（设计艺术学专业论文）多媒体动画设计在科学演示中的应用与研究.pdf

多媒体动画设计在科学演示中的应用与研究 摘要 技术与艺术设计在新领域中的结合，多媒体动画设计在科学演示中的地 位。多媒体动画设计的架构形式，广东科学中心多媒体动画设计的设计与制作。 多媒体动画设计的新趋势以及要解决的问题。 关键词：多媒体动画科学演示数字设计角色动画 m u l t i m e d i aa n i m a t i o nd e m o n s t r a t i o no f t h et e c h n o l o g ya n dr e s e a r c h a b s t r a c t r c h n o l o g ya n da r td e s i g ni nt h ef i e l d 。f n e wc o m b i n a f i o n ，m u l t i m e d i a a n i m a t i o nd e s i g ni “ t 1 1 es c i e n c ed e m o n s 仃a t i o ns t a t u s 。m u l t i m e d i aa n i m a t i o n i nt h eo r g a n i z a t i o n ，g u a n g d o n g s c i e n c ec e i n c ra n i m a t i o nm u l t i m e d i ad e s i g na n df a b r i c a t i o n 。m u l t i m e d i a a n i m a t i o n d e s i g n o f t h e n e w t r e n d sa n dp r o b l e m s t o b e s o l v e d 。 k e yw o r d s ：m u l t i m e d i a a n i m a t i o n ，s c i e n t i f i cp r e s e n t , a t i o n s j d i g r a ld e s i g n ，c h a r a c t e ra n i m a t i o n 插图索引 图卜1 头盔式放映机1 图卜2 科普大篷车l 图卜3 - - - - 维虚拟现实1 图1 4 科普教育宣传2 图卜5 科普博览会现场2 图卜6 t 软件产品宣传2 图1 7 动漫角色设计3 图1 8 游戏角色设计3 图卜9 卡通角色设计3 图卜1 0 、1 1 鱼类科普游戏设计4 图卜1 2 、1 3 农业科普游戏设计5 图卜1 4 ) l 童科普游戏设计5 图2 1 ( 巴洛克风格) 未来宇宙飞船推进器7 图2 2 ( 科技感风格) 未来宇宙飞船推进器7 图2 3 ( 现代感风格) 未来宇宙飞船推进器。7 图2 4 ( 卡通元素) 游戏风格8 图2 - 5 ( 矢量元素) 游戏风格8 图2 6 ( 传统元素) 游戏风格8 图2 7 矢量游戏界面9 图2 8 人体拼装游戏9 图2 - 9 脚本目录1 0 图2 - 1 0 脚本内容1 l 图2 1 l 动画制作时间表1 1 图2 - 1 2 虚拟展项布置1 2 图2 - 1 3 动画的时间控制1 2 图2 一1 4 动画制作摄制表1 3 图2 - 1 5 动画场景制作1 4 图2 一1 6 动画场景与人物制作1 4 图2 1 7 虚拟场景互动制作1 4 图2 一1 8 、1 9 多媒体星座游戏互动场景1 5 图2 2 0 企业科普知识动画1 5 图2 2 1 中国风格的动画片1 6 图2 2 2 汽车模拟驾驶场景1 6 图2 2 3 汽车模拟驾驶实验1 7 图3 一l 上海科技馆规划1 8 图3 2 上海科技馆1 8 图3 3 广东科学中心1 8 图3 4 广东科学中心1 9 图3 - 5 传统科普展项1 9 图3 - 6 现代多媒体虚拟翻书展项1 9 图3 - 7 、8 东京科技馆多媒体虚拟翻书展项2 0 图3 - 9 太阳系大家庭多媒体互动展项2 0 图3 - 1 0 、i i 多媒体科学演示互动展项2 1 图3 1 2 多媒体科学演示漂浮物互动2 1 图3 1 3 多媒体科学演示2 2 图3 - 1 4 多媒体科学演示架构流程2 2 图3 1 5 科普展示2 2 图3 - 1 6 天文科普设施2 3 图3 - 1 7 虚拟设计软件”界面2 3 图3 - 1 8 利用程序设计的游戏互动过程界面2 4 图3 - 1 9 游戏互动界面设计2 4 图3 - 2 0v t 游戏场景2 5 图4 一l 科普教育界面设计2 6 图4 - 2 科普教育动画过程设计2 6 图4 - 3 科普教育动画过程界面2 6 图4 - 4 动画过程界面2 7 图4 5 动画过程界面2 7 图4 - 6 电子购物帮助界面2 7 图4 7 东莞科技馆电子购物展项2 8 图4 8c o m b u s t i o n 软件。2 9 图4 - 9 三维动画制作2 9 图4 1 0 广东科学中心三维动画制作3 0 图4 - i i 、1 2 广东科学中心三维动画制作3 0 图4 1 3 广东科学中, l , - - 维虚拟现实3 1 图4 - 1 4 广东科学中心团长角色设计3 2 图4 - 1 5 广东科学中心小丑角色设计。3 2 图4 一1 6 小丑角色设计方案l 3 3 图4 1 7 小丑角色设计方案2 3 3 图4 - 1 8 三维团长角色设计3 4 图4 1 9 三维小丑角色设计3 4 图4 - 2 0 水晶石游戏角色设计3 5 图4 - 2 1 时事政治漫画3 5 图4 - 2 2 迪斯尼传统动画3 6 图4 - 2 3 动画中的速度线表现3 6 图4 - 2 4 动画中的时间的表现3 7 图4 - 2 5 动画中的残象表现3 7 图4 - 2 6 动画中的力的动作夸张表现3 8 图4 - 2 7 动画中的人物动作表现3 9 图4 - 2 8 动画中的线的意象表现3 9 图4 - 2 9 动画中的时间与距离关系4 0 图4 - 3 0 j 本动画中的缺帧表现4 0 图4 3 1 日本动画中的人物表现4 l 图4 - 3 2 计算机的色彩表现4 1 图4 - 3 3 日本动画中的粒子特效表现4 2 图4 3 4 日本动画中的场景特效表现4 2 图4 - 3 5 日本动画中的表现风格4 2 图4 3 6v r p 建筑室内漫游表现4 3 图4 - 3 7v r p 园林虚拟漫游表现4 3 图4 3 8v t 产品虚拟表现4 3 图4 弋9 医生三维建模表现4 4 图4 4 0 动画角色三维建模“ 图4 4 l 动画角色三维建模4 4 图4 4 2 人体角色三维建模，4 5 图4 4 3 人物角色设计4 5 图4 4 4 n 本人物角色设计表4 6 图4 4 5 美国卡通角色设计表4 7 图5 一l 软件架构图4 8 图5 2 界面设计风格4 9 图5 3 团长角色设定4 9 图5 4 传统风格的界面设计5 0 图5 5 团长造型设计5 1 图5 6 医生造型设计5 2 图5 7 医生造型设计方案5 3 图5 8 软件四像分割界面设计5 5 图5 - 9 多媒体图像识别设计项目5 5 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得 盒蟹至、业盔堂 或其他教育机构的学位或汪书而使用过的材料。与我一同 工作的尉志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的蜕明并表示谢意。 学位论文作者签名：多、秀习出箍字日杉哕年葫，品 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解盒墅至些盍堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权盒卫王些盍堂可 以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文储姥兹五力土 铷签名 学位论文作者签名：织五列j 与 导师签名 签字日期：乒，洚厂月，彦日 ， ? 学位论文作者毕业后去向 工作学位： 通讯地址： 签字日期：年月日 电话 邮编 致谢 首先要感谢我的导师潘国泰教授，在就读研究生期间，潘教授给予我极大 的关心和支持。在论文写作过程中，从选题到最终成稿，得到了潘教授的悉心 指导并提出了许多的宝贵的建议和意见。在此，谨向我的导师潘国泰教授致 以最衷心的感谢。 其次要感谢研究生期间给予我学习上指导和各方面关心的张彪老师、陈刚 老师、郭凯老师、陈宇非老师、陈新生老师、李俊峰老师还有学院的其他所 有的老师，表示诚挚的谢意。 另外还要感谢帮助过我的人们，谢谢你们的支持和鼓励。 最后向在设计实验中提供帮助和指导的朋友和同学们表示感谢。 作者：黄万壮 2 0 0 7 年4 月 第一章绪论 i 1 课题研究的背景 1 1 1 社会发展和新媒体的出现 随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们对科学与艺术的追求也 在不断提高，计算机硬件运算能力的不断提高也为这些可能提供了条件，所以 图l l 头盔式放映机 多媒体动画设计作为一门新的设计科目也 随之出现，打破了传统图形设计的桎梏，为 设计带来勃勃生机。多媒体艺术设计作为一 种强大的虚拟仿真和演示的工具被广泛地 运用到各个领域，为人们提供了仿真、直观 丽具有非常良好的视昕艺术效果，受到了人 们广泛的接受和欢迎。多媒体动画设计和传 统艺术设计以及科学演示的传统机械装置 相比较下，具有强大的优势。在生活和工作 中，到处都可以看到运用多媒体技术 强大的功能所带来的便捷。 凡是一种新事物的出现，一定会 有特定的形式和市场需求，所以多媒 体艺术设计的出现是符合现代社会 需求应势而生的，是在传统艺术设计 的基础上整合现代媒体技术针对市 场的需求丽出现的。 随着社会的发展进步，多媒体的 图l _ 2 科普大篷车 表现手段也会越来越进步，技术的水 平会越来越高，会更多地体现在对美 的表现形式的追求上。而现代多媒体 技术一般运用在科学演示和教学课 件中，在某些方面来说还是十分的不 成熟。总的来说，国外的运用范围和 成熟程度要高一些，我国还是处于起 步阶段，应用范围基本上还是处在初 步阶段。随着国家不断加大科普教育 的投资力度，大量引进国外的经验及 图l 3 三维虚拟现实 手段，这种情况已经有所改变。所 以近一两年来，在科技馆中的科学 演示展项已经开始利用多媒体的技 术和一些声光电的设计，传统的机 械装置和图文设计已经逐渐退出了 科学演示的领域。充分利用传感器 技术和程序控制多媒体动画的内 容，这是近年来出现的新现象，而 导銎兰全竺对苎苎竺竺空容蛩鎏翟 图。科普教育宣传 还不太了解，也没有形成一个具体 一一“ 的标准。再加上各个多媒体公司为了实现其商业利益而实行了技术的保密，这 样十分不利于我国多媒体行业的发展。所以，目前需要一个大致的规范和标准 来推动多媒体艺术设计行业的健康发展。 由于目前多媒体技术应用的范围还不是太广泛，所以人们对其了解还是不 图l 5 科普博览会现场 图l 6 v t 软件产品宣传 2 太深入。随着科普教育的扩大，我 们会逐渐了解它。多媒体牵涉的范 围技术较为复杂，不能一一了解掌 握，那么在多媒体中就需要大量的 软件设计师和图形设计师还有程序 员等人员的分工合作。一个成熟的 多媒体艺术设计师则更要能够全面 掌握媒体工具，通晓各种设计软件， 并对数字设计有较为深刻的理解。 仅仅具备传统的图形设计理论已经 显得有些力不从心。因为设计元素 的变化和维度的多样化已经使许多 传统的图形设计理论变得落伍了。 现代的多媒体艺术设计需要设 计师能够敏锐地区分不同像素的表 现特征，对设计的维度上有着和传 统图形设计的很大的差异。另外， 能够对软件设计流程有着全部了 解，整合平面设计软件及图形、形 像设计和三维动画设计软件、二维 矢量动画软件。还要对后期编辑软 图i _ 7 动漫角色设计 图1 - - 8 游戏角色设计 图l 9 卡通角色设计 3 件和编程软件有着一定的了解，这样 在媒体工具上的技术难度上就会被减 小。这样就可以进行客观上的整体构 思和架构，而这些知识则是我们传统 图形设计所不能具备的。 1 1 2 多媒体动画设计的存在意 义。 多媒体动画设计的概念目前还没 有明确的界定，我们从实际出发根据 实际项目中的工作经验，可以给出一 个大致的定义：也就是从事多媒体技 术的视觉效果的制作和内容开发，在 传统图形设计的基础上更加熟悉使用 数字设计方法，能够利用多维度的设 计形式创作出满足人们的视听效果的 设计行业。其作品传播途径是通过电 脑或其它数字技术产品向受众传达设 计信息的传播媒介。但是，从目前从 事多媒体动画设计行业的人员状况来 看，我们更可以看出技术与艺术的重 要性，但是设计与艺术的是有着一定 的区别，这是我们众所周知的。而动 画软件的使用则需要很强的造型能 力，还有大部分的技术人员只能操作 软件，对设计的形式缺乏训练，这就 导致了设计作品与受众的需求之间相 脱节。缺乏设计的合理性和功能性， 只能是一味的简单拼凑，使我们的多 媒体动画设计的整体水平较低。 另外，对待数字艺术家和数字设 计师的特点也是有很大的区别和不同 的看法。数字艺术家们是借助媒体软 件创作出具有强烈个入精神意识的作 品，这些作品所表现的内容则是体现 图l 1 0 、11 鱼类科普游戏设计 了艺术家个人的独特的思想，或者是 专门为影视所创作的作品。这些作品 不能完全被归纳到设计的范畴。而数 字设计师们则是利用媒体软件设计 出具有一定的社会目的性，向特定的 受众传达出商品信息的数字作品来， 所要考虑的则是受众的思维和需求， 具备一定的社会性。个人的精神因素 在这里则只是为设计的形式和评议 提供了个性的表现，而设计的共性则 是占据绝大部分。一部数字多媒体设 计作品要包含着社会的目的性和功 能性，而不是纯粹的表现视觉和声光 电效果，更重要的是为了达到传达功 能信息的作用。 多媒体动画设计则是把数字艺 术的优点引入到设计的领域来，从而 使美的表现形式更加活泼和富有感 染力。借助传统的电影动画和戏剧表 现的手法，配合多媒体技术来扩大设 计的表现形式，丰富设计的内容，这是传统图形设计所不能达到的。而现代的 多媒体动画设计的教育体系还没有完善，在许多方面人们把数字艺术和数字设 计相等同，这是一个误区。在这里，我本人认为，数字多媒体动画设计只不过 是借助动画的表现手段来丰富手法达到设计的目的。另外要不断吸收传统文化 来为数字多媒体动画设计而服务。我们不能认为学会一两个设计软件就可以成 为一个很好的多媒体动画设计师了，这种认识是比较肤浅的。现代设计的领域 在不断的扩大，而许多抽象和微观领域人们可以借助数字多媒体技术的强大表 现力来传达特定的信息。这些就为多媒体动画设计在科学演示上提供了广阔的 天地，也给我们设计教育提供了新的契机和动力。 1 1 3 多媒体在传达和表现上的优越性 由于互联网技术和科技馆展示项目的日益蓬勃发展，多媒体动画在传达和 表现技术上的优越性也突显出来。一方面是我们大批的设计人员开始把多媒体 动画设计整合到一个个展项中去。起到了宣传的效应，而受到了广大群众的欢 迎。例如在各个展览会上的商品动画虚拟展示，还有在娱乐性的科普展项场馆 4 中都有大量的多媒体动画设计项目。 多媒体动画演示在视觉信息 传达上的优越性，一方面则体现在 传播方式的直观和便捷。视听感受 的更加全面，利用三维图像识别系 统和传感器的功能，我们可以完全 在各个方位都能达到设计的要求， 充分满足受众的各种感观需求，使 受众乐于接受，并能够起到强烈的 宣传效应。也可以加大受众的互动 效应，在娱乐中受到教育或接受设 计作品的信息，成功的达到设计的 目的。 目前多媒体动画设计的表现 内容则体现在以下范围中，如医 学、农业、天文地理。而场所则相 对固定在学校、科学馆等几个地 方。在宏观和微观上都要能够准确 的表达出设计的意图。而在广东科 学中心的多媒体展项的设计中，我 们主要是体现人体与生命科学类 微观世界的设计和一些纯粹的科 图l 1 2 、1 3 农业科普游戏设计 学理论的表现，把抽象的内容转化 成为具象的表现形式。这是传统的 图形设计所不能具备的。 另外，多媒体动画宣传形式的 快捷和流动性比较大，这使我们能 更加方便地宣传我们的设计内容。 这些相对来说也是具有一定优越 性。其综合表现的能力强大，形式 多样，而且比单一的传统图形设计 更加完善和吸引观众。 我有幸接触到多媒体动画设 图i 1 4 儿童科普游戏设计 计的一些展项，其中有科技演示的 项目，还有医学和体育竞技，农业科技知识的多媒体动画设计项目。在开始设 计这些项目时，遇到许多困难和困惑。同时业主对整个安徽多媒体动画设计行 业的水平表示了极大的担心。 由于目前国内就多媒体动画设计还只是处于初步的发展阶段，在多媒体动 画设计的理论很不完善的状况下，要想很好的完成该项目是十分艰难。所以我 投入巨大的精力，借助于传统的图形设计手段和其它的艺术表现形式，整合出 比较完善的多媒体动画设计流程。力求表现的多样化和具备强烈的视觉冲击力， 能够准确地传达出设计信息。这些是传统图形设计所不具备的，那么应该如何 做到准确、合理、有效呢? 我在这个方面经过摸索，从而整理总结出一套完整 的思路和方法。在传统图形设计的基础上既有所传承而又有创新，受到客户和 委托人的赞赏。 6 第二章多媒体动画设计概述 多媒体动画演示是十分新潮 的设计行业，我对它的认识从以下 几个方面来确定的。 2 1 多媒体动画表现的多样 性 2 1 1 设计表现 近几年来，随着计算机运算能 力的不断提高，使得多媒体视觉的 表现能力飞速进步，已经不再是 8 0 一9 0 年代时期多媒体概念了。 而在我们国内前几年的多媒体概 念还只是局限在教学课件制作当 中，这是显示我们对多媒体认识的 不足。多媒体视觉表现的优势有以 下几个方面： 首先是借助三维视觉表现技 术来表现宏观和微观世界的内容。 这样可以节约成本，还能达到拍摄 所不具备的细节和主观性，使表现 的内容更加贴近受众的审美习惯。 也可以虚拟表现出一些科学理论 的抽象内容，从而在教学和日常生 活中起到更加准确传达信息，增加 人们的记忆度，克服了空洞的说 教，使表现的内容更加有趣味性。 其次通过图像识别系统和触 摸屏系统手段，在视觉表现的过程 中更能够增加互动性。单纯的触摸 屏系统已经不能满足多媒体动画 的要求。为了增强多媒体的表现 性，人们则更多地选择各种传感器 来制造许多视觉效果。运用数据库 和程序来设计出各种比较理想的 图2 l ( 巴洛克风格) 未来宇宙飞船推进器 图2 2 ( 科技感风格) 未来宇宙飞船推进器 图2 3 ( 现代感风格) 未来宇宙飞船推进器 7 视觉表现效果。这些如建筑漫游、小型互动f l a s h 游戏和许多网络游戏是比 较常见的。也有把一些科学知识借助多媒体游戏的形式来表现，这些方式是传 统的图形视觉设计无法达到的。 图2 4 ( 卡通元素) 游戏风格 图2 _ 5 ( 矢量元索) 游戏风格 图2 - _ 6 ( 传统元素) 游戏风格 8 那么多媒体动画设计视觉表 现和传统图形设计相比较的优势 体现在哪几个方面呢? 我认为主 要体现在以下几个方面： 一是元素与符号的多样性。计 算机为元素与符号的多样性表现 提供了可能，如我们在传统的日历 设计时，只能以单页面设计才是最 直观和便捷的，使人们一目了然的 识别，然而计算机中日历设计的方 式是比较多的。我们用各种运动中 的色彩变化、形状变化以及动态时 间上的变化来突出表现元素。 二是故事环节的连续性。整个 环节中我们可以让视觉元素在计 算机中连续性的变化，很自然的过 渡。比如我们可以很自然的使一个 视觉元素的形态变化很自然的衔 接起来。而传统的图形设计则只能 利用截图的形式，这样在设计的传 达上很容易产生理解上的误差。而 利用多媒体动画的传达则不会在 信息传达上产生歧意。 三是视觉体现的多样性。充分 利用了虚拟表现的能力可以产生 多维度的设计形式，在色彩、动势 和层次上的多样变化，使受众在各 种感官上可以连续的受到冲击，从 而弥补内容上的一些缺点，视觉层 次得到了丰富，思维上将更加明晰，记忆度也会得到了加深。 2 1 2 视听表现 多媒体动画设计在视听效果 上有着特殊的作用，而传统图形 设计则没有这么强悍，作为一个 多媒体动画设计师，我认为一定 要培养和掌握一定的视听感受和 理解力的技巧。因为视听表现是 多媒体动画设计中不可缺少的一 个部分。它强调和突出视觉元素 或者引导思维过渡，配合视觉元 素的变化，使受众在声效的引导 图h 矢量游戏界面 下顺利进行视觉元素和设计场景 的转换，引发了特定的转场效果。 另外，要掌握声音元素和视觉 元素相互的抽象思维转换的技 能。我们一定要学会如何把特定 的声音转换为视觉元素，或者把 视觉元素转换成声音的元素。如 果熟练掌握这些技巧，那么在多 媒体动画设计中，我们就会在特 定场合下利用声音和视觉元素相 互配合产生特定效果，达到设计 的特殊需求。例如：利用在多媒 体动画设计中视听的一条曲线形 态，对于不同的受众可以产生不 同的意象。而如果配合特定的声 音效果，那样，在传达信息上就 不会产生误差了。 图2 - - 8 人体拼装游戏 这种设计手法在电影和其它视觉传播艺术中也是有所体现的。而科技馆中 通常在模拟的环境中也是通常结合这两个方面的。如我们在设计一个人体拼装 的时候就设计了一个“咔哒”的声音来配合按钮，正确的就会产生音乐，错误 的就会产生难听的反弹杂音，这样更加有效的体现了多媒体互动的娱乐性和传 9 达信息的准确性。而在现在的许多多媒体动画设计中声音元素也是被充分利用 起来。有一个展项就是关于这个方面的研究，叫做“画出你的音乐”。把音乐和 图画充分结合起来。 2 1 3 触觉表现 触觉表现作为多媒体设计的内容是近一两年来的事了。已往触觉只是直观 的，在展项中只能利用机械装置或材质直接表现，缺乏和视觉、听觉上的配合， 使受众容易产生厌倦或不利于产生互动。而触觉表现在多媒体设计中的利用， 要充分和视听结合起来，才可以达到最好的效果。我们在为客户设计一个虚拟 翻书的多媒体动画设计互动展项时，就充分利用了触觉的经验效果，把不同的 按钮材质上区分和形状上区分，在按不同按钮时则动画的内容则会不同，卡通 的人物角色向导也会不同。另外，触觉效果也配合了动画内容而变化，但是在 国内是很少见的，我们在设计冷与热的多媒体展项时，就是利用了触觉表现让 人互动选择。 2 1 4 四d 剧场效应 四d 剧场是近一年来在国内才开始出现的展项。由于其硬件投入的成本高， 所以只能局限在很小的范围。而四d 多媒体动画设计效果是目前最好的一个多 媒体领域。使受众仿佛置身于虚拟环境之中，四周的场景是由环形的屏幕播放 动画内容，这样在视觉上就会环绕播放动画内容。 另外，配合一些声音和特殊的设备，使人更加身临其境。如空气的流动， 味觉的感受和物体的撞击。还有各种感觉上的引导，这些比传统的立体电影更 加有效果。但是这些对动画设计和像素上有着特殊的、更高的要求。四d 多媒 体的表现对场地的要求也是十分苛刻的，一般要求建成一个剧场的场所一样。 这对一般的客户来说是很难达到的，因为建造的价格也是十分昂贵的。目前也 只有在上海等几个发达地方的 科技馆中建立这样的多媒体展 项。 2 2 多媒体动画的设计过程 目前在我国还没有一整套多 媒体动画设计的指导手册，大多 数的多媒体设计水平还是停留 在比较低层次。如纯粹的个人三 维艺术创作或只是学会使用个 别设计软件进行单独的设计，缺 图29 脚本目录 1 0 图2 一l o 脚本内容 t ，hf 千哼 -。一 图2 l l 动画制作时间表 乏全局的多媒体动画设计意识。 在这里我从一个完整的多媒体 动画设计的实施过程出发阐述 自己是如何进行多媒体动画设 计，介绍多媒体动画设计在科学 演示中的几个设计阶段和制作 方法。 2 2 1 脚本设计 脚本设计是多媒体动画设 计中的灵魂，这里所说的脚本不 能等同于电视电影的剧本中拍 摄的脚本。电视和电影的脚本只 是把故事按照导演的要求进行 编排和进行合理流程，缺少对受 众的参与环节的设计部分。多媒 体动画设计的脚本则是更多的 偏向于对多媒体用户的分析和 对时间的分配以及互动模块的 编写，必须强调对整个多媒体的 表现目的的把握，更多的偏向于 设计内容和技术手段的描述。 展项故事的内容编写只是 多媒体动画设计中的一部分。面 电影和电视剧的脚本则是只对 镜头和故事以及拍摄手法的安 排，两者之间是有绝对的不同。 这里我只是借用“脚本”这个名 词来说明一下多媒体动画设计 的创作手段。我们在进行多媒体 脚本设计时应该安排好时长、界 面和故事内容以及交互手段，软 件需求分析以及技术实施手段 这些方面。只有完全包括这些内容，这样我们在进行下一步的多媒体创作时， 才能做到有条不紊，才能够把握全局。 在这里有两个方面是整个脚本设计中至关重要的部分。 一是脚本中的多媒体动画表现的流程，在这点上体现了整个交互环节的思 想。一个多媒体动画设计首要的就是交互功能的实现，要让受众能够参与进来。 图2 1 2 虚拟展项布置 受到人们的欢迎的。 二是脚本中多媒体动画设计内容 与补充细节。 这是技术上如何来实现，也包含 制作内容的难易程度和工作量，这是 整个多媒体动画设计中的造价和实 现难易的关键。只有把脚本设计好后 才可能更加合理进行流程安排，以及 人员的分工。 在脚本创作中我们首先要为脚本 故事确定一个主旨，为主旨中必需要 有一条发展线索。我们沿着这条线索 为多媒体安排交互环节，如果我们不 能合理安排发展的线索，那么这就会 影响到交互环节的实现程度。比如在 一开始直接进入交互，这就会不能满 足受众的猎奇心理，平铺直叙是不会 其次要把脚本中科学演示的知识设计并转化成有趣的内容。这也是比较重 要的技巧，因为抽象的科学理论是 不会吸引大部分人的，因为人们只 会对有趣的现象才会产生好奇心， 所以抓住这个关键进行转化才会 让更多人对其产生兴趣。 最后，脚本的内容创作要内容 清晰，流程一定要合理，对每个界 面都要清晰它的功能作用，包括其 整个交互的流程，避免冗长繁杂， 为受户设计一个合理又好玩的交 互环节。 2 2 2 时间控制 图2 1 3 动画的时间控制 在多媒体动画设计中的时间控制涉及到以下几个方面： 一是控制多媒体动画的时间在合理范围，因为时间较长，则受众会丧失好 奇心，另外，如果动画长或短与互动的时问长短搭配不当，设置的游戏关卡较 多则会产生逻辑紊乱的，导致整个多媒体的动画过程的混乱。 二是合理时间会把制作的费用控制在合理的范围。这样会使制作商合理投 入，并能制作效果较好的多媒体动画，有效的使用资源节约了成本。 簟哪编号c 鼋譬乒名耪- ，曩托人 注毒事硬 * i t r k 鼍 讵孵 荚尺教 动苔誊清背景 移 工 a埕ft 芦口懒工 一 移2 一# y - o筹瑟i二 o3 特写c _ t 工#f 9 0 ；：i 3 筇 t 量 t 豳 辛一置廿一事h譬廿 ，譬s- _ - 阜-干一千 5 竹茸 了霉；冀参一 潮 5 t ，f，s 厂 特 l s 2 - 一c ， ，s r二薏吾二矗置忡纠 3 85 犯 s9 一t 矗鼍l朋d i a - 中 毫r 哆 如膏 3 - 口口 5 毫 钉 | | 瓤薯毒# 盘，- p 芎 # 巧 豳 于 s r 端，尚 争0 肆耳r “， f 丁 ，3 一；毒* t卅却s 阿f ”：t 。：盖二厶。弘o l 牛 t 3厅 t 育* 鼍地t 3 s p 丁 l 斗一r f f 螅日糟 8 - - 0 w “ 缸t 罗 竹写：r 6 一p5 一 正一再骨t l ，粥 ，p 门件， e , - f ys 叠 e ：一 廿并t 蚌 s 乎5 t t t 抄7 - 0 斤臂nt n 女 缸- d 2 口 一缸女见r 移拼 一膏件向辑膏 钟 2 d 怔 图2 1 4 动画制作摄制表 三是合理的时间分 配也包括镜头的时间的 合理安排和游戏的交互 时间的控制。 四是多媒体动画设 计的时间安排一定要符 合展项概念设计的要 求。因为在科学演示中 对每个动画的控制都是 综合考虑到各个方面的 因素，一旦突破时间的 控制，就会使整个系统 脱节，甚至会混乱。这 个也是需要特别强调的 部分，也是脚本设计中 的重要的环节。 另外，多媒体动画 的时间设计，也是和具 体的科学演示内容是十 分相关。我们在创作一 个项目一一多普勒效应 的科普小游戏。在脚本 上我对时间的控制要求是十分严格的。首先是整个文件的网络传输时间的长短， 一般我们提出不能超过在a d s l 网络l m 下1 1 分钟。另外在进行互动游戏时， 不能超过5 秒，整个互动过程的难易程度是希望参与者在1 0 分钟之内完成整个 互动过程。开始界面游戏控制在3 0 秒等等。这些时间的分布在脚本中都要一一 注明具体的目的和对参与者的心理认知的希望值是多少。所以脚本中对多媒体 动画的时问安排上一定要慎之又慎，必须综合考虑全面、反复推敲，这样在整 个多媒体动画的设计和制作才会合理和流畅。 图2 一1 5 动画场景制作 图2 一1 6 动画场景与人物制作 2 。2 。3 场景安排和制作 我们在进行脚本创作时，要根 据科学演示的内容来进行场景安 排，场景的安排是否紧凑合理是很 关键的。一个虚拟场景的安排与设 计合理且流畅则会引入参与者产生 共鸣，并在互动过程中产生忘我的 状态，全身心地投入到互动环节中 我们的多媒体动画设计的内容中能 否引起参与者的共鸣或者吸引人们 的动画场景是个首要的问题。我们 应该在设计时思考如何合理地将科 学演示的内容结合到我们设计的虚 拟场景中来。 我们在设计广东科学中心的一 个多媒体科学演示时，首先设计了 一个都市公园的虚拟场景还有一个 游乐场的虚拟场景。我们把马戏帐 蓬的场景设计成一个游戏风格的场 景，使氛围显得更加神秘。 另外在场景中设置了几个触发 事件的物体，那么当参与者触发了 这几个物体的时候，多媒体科学演 示的人体五大系统的演示动画就会 被激发。当然整个系统的多媒体动 画演示要完全依靠参与者用身体去 控制方向和前进的速度。而整个进 程则依赖传感器传输数据触发事 件。 还有一种是完全抽象的多媒体 图2 1 7 虚拟场景互动制作 科学演示内容，在这类多媒体中， 我们应该把抽象的内容转化为有兴 趣的现象或人们乐于接受的事物形式。比如在设计感知与思维展项时是要对人 l 幸 类大脑的思维能力等进行演示。人们一般对空洞的理论不感兴趣，所以我们设 计了一些知识点的题目测试。当参与者参与游戏之后，产生了共鸣学习到知识。 这时，多媒体科学演示才会达到目的，让观众来了解这方面的知识 这样用多媒体的游戏展项是 非常吸引人的，避免了空洞的说 教。比如我们在一个展项中，利用 多媒体游戏互动让参与者控制小 狗钻线圈的各个活动从而让参与 者对动物的感知进行了解。在整个 场景以及角色设计上认真创作，也 取得了不错的效果。 还有另一个展项中，为了让人 们参与进来，我们把星空中的星系 与每一个星系的传说结合起来。让 参与者控制多媒体角色的运动方 向，到达目标星系，从而激发了多 媒体动画演示的星系中星座以及 相关天文的知识的画面。这类的多 媒体动画设计在部分科技馆中已 经被设计使用了，而且也收到了不 错的效果。 图2 1 8 、1 9 多媒体星座游戏互动场景 2 2 4 传统动画和新技术的结合。 现代多媒体动画技术离不开传统动画设 计，是在传统动画的基础上，充分利用计算机 软件进行设计，然后再使用计算机硬件技术把 这些设计内容进行整合后，形成一个整体的系 统。所以它既是对传统动画设计理念的继承， 又是现代数字设计的新理论，是一门多项理论 与技术的结合。 这就要求我们的多媒体动画设计师，既要 对传统设计理论有着深刻的了解，又要能够熟 悉现代计算机图形视觉设计理论知识，也要对 硬件设备和程序进行一定的了解。这样才能在 设计过程中做到合理和恰当，以免发生设计的 内容却无法实现结果的现象，从而减少财力和物力的浪费。 传统动画的产生已经有多年的历史，但是大多数还是在漫画的领域中，有 的只是作者在对一些现象的讽刺与 思考，甚至在地位上很难登上大雅之 堂的。但是就是这种被人们喜闻乐见 的方式在近几年来得到了许多人的 欢迎。有的在电影和电视中大显身 手，也有的在企业的形象策划中得到 推广利用。 许多企业的吉祥物被设计成漫画 及卡通的动画，并推广到企业文化和 企业形象中，也收到了很强烈的效 果。如国内的知名企业海尔就是 采用以上方式来扩大自己的知名度。 有时，企业的吉祥物角色在产品中担 任主角来进行宣传，在产品广告推广 中使用也是十分常见的。如果形象可 爱的话则会受到人们的信任和喜爱。 这样就会收到很好的效果。 图2 - - 2 1 中国风格的动固片 多媒体动画设计形式可以从国内 外的动画或戏曲中吸收养分。例如我们从传统的迪斯尼动画中获得灵感，也可以 从中国传统戏曲中吸收养分。如二维动画设计中可以借鉴我国的皮影艺术形式 以及国外的木偶等等，这些相关的艺术为多媒体动画设计的创作提供了大量的 帮助。 我们可以吸收各种造型艺术 的表现形式以及场景和动作的设 定。另外还可以吸收一些艺术作 品中的表现形式。例如我们在设 定一个动画角色时，就可以采用 各种绘画和戏曲艺术人物造型的 方法来进行创作。这样我们的作 品就会更加吸引受众。 图2 - 2 2 汽车模拟驾驶场景 多媒体动画设计是利用传统 动画设计理论，结合现代媒体设计工具表达出的设计形式。设计理论可以在传 统的基础上进行创新，创作工具的更新也使一些手法不断得到更好的改善。现 代的各种工具使得我们更加直观地进行设计，如数位板和各种设计软件，使我 们更好地改善我们的技术，大大地提高了设计的效率。也可以使我们的团队在 集体的工作中很好的配合，设计流程更加流畅，分工更加合理。这样就为可以 进行大型项目的合作提供了可能。 图2 - _ 2 3 汽车模拟驾驶实验 2 3 多媒体动画的使用范 围。 科学演示中利用多媒体动画 技术只是近年来才发生的。以前 多媒体的动画大多数只是一些 矢量图形设计的综合变形，随着 软件技术的迅速提高，三维软件 和各种程序软件的功能加强，多 媒体的综合能力也在不断加强。 在各地的天文馆和科学馆中，各 种产品展示中、虚拟网络中推广 使用开来。多媒体动画设计使用最广的就是游戏娱乐当中。软件技术的强大使 人们可以设计出华丽的或功能强大的场景或虚拟环境，增强了吸引人们眼球的 能力。 在国内目前使用最广的就是在科学演示中，如虚拟驾车，还有机器的拆装 演示，宏双或微观世界的模拟演示。倒如在太空中太阳系的一个多媒体展项中， 人们戴上立体眼镜在环形屏幕中去观察太阳系，人们不必再对着电脑屏幕去观 察。这样参与者就好象在太空当中一样。以前这样的效果是很难实现的。但是 现在的三维软件的功能强大，所以在动画设计上是不存在难度的。 在将来，我们也许就会见到更为强悍的多媒体技术。因为人类科技是在不 断进步的过程中。而且多媒体的动画设计也可以帮助人们去了解和观察已知和 未知的世界，去帮助人们有兴趣的学习知识从而可以推动科技发展。比如，我 们可以把一些光靠想象难以理解的内容利用多媒体动画技术设计成直观的动画 或游戏内容，这样使我们更加容易理解和增加学习兴趣。现在的美国基础教育 中就提倡让学生玩科普游戏，这样的教学效果比传统的教学好得很多。 1 7 第三章多媒体技术在科学演示中的发展 我们只有充分了解多媒体的技术才能完全实现多媒体动画的表现力，另外 还要去了解科学演示逐渐发展的过程以及将来的趋势。科学演示的多媒体展项 图3 l 上海科技馆规划 绝大部分是集中在大中城市的科技 馆当中。这是由于计算机运算能力的 提高加上各种传感器的出现为多媒 体技术发展提供了可能，再加上地域 环境和经济发展状况决定的。而且许 多科技馆中科学演示的内容和形式 已经很陈旧，已经不能适应现代的科 普教育了。加上新技术能够提供多媒 体动画设计的科学演示的可能，加上 大量的需求为多媒体动画设计提供 了一个巨大的动力。 3 1 1 多媒体动画设计产业在国 内发展 我国的多媒体动画是处在一个 刚刚起步的阶段，基本上还是处于在 网络平台的有限空间中。但是计算机 技术已经在影视制作中得到广泛的 图3 _ 2 上海科技馆 应用计算机技术制作的虚拟场面已 成为电影场景制作的不可缺少的环 节，现在计算机的技术也开始在多媒体动画中得到运用。运用计算机技术进行 电影制作可以上溯n - - 十世纪中叶，当时第一部的作品就是利用计算机制作了 第一部反映太空卫星的影片。几年之 后，美国好莱坞开始把目光投入到计 算机制颁域。 二十一世纪国内的科技馆中的 科学演示展项中开始争相投入资金 进入多媒体动画的展项设计和制作 行业中。广泛利用先进的多媒体技术 粪罢雀善嚣鬃嚣嚣三盏图一例料凸科技馆中的科学演示多媒体动画刚 一一 l s 刚处于起步阶段。我所参与的广东科学中心的部分多媒体项目是目前国内要求 较高的项目。他们的口号是“国际 一流，国内第一”。所以这些展项中 的多媒体设计与制作基本上是和国 际接轨，其中要求多媒体互动的数 据输入到计算机中，经计算机中的 多媒体程序运算产生结果。所以虽 然在国内尚属首次，但是已经成功 的演示出样片。 但是这类多媒体动画设计公司 图3 4 广东科学中心 目前还只是局限在几个大城市，如 上海、广州、北京、杭州等几个比较发达的地方。 在内地等省份的科技馆中还没有足够的资金打制 这样的多媒体项目。因为有些传感器设备目前用 于商业的只能从国外进口，而且造价昂贵。另外 从事多媒体动画设计制作的公司和技术人员也是 严重不足。设计及制作人员主要是集中在沿海发 图，一薯羹霎晶窑萎薯会募釜梁誓莩袭磊芙主蓄票茬 好的人才。在国内的多媒体制作公司中能够上规模的也只是有限的几个公司。 我相信随着经济发展，多媒体动画设计行业也会飞速地发展，在科学演示中的 应用也会取得更好的成绩。 3 1 2 多媒体动画设计产业在国外的状况 我们参观了一些国内的科技馆中的科学演示的多媒体展项，基本上还是跟 在国外路子后面发展。其原因主要有两个方面： 图3 6 现代多媒体虚拟翻书展项 一是国际上具有制作和运算 大型数据库能力的现代科技已经 比较成熟其水平也是十分高的。 人类的文化正在进入一个信 息化时代，而且传播方式也从文 字传播过渡到影像传播，多媒体 技术在国外的发达国家广泛运用 于各项学科和娱乐，已经十分成 熟。现在