侯　琳 , 夏　爽

(1. 沈陽大學 音樂與傳媒學院, 遼寧 沈陽　110044;2. 沈陽醫(yī)學院 醫(yī)學應用技術學院, 遼寧 沈陽　110034)

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三維動畫技術在電影特效中的應用

侯琳1, 夏爽2

(1. 沈陽大學 音樂與傳媒學院, 遼寧 沈陽110044;2. 沈陽醫(yī)學院 醫(yī)學應用技術學院, 遼寧 沈陽110034)

分析了三維動畫技術在電影特效與電影創(chuàng)作中的發(fā)展應用狀況,并對國內三維特效電影發(fā)展的不足進行了思考。

特效; 三維動畫; 數字技術; 數字角色

隨著信息技術的發(fā)展, 數字技術正以迅猛發(fā)展之勢沖擊著影視行業(yè), 推動電影制作進入多元化、數字化時代。 在這種背景下傳統(tǒng)的電影制作手段正在發(fā)生著明顯變化, 由于三維動畫技術的滲透使得電影特效技術和手法不斷花樣翻新。 從實物模擬到虛實結合, 再到后來的完全虛擬化的角色和環(huán)境, 使現在的電影制作無不將重金投放在三維特效制作上面, 因此而形成的視覺效果和票房號召力確實達到了非同小可的程度。

在影視創(chuàng)作中,人為創(chuàng)造出來的假象和幻覺,被稱為影視特效[1]。使用三維動畫技術配合實景拍攝制作的影視特效,不僅可以創(chuàng)造出現實中無法拍攝到的畫面,還可以減少演員實拍時的危險,大大降低電影的制作成本,更為重要的是能夠給觀眾帶來緊張刺激的視覺效果。

三維動畫是基于數字圖形圖像技術, 運用三維動畫軟件在計算機中創(chuàng)建的虛擬對象和世界。 設計師根據要求在這個虛擬的三維空間中創(chuàng)建模型及場景, 再根據具體的動作要求來設計運動軌跡、虛擬攝像機和其他動畫參數。 因其所有的效果都可以通過計算機的軟件操作完成, 設計師只需要熟練的掌握軟件的操作, 精確地設定相應的參數, 觀察調整其制作效果, 便可以制作出形態(tài)各異的角色和效果, 因此在影視制作中備受青睞[2]。

一、 三維動畫技術在電影特效中的發(fā)展

1977年,喬治.盧卡斯耗資1 000多萬美元拍攝制作了《星球大戰(zhàn)》,這是電影史中有記載的第一次使用動作控制攝像機拍攝制作完成的電影。盧卡斯并專門為該片成立了電影特效公司——“工業(yè)光魔”,這是電影史上第一個具有劃時代意義的電影特效公司。在這部電影中,盧卡斯還發(fā)明了一個機械裝置,可以輕松地實現實拍和后期合成畫面的協(xié)調同步。1982年“工業(yè)光魔”發(fā)明了一項名為“源序列”的計算機處理技術,在電影《星際之旅之復仇女神》中,該片出現了電影史上第一個完全由電腦制作產生的場景[3]。科幻電影《年輕的福爾摩斯》中,出現了電影史上第一個電腦產生的角色“彩色玻璃人”,這也為后來的科幻電影中眾多的虛擬角色奠定了基礎。1994年的科幻電影《侏羅紀公園》中,第一次出現了由數字技術創(chuàng)造的、能呼吸、具有真實皮膚、肌肉和動作質感的角色,這是電影特效技術上的一次大飛躍。在系列電影《星球大戰(zhàn)》中,盧卡斯提出“二手未來”概念,第一次將高科技表現得充滿破舊的真實感,打破了以往電影中干凈整潔、規(guī)劃有序的未來世界的觀念,人們在電影中看到破敗不堪的建筑物,坑坑洼洼的飛船表面,各式各樣攜帶著舊武器的智能生物,立刻讓觀眾產生了親近感和現場感。

2009年,詹姆斯·卡梅隆導演的電影《阿凡達》出世,卡梅隆大規(guī)模的采用復雜的3D數字技術,向人們展示了從未體驗過的外星旅程,場景處處眩目,畫面精美絕倫,人們陶醉于潘多拉星球的原始之美。而在實際后期制作中,采用了世界最先進的動作捕捉和面部捕捉系統(tǒng),使三維動畫制作的人物動作和表情能夠完全貼合演員的表演[4]。在場景制作中也展示了未來世界的情景,三維模型和地形環(huán)境特效制作合成的效果非常自然逼真,即使最刁鉆的影評人也很難從中找到數字特效處理的破綻?！栋⒎策_》的橫空出世后,其他導演也不甘落伍,紛紛開始了三維特效電影的嘗試。之后,每年拍攝的大制作電影,無不充斥著重型特效技術,而三維動畫影視特效也成為特效電影中必不可少的重要技術。

目前用于制作三維動畫特效的軟件主要有 Softimage XSI,Maya,3ds Max,Rhino等,可以實現角色和場景的建模、復雜材質效果、燈光和大氣環(huán)境、仿真動力學等動畫效果。三維動畫效果跟其他后期合成、跟蹤軟件配合,就可以實現非常逼真的視覺特效。而制作人員的專業(yè)水平也在某一定程度上決定了最終效果的仿真程度?，F在電影的特效制作部分已經有了一套比較成熟的制作體系,從原畫和分鏡頭的設計,到數字模型的構建,實拍和數字模型跟蹤匹配,再到后期環(huán)境、場景的制作和細節(jié)部分修補等環(huán)節(jié),都有獨立的制作小組和分工明確的制作人員負責,設計師們根據統(tǒng)一的風格和詳細的分工進行精雕細琢,最后將各部分統(tǒng)一合成為整體,因此才出現最終我們所看到的影片效果。

二、 三維動畫技術在電影創(chuàng)作中的應用

1. 數字角色造型

計算機技術的迅猛發(fā)展,最大程度地發(fā)揮了創(chuàng)作者們的想象力,很多在現實中根本不存在的角色被搬上銀幕,人們在電影中看到的變異人、恐龍、怪獸、機器人,都是由三維動畫模型師和特效師等龐大的制作團隊制作完成的。生動而逼真的數字角色令人感覺新鮮和震撼,以數字角色為主角的電影逐漸成為主流,強大的制作效果也帶來了可觀的票房收入。

數字角色分為兩足角色和其他角色。兩足角色是指人類以及跟人類造型相近的兩足角色造型,例如鋼鐵俠、機器戰(zhàn)警、綠巨人、阿凡達等角色造型。其他角色則是指除了兩足以外的角色造型,例如各種怪獸、恐龍、蟲類、爬行類、飛鳥等造型。這些角色造型的制作流程包括角色造型的設計(包括正面、側面、頂面、透視幾個原圖的繪制)、材質和貼圖的賦予(包括皮膚、服裝、毛發(fā)、眼睛等部分的材質和貼圖)、骨骼的建立與蒙皮、骨骼動畫、表情動畫等幾個環(huán)節(jié)。其中每一個環(huán)節(jié)都有一套復雜的制作技術,都需要專門的設計小組進行開發(fā)制作。

還有一種是通過跟蹤合成軟件將真人和三維效果結合,設計成一個全新的特效角色。例如:《加勒比海盜》中的八爪魚船長,實拍中是在演員的身上穿著用于動作捕捉的服裝,并且在面部和身體的關鍵部位貼滿了用于追蹤定位的定位點,通過視頻的采集和位置的捕捉,將三維動畫效果加入到角色身上,最終出現了人們所看到的特效角色效果。

2. 虛擬道具和場景搭建

除了數字角色造型以外,在特效電影中最突出的就是虛擬道具的建模和場景的搭建了。這些輔助的元素不僅可以滿足角色的需要,更能夠起到鋪墊環(huán)境作用,成為電影中必不可少的靜物角色?？苹秒娪爸醒輪T們手中的武器、太空戰(zhàn)船、飛行器、城堡等,《阿凡達》電影中的潘多拉星球,整個自然場景都是由三維軟件制作而成的。三維特效制作可以突破常規(guī)道具和搭建真實場景中的種種不利因素,不受任何外界因素干擾。借助高性能工作站式計算機的操作和處理,便能制作并渲染出任何你想得到的畫面,并且便于增減和修改,演員只需要在綠屏前進行無實物想象式表演,通過影像的采集和合成,便能夠與電腦中虛擬的道具和場景合成在一起,完成劇本的效果制作[5]。

3. 環(huán)境效果仿真

近年來特效電影的制作越發(fā)精良,讓觀眾感覺越發(fā)逼真,其中主要的因素就是環(huán)境效果的仿真程度越來越高。這里的環(huán)境效果指的是電影中的煙霧、灰塵、火焰、爆炸、水流、光效等模擬自然的細節(jié)效果。雖然這些細節(jié)效果不是電影中的主角,可其所起到的作用卻比一些主要的數字角色更加重要。環(huán)境效果做得不好,就會讓人感覺不自然、不真實,這也是為什么我國早期的電影特效經常讓人吐槽的主要原因。而近幾年來通過我國電影人的不斷積累和學習,電影特效技術已經具備了好萊塢的水準,例如:《尋龍訣》《西游降魔篇》《捉妖記》等電影,其后期的三維制作水平已經非常高超,電影中的灰塵、水流、火焰、煙霧等效果已經非常逼真。在三維軟件中,這些環(huán)境效果主要依靠粒子特效的制作,Maya、3Ds Max等軟件均有其強大的粒子系統(tǒng),此外還有一些專門擅長某些效果的特效插件[6],如專門制作流體的軟件Fluent、RealFlow,煙霧效果的AfterBurn,火焰插件Phoenix,等等。

4. 群組動畫制作千軍萬馬大場面

近年來對歷史和軍事題材的影視作品的制作要求越來越高,不管是古代帶兵作戰(zhàn)的千軍萬馬,還是現代題材的飛機、坦克,都涉及到群組出現的大場面制作,計算機三維群組動畫技術解決了這種實拍中不可能完成的宏大場面。群組動畫是指使用計算機技術模擬一定數量的智能生物或交通工具的行為,比如像自然界中動物獵食、遷徙,或是人類的群體活動,或是船隊在海上行進、戰(zhàn)斗機隊在空中盤旋、飛船在星際穿行等都是最好的例證。在群體動畫的創(chuàng)作中,不僅要求群體的運動協(xié)調一致,而且要求各角色分別有其合理的運動軌跡和獨特的形態(tài)。這就為大場面的特效電影提供了更多的空間,三維特效師可以根據情景要求,利用數字演員排兵布陣,設定相應的指令要求,完成群組的運動軌跡和每個數字角色單獨的動作變化。目前常用的群組動畫技術有3Ds Max中的character studio中的群組動畫系統(tǒng),通過制作群組模仿現實的環(huán)境,并由群組模擬計算它們的運動方式和軌跡。

5. 影視片頭包裝

好的電影往往在剛進入片頭的時候,就以各種眩目的特效手段沖擊人們的視覺和心理。電影《尋龍訣》的片頭就以三維動畫的方式出現,眼花繚亂的機關和齒輪重疊出現,使人感到密室的神秘和驚險,引發(fā)人們無盡的遐想,特別是出現的磨舊的金屬文字,更加突出了影片的內涵。

隨著特效技術的不斷發(fā)展,影視片頭包裝成為三維動畫技術的一個重要分支,片頭畫面的精美與否,對整個影視作品所起到的作用非常明顯。高水平的片頭動畫體現了設計者豐富的思想內涵和較高的審美情趣,而影視的制作團隊則往往不惜重金用于片頭的制作。目前用于影視片頭制作的技術大致包括三維立體文字效果、粒子特效、視頻特效和高級材質渲染技術,主流的軟件有Maya、3DsMax、AfterEffect、Nuke、Combustion、Cinema4D等三維以及合成軟件。這些軟件的綜合使用不僅能夠做出好看的片頭文字,更可以實現無限可能的三維動畫效果,觀眾在觀看時不僅驚嘆于精美的片頭動畫,更加佩服設計師天馬行空般的想象力,為影視作品內容的觀看鋪墊了極佳的視覺效果。

三、 對國內三維特效電影的思考

近些年來,我國電影的三維特效技術水平正處于逐漸追趕好萊塢電影之路的關鍵期,因而在細節(jié)表現上還有一定欠缺,尤其在角色造型的設計、毛發(fā)的細節(jié)表現、角色動作的節(jié)奏感、虛擬與現實的配合度等方面都存在著很明顯的差距。其根本原因,主要有以下幾點。

1. 制作資金相對不足

制作資金是影響影片質量的最重要因素。以2015年國內公認最好的三維動畫片《大圣歸來》為例,一年的票房收入達9.5億元人民幣,而實際的制作成本卻不到1億元人民幣,跟迪斯尼2010年制作的《魔法奇緣》相比,制作成本只有其1/6。雖然《大圣歸來》的制作水準已經屬于國內最好的,但是兩部片子從各種細節(jié)(如毛發(fā)、布料、草地等)就能看出明顯的差別,所以投入資金的多少一定是影響影片質量的最關鍵因素。

制作資金的來源單一是國內電影資金缺少的主要原因。國內的電影制作資金主要靠票房的收入,扣去其他開支,能夠真正用于影片制作的資金只有很少一部分。而好萊塢的電影公司則有多種盈利渠道,票房收入維持收支平衡即可,依靠其他收入帶動經濟效益,諸如遍布全球的迪士尼主題公園、賣給電視臺和電視網的電影版權、周邊玩具布偶的發(fā)行、各種游戲版權等都是賺錢的重要因素。這么多的周邊盈利渠道,使得每一部影片都能夠賺得盆滿缽滿,對電影制作資本投入力度的加大就成為順理成章的事情。相比之下,國內的三維動畫電影則很難形成周邊產業(yè)收入,雖然也有相應的版權等收入來源,卻因國內盜版行為的猖獗,致使電影周邊產業(yè)很難有盈利作為。

2. 制作周期短,不能精益求精

好萊塢每一部影片的制作周期都是幾年時間,《阿凡達》制作花費五年時間,《魔法奇緣》耗時六年, 幾乎每一部大制作的影片都是整個團隊長期作戰(zhàn)的結果。 而國內的電影制作則顯得急功近利, 國內著名的影視公司幾乎是每年一部大制作電影。 制作周期的縮水,相對應的就是制作質量的降低。 就拿特效影片中的后期制作部分來說, 最消耗時間的就是對渲染部分的處理, 一個火焰爆炸的場面, 處理的時候需要對每幀畫面逐一加以渲染, 細節(jié)越多, 精度越高,每幀渲染的時間就越慢,處理一幀畫面有的需要幾個小時甚至幾天的時間才能完成。 因此,短期速成做出的畫面質感就會相對幾年時間做出的電影畫面遜色許多。

3. 技術研發(fā)和流程規(guī)范仍需加強

目前我國電影的從業(yè)人員是全世界最多的,但是行業(yè)內部比較混亂,有的是為了電影,有的是為了工作賺錢,還有的就是為了騙錢。在這種良莠不齊的行業(yè)背景下,單純鉆研于技術研發(fā)的就更少了。我國大批的電影特效公司只對某些特效電影某一部分進行代加工,例如《變形金剛3》《功夫熊貓3》等電影的很多部分都是由中國動畫公司加工制作的,而技術的研發(fā)部分則是由國外的影視公司負責,我們所謂的技術進步也大多因為直接使用了國外的最新軟件和特效插件。此外,國內真正能夠制作頂級特效的團隊屈指可數,大部分特效公司還處于制作電視劇級別的三維特效水平,有些特效制作的痕跡還比較明顯。

和迪斯尼、好萊塢相比,我國電影制作的流程規(guī)范這部分的差距也是非常大的,不僅體現在制作流程上,人員的配備和分工等方面也是需要我們不斷學習和提高的。如果制作流程規(guī)范度大幅提高,依靠現有的商業(yè)軟件和制作技術,也能制作出較高質量的作品來。如果相應的制作周期和資金問題也能解決,那么我國電影事業(yè)能將以最快的腳步追趕上歐美發(fā)達國家。

綜上,我國的三維特效電影事業(yè)在種種不利因素下能夠飛速發(fā)展到今天,是我國電影人堅持不懈和努力進取的結果。在今后的特效電影的道路上,他們能夠開辟出具有中國特色、民族氣派的電影發(fā)展之路,創(chuàng)作出更多能夠媲美甚至超越好萊塢電影的優(yōu)秀作品。

三維特效技術已經發(fā)展成熟,高質量的三維影像可以突破時間、空間等諸多條件的限制,能夠逼真地模擬現實環(huán)境或創(chuàng)造現實中無法拍攝的場景和事件,完成導演的設計意圖,滿足不同觀眾的審美心理。三維特效技術彌補了傳統(tǒng)拍攝中無法實現的影像空白,具有更多發(fā)揮的自由度和更大的創(chuàng)造空間,使影視作品的價值大大提升。

[1] 呂瑩. 傳統(tǒng)影視藝術與全新數字媒體的交融發(fā)展探索[J]. 產業(yè)與科技論壇, 2015(24):13.

[2] 盧珊. 淺談我國特效電影的現狀與發(fā)展[J]. 影視傳媒, 2016(1):201.

[3] 錢楷,劉延剛. 計算機三維動畫技術在影視攝制中的運用[J]. 劇作家, 2008(5):515.

[4] 于海燕. 論3D技術在影視制作中的應用[J]. 網友世界, 2014(2):12.

[5] 賀濤. 淺談3D計算機圖形在影視特效模型中的應用[J]. 信息與電腦, 2012(12)180.

[6] 梁辰. 淺析三維動畫特效在動畫電影中的應用[J]. 藝術品鑒, 2015(2):126.

【責任編輯張躍雙】

Application of 3D Animation Technology in Special Effects of Movie

HouLin1,XiaShuang2

(1. School of Music and Communication, Shenyang University, Shenyang 110044, China; 2. School of Applied Technology, Shenyang Medical College, Shenyang 110034, China)

The development and application of 3D animation technology in the movie special effects are discussed, and reflections on the domestic film of special effects are made.

special effects; 3D animation; digital technique; digital character

2016-03-08

遼寧省社科規(guī)劃基金項目(l15bxw003)。

侯琳(1980-),女,遼寧朝陽人,沈陽大學音樂與傳媒學院講師。

2095-5464(2016)04-0517-04

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