計算機數字藝術與設計研究論文

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摘要：藝術的發展，依賴社會和科技的發展，數字藝術是數字化時代新興的藝術形式。新的熱點隨計算機軟硬件的發展不斷涌現，技術的發展為藝術家認識和表現世界提供更多更新的方式，同時，藝術的創新也促進技術的發展。

關鍵詞：數字技術藝術藝術設計

藝術的發展，依賴于社會和科技的發展，技術的進步將帶來藝術的變革，藝術家的臆想獲得科學技術的推助，就會發出絢麗的光彩。數字藝術便是隨著計算機的發展和普及而誕生和發展的。數字藝術又稱數碼藝術，是使用數字、信息技術制作、傳播的各種形式的藝術作品，包括數字影像、數字音樂、多媒體動畫和網絡游戲等。

數字化時代計算機介入越來越多的領域，使人類生活發生了顯著變化。數字技術在藝術領域的應用，是藝術和科技之間的革命，幾乎波及所有藝術領域。計算機將人從許多復雜的、重復性的、繁瑣的體力勞動中解放出來，把精力集中于創意和設計本身，同時，藝術的概念也發生了改變。

一、計算機數字技術在藝術設計領域的發展歷程

自1949年麻省理工學院開發出旋風計算機，人們就一直試圖使用計算機來進行繪畫、設計、作曲等藝術創作，并取得了令人矚目的成就。如貝爾實驗室以字母、標志的集散、疊印創作了“計算機裸體”。東京大學藝術研究室創作了計算機藝術圖和計算機動畫的單體。1967年，GTG計算機藝術家小組創作了“返回正方形”等許多作品。但這些都是基于實驗室的藝術探索，直至1980年蘋果電腦公司推出Macintosh電腦桌面排版系統（DTP），計算機才面向個人，在藝術設計領域迅速發展，并衍生出計算機數字藝術與設計。蘋果電腦也因高科技創新而獲得尊重。1990年英國皇家藝術學院開設計算機藝術設計系（CRD），主要學習和研究互動設計（interactiondesign），努力使藝術與技術協同發展。現在，數字藝術已涉及藝術的各個領域，藝術的形式和內涵都發生著變化。

二、計算機數字藝術的特點

1.解放了手工時代對思想的束縛

計算機不但可以高仿真模仿傳統的藝術效果，也比傳統方式節省時間，提高效率。如藝術設計，計算機隨意縮放觀察等優勢，使設計更加精細，無需尺規等工具，比手工精確、規范。手工繪圖需要紙筆、尺規等工具，勾形、渲染等過程，更改設計，修改起來比較困難。計算機則有多樣修改方式，如photoshop中的“歷史記錄”和“快照”面板，可隨意雙向一步步撤消或重做，退或進到任一點，3DsMax的“堆?！眲t可從已完成的設計中的任意一點介入，增加新命令或刪除、更改舊命令，影響最終效果。傳統繪圖需要較強的繪畫功底，而計算機輔助設計則更注重設計思想和修養，對繪畫功夫要求不是很高。計算機解放了手工時代對思想的束縛，為創作提供了寬裕的自由發揮空間，使作品最大程度地完美。

2.豐富了藝術的傳達形式

計算機的應用創造了全新的交流方式，及時交互是數字藝術獨有的技術，廣泛應用在各種形式數字藝術中，如Flash角色動畫、網頁、互動游戲等。交互功能改變了傳統藝術中受眾的被動角色，受眾也可以參與到藝術的“創作過程”，讓受眾判斷選擇，不同的選擇將出現不同的過程和結局，加強受眾參與感，提高興趣。

3.表現傳統藝術無法企及的效果

數字藝術是一種全新的藝術形式。多媒體技術將圖像、聲音、文本、動畫、音頻甚至是氣味等多種傳達形式集合在一起，豐富了藝術語言和表現形式，提高了作品的感染力。

虛擬現實是高級人機界面，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感官功能，使人沉浸在計算機生成的能看、能聽、可觸、可嗅等感受的虛擬世界里，能通過語言、手勢、肢體動作、視線移動等方式與計算機實時交互，一切都與現實的感覺一樣。它不僅可以模擬現實，也可重建古跡，甚至是虛幻的世界，讓人感受真實世界中無法親身經歷的體驗。虛擬現實可充分滿足藝術創作對感受的表現，給藝術家和設計師的創造提供更多的創作自由。目前常見的虛擬現實軟件有QuickDraw3D、VRML、Metastream、3DDreams、QTVR、Cult3D等。如蘋果的QuickDraw3D能在視窗中對三維幾何體實施拖拽而進行任意角度的觀察，還能變換燈光、材質等，展示三維物體極為方便。

三、數字藝術主要涉及領域及內容

計算機數字藝術在很多方面是交叉的應用關系，比如動畫，在影視、環境藝術設計、工業模型等方面應用都很廣泛，所以不能孤立對待。數字藝術的發展促進學科融合。

1.計算機輔助設計應用較早，比較成熟。如視覺傳達設計，計算機已牢牢占據了高檔彩色輸出、印刷等領域。環境藝術設計，AutoCAD、3DsMax已成了建筑等行業計算機輔助設計的代名詞，基于CAD開發的軟件多如繁星。工業設計，Pro/ENGINEER具有模擬實體造型功能，能縮短產品開發的時間并簡化開發的流程。它的三維創作過程是確定有關物體屬性的具體數據，計算機由屏幕實時、準確地展現物體的三維效果，最終可將數據傳送至數控機床，制作實體模型、成品模具。計算機的介入，改變了傳統的生產模式。

2.計算機繪畫，是較新、較熱門的藝術門類?？筛袎毫Φ臄底止P使用起來接近于傳統的畫筆，在電子畫布上，可以選取任意種類、形狀、大小的“畫筆”，沾上“水墨”或“顏料”，在不同質地的“紙”上繪畫，筆跡表現出顏色和不同質地紙面的肌理效果，“筆觸”會隨手的壓力大小和移動快慢而做粗細、深淺、虛實、飛白等變化，模擬現實產生的效果，將傳統的繪畫藝術從紙和筆中解放出來，達到所需的藝術效果。油畫、雕塑、版畫等也有使用計算機進行創作的。及時交互等優勢使計算機超越了傳統工具被動的地位，2D插畫和概念藝術廣泛應用于商業廣告插畫、出版物插圖、游戲美術中。

3.計算機多媒體動畫是目前應用非常廣泛的一門藝術形式，門類很廣。按制作方法，可分為二維動畫和三維動畫；按長短，可分為動畫短片、動畫電影（電視?。话磩》N，可分為故事片、兒童劇、科教片等。

①二維動畫（2D）。目前二維動畫制作軟件可分為日本派和歐美派，有矢量和點陣兩種圖形模式。Flash是一款不錯的面向個人的二維動畫軟件，已成為網頁上的標準，許多個人愛好者加入到“閃客”行列，制作出了非常經典的作品，一些電視臺也播放網上經典的Flash動畫。但它對于生產型的動畫力不從心。RetasPro最早開發于蘋果平臺，現已占領了日本動畫界95%以上的市場，制作出了許多我們熟悉的電影，如《魯賓三世（LupinThe3rd）》《蜘蛛人（Spider-Man）》等。我國也有不少單位使用，上海美術電影制片廠用其制作了《我為歌狂》等卡通片。二維動畫的制作主要分為前期創作和后期加工兩大部分。以前前期創作主要靠手工完成，包括規劃、劇本、造型設計、構圖設計、背景、原畫、動畫等。計算機主要介入后期加工，包括攝影表錄入、動畫掃描、背景掃描、色指定、描線上色、背景修圖、特效制作、動畫渲染、輸出錄制等。隨著計算機軟硬件的發展，傳統的前期創作也引入了計算機，二維動畫的生產過程已經完全進入了全數字、無紙化時代。RetasPro的制作過程與傳統的動畫制作過程十分相近，它由模塊替代了傳統動畫制作中描線、上色、特效處理、拍攝合成等全部過程。②三維動畫（3D）。三維動畫用途非常廣泛，是數字娛樂時代的新興產業，具有不可估量的前景。許多電影、電視和游戲特技，多媒體演示、產品設計使用計算機三維動畫來表現。三維軟件比較復雜，目前還沒有統一標準，也沒有占絕對優勢的軟件，各家軟件的理念也不相同。往往幾秒鐘的精彩鏡頭，要花數月時間制作。三維圖像主要還是顯示在平面上的二維圖像，還不是真正空間上顯示的三維圖像，只是用三維方式建立模型。三維動畫制作可分為動畫規劃、建模、貼圖、燈光和場景設置、動畫設置、渲染、后期合成7個階段。常見軟件有PC的3DMax-Studio、Maya、Softimage等，蘋果的Infini-D、StrataStudioPro、Poser、AnimationMaster、Form-Z、ElectricImage、Lightwave、Cinema4D等。

4.數字視頻。數字視頻就是先用攝像機之類的視頻捕捉設備，將影像信息轉變為視頻信號，記錄到儲存介質。播放時，將視頻信號轉變為幀信息并顯示出來。數字信息還可以解碼成模擬信號在普通電視機上觀看。QuickTime是國際標準化組織選定的MPEG-4視頻標準，可以在電腦上編輯和播放數字視頻，將視頻、音頻、三維動畫和虛擬現實在基于蘋果和PC的電腦之間自由擴展。目前有FinalCut（非線性編輯）、Shake（高級特效合成）、CinemaTools（電影剪輯）、DVDStudioPro（DVD制作）等專業軟件。

5.電子書

①電腦上閱讀的電子書，充分利用電腦的優勢，功能最強大。其動態的多媒體信息，有更好的交互性，集多種感官刺激于一體，避免了靜態的文字和圖片的單一，調動讀者的興趣。世界上許多著名報紙、雜志紛紛推出電子版，如《NewWebPick》《摩托車雜志電子版》《動客電子雜志》以及中國的《Z-com》等。

②手機電子書。隨著智能手機的普及，用手機閱讀的電子書越來越多?，F代人上班節奏緊張，利用上下班的一點空余時間讀一些輕松的帶音樂、動畫的手機電子書是實在的消遣，攜帶方便。許多網站提供基于WindowsMobile、Linux、Symbian等智能手機的電子書下載，用戶自己也可以非常方便地創建電子書。

③實物電子書，是拿在手上閱讀的外型像傳統書籍的電子書，這是傳統書籍的延伸。這種新形式的電子書外觀和普通書籍接近，可以拿在手上，但是帶有多媒體視聽等新功能，它甚至能聽到讀者的說話、心跳等聲音。

6.游戲美術。游戲美術近年發展迅猛，包括游戲片頭、場景、人物、服裝、道具等。現在游戲美術發展成了圍繞游戲開發的產業，它以實物的形式再現游戲中的人物、服裝、道具等，深受游戲“粉絲”喜愛，每當一個新游戲，就會有大量的與游戲相關的玩偶在網上交易、市場上出售。

四、計算機數字藝術的發展趨勢

計算機對藝術的影響不僅表現在它能更有效率地創作，也給藝術與設計帶來了新的風格和形式，藝術表現形式越來越豐富。數字媒體技術的發展，多種傳達方式的綜合應用，為視覺藝術的創新提供了新的條件和機遇，新的熱點不斷涌現。應用視頻、動畫、交互等綜合手段創造的藝術作品，豐富了藝術門類，逐漸演變成為一個新的領域?；ヂ摼W促進了信息的傳遞，給人們提供了一種新的傳達媒體，同時也創造了一種新的交流方式。藝術家可以在互聯網上跨地域協同創作，藝術的創作和欣賞不再受地域的制約。藝術是創新過程，融合了人工智能技術的計算機甚至有可能根據設定條件自行進行藝術創作。

結語

計算機數字藝術與設計如此蓬勃的發展，是技術與藝術完美結合的體現。計算機技術的發展和多媒體的開發為藝術創作提供新的機遇、新的表達方式、新的藝術語言和風格，藝術的概念有了顯著變化。同時，藝術的創新也對計算機有了更高的要求，反過來促進了計算機軟硬件的開發。藝術家創造精神財富，應關注新技術的發展，以開放的姿態迎接新事物，自由地進行創作。海納百川才能適應新時期的需要。計算機畢竟是工具，藝術的價值應是設計師富有的藝術才華和設計思想。只有重視創造性思維的拓展與能力的提高，才能設計出富有藝術魅力的有意義的作品。

參考文獻：

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付志勇著《計算機藝術設計基礎》.北京：清華大學出版社，2003年版。