究仿真技术在角色动画中的应用意义重大。
参考文献：
[1]刘明来，杨群，动画角色设计[M]，合肥，合肥工业大学出版社， 2006．
[2] 李铁，张海力，动画角色设计[M]，北京，北方交通大学出版社， 2006．
[3] 王军，王琛， 3ds max 骨骼动画高级应用技法[M]，北京，兵器工业出版社，2006
论文作者:冯镜澎,马浩增,赵跃隆
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/8
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