張勃漢，趙文婷

（1. 國防大學(xué)軍事文化學(xué)院，北京 100081；2. 海南師范大學(xué) 美術(shù)學(xué)院，海南 ?？?571158）

近年來，計(jì)算機(jī)和數(shù)字化技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)動(dòng)畫行業(yè)的發(fā)展，VR/AR硬件設(shè)備以及虛擬圖像技術(shù)促進(jìn)新型圖像技術(shù)的飛躍，其中以虛擬圖像技術(shù)呈現(xiàn)的數(shù)字動(dòng)畫成為業(yè)內(nèi)熱點(diǎn)，也是時(shí)代下數(shù)字動(dòng)畫發(fā)展最為重要的趨勢之一。數(shù)字化技術(shù)作為動(dòng)畫設(shè)計(jì)的新載體，其制作技術(shù)和傳統(tǒng)手繪動(dòng)畫設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，是影視動(dòng)畫領(lǐng)域的深化與延伸[1]。虛擬圖像技術(shù)是一種融合的數(shù)字化技術(shù)并延伸到動(dòng)畫領(lǐng)域，為數(shù)字動(dòng)畫創(chuàng)作提供非常大的便利，如降低制作成本、提高工作效率，以及各類仿真、模擬展示等。目前，虛擬圖像技術(shù)更多地應(yīng)用在醫(yī)療救護(hù)模擬、武器裝備模擬、器械訓(xùn)練模擬、駕駛模擬等方面，當(dāng)然也應(yīng)用在影院、游戲中實(shí)現(xiàn)天馬行空的想象。數(shù)字動(dòng)畫隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，不斷突破現(xiàn)實(shí)生活常態(tài)，逐步進(jìn)入世界虛擬化、數(shù)字化的元宇宙時(shí)代。

一、數(shù)字動(dòng)畫的創(chuàng)作構(gòu)思

動(dòng)畫創(chuàng)作特征風(fēng)格多樣，它可以塑造豐富的藝術(shù)形象，也可以在題材選擇多樣、風(fēng)格各異的特點(diǎn)上更好地展示民族的審美取向，實(shí)現(xiàn)綜合性、直觀性、全面性的文化展示，從而滿足人們對(duì)動(dòng)畫時(shí)代性與當(dāng)代性藝術(shù)的需求，更好地體現(xiàn)動(dòng)畫作品的財(cái)富意義與價(jià)值[2]。動(dòng)畫創(chuàng)作在總體構(gòu)思過程中主要有敲定創(chuàng)意主題、明確審美定位、論證實(shí)現(xiàn)技法、完善思想表達(dá)四個(gè)方面。進(jìn)入新媒體時(shí)代，在動(dòng)畫創(chuàng)作中引入數(shù)字媒體等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，因而在形式上多以數(shù)字合成的形式出現(xiàn)，這使得動(dòng)畫創(chuàng)作愈加方便快捷[3]。通過虛擬圖像技術(shù)模擬真實(shí)事物的特點(diǎn)，主要使用三維軟件模擬制作，廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)，因其具備將一些抽象的、不易理解的、無法實(shí)際觀測的事物與其工作原理，利用三維軟件結(jié)合虛擬圖像技術(shù)來模擬出具體的事物圖像，或?qū)⑵涔ぷ髟硇蜗蠡哪M反映出來，如衛(wèi)星航天、電磁雷達(dá)信號(hào)模擬等，使復(fù)雜的理論變得淺顯通俗易懂。數(shù)字動(dòng)畫創(chuàng)作可以選擇制作戰(zhàn)爭題材，明確創(chuàng)意點(diǎn)，利用不同的動(dòng)態(tài)片段、景別畫面、鏡頭語言等，應(yīng)用虛擬圖像技術(shù)的數(shù)字動(dòng)畫創(chuàng)作開掘新題材、新領(lǐng)域、新視角，加之影視動(dòng)畫專業(yè)的視聽語言技術(shù)理論，開拓摸索數(shù)字動(dòng)畫創(chuàng)作的新嘗試。

二、數(shù)字動(dòng)畫的虛擬圖像技術(shù)實(shí)現(xiàn)

電腦動(dòng)畫也稱為數(shù)字動(dòng)畫，屬于數(shù)字藝術(shù)范疇，是指采用圖形與圖像的處理技術(shù)，借助于編程或動(dòng)畫制作軟件生成一系列的景物畫面，其中當(dāng)前幀是前一幀的部分修改，是采用連續(xù)播放靜止圖像的方法產(chǎn)生物體運(yùn)動(dòng)的效果[4]。隨著圖像處理技術(shù)日新月異的發(fā)展，虛擬圖像技術(shù)已廣泛應(yīng)用在數(shù)字動(dòng)畫創(chuàng)作的全部環(huán)節(jié)，利用計(jì)算機(jī)生產(chǎn)的虛擬圖像參與動(dòng)畫創(chuàng)作已成為常態(tài)。

1.合理選擇三維動(dòng)畫軟件與插件

數(shù)字動(dòng)畫的表現(xiàn)形式多樣，在創(chuàng)作構(gòu)思中具體要考慮的包含人物、場景、裝備等模型體量。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)階段有3ds Max、Maya、Cinema 4D、Blender等三維動(dòng)畫軟件，其在動(dòng)畫制作方面各有優(yōu)勢。結(jié)合制作流程以及所用硬件設(shè)備的實(shí)際情況，可選擇3ds MAX建模渲染和動(dòng)畫制作軟件，該軟件是Autodesk公司旗下產(chǎn)品，能夠在模塊化、組件化、工程化、規(guī)范化的虛擬圖像技術(shù)支持下完成優(yōu)質(zhì)的數(shù)字動(dòng)畫作品。主要原因有三點(diǎn)：其一，該軟件在動(dòng)畫行業(yè)應(yīng)用廣泛，插件相對(duì)成熟，模型制作相對(duì)簡單，建模、紋理和效果、環(huán)境資源庫較多，易于資源整合；其二，可聯(lián)機(jī)渲染并與Arnold、V-Ray、Mental Ray等主要渲染器搭配使用，其中以V-Ray渲染器的速度見長，可以縮短渲染時(shí)間，加快整體進(jìn)程，具有不錯(cuò)的視覺效果，且呈現(xiàn)較為真實(shí)；其三，它對(duì)硬件系統(tǒng)的要求相對(duì)來說較低，其自帶的海上浪花、戰(zhàn)場煙塵等粒子系統(tǒng)模擬可以直接使用。3ds MAX場景渲染插件主要應(yīng)用MultiScatter，能快速創(chuàng)建各種森林、草地、植物等較大的地形場景。

綜上所述，在選擇創(chuàng)作中使用的軟件與插件要結(jié)合創(chuàng)作思路，思考可能遇見的技術(shù)問題以及相應(yīng)難點(diǎn)，理清相應(yīng)制作軟件、插件的優(yōu)劣和使用難度，將軟硬件的實(shí)際情況綜合分析，巧妙選擇應(yīng)用制作軟件與插件。

2.按需優(yōu)化模型體量，制作編輯動(dòng)畫

根據(jù)分鏡所需場景，統(tǒng)計(jì)所需的模型、動(dòng)畫及鏡頭，逐步展開解決模型與紋理貼圖問題—虛擬場景搭建—?jiǎng)赢嫿壎ê顽R頭運(yùn)動(dòng)模擬的創(chuàng)作過程。首先，在模型制作環(huán)節(jié)展開模型分析，利用現(xiàn)有模型數(shù)據(jù)資源庫進(jìn)行人物與裝備等物體模型抓取，各分組同步實(shí)施完善紋理貼圖制作，人物紋理貼圖主要使用The Foundry Mari 3D紋理繪畫軟件。需要注意的是，由于戰(zhàn)場場景體量廣闊、景別較大，用以往的紋理貼圖重復(fù)就會(huì)出現(xiàn)較為明顯的接縫。這里就需要使用無縫紋理制作軟件PixPlant，利用現(xiàn)有的材質(zhì)紋理圖片生成無縫的紋理貼圖，并提取置換貼圖、法線貼圖、漫反射貼圖、高光反射貼圖和環(huán)境光遮擋（Ambient Occlusion，簡稱AO）貼圖等，使虛擬場景更加真實(shí)。其次，優(yōu)化場景模型量，場景中包含地形、人物、武器裝備、樹木植被等大量模型，像樹木、灌木、雜草等各類植被的單體模型量達(dá)幾萬甚至上百萬面。如果大面積應(yīng)用，則不僅會(huì)影響制作軟件穩(wěn)定以及操作問題，還會(huì)對(duì)后期渲染埋下各種隱患。結(jié)合現(xiàn)有的硬件設(shè)備情況，選擇應(yīng)用插件MultiScatter v1.618，主要用以模擬戰(zhàn)場環(huán)境的樹木、植被等，5個(gè)3ds max場景基本包含平地/坡地/凹凸地，可應(yīng)對(duì)常規(guī)地形需求的各種植被，不僅降低場景文件模型體量，還減輕硬件設(shè)備壓力，有效地提高制作效率。最后，在動(dòng)畫制作中注意人物、載具等需要運(yùn)動(dòng)的物體。人物需要分組綁定骨骼，調(diào)節(jié)好運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫，保留Biped骨骼與BIP動(dòng)作文件以便修改，最終以點(diǎn)緩存地導(dǎo)入場景中。載具裝備運(yùn)動(dòng)用虛擬體綁定，旋轉(zhuǎn)和上下角度均由虛擬體控制，可自定義動(dòng)畫。輪子、履帶吸附地表行走，調(diào)節(jié)完成后將輪子、履帶的動(dòng)畫全部塌陷成關(guān)鍵幀。優(yōu)點(diǎn)是后期在其他創(chuàng)作中可利用這些動(dòng)畫文件更換其他型號(hào)，只需把載具裝備主體替換綁定在有顛簸搖晃的虛擬體上，履帶模型亦可更改，其動(dòng)畫和地形固定，無需重新制作。

在數(shù)字動(dòng)畫創(chuàng)作中應(yīng)用虛擬圖像技術(shù)可以有效節(jié)約制作時(shí)間，提高模型制作、動(dòng)畫編輯的便捷性，采用虛擬圖像技術(shù)手段創(chuàng)設(shè)一個(gè)虛擬環(huán)境，為數(shù)字動(dòng)畫用戶的互動(dòng)創(chuàng)造便利條件。在制作過程中，模型構(gòu)建是十分重要的基礎(chǔ)內(nèi)容，同時(shí)要重視虛擬圖像技術(shù)和三維動(dòng)畫制作技術(shù)靈活配合，呈現(xiàn)所需的虛擬畫面。

3.應(yīng)用光子渲染模式，提高輸出效率

動(dòng)畫渲染，注重在基本圖像的輸出以及在虛擬背景、模擬環(huán)境的基礎(chǔ)制作中實(shí)現(xiàn)虛擬圖像輸出的改進(jìn)，從而滿足提高數(shù)字動(dòng)畫作品的沉浸性和交互性效果。為了提高效率，在渲染調(diào)試過程中需要做以下兩點(diǎn)：一是在渲染之前要做好鏡頭文件處理，因制作不同的角度鏡頭等需求，最終完成的模型動(dòng)畫文件會(huì)多達(dá)數(shù)十個(gè)場景，其中最大的場景模型量達(dá)幾千萬面，還包含動(dòng)畫點(diǎn)緩存文件等眾多數(shù)據(jù)文件，文件大小合計(jì)幾十個(gè)GB。因此，為了渲染順利，需要將一個(gè)場景中不同鏡頭有序分離成多個(gè)場景文件，將不同文件以攝像機(jī)鏡頭編號(hào)，并將文件中攝像機(jī)畫面外的模型量進(jìn)行刪除處理，使每一個(gè)鏡頭文件的模型體量有效順利地在現(xiàn)有硬件設(shè)備上渲染輸出。二是大部分場景文件使用V-Ray的光子渲染模式，根據(jù)不同的場景文件選擇不同的光子渲染模式，如特寫鏡頭的場景文件中，只有在攝像機(jī)鏡頭平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)、主體模型無運(yùn)動(dòng)的情況下，為了提高速度特地抽幀渲染光子圖，可調(diào)整渲染光子模式、渲染光子動(dòng)畫序列。另外，如攝像機(jī)與主體模型甚至光源都有運(yùn)動(dòng)的情況，就需要以動(dòng)畫形式將它生成一個(gè)光子貼圖序列，渲染光子序列完成后再選擇動(dòng)畫渲染。

圖像渲染是數(shù)字動(dòng)畫創(chuàng)作中的重要環(huán)節(jié)，如何快速、可靠地渲染成為數(shù)字動(dòng)畫創(chuàng)作者繞不開的問題。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，尤其是大體量的模型場景難以高幀率渲染的現(xiàn)狀，應(yīng)分解場景鏡頭，嘗試多種渲染手段并用的“非線性、多段式”渲染結(jié)構(gòu)。結(jié)合不同的鏡頭、場景，選擇合理的方式進(jìn)行渲染優(yōu)化，在不影響渲染效果的基礎(chǔ)上，利用軟件設(shè)置結(jié)合虛擬圖像技術(shù)有效提升渲染效率。針對(duì)不同的文件與現(xiàn)實(shí)情況需求，使用多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行局域網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)共享渲染、云端渲染等，根據(jù)鏡頭內(nèi)容的渲染復(fù)雜程度將同一文件進(jìn)行分段分設(shè)備渲染，用以加快渲染速率。

4.應(yīng)用后期剪輯技巧，強(qiáng)化視聽沖擊力

在電影《星際穿越》中有一個(gè)重復(fù)畫面，影片開頭是機(jī)翼抖動(dòng)的特寫畫面，結(jié)合一閃而過的背景聲，類似角度一致的鏡頭畫面在后續(xù)的電影中重復(fù)幾次出現(xiàn)，用幾次相同角度的機(jī)翼特寫鏡頭表現(xiàn)主角飛行員在不同時(shí)期對(duì)抗引力的駕駛情況。讓一個(gè)比較平淡的鏡頭重復(fù)幾次，表現(xiàn)出主角有了對(duì)決引力的能力，實(shí)現(xiàn)自我突破的境地，這種鏡頭很適合表現(xiàn)戰(zhàn)爭場面。受此啟發(fā)，在作品中可利用強(qiáng)調(diào)節(jié)奏，總結(jié)出一套適合的剪輯理念，就是同一環(huán)境不同景別、同一景別不同主體、同一主體不同角度的三種形式的組合以及分屏剪輯手法來表現(xiàn)緊張、快速的鏡頭沖擊力。如《雷霆出擊》作品最終整體的環(huán)境展現(xiàn)順序?yàn)楹！铡懀瑧?zhàn)爭場面鏡頭含有艦艇編隊(duì)航行、渡海作戰(zhàn)、?？諈f(xié)同、空降投送、縱深突進(jìn)、步坦協(xié)同、機(jī)動(dòng)行軍、點(diǎn)位進(jìn)攻等剪輯合成的畫面。在海上環(huán)境中，針對(duì)艦隊(duì)行進(jìn)的畫面采用9種不同景別、主體、角度的混合分屏，展示海上艦隊(duì)的全景、中景、近景，接著選取以氣墊登陸艇為主體的多角度特寫，引出航母編隊(duì)乘風(fēng)破浪的鏡頭畫面，最后選用武裝直升機(jī)劃過屏幕的視覺引導(dǎo)進(jìn)行?？請鼍暗姆制燎袚Q，短短幾秒就充分營造出緊張的渡海作戰(zhàn)節(jié)奏，展開遞進(jìn)情緒的渲染，給予觀眾極大的震撼。

剪輯需要一定的技巧，合理的剪輯關(guān)系到動(dòng)畫作品整體的故事風(fēng)格和情緒感染力等。在實(shí)際應(yīng)用過程中，剪輯形式應(yīng)選擇鏡頭畫面緊跟節(jié)奏，利用多景別、多主體、多角度分屏的視聽語言，在剪輯技巧的輔助下激發(fā)觀眾的沉浸體驗(yàn)，最終按預(yù)定目標(biāo)完成連貫流暢、含義明確、主題清晰的數(shù)字動(dòng)畫作品，使整體作品內(nèi)容飽含強(qiáng)烈的藝術(shù)張力。

三、數(shù)字動(dòng)畫的創(chuàng)作思考

數(shù)字動(dòng)畫創(chuàng)作與虛擬圖像技術(shù)的結(jié)合是當(dāng)代新型圖像繪制技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的再一次進(jìn)階，時(shí)代背景下的創(chuàng)作是藝術(shù)與技術(shù)的結(jié)合，創(chuàng)作生產(chǎn)是在新型圖像技術(shù)的支撐下實(shí)現(xiàn)的，通過數(shù)字模擬與圖像生產(chǎn)的組合運(yùn)用和技術(shù)手段，從而在眾多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字動(dòng)畫創(chuàng)作的實(shí)施與廣泛應(yīng)用。目前，虛擬圖像技術(shù)為數(shù)字動(dòng)畫創(chuàng)作虛擬動(dòng)畫提供了技術(shù)保障，由“現(xiàn)實(shí)”跨進(jìn)“超現(xiàn)實(shí)”的維度，構(gòu)建全新的虛擬仿真動(dòng)畫的“臻境體驗(yàn)”。近年來不乏展現(xiàn)文化傳播的《特戰(zhàn)先鋒》《聰明的順溜》《那年那兔那些事兒》《最可愛的人》等優(yōu)秀動(dòng)漫作品，創(chuàng)造出廣受大眾喜愛的動(dòng)漫形象。動(dòng)漫作品的新穎活潑、多元多樣，以巧妙的故事情節(jié)和柔性的文化傳播增強(qiáng)親和力。尤其是《那年那兔那些事兒》以喜聞樂見的虛擬卡通形象，將中國近代的一系列重要事件寓教于樂，吸引眾多網(wǎng)友主動(dòng)學(xué)習(xí)，更有網(wǎng)友在評(píng)論區(qū)主動(dòng)參與事件講解，有效強(qiáng)化民族認(rèn)同感。在當(dāng)今“融、新、全、自”的媒體背景下，動(dòng)漫作品對(duì)文化傳播的作用漸臻佳境，優(yōu)秀的動(dòng)漫作品往往能衍生出幾何倍數(shù)增長的傳播成效。這是當(dāng)代新型圖像技術(shù)與視覺文化產(chǎn)品的集成式體現(xiàn)，這一切只有技術(shù)才能夠做到完整呈現(xiàn)。也正是從技術(shù)的層面，我們才能夠深入地分析所謂視覺文化時(shí)代來臨的根本原因、特征、社會(huì)影響及其發(fā)展趨勢[5]。