第一章 概述
1.1 国内外研究现状
1.1.1 发展现状
随着计算机图像处理技术的快速发展和计算机硬件的不断升级，动画行业发生了翻天覆地的变化：在制作方式方面，动画的制作从早期的计算机辅助绘图发展为现在的计算机渲染合成；在呈现视角方面，动画的画面从早期的二维平面画面进化到现在的三维立体画面；在艺术表现力方面，三维动画更加逼真写实。受众对艺术作品的审美需求也有了巨大的提升。
动画是充满创造力的视觉艺术，三维动画技术在近年来呈现出快速发展的趋势。皮克斯动画工作室制作的首部三维动画电影《玩具总动员》轰动全球，其震撼的视觉效果已经成为动画电影史的丰碑。与此同时，承载三维动画制作的各种软硬件也取得了快速发展:C4D、Maya、ZBrush等等三维动画制作软件层出不穷；性能不断提升的硬件配置成为动画制作的基础之一，三维动画已经从早期探索阶段进入稳定的多元化发展阶段。
当前比较流行的动画制作软件是Maya。Maya关键帧技术已经趋于成熟，一方面，功能强大的曲线编辑器（Graph Editor）可以对角色的动作幅度与关键帧权重进行微观调节，与此同时，在Maya2020版本的动画模块中，还加入了时间线标记、关键帧快速切换、曲线形状保护以及更加方便的音频插入等新颖好用的功能。通过调节控制器，优秀的艺术家可以在更短的时间内制作出逼真形象的立体动画作品。
1.1.2 应用现状
在影视制作方面的运用：在动画电影方面，2019年11月22日在中国内地与欧美地区一起上映的动画电影《冰雪奇缘2》的票房突破13.25亿美元（刷新上一部12.74亿美元的记录）。该电影凭借着绝美的画面效果得到了观众以及多位动画师的肯定。《纽约邮报》评价：“迪士尼用《冰雪奇缘2》完成了一件不可能的事——制作一部很棒的动画音乐续集”。在电视剧方面，2019年7月13日首播、由韩国Digital Idea视觉特效公司负责的韩剧《德鲁纳酒店》凭借剧中的诸多3D特效风靡一时。剧中栩栩如生的老虎获得观众好评，其行走动作来自关键帧动作捕捉技术（Key Frame Motion Capture Technology）。2017年7月16日在美国HBO首播的《权力的游戏第七季》也获得当月收视率冠军。龙母的三条龙的飞行动作也是基于电脑计算的关键帧技术的刻画。早先欧美史诗级电影《指环王》中虚拟人物咕噜的动作也是由真人通过关键帧动作捕捉完成拍摄。
在游戏制作方面的运用：蓝洞游戏公司的代表作《绝地求生》以第三人称视角与第一人称视角相结合的方式将玩家带入虚拟的3D战场世界，其人物角色的行走、切枪等动作也是基于关键帧技术；以网易游戏代表作《第五人格》手游为题材的一些游戏视频也是风靡网络，而其中最基本的人物行走与转身等基本动作也是依托于关键帧技术。
图1-1 3D游戏《第五人格》画面实景
以上可见三维动画技术在游戏和影视方面的应用极其广泛，而中国又是全球最大的游戏与影视消费市场，目前已经成为全球动画从业人员的聚集地。而在技术方面：国内外公司（例如网易、腾讯）已经投入巨资进行产品开发，类似《第五人格》的3D动作类游戏也将获得更进一步的发展。
在电子游戏行业的多年发展过程中，电子游戏动作的设计思路也发生了重大改变：游戏作品由原先的二维动作制作例如红白机时代的《超级玛丽》、《魂斗罗》，步入三维时代的经典大作例如《我的世界》、《绝地求生》。相应地，玩家对游戏的动作制作要求也更加严苛。在计算机技术的推动下，一些经典游戏甚至出现3D版，例如3D版《魂斗罗》。总而言之，发生在电子游戏中的故事与发生在影视制作中的故事惊人的相似，二维动画已经悄悄地淡出了我们的视线，三维动画已经成为当今游戏制作的主流。“如何在三维动画时代提高动作设计的效率？”成为动画师必须考虑的问题[1]。
1.2 课题研究的内容
本论文围绕竞技动作的设计展开。动作设计始终是游戏设计的关键！纵观电子游戏发展史，完成一部广受欢迎的电子游戏需要考虑的因素包括游戏关卡设计、游戏背景故事设计、游戏画面设计等诸多因素，其中在游戏画面设计范畴下的游戏角色动作设计更是游戏制作的关键环节，可以说一部游戏可以没有宏大的背景故事甚至可以没有关卡但是不能没有精美的角色动作。
本次课题旨在通过运用关键帧技术对角色的初始动作、过渡动作与结束动作的刻画；通过对角色控制器的曲线图编辑器、切线等技术参数的调整，阐述Maya关键帧技术的制作流程、应用领域与制作技巧，完成对武术类竞技动作的虚拟再现。