陳龍，楊娟

(南寧市勘察測繪地理信息院，廣西南寧 530022)

1 引言

手繪地圖與手繪建筑寫生、風(fēng)景寫生一直以來是人們過去對于記錄不同時代城市的布局及記錄城市變遷的主要方式。20世紀下半葉，隨著計算機圖形學(xué)發(fā)展出以數(shù)字化建模為基礎(chǔ)的數(shù)字化城市，由此誕生了數(shù)字城市開始取代手繪圖像在城市規(guī)劃中的傳統(tǒng)地位。

數(shù)字城市是信息技術(shù)發(fā)展與人類進步的必然產(chǎn)物，是城市信息化、管理科學(xué)化、生活現(xiàn)代化的高科技技術(shù)手段。數(shù)字城市能讓人們清晰地了解一個城市的整體面貌。數(shù)字城市是運用3ds Max軟件制作出的三維場景，并通過“以計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ)，以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶，運用遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、航測、仿真－虛擬等技術(shù)，對城市進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述，即利用信息技術(shù)手段把城市的過去、現(xiàn)狀和未來的全部內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)上進行數(shù)字化虛擬實現(xiàn)?！爆F(xiàn)實生活中接觸到的如好萊塢大片創(chuàng)造的幻想世界、房地產(chǎn)三維樓盤動畫廣告等等就是在這種技術(shù)的支持下創(chuàng)造出來的?？梢哉f，數(shù)字城市動畫已成為大眾化、具影響力的媒體形式之一，無時無刻不在深刻地影響著人們的生活。

2 南寧市數(shù)字城市建設(shè)“水城”項目情況綜述

南寧別稱邕州，“邕”字從字面上的解釋是四方被水環(huán)繞的都邑，據(jù)史料記載，古時邕州很多水域，有百湖城之稱。后因城市道路交通變遷、人為的原因，原先的河、湖、塘、池都被填平。近年，為打造樹綠水美的城市形象，南寧市政府啟動了南國水城工程，引水源，開運河，拓水面，疏航道，治臭溝，旨在還水于民、還綠于民，并于2009年正式提出了將南寧市打造成“中國水城”的戰(zhàn)略舉措。

正是基于南寧市城市發(fā)展的這樣一個方向，本單位利用自身的數(shù)據(jù)資源、技術(shù)優(yōu)勢，提出了數(shù)字水城的建設(shè)思路:以南寧從古至今水系的變遷為脈絡(luò)，全方位表現(xiàn)其古今的空間與風(fēng)貌，綜合展現(xiàn)城市在建筑形態(tài)、社會習(xí)俗、人文歷史、生活情趣、城市拓展等方面的特色。這是對自2002年南寧市提出發(fā)展“數(shù)字南寧”的建設(shè)目標，“以地理空間框架為定位基準，集城市自然、社會、經(jīng)濟、人文、環(huán)境等綜合信息于一體”的建設(shè)思路很好的一次詮釋。它將進一步改變我們的傳統(tǒng)思維模式和管理模式，使得城市讓生活更美好的愿望成為現(xiàn)實?？梢哉f，“水城”在南寧數(shù)字城市建設(shè)的大環(huán)境里是具有代表性的，在數(shù)字城市的打造過程中也具有重要意義。

3 “水城”項目動畫制作流程

水城動畫不僅是三維場景的展示制作，也包含了大量的圖片、影片、文字信息?？紤]到水的歷史發(fā)展演變，在動畫的制作處理方面有別于一般的傳統(tǒng)數(shù)字城市動畫制作，如圖1所示。

圖1 水城動畫片頭

水城的總體結(jié)構(gòu)分為:“一江(邕江)、兩庫(老口梯級水庫和邕寧梯級水庫)、兩渠(江北、江南連通渠);六環(huán)(石靈湖環(huán)、大相思湖環(huán)、南湖環(huán)、鳳凰湖環(huán)、亭子沖環(huán)、五象湖環(huán))、十八河(大岸沖、馬巢河、鳳凰江、亭子沖、良鳳江、良慶河、楞塘沖、八尺江、石靈河、石埠河、西明江、可利江、心圩江、二坑溪、朝陽溪、竹排沖、那平江、四塘江)、八十湖”。在制作的過程中考慮了整個城市水系河湖相通、水水相連的貫穿性，故通過鏡頭語言進行了城市平面布局分析、區(qū)位分析、景觀節(jié)點分析、道路分析、水體年代對比分析，選取相思湖、可利江、南湖—竹排沖、民歌湖四個重要節(jié)點運用二維平面和三維場景相互交織的展影方式說明水與城、水與人、水與自然和諧共處的美好環(huán)境。

3.1 前期制作

市場人員溝通了解水城的規(guī)劃情況以及局部實施過程，制作詳細的水城動畫策劃大綱。編導(dǎo)進行水城動畫分鏡頭腳本的溝通制作，提前預(yù)知動畫制作過程中遇到的難題，制定合理的解決方案。動畫的制作思路是以展現(xiàn)南寧水城優(yōu)美風(fēng)光以及水城建成后人們安居樂業(yè)的生活景象為主。以水城的歷史發(fā)展演變?yōu)檩S心，將拍攝影像、歷史照片、圖片、地圖、三維場景、背景音樂多種表現(xiàn)方式糅合，使整體畫面唯美，意境悠遠，突出水城韻味和人們安居的生活。實地拍攝了許多與水城有關(guān)的錄像、照片，并對這些照片和收集來的資料進行整理、編排。

3.2 中期制作

(1)收集資料、建模

首先，收集從清代至今的南寧地圖，以整個南寧的城市水體發(fā)展變化作為動畫發(fā)展的脈絡(luò)。地圖資料整理完后，開始查找南寧自清代以來城市發(fā)展的書籍和照片，根據(jù)《雍正·廣西通志》的手繪圖文進行了清代古城池的三維虛擬還原，采用3ds Max軟件制作出模型(圖2)。接下來，把鏡頭推向20世紀40年代～50年代的南寧，根據(jù)地圖和收集來的老照片，還原了當(dāng)時南寧百貨大樓一帶的建筑，制作三維場景(圖3)。然后，根據(jù)水城動畫策劃大綱所需要展現(xiàn)的鏡頭，制作了現(xiàn)今南寧水城建設(shè)項目的相思湖、可利江、南湖—竹排沖、民歌湖四個重要節(jié)點的三維場景模型(圖4)。由于這些三維場景非常大，3ds Max軟件無法渲染那么大的模型場景，故分區(qū)域把模型在3ds Max軟件里制作好再導(dǎo)入偉景行軟件生成數(shù)字城市。生成數(shù)字城市必須具備以下數(shù)據(jù):DEM(衛(wèi)星影像)、DLG(1∶500地形圖)、激光測量與掃描數(shù)據(jù)、規(guī)劃圖紙、實地采集的照片、錄像。將這些數(shù)據(jù)組合而成一個龐大的系統(tǒng)工程。不需要導(dǎo)入偉景行數(shù)字平臺的3D模型，鏡頭制作完畢后，進行模型線框的預(yù)演。將鏡頭和背景音樂進行融合渲染出最初的線框模型動畫。建模這個階段起著至關(guān)重要的作用，也是耗時最久的階段，制作完成后能讓制作人員把握整個場景的大體感覺從意象變?yōu)榫呦蟆?/p>

圖2 三維虛擬還原清代南寧古城池

圖3 三維虛擬還原20世紀40年代～50年代南寧

圖4 三維展現(xiàn)現(xiàn)今南寧水城建設(shè)項目

(2)分鏡頭場景布置

這個階段是整個動畫制作的核心階段。在每個不同的年代的場景布置上，需要根據(jù)不同的建筑風(fēng)格、景觀環(huán)境進行相應(yīng)的場景布置，貼材質(zhì)，布置燈光。渲染烘托那個年代的氣氛與特點。

分鏡頭場景布置完后根據(jù)之前找好的背景音樂控制鏡頭的節(jié)奏。鏡頭調(diào)節(jié)好后用3D渲染插件Vray渲染分鏡頭場景序列幀，而用偉景行軟件生成的大型場景部分則在該軟件里直接渲染場景序列幀。

3.3 后期制作

一部完整的動畫是前期制作和后期特效的完美結(jié)合。前期所想象和制作的畫面，只有到了后期合成以后，才能看到動態(tài)的畫面，所以在模型制作過程中，團隊里的每個制作成員都據(jù)每個場景進行了許多的溝通和交流。后期合成師從剛開始拿到的水城動畫的策劃大綱后，開始收集素材資料、背景音樂并制作片頭片尾特效。

圖6 時代變遷下不斷發(fā)展的南寧水域

(1)后期合成

根據(jù)模型師渲染出的高清帶通道靜幀序列圖片(TGA格式的圖片)進行剪輯合成。為了突出“水”，我們把地圖中的江、河、湖、池都在Adobe Photoshop繪圖軟件里做了分層(圖5)，然后導(dǎo)入Adobe AfterEffects專業(yè)影視特效軟件做成流動的動態(tài)水，然后再把每個年代的地圖按從古到今的順序與動態(tài)水一起做成演化與更替的效果，讓大家看到一個個時代變遷下不斷發(fā)展的南寧水域(圖6)。

分別把拍攝和采集的影視素材、制作素材、渲染的靜幀序列圖片導(dǎo)入Adobe AfterEffects合成軟件，根據(jù)策劃大綱(腳本)按分鏡頭的形式進行整理、剪輯、調(diào)色、加字幕、特效的處理。如加入光暈、水波、變形、字體特效、背景摳像等特殊效果。在合成過程中注意整個視屏的整體色調(diào)及風(fēng)格，加強鏡頭表現(xiàn)力。

整個動畫的合成剪輯處理完成后，依次按腳本的先后循序，渲染分鏡頭，保存為視頻文件(為了保證最后面的視頻輸出的清晰度，一般保存為AVI或MOV無損壓縮模式)。

(2)聲音錄制

一部動畫，背景音樂起著烘托情感的作用，具有非常強烈的情感感染力。人聲解說不僅起到聲音與畫面相互印證、增強空間節(jié)奏感和真實性的作用，同時向受眾解說水城的過去、現(xiàn)在和未來。我們運用Adobe Audition錄音軟件進行了人聲解說的錄制。

(3)后期非線性編輯

采用Vegas非線性編輯軟件對Adobe AfterEffects渲染出來的分鏡頭視頻進行組接、轉(zhuǎn)場，合成背景音樂和人聲解說。在合成音效時應(yīng)注意把握整個音樂節(jié)奏和視屏的轉(zhuǎn)場過度，以免導(dǎo)致音樂和畫面的脫節(jié)和不和諧。

(4)視屏合成輸出

整個水城動畫制作完畢，合成輸出成片。輸出類型為WMV格式，畫面尺寸為1280×720的高清晰度。

4 結(jié)語

數(shù)字城市是構(gòu)成虛擬城市面貌的細胞，是儲存城市文化的主要載體。通過高科技的現(xiàn)代電腦硬件軟件不僅可以復(fù)原不同時期的建筑及環(huán)境樣貌，而且可以表達出與實際拍攝不同的意境與風(fēng)格。水城動畫項目作為南寧市數(shù)字城市建設(shè)的代表成果之一，它的成功，定會在今后南寧市數(shù)字城市的建設(shè)上積累更多更豐富的經(jīng)驗，促使我們更快更直觀地做好信息化產(chǎn)業(yè)，服務(wù)于政府、企業(yè)和廣大人民大群。

參考資料

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