三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合影視作品研究
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摘要：三維動(dòng)畫(huà)是利用軟件在電腦中構(gòu)建一個(gè)虛擬世界來(lái)進(jìn)行模擬動(dòng)畫(huà)的方式，是當(dāng)今電腦時(shí)代中視覺(jué)藝術(shù)創(chuàng)作的主要活動(dòng)之一。而三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合的技術(shù)，是以三維動(dòng)畫(huà)角色為中介，讓虛擬的動(dòng)畫(huà)角色走進(jìn)現(xiàn)實(shí)生活亦或者是讓真實(shí)的人物走進(jìn)虛擬世界，巧妙的把虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界連接在一起，使動(dòng)畫(huà)作品具有更加震撼的視覺(jué)體驗(yàn)和心靈感受。本文主要分為兩大部分，第一部分是對(duì)三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合技術(shù)的核心要素進(jìn)行了研究分析；第二部分詳細(xì)介紹了畢業(yè)作品《FLEE》的創(chuàng)作過(guò)程，重點(diǎn)介紹短片中三維角色與實(shí)景相結(jié)合的實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對(duì)創(chuàng)作過(guò)程中所遇到的困難以及解決辦法加以歸納總結(jié)。
關(guān)鍵詞：三維動(dòng)畫(huà)；實(shí)景；結(jié)合
傳統(tǒng)的動(dòng)畫(huà)技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，創(chuàng)就了三維動(dòng)畫(huà)。1977年《星球大戰(zhàn)》炫目的效果和奇異的空間展現(xiàn)，讓三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)首次亮相。隨著電腦硬件和技術(shù)的發(fā)展，三維動(dòng)畫(huà)走上了迅猛的發(fā)展道路，同時(shí)三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景的結(jié)合技術(shù)也快速發(fā)展起來(lái)，它把虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界連接在一起，給觀眾帶來(lái)別具一格的視覺(jué)享受。1946年，迪士尼的《南方之歌SongoftheSouth》就開(kāi)始嘗試著把動(dòng)畫(huà)與真人結(jié)合。而1971年出品的《奇妙飛床》用獨(dú)特的光影技術(shù)成功將真人與動(dòng)畫(huà)角色融合在一起，從此之后掀起了動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合的影片熱潮。隨后動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合的影片接踵而至，其中比較著名的有《誰(shuí)陷害了兔子羅杰》、《空中大灌籃》和《華納巨星總動(dòng)員》等等。
一、國(guó)內(nèi)外三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合技術(shù)的發(fā)展歷程
立體空間中三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合比較與平面空間中二維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合顯得更加困難復(fù)雜。1991年上映的電影《終結(jié)者2：審判日》，成功塑造了首個(gè)全三維人物角色，并將三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景完美結(jié)合，標(biāo)志著動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合技術(shù)上的一大突破。之后，這種類型的電影吸引了無(wú)數(shù)觀眾的眼球，越來(lái)越多三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合的影片浮出水面。比如《精靈鼠小弟》（1999年出品）、《藍(lán)精靈》（2010年出品）、《變形金剛》）（2007年出品）、《侏羅紀(jì)公園》《阿凡達(dá)》（2009年出品）和《指環(huán)王》等等。其中特別是《阿凡達(dá)》創(chuàng)下了全球票房的奇跡，更帶來(lái)了3D特效時(shí)代的來(lái)臨，也象征著三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景相結(jié)合技術(shù)的再次創(chuàng)新?！栋⒎策_(dá)》影片中的美景源自張家界，電影中的納威族人和各種怪獸都是電腦虛擬的。片中所用的三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合技術(shù)，不僅表現(xiàn)在人物動(dòng)作上，更為突出的是面部表情上，在技術(shù)上使用表情捕捉技術(shù)，讓演員可以不動(dòng)聲色的利用三維角色表達(dá)出全部感情信息，讓三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合技術(shù)完美的走進(jìn)現(xiàn)實(shí)生活。《奇幻森林》是迪士尼影片公司2016年出品的一部動(dòng)畫(huà)大片，整個(gè)影片都是在影棚里拍攝而成，氣勢(shì)磅礴的森林，各種動(dòng)物的面部表情、肢體動(dòng)作都是由三維動(dòng)畫(huà)制作而成，里面唯一真實(shí)存在的是小男孩毛克利。動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合的作品在國(guó)內(nèi)的發(fā)展還是要滯后歐美，不過(guò)也不乏好的作品，中國(guó)傳媒大學(xué)出品曾入選文化部“國(guó)家動(dòng)漫精品工程”的《功夫兔與菜包狗》、廣州美術(shù)學(xué)院2010畢業(yè)作品《小胖妞》、優(yōu)酷及北京互象動(dòng)畫(huà)有限公司共同出品的系列都市情感劇《泡芙小姐》以及《花兒與少年》片頭等等，這些都是二維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景拍攝相結(jié)合的作品。而三維與實(shí)景結(jié)合的作品，有《老夫子2001》（2001年出品）、《長(zhǎng)江7號(hào)》（2008年出品）、《長(zhǎng)城》（2016年出品》，再例如今年火爆的電視劇《三生三世十里桃花》，里面有很多三維制作的場(chǎng)景和角色（狐貍、龍、鳥(niǎo)等等），還有一些是CG動(dòng)畫(huà)愛(ài)好者自己做的小短片，比如優(yōu)酷達(dá)人“神奇的老皮”的創(chuàng)意短片，完美動(dòng)力宣傳片《實(shí)拍炮灰兔》等等?！堕L(zhǎng)江七號(hào)》是我國(guó)三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合技術(shù)發(fā)展的見(jiàn)證，整個(gè)片子中有三分之二運(yùn)用了CG技術(shù)。剛上映時(shí)，在國(guó)內(nèi)引起了很大的轟動(dòng)，特別是片中的“七仔”，它是一個(gè)電腦虛擬的小狗，“高興，生氣，傷心，看到美女，家里著火，中了彩票，全家死光，考試一百分……”每一個(gè)動(dòng)作都逼真至極。但如果嚴(yán)格來(lái)講，“七仔”這個(gè)虛擬人物，在與實(shí)景結(jié)合上在有些細(xì)節(jié)上還不夠完美，特別是真人和“七仔”互動(dòng)的時(shí)候，總讓人感覺(jué)到不真實(shí)。這部片子可以說(shuō)在技術(shù)上相當(dāng)出色，但還不能與歐美相類似的片子相提并論。國(guó)內(nèi)三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景相結(jié)合的片子還是較少，一方面是由于技術(shù)的差距，另一方面更是因?yàn)槿S動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合影片的制作成本高，耗時(shí)長(zhǎng)的原因，導(dǎo)致這類影片鳳毛麟角。但是我國(guó)還是有很多CG愛(ài)好者在堅(jiān)持探索和研究，隨著我國(guó)影視制作技術(shù)的進(jìn)步以及與國(guó)際相接軌程度的提高，相信這類影視作品會(huì)越來(lái)越多，技術(shù)水平也會(huì)越來(lái)越精良，電影《長(zhǎng)城》就是一個(gè)很好的證明。
二、三維與實(shí)景結(jié)合技術(shù)的核心要素
1.攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡反求技術(shù)的應(yīng)用。攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡反求技術(shù)是通過(guò)對(duì)畫(huà)面中像素的明度、飽和度、色相三大要素進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡的分析，推算出該畫(huà)面在實(shí)際拍攝時(shí)攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)的變化軌跡，并將該變化軌跡導(dǎo)入三維動(dòng)畫(huà)軟件中的技術(shù)。之所以在三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合研究中，選擇攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡反求技術(shù)的應(yīng)用。是因?yàn)閿z像機(jī)反求技術(shù)與傳統(tǒng)的跟蹤技術(shù)比較，有著跟蹤精度高、操作簡(jiǎn)單、自動(dòng)解算能力強(qiáng)、自在建立三維空間體系、批處理等優(yōu)點(diǎn)。這一技術(shù)在動(dòng)態(tài)影像與三維軟件渲染的圖像之間的融合建立了很好的橋梁。在獲得這些軌跡參數(shù)后，在三維動(dòng)畫(huà)軟件中加入一個(gè)與實(shí)拍環(huán)境下攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)相匹配的虛擬攝影機(jī)，然后在三維軟件中創(chuàng)建出合成用的3D物體或背景，得到運(yùn)動(dòng)匹配的圖像。工作流程如下：在攝影機(jī)軌跡反求技術(shù)應(yīng)用中，要特別注意拍攝時(shí)候的幀率、畫(huà)面分辨率大小、場(chǎng)序、像素、視頻文件格式等幾個(gè)重要因素。這些細(xì)節(jié)的失誤都會(huì)對(duì)最后短片的畫(huà)面效果造成巨大的影響。還要保證拍攝畫(huà)面的曝光度和光源一致，避免在短片合成的時(shí)候出現(xiàn)嚴(yán)重的色調(diào)偏差。2.三維動(dòng)畫(huà)角色的運(yùn)動(dòng)與實(shí)景拍攝的畫(huà)面相符。實(shí)景拍攝的畫(huà)面中，各個(gè)畫(huà)面中都有鏡頭的景深變化。在攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，畫(huà)面會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模糊和景象的層次。在三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合的制作過(guò)程中，因此要對(duì)拍攝素材進(jìn)行畫(huà)面分析，記錄不同鏡頭中每一個(gè)畫(huà)面出現(xiàn)的不同景深效果和色彩變化。在短片的后期處理階段，要根據(jù)開(kāi)始記錄的畫(huà)面信息對(duì)動(dòng)畫(huà)人物賦予同樣的環(huán)境因素，讓三維動(dòng)畫(huà)人物完全地和實(shí)景拍攝的畫(huà)面融入到一起，從而給觀眾一種三維人物和實(shí)景是同一攝像機(jī)拍攝的真實(shí)感。3.虛擬光源的確定。在實(shí)景拍攝的畫(huà)面中，周圍的光源會(huì)對(duì)畫(huà)面中的物體產(chǎn)生不一樣的色調(diào)變化和投影。在后期合成鏡頭時(shí)，三維人物和實(shí)拍場(chǎng)景應(yīng)該處在同樣的光源下，這類光源包括直射光、散射光、室內(nèi)光等；光的方向是逆光、順光、頂光等，光的強(qiáng)度大小，光的色溫是溫暖的早晨還是陰冷的雨天，還是正值日懸中天，或者月色朦朧。三維動(dòng)畫(huà)人物的色彩色調(diào)也要統(tǒng)一起來(lái)。以上因素任何一個(gè)不協(xié)調(diào)都會(huì)使觀眾產(chǎn)生感官上的混亂和錯(cuò)覺(jué)，感覺(jué)畫(huà)面不協(xié)調(diào)，三維人物和實(shí)拍場(chǎng)景格格不入，從而破環(huán)了畫(huà)面的完整氣氛。在三維動(dòng)畫(huà)人物與實(shí)景結(jié)合的時(shí)候，首先就要在三維軟件中對(duì)實(shí)景拍攝畫(huà)面進(jìn)行主光源的模擬，保證三維動(dòng)畫(huà)角色與實(shí)景拍攝畫(huà)面中物體的光源信息一致。在主光源之外，還有一些環(huán)境的影響，這就需要在后期處理階段對(duì)畫(huà)面進(jìn)行更加細(xì)致的處理。三、三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)三維動(dòng)畫(huà)在國(guó)際上的發(fā)展已趨向成熟，在國(guó)際市場(chǎng)的發(fā)展中已經(jīng)形成了一條比較成熟的產(chǎn)業(yè)鏈條，具有很好的發(fā)展前景。三維動(dòng)畫(huà)國(guó)際市場(chǎng)主要以歐美西方發(fā)達(dá)國(guó)家為主，把持著先進(jìn)的核心終端技術(shù)，控制著整個(gè)三維動(dòng)畫(huà)市場(chǎng)的發(fā)展。但是三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也相當(dāng)激烈，爭(zhēng)搶著三維動(dòng)畫(huà)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)研發(fā)與開(kāi)發(fā)權(quán)。三維動(dòng)畫(huà)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了飛躍式發(fā)展的姿態(tài)，具有十分客觀的廣闊發(fā)展前景。而三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合的技術(shù)因《阿凡達(dá)》的誕生，而開(kāi)創(chuàng)了影視動(dòng)畫(huà)新的紀(jì)元，他的制作技術(shù)將會(huì)被眾多公司模仿學(xué)習(xí)，甚至與超越。三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合給觀眾帶來(lái)的強(qiáng)烈視覺(jué)感官更是奠定了三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合這一技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。相信在不久，我們會(huì)看到越來(lái)越多這樣的電影和作品，它將成為動(dòng)畫(huà)行業(yè)獨(dú)具一格的旗幟。我國(guó)是世界人口最多的國(guó)家，兒童人口數(shù)占總?cè)丝跀?shù)的35%，而兒童對(duì)動(dòng)畫(huà)產(chǎn)品情有獨(dú)鐘，可以說(shuō)國(guó)內(nèi)的動(dòng)畫(huà)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)還是有著很大的空間。無(wú)論是實(shí)實(shí)在在的動(dòng)畫(huà)玩具，還是電視屏幕里的動(dòng)畫(huà)片，對(duì)兒童甚至是青少年階段的朋友都具有極大的吸引力。當(dāng)前我國(guó)正處在社會(huì)主義建設(shè)時(shí)期，經(jīng)濟(jì)的騰飛和知識(shí)科技的迅猛發(fā)展給各行各業(yè)的市場(chǎng)發(fā)展帶來(lái)了前所未有的契機(jī)。而且動(dòng)畫(huà)行業(yè)飛速的發(fā)展，它的周邊行業(yè)——影視、動(dòng)漫游戲和相關(guān)兒童游戲產(chǎn)品的研發(fā)都起著巨大的經(jīng)濟(jì)連鎖作用。相對(duì)于動(dòng)畫(huà)產(chǎn)業(yè)可以帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益分析，我國(guó)的政策響應(yīng)也極為重要。所以說(shuō)三維動(dòng)畫(huà)在我國(guó)發(fā)展有著良好的基礎(chǔ)條件和發(fā)展空間，加快中國(guó)市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)國(guó)家政策對(duì)動(dòng)畫(huà)產(chǎn)業(yè)的支持，更是讓三維動(dòng)畫(huà)的發(fā)展如魚(yú)得水。對(duì)于三維動(dòng)畫(huà)與實(shí)景結(jié)合的技術(shù)，更需要我們?nèi)W(xué)習(xí)、借鑒，努力研制創(chuàng)新自己的核心技術(shù)，從而讓中國(guó)的三維動(dòng)畫(huà)走向國(guó)際的舞臺(tái)。
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作者:徐菊紅 劉夢(mèng)妮 單位:武漢工程大學(xué)