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關(guān)鍵詞:三維動畫技術(shù);三維虛擬技術(shù);探析
中圖分類號:J218.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1005-5312(2012)15-0056-01
隨著近幾年計(jì)算機(jī)三維圖形技術(shù)的發(fā)展,各個(gè)行業(yè)的三維圖形技術(shù)都在快速發(fā)展中嘗試各種方法。讓三維圖形表現(xiàn)的更加的真實(shí),貼切主題。在目前,三維動畫運(yùn)用的范圍廣泛,例如:動畫片、電影、廣告設(shè)計(jì)的演示。三維虛擬適用于:模擬駕駛考試,飛行員飛行模擬,場景模擬,城市設(shè)計(jì)規(guī)劃等等。在發(fā)展的領(lǐng)域,三維虛擬技術(shù)是個(gè)新型的、發(fā)展的、具有優(yōu)勢的動畫應(yīng)用技術(shù)。
一、三維動畫技術(shù)原理
三維動畫制作過程分為四個(gè)操作步驟:造型、動畫、制圖和著色輸出,這四個(gè)步驟是一個(gè)完整的體系,缺一不可。
造型:在電腦軟件上制作三維物體,設(shè)計(jì)完整三維形狀。具體步驟:繪制基本圖形,根據(jù)需要,完善復(fù)雜物體設(shè)計(jì)。在制作好三維圖形后組成完整的情景模式。
動畫:動畫的設(shè)計(jì)是讓情景模擬圖形能更形象的表現(xiàn)在電腦上,讓人們在觀看的時(shí)候更加形象化。
制圖:制圖是保證制作的圖片效果更加的逼真,形象。
著色輸出:現(xiàn)代的三維動畫技術(shù)是直接生成動畫的過程。對繪圖、造型、動畫連接起來,形成我們觀看的電影的模式。這個(gè)就稱之為動畫視頻。我們需要用的時(shí)候直接打開播放就行,和我們用電腦一樣。
二、三維虛擬技術(shù)運(yùn)用原理
含義:三維虛擬技術(shù)又稱為虛擬仿真。主要是應(yīng)用于計(jì)算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境,用戶借助必要設(shè)備與虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行相互作用,相互影響,從而獲得類似于真實(shí)環(huán)境感受和體驗(yàn),這種感受和體驗(yàn)主要是由系統(tǒng)的實(shí)用性和交互性來保證運(yùn)用的。
三維虛擬技術(shù)幾大原理:
1.基于三維圖形的實(shí)時(shí)顯示的技術(shù):
實(shí)時(shí)顯示是三維技術(shù)的前提基本。虛偽仿真是計(jì)算機(jī)技術(shù)的核心領(lǐng)域的發(fā)展,很多種技術(shù)科降低場景的復(fù)雜性。
2.虛擬仿真空的交互技術(shù):
復(fù)雜的交互技術(shù)是一系列的程序的操作。交互任務(wù)可以采取不同的技術(shù)的措施來各方面執(zhí)行。不同的作用,不同交互技術(shù)是可以交互執(zhí)行的。
3.三維虛擬仿真系統(tǒng)的建立:
三維虛擬系統(tǒng)的建立是一個(gè)浩大而系統(tǒng)的工程?;镜牟襟E分為:三維圖片數(shù)據(jù)庫的建立,它的作用主要是體現(xiàn)三維能動性和交互性的關(guān)系。能更加快的構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。第二部分三維虛擬仿真的建立,是對各種資源的合理的分配利用。讓三維試圖數(shù)據(jù)有更明顯的可操作性。
三、三維動畫技術(shù)與三維虛擬技術(shù)的區(qū)別
1.三維動畫技術(shù)播放過程是完全固定的,在過程中不會改變播放的順序,三維虛擬播放不是固定的,它具有其可操作性,不受時(shí)間的限制,在系統(tǒng)中,用戶可以根據(jù)自己的想法實(shí)施的改變。
2.三維虛擬技術(shù)強(qiáng)調(diào)對場景和環(huán)境的變化,它可以模擬考試訓(xùn)練,駕車訓(xùn)練,事故現(xiàn)場,三維動畫技術(shù)主要體現(xiàn)的是視覺的效果,讓人們看到整體的作用性,所以,兩者的是靜態(tài)和動態(tài)的分別。
3.三維虛擬是實(shí)時(shí)的,三維動畫是做好的固定的模式。三維虛擬給人三維立體的感覺,讓我們可以再虛擬的世界里感受身臨其境,具有其雙向性。
關(guān)鍵詞:動畫;三維動畫;特點(diǎn);發(fā)展現(xiàn)狀
中圖分類號:TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-9599?。?012) 19-0000-02
動畫,這個(gè)陪伴著我們一起成長的伙伴在當(dāng)下有了翻天覆地的變化。在現(xiàn)今的許多電影中,我們都能看到動畫的身影,從上個(gè)世紀(jì)深深埋在我們心里的《米老師和唐老鴨》、《大鬧天宮》等作品到時(shí)下深受青少年熱捧的《哈利波特》等電影都能看到動畫在影視制作中的重要位置[1]。然而,動畫技術(shù)在這個(gè)世紀(jì)已經(jīng)不再局限于影視制作,在廣告業(yè)、媒體行業(yè)等領(lǐng)域中,我們都能體會到動畫設(shè)計(jì)的重要性。與此同時(shí),隨著藝術(shù)設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步,動畫設(shè)計(jì)也發(fā)生著里程碑式的跨越。三維動畫的興起像是一場動畫領(lǐng)域的革命,它打破了人們對動畫片的傳統(tǒng)認(rèn)識,取代了之前的二維動畫,成為動畫領(lǐng)域的代表。
1 動畫的發(fā)展
談起動畫的起源,我們首先要追溯到魔術(shù)幻燈時(shí)期。那時(shí)候的動畫播放,就是將圖片放在一個(gè)鐵盒子里,鐵盒子的一端開了一個(gè)洞,裝上透鏡,里面放著一根點(diǎn)燃的蠟燭,依靠蠟燭的光亮,在墻上投射出圖片中的影像。之后彼得羅杰提出了一個(gè)觀點(diǎn),他認(rèn)為形象在視網(wǎng)膜上會存在一個(gè)短暫停留,如果連續(xù)顯現(xiàn)這些彼此分開的形象,形象便在視網(wǎng)膜上疊加成一個(gè)連續(xù)的形象了。幾年以后,法國人普拉明讓人們第一次看到了雛形的動畫。到了20世紀(jì),迪士尼則將動畫推向了巔峰。之后的日子里,手繪動畫成為了動畫領(lǐng)域的象征和標(biāo)志。
然而隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,手繪動畫已經(jīng)不能滿足人們對動畫的需求。于是三維動畫誕生了。比如動畫電影的巨頭迪士尼公司,近幾年的作品更多的采利用三維動畫技術(shù),制作出許多更為逼真,更為生動的人物。三維動畫在表情豐富度和真實(shí)度上,也都優(yōu)于傳統(tǒng)手繪動畫。
2 三維動畫的特點(diǎn)
與傳統(tǒng)的二維動畫不同,三維動畫在視覺效果上更加立體、生動。三維動畫是隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展而催生出來的產(chǎn)物。動畫設(shè)計(jì)人員將需要建立的物體、景物和人物等角色編輯成三維數(shù)據(jù),輸入計(jì)算機(jī)中。接著將這些數(shù)據(jù)渲染成可以活動的視頻,實(shí)現(xiàn)這些角色在三維空間里的活動。最后通過播放器將這些視頻播放出來。三維動畫技術(shù)使得創(chuàng)建出來的動畫角色表情更加豐富飽滿,角色的喜怒哀樂更加真實(shí)。它將虛擬的東西逼真化,給觀眾視覺上的無限沖擊。
2.1 模型建設(shè)能力的高超性
因?yàn)槭軐?shí)景拍攝和手繪動畫的限制,設(shè)計(jì)者往往不能隨行所欲、天馬行空的制作出真實(shí)、虛幻或者真實(shí)與虛幻之間的物體和景觀。然而,三維動畫突破了這個(gè)限制。三維動畫不但可以栩栩如生、美輪美奐的模擬出與現(xiàn)實(shí)幾乎一致的物體與景觀,還可以將現(xiàn)實(shí)中沒有的,超乎于現(xiàn)實(shí)的東西制造出來,呈現(xiàn)給人們[2]。比如,通過運(yùn)用直線、平面等幾何圖形生成工具,利用計(jì)算機(jī)軟件繪制一些可以以假亂真的與現(xiàn)實(shí)極度相似的虛擬物體。其次,三維動畫軟件還可以制作出許多類似于水,火、動物、植物等自然世界的景觀和物體,并且達(dá)到惟妙惟肖,栩栩如生的水平。再次,一些難以用二維手繪動畫完成的高難度的肢體動作,也可以通過三維動畫軟件來實(shí)現(xiàn)。比如像許多科幻電影中在城市中肆意游走的逼真的怪獸,就是三維動畫制作出來的作品。
2.2 動畫實(shí)現(xiàn)的無約束性
在現(xiàn)實(shí)生活中,物體的運(yùn)動往往要受到外界環(huán)境等多方位因素的制約,不能按照人們的意愿去運(yùn)動。三維動畫則改變了這個(gè)局面。人們通過三維動畫實(shí)現(xiàn)了對物體行進(jìn)方向、運(yùn)動軌跡和觀察角度等控制,彌補(bǔ)了現(xiàn)實(shí)生活中人類不能對其控制的遺憾。三維動畫的無約束性主要體現(xiàn)在這幾個(gè)方面:首先,三維動畫可以設(shè)計(jì)一些虛幻飄渺的運(yùn)動。比如在科幻電影《指環(huán)王》中,精靈女王對一潭靜水施咒后,靜水變成了千軍萬馬的水軍。這種虛幻的場景在現(xiàn)實(shí)中是根本找不到的。其次,從微觀世界到宏觀世界的連續(xù)拍攝,這種拍攝手法用一般的拍攝方法很難實(shí)現(xiàn)。然而,通過三維動畫制作就能解決這個(gè)難題。比如,我們經(jīng)常在一些電影或者紀(jì)錄片中看到鏡頭以一個(gè)個(gè)體為基點(diǎn)(一般為一個(gè)人或者一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部),然后不斷向后退,穿過云層,呈現(xiàn)出整個(gè)地域的上空,繼續(xù)不間斷的運(yùn)動,最后穿過大氣層,來到宇宙,顯現(xiàn)出整個(gè)地球。在這個(gè)過程中,我們看不到一絲的拼接,一氣呵成,非常連貫。再次,三維動畫能夠給觀眾帶來強(qiáng)烈的視覺沖擊感,為觀眾帶來感官的無限刺激。比如,現(xiàn)在電影業(yè)流行的3D電影,就是將三維動畫和電影完美的結(jié)合。通過三維動畫技術(shù),電影中那些激動人心和緊張刺激的場面被活靈活現(xiàn)的表達(dá)出來。這些逼真的場景給觀眾帶來了視覺的完美震撼,沖擊著觀眾的視覺神經(jīng)。
2.3 質(zhì)感表現(xiàn)力的豐富性
物體的質(zhì)感需要多方面的因素共同作用才能得到完美的表現(xiàn)。物體的質(zhì)感表現(xiàn)首先取決于材質(zhì)。三維動畫軟件可以為動畫設(shè)計(jì)者提供豐富的材質(zhì),可以讓設(shè)計(jì)者隨心所欲的選擇各種材質(zhì)去建立富有質(zhì)感的物體。而且,設(shè)計(jì)者還可以對于一個(gè)物體選擇不同的材質(zhì),將物體進(jìn)行隨意的材質(zhì)改造。通過反復(fù)的嘗試不同材質(zhì),優(yōu)化物體的材質(zhì)搭配,以達(dá)到最理想的效果。物體的質(zhì)感表現(xiàn)還取決于燈光的設(shè)計(jì)。三維動畫制作中,燈光的設(shè)計(jì)可謂自由自在。動畫設(shè)計(jì)者可以自主決定燈光的類型、顏色、強(qiáng)度、位置、運(yùn)動、陰影和反射效果、隨時(shí)間的運(yùn)動等。與此同時(shí),設(shè)計(jì)者還可以不計(jì)次數(shù)的對所設(shè)計(jì)的動畫進(jìn)行演示,不斷改進(jìn),直到最后達(dá)到理想的結(jié)果。并且,設(shè)計(jì)者還能夠?qū)煞N不同的相對獨(dú)立的景物結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)前景好背景獨(dú)立設(shè)計(jì),自由更換組合的目的。
3 三維動畫的發(fā)展現(xiàn)狀
三維動畫技術(shù)在國外發(fā)展的是如火如荼。美國和歐洲每年都會有一些優(yōu)秀的三維動畫作品涌現(xiàn)。比如近幾年熱映的《冰河世紀(jì)》、《哈利波特》和《亞瑟和他的迷你王國》等作品,都是三維動畫技術(shù)作品的杰出代表。三維動畫行業(yè)在我國發(fā)展速度之快令人驚奇。三維動畫已經(jīng)涉及了我國的電影、廣告、電視等多個(gè)領(lǐng)域,而且在最近的移動數(shù)字媒體中也看到了三維動畫的影子。然而,與發(fā)達(dá)國家相比,我國三維動畫的發(fā)展還有很長的路要走。
3.1 我國三維動畫設(shè)計(jì)從業(yè)人員數(shù)量不足
依照我國目前的三維動畫發(fā)展趨勢來看,我國對于三維動畫設(shè)計(jì)人員的需求量在10萬人以上,主要集中在影視和動畫領(lǐng)域的三維動畫設(shè)計(jì)。但是,三維動畫專業(yè)在國內(nèi)的高校中開展并不廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國僅有不到100所高校開設(shè)的動畫設(shè)計(jì)專業(yè)。每年的相關(guān)專業(yè)畢業(yè)生根本無法滿足市場的需求,人才缺口逐漸擴(kuò)大。
3.2 我國三維動畫設(shè)計(jì)從業(yè)人員質(zhì)量不夠
據(jù)三維動畫設(shè)計(jì)相關(guān)企業(yè)介紹,現(xiàn)今企業(yè)需要的三維動畫設(shè)計(jì)人才是那些可以快速上手的有一定經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人才。企業(yè)不看重有多高的文憑,只要是能夠快速的上機(jī)操作,并相當(dāng)了解市場的需要,制作出符合消費(fèi)者口味的三維動畫作品的專業(yè)設(shè)計(jì)人員,就是企業(yè)所希望獲得的。同時(shí),目前我國的三維動畫設(shè)計(jì)人員的培養(yǎng)模式存在弊端。專業(yè)技術(shù)和藝術(shù)設(shè)計(jì)的培養(yǎng)被脫離開來。有些高校開設(shè)的專業(yè)只偏重于專業(yè)技術(shù)的培養(yǎng),有些則反之。這樣培養(yǎng)出來的技術(shù)人員,只是在一方面造詣很深,而忽略了復(fù)合型人才的培養(yǎng)[3]。
4 結(jié)束語
隨著社會的不斷發(fā)展,人們對動畫的要求會越來越高。三維動畫技術(shù)在不久的將來會越來越多的融入到人們生活的方方面面。這就給三維動畫設(shè)計(jì)人員來了更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。如果要將三維動畫發(fā)展的越來越好,就要在繼續(xù)追求技術(shù)突破的同時(shí),將藝術(shù)與技術(shù)完美的統(tǒng)一,使三維動畫更有藝術(shù)性、更加逼真生動。
參考文獻(xiàn):
[1]康凱.三維動畫在中國的發(fā)展及現(xiàn)狀分析[J].電影文學(xué),2008,(17):26-28.
關(guān)鍵詞: 三維動畫場景 場景設(shè)計(jì) 優(yōu)化制作方案
場景設(shè)計(jì)是動畫創(chuàng)作的一個(gè)重要環(huán)節(jié),一般來說,影視動畫場景設(shè)計(jì)就是指動畫影片中除角色造型以外隨著時(shí)間改變而變化的一切物的造型設(shè)計(jì)。從動畫場景與角色的關(guān)系來看,“影視動畫表現(xiàn)的主體是角色,場景就是隨著故事的展開與角色發(fā)生關(guān)系的所有景物,包括角色所處的生活場所、陳設(shè)道具、社會環(huán)境、自然環(huán)境及歷史環(huán)境,甚至包括作為社會背景出現(xiàn)的群眾角色,都是場景設(shè)計(jì)的范圍和所需完成的任務(wù)”[1]。因此一般情況下,場景主要是襯托角色和故事情節(jié)的,它是“配角”。另外,在三維動畫片中,對于場景的制作的技術(shù)方面也有相應(yīng)的要求。三維場景一般來說數(shù)據(jù)量比較大,比如一個(gè)小鎮(zhèn)、城市等,里面會包括建筑、樹木、等多類型對象,即使是室內(nèi)的場景,也會由許多細(xì)小的對象組成,比如除了房子的模型外,可能還會包括座椅、書架、燈具、餐具等許多瑣碎的對象,而在許多情況下,建筑對象是場景的主體部分。如果按照單一建筑模型的一般方法創(chuàng)建模型的話,當(dāng)場景中出現(xiàn)大規(guī)模的建筑時(shí),一般計(jì)算機(jī)往往無法承受如此巨大的工作量,并且會極大增加渲染時(shí)間,因此我們在創(chuàng)建的時(shí)候,必須考慮場景的優(yōu)化,探索優(yōu)化的建模方式對于創(chuàng)建大規(guī)模的三維動畫場景,具有非常重要的意義。
在科技高速發(fā)展的今天,計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展一日千里,雖然硬件對于我們的限制越來越小,我們可以使用越來越多的面數(shù)來構(gòu)建模型,但是不管如何,在保證效果的前提下,模型應(yīng)該盡可能精簡,使用盡可能少的面數(shù)來達(dá)到效果,應(yīng)該是我們永恒的追求。本文將主要以場景制作中的建筑外觀的制作和優(yōu)化方案為例,淺談三維動畫場景的優(yōu)化制作方案。
首先,室外建筑場景的優(yōu)化,一般是以攝像機(jī)的位置、方向、運(yùn)動路徑為核心來考慮優(yōu)化方案的。我們可以根據(jù)這個(gè)來確定場景在鏡頭中的視覺影響,劃分近景、中景、遠(yuǎn)景,確定建筑的哪些角度是正對攝像機(jī)、哪些角度是攝像機(jī)中看不到的,然后在建模的時(shí)候采用不同的思路和技術(shù)進(jìn)行處理,從而達(dá)到優(yōu)化場景的目的。
優(yōu)化的總體原則是:在不影響或者盡可能少地影響效果的前提下,盡可能精簡模型的面數(shù),可以從以下幾方面考慮。
1.攝像機(jī)中能看到這個(gè)面嗎?
將攝像機(jī)中看不到的面刪除,這應(yīng)該是影響最小并且效果最直接的方法。當(dāng)然,有些特殊情況下,看不到的面也會對畫面產(chǎn)生影響,比如使用一些全局渲染的情況,光線必須借助面進(jìn)行反射、計(jì)算等,即使這些面背對攝像機(jī),但是會對光線反射產(chǎn)生影響,那么我們就需要根據(jù)情況決定是否需要刪除該面。如果影響不大,可以考慮刪除。
比如圖1中的立方體,一般情況下我們可以將模型的底面刪除,因?yàn)樗牡酌嬖跀z像機(jī)中是看不到的。
這種思路在實(shí)拍電影時(shí)非常常見。比如某些街道、城鎮(zhèn)是人工搭建的話,很多建筑并不是完全搭建出來的,一般只有正面或者會被攝像機(jī)拍攝到的面才會搭建出來,拍攝不到的面則可能是空的。這樣做的目的完全是節(jié)約成本——既然看不到,何必把它做出來呢?同樣道理,我們在為這些建筑建模的時(shí)候,也可以把攝像機(jī)中看不到的面刪除,如圖2所示。
2.需要這么多面來實(shí)現(xiàn)造型嗎?
這一點(diǎn)其實(shí)也是建模過程中永遠(yuǎn)需要考慮的問題,角色、道具等一切三維模型,我們都追求使用最少的面達(dá)到最好的效果。如圖3所示,兩個(gè)模型的面數(shù)相差非常巨大,但是我們實(shí)際看到的效果卻完全沒有差異,因此,圖中左邊的情況是必須避免的。
3.按照遠(yuǎn)、中、近的原則來決定建筑模型面數(shù)的低、中、高,合理分配資源。
按照物體距離攝像機(jī)的距離,大致劃分成遠(yuǎn)景、中景、近景,某種程度來說也就是根據(jù)物體在畫面中的影像效果來劃分。一般情況下,遠(yuǎn)景的對象往往只能看到輪廓,所以在制作的時(shí)候不需要非常多的細(xì)節(jié),那么必然使用最少的面數(shù),有時(shí)甚至可以采用單一平面加貼圖的方法來實(shí)現(xiàn);中景的對象一般可以看到一定細(xì)節(jié),因此在制作時(shí)需要適當(dāng)增加面數(shù),并對細(xì)節(jié)做適當(dāng)表現(xiàn);而近景或者出現(xiàn)特寫的部分,無疑在模型細(xì)節(jié)、貼圖精度等方面都要求最高,我們在制作的時(shí)候也需要使用相應(yīng)多的面數(shù)來表現(xiàn)。具體如下:
遠(yuǎn)景建筑場景的表現(xiàn):遠(yuǎn)景建筑距離攝像機(jī)最遠(yuǎn),我們可以采用最節(jié)約的方式來表現(xiàn)。通常思路是建立極簡單的平面模型,賦予一個(gè)建筑的貼圖借助alpha通道實(shí)現(xiàn)透明,如圖4所示。使用相同方法,即可使用非常少的面數(shù)來達(dá)到遠(yuǎn)景的大規(guī)模建筑效果,如圖5所示。
中景部分:相對于遠(yuǎn)景來說,中景部分的建筑模型應(yīng)該是一個(gè)相對完整的三維模型,當(dāng)然在細(xì)節(jié)方面和前景的相比要少一些。在制作手段方面一般考慮完整模型和貼圖結(jié)合,即在相對完整的三維模型上,通過貼圖來表現(xiàn)大部分細(xì)節(jié),輔以適當(dāng)?shù)哪P图?xì)節(jié)。
如圖6中的建筑,在正門上方的雨棚、臺階是建模得到的,因?yàn)檫@兩部分造型比較突出,并且相對重要,而窗戶、二樓窗戶的雨棚,都是通過貼圖來實(shí)現(xiàn)的,大大減少了多邊形數(shù)量。
近景部分:近景或者出現(xiàn)特寫的部分,模型在畫面中所占的比例最大,具備大量的細(xì)節(jié)造型才能使畫面豐富,因此我們會使用最多的面數(shù)把造型細(xì)節(jié)充分塑造出來,給觀眾最大的視覺沖擊力,如圖7所示。
4.場景的自動優(yōu)化
很多時(shí)候,攝像機(jī)不是固定不動的,它可能在場景中穿行拍攝,那么,模型與攝像機(jī)的距離也就是一直變化的,因此模型的精度不應(yīng)該一成不變,然而,如果攝像機(jī)每運(yùn)動一定距離都要手工調(diào)整場景模型的精度的話,就會極大地浪費(fèi)時(shí)間。針對這種情況,許多主流三維動畫軟件,比如maya,3ds max,xsi等都提供相應(yīng)工具,以便對場景中的模型進(jìn)行自動優(yōu)化,比如3ds max軟件中的level of detail工具,簡稱LOD,就是一個(gè)非常方便的工具。Level of detail工具的基本原理根據(jù)對象到攝像機(jī)的距離來自動切換模型的細(xì)分級別(也就是模型的面數(shù)),當(dāng)對象離攝像機(jī)遠(yuǎn)時(shí),模型和貼圖自動切換為低精度;當(dāng)對象離攝像機(jī)中等距離時(shí),模型和貼圖自動切換為一般精度,同樣,當(dāng)離得非常近時(shí),模型和貼圖自動切換為高精度的。因此,我們在制作的時(shí)候,需要分別制作幾個(gè)級別的模型和貼圖,使用lod工具,達(dá)到根據(jù)距離自動切換模型精度的效果,從而大大節(jié)省制作時(shí)間。具體方法如下:
(1)分別制作高、中、低面數(shù)的三個(gè)版本的模型,也可以分別制作三個(gè)精度的貼圖。確保三個(gè)模型的樞軸點(diǎn)位置都相同。
(2)將三個(gè)版本模型命名以便于區(qū)別,將他們對齊到同一位置,確保完全重合,同時(shí)將三個(gè)模型群組。
(3)使用level of detail工具,創(chuàng)建一個(gè)新的集合,將三個(gè)不同精度的模型添加進(jìn)來,設(shè)置閾值來決定顯示相應(yīng)的模型,閾值的原理是根據(jù)對象在畫面中的顯示大小或者像素?cái)?shù)量來確定顯示哪一個(gè)精度的模型,比如對象離攝像機(jī)較近時(shí),在畫面中所占比例也較大,那么,系統(tǒng)將自動顯示高精度版本的模型,并且自動把其余兩個(gè)版本的模型隱藏。
(4)如果對象里攝像機(jī)較遠(yuǎn)時(shí),自動顯示低精度版本的模型,自動將其余兩個(gè)版本的模型隱藏。通過這樣的智能控制方式,可以極大地節(jié)約資源,節(jié)約渲染時(shí)間。
總體來說,三維動畫中的場景一般包含數(shù)量龐大的建筑、植被、道具,有時(shí)甚至包括一些群眾角色,當(dāng)所有對象同時(shí)出現(xiàn)在一個(gè)鏡頭里的時(shí)候,往往會對計(jì)算機(jī)硬件產(chǎn)生非常大的運(yùn)算壓力,而一般個(gè)人電腦是比較難以負(fù)荷的,即使專業(yè)的圖形工作站可以運(yùn)行,也會優(yōu)化場景的,因?yàn)榭梢源蟠蠊?jié)約計(jì)算和渲染的時(shí)間等。所以,場景的優(yōu)化是三維動畫制作的一個(gè)重要課題,是制作的一個(gè)重要部分。以建筑模型為例,在優(yōu)化時(shí)始終圍繞對象在攝像機(jī)中的所占比例和角度來考慮和選擇工具。建筑背對攝像機(jī)或者鏡頭中看不到的面,可以考慮刪除;使用盡可能少的面數(shù)來構(gòu)建模型,不浪費(fèi)面;使用貼圖表現(xiàn)的效果,盡量不使用建模手段來實(shí)現(xiàn);對于攝像機(jī)有運(yùn)動的情況,可以考慮使用LOD(level of detail)的方式來達(dá)到模型根據(jù)鏡頭距離自動切換不同精度的效果,從而最大限度地減少場景模型對于系統(tǒng)的壓力,提高制作效率。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:影視類三維動畫;后期編輯
0 引言
電腦技術(shù)的發(fā)展為人類提供了千奇百怪,千變?nèi)f化的視覺奇觀,也使電腦自身跨入了藝術(shù)的領(lǐng)域。三維電腦動畫技術(shù)成熟以后,獲得了廣泛的應(yīng)用,眾多功能日趨強(qiáng)大的三維軟件給現(xiàn)代動畫的設(shè)計(jì)制作帶來了極大的方便,也為設(shè)計(jì)師開拓了更廣闊的創(chuàng)意空間。三維動畫主要應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)場景的制作、角色動畫制作和后期特效等方面。三維動畫豐富的表現(xiàn)手法,如自由的燈光設(shè)置,任意的夸張變形,豐富的材質(zhì)貼圖以及特效的制作,增強(qiáng)了影視廣告的藝術(shù)表現(xiàn)力,超越了一般影視藝術(shù)的表現(xiàn)局限,充分發(fā)揮設(shè)計(jì)者的想象力和創(chuàng)作思維的表現(xiàn)力,幾乎不受到外界的任何阻撓。
對于三維動畫技術(shù)的運(yùn)用,最先進(jìn),最超前的當(dāng)屬歐美。隨著美國《玩具總動員》、《美食總動員》等一系列三維動畫片的上映,使得人們更多地關(guān)注影視類三維動畫的制作,影視類三維動畫制作作為一個(gè)新專業(yè)正在興起。目前,我國研究三維動畫的人確實(shí)不少,三維動畫技術(shù)在影視廣告中的運(yùn)用也十分普遍,我們在電視上看到的幾乎百分之九十以上的廣告結(jié)合了三維特效制作。
1 三維動畫概述
如果說二維動畫應(yīng)用于傳統(tǒng)卡通動畫的話,那么三維動畫則是對應(yīng)于木偶動畫。如同木偶動畫中首先制作木偶,道具和景物一樣。三維動畫也需要首先建立角色,實(shí)物和景物的三維數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部“架上”虛擬攝影機(jī),調(diào)整好鏡頭,“打上”燈光,“貼上”材質(zhì),最后形成一系列栩栩如生的畫面。
電腦動畫真正具有生命力是由于三維動畫的出現(xiàn),三維動畫區(qū)別于二維動畫和實(shí)際拍攝,還在于它的“虛擬真實(shí)性”,即處于似與不似和像與不像之間。從本質(zhì)上講,三維和二維的最主要的差別在于圖形中是否完全提供了深度信息。雖然二維中物體可以畫得很像三維,但是當(dāng)觀察點(diǎn)改變時(shí),畫面必須由動畫師另行畫出。由于物體有了三維深度信息,僅描述一次就可以了,觀察者可以從各個(gè)角度去觀察,三維軟件能自動計(jì)算光照與明暗程度。三維中也有二維功能,這只是把二維作為三維的一個(gè)基礎(chǔ)。三維動畫與二維動畫相比,有一定的真實(shí)性。同時(shí)與真實(shí)物體相比又是虛擬的。這兩者構(gòu)成了三維動畫的特征:“虛擬真實(shí)性”。
2 三維動畫的制作
影視類三維動畫的制作是一項(xiàng)艱巨的工程,十分耗時(shí),需要多人協(xié)作完成。根據(jù)實(shí)際制作流程,一個(gè)完整的影視類三維動畫的制作總體上可以分為前期制作、動畫片段制作與后期合成三個(gè)部分。
(1)前期制作。是指在使用計(jì)算機(jī)制作前,對動畫片進(jìn)行的規(guī)劃與設(shè)計(jì),主要包括:文學(xué)劇本創(chuàng)作、分鏡頭劇本創(chuàng)作、造型設(shè)計(jì)、場景設(shè)計(jì)。
文學(xué)劇本,是動畫片的基礎(chǔ),要求將文字表述視覺化即劇本所描述的內(nèi)容可以用畫面來表現(xiàn)。動畫片的文學(xué)劇本形式多樣,如神話、科幻、民間故事等,要求內(nèi)容健康、積極向上,思路清晰、邏輯合理。分鏡頭劇本,是把文字進(jìn)一步視覺化的重要一步,是導(dǎo)演根據(jù)文學(xué)劇本進(jìn)行的在創(chuàng)作,體現(xiàn)導(dǎo)演的創(chuàng)作設(shè)想和藝術(shù)風(fēng)格。
(2)動畫片段制作。根據(jù)前期設(shè)計(jì),在計(jì)算機(jī)中通過相關(guān)制作軟件制作出動畫片段。制作流程為建模、材質(zhì)、燈光、動畫、攝影機(jī)控制、渲染等,這是三維動畫的制作特色。
(3)后期合成。影視類三維動畫的后期合成,主要是將之前所做的動畫片段、聲音等素材,按照分鏡頭劇本的設(shè)計(jì),通過非線性編輯軟件的編輯,最終生成動畫影視文件。
(1)常用的后期合成軟件:SoftImage、Lightwave 3D、Renderman、Maya、3D MAX、Extreme、Poser、Bryce。Maya是一個(gè)功能強(qiáng)大的三維軟件,長被應(yīng)用于影視動畫和特技制作中,我們大家所熟知的《星際戰(zhàn)隊(duì)》、《指環(huán)王》等影片中的電腦特技部分制作都是由它所完成。隨著不斷的對軟件的工作流程以及工具功能方面的改進(jìn)和提高,軟件應(yīng)用方面在動畫和游戲開發(fā)制作方面都得到了提高。
(2)后期制作工作內(nèi)容。視頻編輯,按要求、按腳本,以突出某主題內(nèi)容為目的剪輯制作、段落刪減、增加刪減片段、增加LOGO、上字幕、配音、蒙太奇效果、專業(yè)調(diào)色處理、三維片頭定制、制作花絮、視頻各個(gè)格式轉(zhuǎn)碼、電子相冊、FLASH等,以及根據(jù)自主化要求剪輯制作。素材處理,為視頻素材提供片段刪減、段落順序重組、歷史素材并入、相關(guān)素材引入組合等。特效處理,為視頻素材編輯過程中加入轉(zhuǎn)場特技、蒙太奇效果、三維特效、多畫面、畫中畫效果、視頻畫面調(diào)色等。字幕處理,為視頻素材添加Logo、中外文字幕、說明字幕、修飾字幕、三維字幕、滾動字幕、掛角字幕等等。音頻處理,為視頻素材添加背景音樂、特效音樂、專業(yè)播音員多語種配音解說、對口型配音、配樂。包裝處理,為視頻素材剪輯后全方位特效包裝,蒙太奇效果、制作三維片頭片尾、Flash片頭片尾、形象標(biāo)識特效等等。成品輸出——制作好的影視作品輸出到各種格式的錄像帶、播出帶,壓制或刻錄至DVD、VCD,或輸出各種格式的數(shù)據(jù)文件。
(3)后期制作流程。影視后期制作基本上是初剪——正式剪輯——作曲選曲——特效錄入——配音合成這樣一個(gè)流程。初剪,也稱作粗剪?,F(xiàn)在的剪輯工作一般都是在電腦當(dāng)中完成的,要先輸入到電腦中導(dǎo)演和剪輯師才能開始了初剪。初剪階段,導(dǎo)演會將動畫片段按照腳本的順序拼接起來,剪輯成一個(gè)沒有視覺特效、沒有旁白和音樂的版本。正式剪輯,在初剪得到認(rèn)可以后,就進(jìn)入了正式剪輯階段,這一階段也被成為精剪。精剪部分,首先是要對初剪不滿意的地方進(jìn)行修改,然后將特技部分的工作合成到三維動畫的工作到此完成。作曲或選曲,動畫的音樂可以作曲或選曲。這兩者的區(qū)別是:如果作曲,動畫片將擁有獨(dú)一無二的音樂,而且音樂能和畫面有完美的結(jié)合,但會比較貴;如果選曲,在成本方面會比較經(jīng)濟(jì),但別的動畫片也可能會用到這個(gè)音樂。特效的錄入,這個(gè)階段是比較關(guān)鍵的一個(gè)階段,將本身制作效果不好的地方進(jìn)行特效制作,這里將運(yùn)用到十分專業(yè)的特效制作軟件,我們所看到的很多具有超強(qiáng)視覺效果的三維動畫電影正是因?yàn)樘匦т浫脒@個(gè)環(huán)節(jié)做的十分好。配音合成,旁白和對白就是在這時(shí)候完成的。在旁白和對白完成以后,在音樂完成以后,音效剪輯師會為廣告片配上各種不同的聲音效果,至此,一條動畫片段的聲音部分的因素就全部準(zhǔn)備完畢了,最后一道工序就是將以上所有元素并的各自音量調(diào)整至適合的位置,并合成在一起。
總之,在我國,利用數(shù)字非線性編輯進(jìn)行影視類動畫剪輯還是近幾年的事,但發(fā)展十分迅速,目前大多數(shù)導(dǎo)演都已經(jīng)認(rèn)識到其優(yōu)越性。隨著影視制作技術(shù)的迅速發(fā)展,后期制作又肩負(fù)起了一個(gè)非常重要的職責(zé):特技鏡頭的制作。特技鏡頭是指通過直接拍攝無法得到的鏡頭。早期的影視特技大多是通過模型制作、特技攝影、光學(xué)合成等等傳統(tǒng)手段完成的,主要在拍攝階段和洗印過程中完成。計(jì)算機(jī)的使用為特技制作提供了更多更好的手段,也使許多過去必須使用模型和攝影手段完成的特技可以通過計(jì)算機(jī)制作完成,所以更多的特技效果就成為了后期制作的工作。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:二維動畫場景 三維動畫 構(gòu)圖 光影 渲染
中圖分類號:TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2013)07(b)-0026-01
二維動畫場景設(shè)計(jì)是根據(jù)劇本需要,設(shè)計(jì)除角色以外所有可視空間,包括動畫中所有場景構(gòu)成要素的具體造型、色彩、光影等,它決定了作品的美術(shù)風(fēng)格和藝術(shù)格調(diào),對一部動畫作品成敗起著至關(guān)重要的作用。這就需要二維動畫場景設(shè)計(jì)師具備良好的美術(shù)功底、敏銳的色彩感、精準(zhǔn)的空間立體感,才能夠勝任此項(xiàng)工作。其中最難突破的技術(shù)就是合理的構(gòu)圖、精準(zhǔn)的多點(diǎn)透視、寫實(shí)的光影等問題。為幫助二維動畫場景設(shè)計(jì)師解決上述問題,提高工作效率,筆者引入三維動畫技術(shù)輔助二維動畫場景設(shè)計(jì)。
1 運(yùn)用三維攝像機(jī)輔助二維動畫場景構(gòu)圖
動畫場景構(gòu)圖不同于其他藝術(shù)形式的構(gòu)圖,它更具有時(shí)間性和運(yùn)動性,它的構(gòu)圖不能只以一個(gè)鏡頭畫面為單位,應(yīng)以具體有完整表情達(dá)意的場或段落為單位,初學(xué)者往往需要反復(fù)多次修改才能達(dá)到多個(gè)動態(tài)場景較好的連貫性。而逼真、寫實(shí)的畫面還需要注意場景的透視關(guān)系,按基本透視類型來看,初學(xué)者往往難以準(zhǔn)確把握三點(diǎn)透視中物體隨著距離的變化所產(chǎn)生形狀、體積、模糊等變化的現(xiàn)象。運(yùn)用三維動畫中的攝像機(jī)可以方便快捷的定位及修改構(gòu)圖,并能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)場景構(gòu)圖的連續(xù)測試,也可以輕松的制作出高難度的廣角、長焦、魚眼等鏡頭。以三維動畫軟件Maya為例,制作方法如下。
根據(jù)二維動畫場景的需要,運(yùn)用三維動畫軟件中簡單幾何體,模擬構(gòu)建二維動畫場景;Create\Cameras根據(jù)鏡頭需要,為場景創(chuàng)建靜態(tài)或動態(tài)攝像機(jī)Camera1;選擇攝像機(jī)Camera1,視圖菜單Panels\Perspect
ive\Camera1,進(jìn)入攝像機(jī)Camera1視角觀看視圖;視圖菜單View\Camera Attribute Editor,打開攝像機(jī)Camera1屬性窗口;Display Options\Display resolution\Display safe action\Display safe title打開渲染分辨率安全框、內(nèi)容安全框及字幕安全框,調(diào)整攝像機(jī)位置、角度確定渲染構(gòu)圖;Environment\ Background Color對攝像機(jī)渲染背景顏色或貼圖進(jìn)行設(shè)置;Camera Attributes\Focal Length為攝像機(jī)進(jìn)行焦距設(shè)置,當(dāng)參數(shù)在50 mm左右則會呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)鏡頭,當(dāng)參數(shù)在100 mm及以上則會呈現(xiàn)長焦鏡頭,當(dāng)參數(shù)在28 mm以下就會明顯地呈現(xiàn)出廣角鏡頭,如數(shù)值繼續(xù)減小則會呈現(xiàn)魚眼鏡頭;Depth Of Field\Depth Of Field為攝像機(jī)開啟景深功能,可以用來模擬透視中模糊消失的現(xiàn)象,F(xiàn)ocus Distance、F Stop分別用來控制景深的距離和清晰范圍,用以調(diào)整合適的景深效果;如需制作動態(tài)構(gòu)圖效果,可以通過攝像機(jī)移動、旋轉(zhuǎn)等屬性為其制作關(guān)鍵幀動畫。
2 運(yùn)用三維線框渲染技術(shù)輔助二維動畫場景描線
運(yùn)用三維攝像機(jī)技術(shù)對二維場景合理構(gòu)圖后,需要將其輸出為更便于二維動畫場景設(shè)計(jì)師繪制的參考圖片,運(yùn)用三維動畫軟件中的Maya Vector矢量渲染器,可以將三維模型直接以線框形式輸出成圖片,二維動畫場景設(shè)計(jì)師則可以在圖片的基礎(chǔ)上進(jìn)行描繪,豐富畫面。以三維動畫軟件Maya為例,制作方法如下。
Window\Settings/Preferencse\Plug-in Manager\VectorRender.mll開啟矢量渲染器;運(yùn)用攝像機(jī)Camera1進(jìn)入其屬性;Environment\Background Color將攝像機(jī)渲染背景顏色修改為白色;開啟渲染設(shè)置窗口,切換到Maya Vector矢量渲染器設(shè)置;Edge Options\Include edges開啟線框渲染模式;Edge weight preset、Edge weight對渲染線條寬度進(jìn)行設(shè)置;Edge style\Entire Mesh、Outlines對結(jié)構(gòu)線或邊框線進(jìn)行選擇;Edge color對線條顏色進(jìn)行設(shè)置;Hidden edges對透視效果進(jìn)行設(shè)置;渲染輸出圖片。
3 運(yùn)用三維燈光渲染技術(shù)輔助二維動畫場景真實(shí)光影表現(xiàn)
在二維動畫場景設(shè)計(jì)中,大多數(shù)畫面沒有明確的光源信息,場景設(shè)計(jì)師很難直觀地感受到光源的位置、強(qiáng)弱等信息,也就很難對光源所產(chǎn)生的陰影進(jìn)行準(zhǔn)確的表現(xiàn)。三維燈光渲染技術(shù)可以很好的模擬真實(shí)光影效果,制作的光影既準(zhǔn)確又逼真。以三維動畫軟件Maya為例,制作方法如下。
場景燈光對比較弱時(shí),可以采用OCC渲染技術(shù)。新建渲染圖層,將渲染模型添加到圖層當(dāng)中;打開圖層屬性面板,Presets\O
cclusion;選擇渲染圖層,渲染輸出圖片。
場景燈光對比較強(qiáng)時(shí),可以采用為主光燈添加陰影的方法。打開主光燈屬性面板,Shadows/Use Depth Map Shadows使用深度貼圖陰影;Resolution調(diào)節(jié)貼圖尺寸,F(xiàn)ilter Size調(diào)節(jié)陰影羽化程度,Shadow Color調(diào)節(jié)陰影顏色?;蚴褂酶鼮楸普娴墓饩€追蹤陰影Raytrace Shadow Attributes\
Use Ray Trace Shadows,調(diào)節(jié)Light Angle陰影羽化程度,調(diào)節(jié)Shadow Rays減少顆粒效果,Ray Depth Limit調(diào)節(jié)光線深度界限;渲染設(shè)置面板中,打開Raytracing光線追蹤渲染,渲染輸出圖片。
隨著動畫技術(shù)的不斷更新突破,相信三維動畫與二維動畫這種相輔相成的技術(shù)會更加多元化,動畫工作人員也會利用這些技術(shù)更好的服務(wù)于各個(gè)領(lǐng)域。
參考文獻(xiàn)
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