徐嬋嬋 黃心淵 費廣正

(中國傳媒大學動畫與數字藝術學院，北京 100024)

視覺傳達設計是為了達到某種傳播目的，通過可視的藝術形式傳達給特定對象，并對被傳達的對象產生影響的行為。這種可視的藝術形式包括電影電視、攝影、造型藝術等。其中，影視動畫作為一個經典的視覺交流系統(tǒng)，是一個結合繪畫、電影等的綜合性非常強的藝術門類，其本身兼具敘事和視覺表現(xiàn)，非常具有視覺藝術表現(xiàn)力。而隨著計算機科學技術的發(fā)展，虛擬仿真作為一種新的視覺呈現(xiàn)形式逐漸進入大眾視野。虛擬仿真結合計算機視覺、計算機圖形學、計算機仿真等多種技術，構建起虛擬的三維場景，讓參與者身臨其境，這其中的虛擬仿真不僅包含有對現(xiàn)實場景的模擬或者設計真實的虛擬場景，也包含對真實物理現(xiàn)象的仿真，如光、影、風、水流等，還有對操作的仿真，如模擬駕駛、模擬拍攝等。一些虛擬仿真場景以真實數據作為憑據，構建真實世界的部分影像，從而服務于人們的生活(教學、科研、培訓等)。需要說明是，現(xiàn)在很多學者將虛擬仿真和虛擬現(xiàn)實看作同義，但是鑒于虛擬現(xiàn)實在隨著科學技術發(fā)展的今天，其概念已經過于泛化，不好界定，故而在本文中使用“虛擬仿真”，取其“仿真”和“模擬”的含義作為本文對比的重點。

三維影視動畫和虛擬仿真是視覺傳達的兩種方式，同時也是以娛樂為主和以功能為主的虛擬場景設計的兩個代表，更是數字資產的藝術形式和技術形式的兩種實現(xiàn)方式。這兩種截然不同的設計效果，乍看毫無關聯(lián)，但是其設計的目的均在于吸引用戶注意，且均需要通過構建三維虛擬場景和虛擬角色，并轉換成二維數字畫面呈現(xiàn)給觀眾。諾伯格·舒爾茨說：“場所是物的集合，其決定了一種環(huán)境的特性和氛圍，亦即場所的本質?！盵1]應用數字化的媒介進行視覺傳達設計，就是充分利用三維虛擬環(huán)境中物體的視覺表達職能(如場景物體及角色的造型、視覺元素的空間布局和視覺平衡效果)，給虛擬世界的觀眾傳遞視覺信息并達到視覺傳達設計的目的。所謂具有視覺表述職能的物體，不僅包含構成三維場景的幾何物體和幾何角色，也包含處于觀者視野范圍內的帶有說明作用的圖標、圖例和標示，即界面設計(UI-User Interface)。鑒于此，文章以奧斯卡三維動畫電影和常用的虛擬仿真設計(如國家博物館網上展廳、歷屆siggraph模擬仿真為主的文章的研究成果)作為代表，分別分析兩者在造型設計、布局設計和平衡設計這三方面的異同，來揭示藝術和技術這兩個領域在數字化潮流背景下的視覺傳達設計特點，希望能從權威者認可的作品里，總結其中的規(guī)律，以窺探未來的某些發(fā)展趨勢。

一、抽象與寫實——視覺傳達設計之造型設計

視覺認知理論認為，物體造型影響著觀者的第一印象，而追求造型和設計目的的統(tǒng)一是保證設計成功的重要條件。不管是三維影視動畫還是虛擬仿真，尋求視覺形象與現(xiàn)實原型之間的相似是所有設計的根本，也是視覺設計獲得認可的基礎。在形似的基礎之上，才能構建起正確的視覺認知。

不同點在于，影視動畫是漫畫作品抽象化的藝術表現(xiàn)，影視動畫的鏡頭具有非常高的假定性[2]。這個假定性決定了影視作品的另外兩個特點：抽象和想象，也奠定了變形和夸張在影視動畫設計中的地位。抽象加上夸張設計是一種對日常事物進行的陌生化的藝術創(chuàng)作和處理方式。設計人員將自己的想法和實際物體結合、抽象和再創(chuàng)作，在靜態(tài)效果上，通過變形、擠壓等創(chuàng)作手法，突破角色或者物體的原有的形態(tài)特性，突出和強調角色特點的同時討好觀眾視覺，有的時候會根據敘事需要對角色進行擬人化處理以增加情感表現(xiàn)力，引發(fā)觀眾共情；在動態(tài)效果上，通過劇烈的變形，能夠傳遞一種現(xiàn)實中無法傳達的形體效果，這種變形或許會違背現(xiàn)實中事物的運動規(guī)律，甚至超出時間和空間的局限，需要充分調動設計人員的創(chuàng)造力和想象力。這種獨特的設計藝術可以給角色造型、動作行為和特征等方面更具有視覺沖擊力和視覺表現(xiàn)力，提升動畫電影對觀眾的吸引力[3]。

表1 2007—2021年奧斯卡獲獎動畫電影場景角色造型設計

虛擬仿真中的“仿真”指的是對現(xiàn)實世界的仿照和參照，構建起來的是虛擬化的真實世界或者是真實化的虛擬世界。模仿現(xiàn)實是其關鍵的特點，故而虛擬仿真在設計上追求造型盡可能與實際相符。大多數虛擬仿真的場景造型都需要先實地數據采樣之后再三維重建，建立起來的虛擬場景通常用于實地重現(xiàn)，或實景演練，如虛擬駕駛、虛擬足球、虛擬帆船、虛擬設計、虛擬打擊樂等。一些培訓所用場景，會收集并導入關鍵道具的數據，比如飛機儀表的數據，以真實反饋在不同操作下可能形成的結果；應用于系統(tǒng)故障模擬中，如飛機，通過輸入指定航班或者設備的運行信息，以實現(xiàn)故障模擬、重現(xiàn)、測試和排除；對于外科手術的模擬，通常會按照一比一的比例重建三維人體器官和手術器械等，同時輔以沉浸體驗(如穿戴虛擬現(xiàn)實頭顯)以增加訓練過程中的真實感，盡可能減少實際操作過程中的失誤。應用到展覽和旅游方面，使用虛擬仿真搭建景區(qū)場景，或虛擬復原古文物或古遺跡，比如圓明園的重建，讓觀眾遠程在線觀看也能觀賞細節(jié)或者身臨其境，起到景區(qū)宣傳、文物保護和傳統(tǒng)文化宣傳的目的。應用到虛擬預演，是對活動中背景場景的仿真以及模擬場面調度、道具位置的擺放等，同時利用動作捕捉或預制動畫驅動場景中的角色運動，以方便導演和攝影師拍攝。對物理現(xiàn)象的模擬仿真，通常會被融入增加場景真實感上，如光影、火、水流、風、材質(金屬)、紋理(布料)等。

以下是國家博物館“歸來——意大利返還中國流失文物展”虛擬交互系統(tǒng)和“萬里同風——新疆文物精品展”虛擬交互系統(tǒng)中，依實景創(chuàng)建的三維場景，內部可進行實際距離勘測(圖1)。

圖1 國家博物館虛擬交互系統(tǒng)，上圖為“歸來——意大利返還中國流失文物展”；下圖為“萬里同風——新疆文物精品展”

圖2是對物理現(xiàn)象的模擬，如織物的彈力、褶皺，巧克力融化以及肥皂泡泡效果。

圖2 對物理現(xiàn)象的仿真模擬(從上到下分別是織物彈力、衣服褶皺、巧克力融化、肥皂泡泡)，圖片來源[9-13]

二、空間與時間——視覺傳達設計之布局設計

布局，也可以說是一種秩序，是對事物的規(guī)劃和安排，在視覺呈現(xiàn)上，指對視覺元素設計和排放。通過對視覺元素有秩序的排列，使其達到設計的目的。這種排列，定格于靜幀畫面，流動于動畫鏡頭和人機交互，以顯示屏幕作為信息載體，在靜幀畫面視覺元素的空間布局及鏡頭畫面流動過程中的視覺元素在時間維度上的空間變換，形成一種溝通語言，向觀眾傳遞著信息或者情感。

影視動畫中的布局更多的指構圖，即畫面的結構，是參與影視畫面造型的重要元素。構圖是一種對鏡頭元素的布局，將鏡頭中的角色和場景元素按照一定的客觀事實、輕重、主次關系排列于連續(xù)的鏡頭畫面中，以達到特定的視覺傳達效果。構圖是動畫鏡頭畫面的精髓，是視覺藝術美學空間美的直接體現(xiàn)，具有非常強的表現(xiàn)力。構圖可分為靜態(tài)構圖和動態(tài)構圖[14]。靜態(tài)構圖延續(xù)繪畫的構圖方式，目的是在一個四邊形的畫面中配置視覺元素以表現(xiàn)主題，這個視覺元素不僅包含有主、陪體和前后背景，還包含帶有視覺象征意義的符號及線條，以表現(xiàn)特定的文化環(huán)境，其中的線條可以表現(xiàn)空間深度，引導觀眾視線。動態(tài)的構圖主要指利用鏡頭的推拉搖移升降以及蒙太奇等拍攝和處理手法，充分利用鏡頭語言來表達敘事和傳遞情感。在這個過程中，需要充分考慮到場面調度、鏡頭運動、畫面視角變化、角色動作銜接、時間邏輯和節(jié)奏等視覺效果，攝影學和影視語言的運用起到關鍵的指導作用。

虛擬仿真的應用場景中，由于虛擬仿真更側重于交互和數據信息的呈現(xiàn)，從而弱化了鏡頭語言的表達。在布局上，更偏向于視覺信息的多層次、多方位的呈現(xiàn)，具體可以表現(xiàn)為兩個方面：一是對畫面中的視覺元素的安排，一是畫面中輔助用戶操作的用戶界面的布局安排。

(一)畫面視覺元素層次布局

虛擬仿真要傳遞的信息情感化元素較少，數據占比較高，設計目的更為直接單一，以方便觀察和交互為主，故而在視覺元素的呈現(xiàn)上，大多采用多層次的數據呈現(xiàn)方式。通過多鏡頭多角度多方位呈現(xiàn)一個被觀察體，或通過標記、虛化的方式將不同層級的信息在同一個觀察體上呈現(xiàn)，或使用多種形式的呈現(xiàn)數據如圖片、視頻、三維幾何等。如He Zhang等人的文章中，對于動物骨骼[15]以及人物多方位角度圖[16]的可視化呈現(xiàn)(見圖3)。

圖3 功能導向虛擬場景的數據展示策略，圖片來源左[15]，右[16]

(二)用戶界面布局

界面設計是人與場景傳遞和交換信息的重要媒介，是計算機科學、心理學、藝術設計學、認知科學和人機工程學的交叉學科的融合。在以功能為主的場景中，界面的最基本的價值是功能性和使用性，即讓用戶通過用戶界面知道基本的功能操作，并獲知場景要表述的信息[17]。以Bau和Han的交互界面為例[18][19]，其主要目的是讓用戶使用提供的交互工具方便快捷地對圖片修改，因而在界面布局中，將其劃分為三個部分：工具區(qū)、效果展示區(qū)和圖示區(qū)。其中：工具區(qū)羅列出所須繪制工具，圖示區(qū)展示的是已經做的修改操作的圖示列表，效果展示區(qū)則呈現(xiàn)組合修改后的最終效果并提供交互操作交互反饋。

圖4 功能場景的用戶界面，圖片來源[18][19]

影視動畫從繪畫和電影的基礎之上發(fā)展而來，所以其靜態(tài)和動態(tài)的畫面布局會遵循繪畫的構圖技法和電影的鏡頭構圖規(guī)律。從靜態(tài)畫面的視覺元素的主次排列，到動態(tài)畫面的場景物體調度，影視動畫的畫面布局設計充分調動鏡頭的視覺語言，依據故事情節(jié)調度場景角色和物體的空間及時間關系，更著重強調在這種動態(tài)的畫面中視覺元素的空間位置在時間上的邏輯關系，以完成鏡頭敘事和情感傳遞的目的。虛擬仿真利用虛擬現(xiàn)實技術，主要目的就是給觀眾呈現(xiàn)虛擬的真實環(huán)境，讓觀眾可以從中獲知場景幾何的物理信息，或者通過交互的方式，建立虛擬世界和現(xiàn)實世界溝通的渠道。虛擬仿真中有一個比較重要的應用就是數字孿生，是根據真實場景建立起的平行的虛擬場景。這兩個場景之間共享數據，相互支持。依據此設計目的，虛擬仿真的視覺設計的重點在于數據的傳達和顯示上，使用多類型、多層級的數據顯示或數據疊加，幫助觀眾直觀、快速地了解場景信息并進行操作。

三、對立與統(tǒng)一——視覺傳達設計之平衡設計

平衡是一種狀態(tài)，指事物停頓時所處的一種穩(wěn)定的情況。視覺平衡是指在視覺表達的形式中，鏡頭中的各種元素信息處于一種相對平衡的狀態(tài)，從而給人一種視覺上的平衡感[20]。對比和調和是構成平衡設計的兩個核心方面。對比是通過對照的手法，把具有明顯差異、對立的雙方放在一起，以達到突出其中意欲表現(xiàn)的事物的特點或者存在。調和的字面意思是調解使其和好，在視覺設計上指將一種事物融入其他事物中(如背景)，使其達到和諧統(tǒng)一，顯得不那么突兀。對比和調和可以通過顏色、光影來實現(xiàn)。

色彩具有非常強大的視覺感知力和視覺表現(xiàn)力，常常和光影及背景等關聯(lián)，作為一種情感宣泄的媒介，向觀眾傳遞情感或暗示。影視動畫中的顏色是視覺構成的重要組成部分，是創(chuàng)作者根據自己對現(xiàn)實的感悟，對現(xiàn)實生活的再提煉、再加工的產物，是融色彩、思想、精神等各方面的感受于一體的綜合表現(xiàn)，著重于視覺效果的藝術觀賞性。色彩是一種無形的語言，色彩的顏色層次如明度、純度、色相和冷暖，傳遞給人們漲縮、進退的視覺感知，刺激人們的大腦，觸發(fā)人們的情感，以帶給人們不同的心理感受。色彩的顏色具有明顯的象征性和區(qū)域性。如紅色，中國紅是中國的經典顏色，隨之附帶了一種民族特色和文化含義，宣泄的是熱情奔放、喜悅等情感，表征著成功、興旺、興盛、喜慶，但是紅色對于西方來說可能就代表著死亡、警告，營造一種緊張、壓抑的氛圍。色彩的對比上，鄰近色(色相距離在15度到45度左右)為弱對比，對比色相(色相距離在45度到135度)能帶來一種非常強烈、豐滿、層次鮮明的視覺對比效果。補色(色相距離在180度左右)對比最為強烈，但是也會產生強烈的炫目感，需要在顏色的明度、純度或者面積、位置上有調整才能達到視覺統(tǒng)一。在影視動畫中，還會對背景顏色進行“簡化”處理以突出主體。比如《蜘蛛俠之平行世界》中，整體色彩具有非常明顯的波普風格，顏色鮮明、對比強烈。利用顏色的冷暖標示不同的環(huán)境，比如家庭氛圍的暖色調以及城市的灰藍色調[21]。頭腦特工隊里，利用顏色指代不同的情緒角色，如紅色代表憤怒、黃色代表快樂、藍色代表憂郁、紫色代表害怕等。尋夢環(huán)游記中，當家祖母身著紫色，代表著其在家族中高貴的身份。影片中用大片的深藍暗示其亡靈界的永無天日，用色彩斑斕的亮度極高的顏色，營造出一個光怪陸離的亡靈世界，充滿了異域風情[4]。光影是影視動畫中用于平衡設計的一個關鍵的因素，將光線融入動畫電影的創(chuàng)作之中，一方面模擬現(xiàn)實中的光線效果給畫面增加可信度，另一方面利用光影形成畫面中各種視覺元素之間的明暗差異的不同影調，既可以突出關鍵要素，又可以使其隱匿于周圍環(huán)境，展示周圍的空間關系，烘托氣氛。

顏色在虛擬仿真語境下的應用，主要使用的是顏色的基本功能即標示物體。從物理學的角度來分析顏色，紅色的波長比較長，容易引起視覺關注，所以可以用來標示重要的物體或者傳遞危險、壓迫等信息；黃色光譜波長略次于紅色，較易引起人們關注，在使用過程中通常用于希望人們注意但是盡量避免產生人眼不適的地方；藍色的波長最低，對人眼的刺激比較小，容易讓人冷靜下來，所以被廣泛用于底調鋪設。因而在常見的仿真系統(tǒng)中，常以藍色或者灰色作為底色或者標示正常區(qū)域，而用黃色甚至是紅色凸顯出需要重點關注的對象或者物體。如論文CARL中機器狗視線范圍內標注的可選擇行走的方向[22]，以及Holden和Yurick文中標記的運動的人體[23][24]。Abbeel文中[25]的目標點，Yue文中[26]的中間分層，Won[27]文中飛行器的兩個翅膀，Rabinovich文中[28]的模型修改點等。

圖5 功能導向場景的顏色標示，圖片來源[22-30]

虛擬仿真環(huán)境中的光影的作用主要是增加主體和場景的黏度或增加場景的可信度或還原當時場景的光影效果(烘焙實現(xiàn))。多數虛擬仿真的環(huán)境并不能完全展現(xiàn)一個完整的虛擬世界，展示的往往是其中一部分，所以光影在虛擬仿真中的作用還起到指示地面的存在，從而暗示角色的高度和空間深度。早期的虛擬仿真對光影這一部分的模擬并不擅長，直到計算機圖形學中對真實感光照的模擬研究趨于成熟，才有了之后愈加真實的虛擬環(huán)境。

四、誘導和捕獲——視覺傳達設計之初心與使命

信息爆炸時代，能吸引觀眾視線的設計才能完成視覺傳達的目的。在這個過程中，設計人員或營造真實、或夸大真實、或改變真實、或創(chuàng)造真實，利用角色物體造型、物體時空布局和顏色光影平衡等的設計方法，為觀眾展現(xiàn)虛擬場景。這些方法雖然被運用在了不同的視覺傳達語境中，但是都意圖對觀眾視線進行誘導和捕獲，吸引觀眾的注意力，讓觀眾隨著設計人員的思路去體驗場景，從而獲得體驗或者知識。這種對觀眾視線的誘導和捕獲是所有視覺傳達設計的初心所在，也是視覺傳達設計一直以來肩負的艱巨使命。

傳統(tǒng)的影視動畫利用手繪的方式繪制畫面幀(分層)，1分鐘的動畫通常需要繪制1440張畫(1秒24幀)，工作量非常大。科學技術的進步使得計算機制作動畫的方式成為主流，這種制作方法豐富了影視動畫的表現(xiàn)手法，使其逐步脫離傳統(tǒng)的動畫制作手段，在制作效率和效果上都有了質的飛躍。影視動畫的視覺表現(xiàn)選用數字化的方式呈現(xiàn)，可以充分調用觀者的感官器官，給觀者帶來多維、沉浸的觀感體驗，使其體會到一種個性化的虛擬美。同時這種數字化處理，從創(chuàng)作的角度來看，突破了傳統(tǒng)動畫創(chuàng)作的平面布局，利用三維制作軟件和不同的視覺元素的組合，可以更加生動形象地展示出角色和場景，具備更強的視覺表現(xiàn)力。

虛擬仿真的視覺設計，不管是從場景物體造型、光影、顏色、鏡頭角度等均遵從真實情況的設定，依據現(xiàn)實和自然規(guī)律進行場景構建和視覺元素布局以及視覺平衡。早期的虛擬仿真受限于軟硬件技術發(fā)展的限制，呈現(xiàn)的成品大多是簡單的視覺效果圖展示以及單一的攝像機運動。但是隨著計算機科學技術的發(fā)展，現(xiàn)在虛擬仿真的視覺傳達設計這一部分，也開始考慮畫面的舒適性、顏色藝術美感、色調統(tǒng)一以及觀看的愉悅程度。

隨著5G時代甚至是6G時代的到來，互聯(lián)網技術的發(fā)展打破了人們遠程交流的屏障。Metaverse(元宇宙)概念的再一次興起，虛擬仿真技術給人們的生活帶來的影響愈加深入。而在元宇宙的構建中，影視動畫和虛擬仿真這個作為賞析和交互為主的兩個門類，其應用和聯(lián)系也會愈加緊密。藝術和技術的交融面也會愈加增多，藝術技術化和技術藝術化的發(fā)展趨勢會更加明顯，技術和藝術的互生共贏的局面將進一步加強。新的計算機科學技術結合動畫則會衍生出新的動畫形式，比如沉浸式動畫[31]；也會帶來新的交互方式，如虛擬制作、虛擬攝影。未來的影像，會是藝術和計算機科學的聯(lián)姻產物。而處于該時代洪流的我們，或拭目以待，翹首以盼；或參與其中，指點江山，成為時代的弄潮兒。體驗，追逐，是當下的視覺傳達設計之主題，也是我們的未來所求。