CG：我就在你身邊

CG是Computer Graphics的英文縮寫，中文翻譯為電腦圖像，泛指使用電腦數(shù)字技術(shù)制作的圖形圖像。廣義的CG涵蓋范圍非常廣，比如貼在墻上的海報里的文字和圖案、打開手機時的開機動畫、手機桌面的應用程序圖標、我們玩的游戲、我們看的動畫片、電影特效等，基本都是使用電腦制作出來的。但我們這里要講的是其中最耀眼的部分——CG電影特效中的數(shù)字人物，比如圖①這位酷酷的女孩阿麗塔。

阿麗塔誕生記

這么可愛帥氣的姐姐是怎么用電腦制作出來的呢？

演員+三維動畫！對，就是這兩個詞語。如果要再具體一點，那就是把真人演員做成三維動畫里的人物。演員，我們基本都能明白，就是在電影里飾演電影角色的那些人。事實上，那些演員除了比較擅長在鏡頭前表達自己的情感以外，和我們相比本質(zhì)上沒有區(qū)別。所以對我們來講，演員沒有什么神秘的。那么就剩下三維動畫人物了。三維動畫人物就是用電腦三維動畫軟件制作的人物。他們是通過下面的流程、方法來制作一個人物的。

電影《阿麗塔：戰(zhàn)斗天使》中的主角阿麗塔（供圖 / 劉躍軍）

阿麗塔的設計圖（供圖 / 劉躍軍）

人物設計——模型制作——貼圖制作——骨骼設定——驅(qū)動骨骼，讓模型產(chǎn)生動作——驅(qū)動面部模型，讓角色產(chǎn)生表情——讓角色的動作、表情與聲音同步起來，角色就有生命了——有生命的三維角色就可以像真人演員一樣表演。

首先，要設計一個人物，包括人物的頭部、全身以及服裝、道具細節(jié)等。圖②就是阿麗塔的設計圖。這一步方法很簡單——畫。會畫就可以，如果我們愿意，也可以畫一張自己喜歡的人物。

然后，就是制作模型。將前面設計的人物制作成一個三維的模型。這個環(huán)節(jié)復雜嗎？稍微有點兒。但是如果家里有臺電腦，就可以上網(wǎng)去找一個免費版本的Maya軟件，安裝上去，你就可以做三維的模型了。別小看這個軟件，能耐可大了，全世界最大的電影特效公司也是用它來制作電影模型，包括阿麗塔。圖③就是使用三維軟件制作的阿麗塔的3D模型。模型表面那些黑色的線就是模型結(jié)構(gòu)線，正是這些線構(gòu)成了模型的表面。

阿麗塔的3D模型（供圖 / 劉躍軍）

紋理貼圖和材質(zhì)（供圖 / 劉躍軍）

接下來的步驟是貼圖制作，給建好的模型制作紋理貼圖和材質(zhì)，讓三維角色擁有像真人一樣的表面紋理和質(zhì)感。紋理是什么？是物體表面的圖案，比如衣服表面的圖案、手心手背的紋路等。質(zhì)感是什么？就是物體的材料物理屬性，比如強反光的鏡子、粗糙的橘子皮、白里透紅的皮膚等。圖④顯示了紋理貼圖和材質(zhì)，左邊兩張圖分別是皮膚和布料的紋理貼圖，右邊兩張分別是金屬和皮膚的材質(zhì)圖。

圖⑤是給阿麗塔制作紋理貼圖和材質(zhì)后的效果。我們可以看到她的眼睛像水晶球一樣反光和清澈，白里透紅的皮膚光潔細膩，頭發(fā)烏黑發(fā)亮。看起來是不是已經(jīng)很像一個真人了？

當模型和材質(zhì)貼圖制作完成后，我們就需要讓她能夠像真人一樣動起來。電腦三維動畫是怎么讓角色動起來的呢？首先需要給模型裝備骨骼，然后去驅(qū)動骨骼，這樣模型就可以在骨骼的帶動下像真人一樣運動起來。圖⑥顯示的是阿麗塔模型和模型上裝配的骨骼。

?制作完成貼圖和材質(zhì)后的阿麗塔（供圖 / 劉躍軍）

阿麗塔模型和身上裝配的骨骼（供圖 / 劉躍軍）

接下來就是驅(qū)動這些骨骼，給骨骼制作動畫，讓骨骼帶動模型表面運動，進而產(chǎn)生像真人一樣的動作。在電影特效制作中，我們通常會使用專業(yè)的捕捉設備，對真人演員的動作進行捕捉，進而得到真人演員準確細膩的表演動作。當我們把捕捉的動作賦予三維人物的骨骼后，我們就能夠看到三維角色像真人演員一樣表演了。前面講到的“演員+三維動畫”中的演員就是指這里的演員，即參與動作捕捉的演員。圖⑦顯示的就是捕捉真人演員動作的過程。演員身上白色的點就是進行動作捕捉的骨骼關(guān)節(jié)跟蹤點，捕捉設備可以把這些骨骼關(guān)節(jié)的空間信息記錄下來，然后傳遞給三維動畫中的骨骼，最后去驅(qū)動三維人物模型進行表演。

在三維人物表演的過程中，除了動作以外，還有豐富的表情，我們也需要將這些豐富的表情捕捉下來并應用到三維人物面部模型上。圖⑧顯示了真人演員的面部捕捉和三維人物的表情驅(qū)動。左圖演員面部的黑點是專門貼上去用來捕捉面部肌肉變化的，右邊三幅圖則是三維模型眉弓變化的驅(qū)動效果。

真人演員正在進行動作捕捉并驅(qū)動阿麗塔三維模型進行表演（供圖 / 劉躍軍）

真人演員的面部捕捉和三維人物的表情驅(qū)動（供圖 / 劉躍軍）

有了對真人演員表演過程中身體骨骼動作和面部表情的完美捕捉后，就可以讓三維人物進行非常豐富的表演了，這包括生活中所有的細節(jié)動作和表情。

如果在電影制作過程中，有非常專業(yè)的電影演員，我們就可以捕捉到專業(yè)演員級別的豐富的動作和細膩的神態(tài)，進而賦予我們的三維角色喜怒哀樂和豐富的情感。

如果我們再找來一些高水平的武術(shù)冠軍，那么我們就可以輕易地將他們高水平的武術(shù)動作捕捉下來，應用到三維人物的身上。這樣我們就可以看到一位既有專業(yè)電影明星表演才能，又有武林高手一樣的功夫技能的三維人物。于是阿麗塔這樣一位漂亮帥氣、又情感豐富、惹人喜愛的武林高手就這樣誕生并呈現(xiàn)在電影銀幕上了。

在真人演員動作捕捉驅(qū)動下三維人物進行各種豐富的表演（供圖 / 劉躍軍）

?真人演員專業(yè)的表演賦予了三維人物豐富的情感（供圖 / 劉躍軍）

小貼士：何為動作捕捉？

動作捕捉（Motion capture，簡稱Mocap）是在運動物體的關(guān)鍵部位設置跟蹤器。由動作捕捉系統(tǒng)捕捉跟蹤器的位置，再經(jīng)過計算機處理后得到三維空間坐標的數(shù)據(jù)。當數(shù)據(jù)被計算機識別后，可以應用在動畫制作、步態(tài)分析、人機工程等領(lǐng)域。《阿麗塔：戰(zhàn)斗天使》中阿麗塔動作的產(chǎn)生就是動作捕捉在動畫制作方面的典型應用。

（責任編輯/江盼 ? 美術(shù)編輯/劉強）