從《阿凡達》看3D動(dòng)畫(huà)在影視特效前沿技術(shù)中的運用分析論文
1. 3D技術(shù)以及3D電影的具體涵意
1.1 3D技術(shù)的概念
3D為“Three Dimensions”，其中“Dimension”代表維度，“Three Dimensions”一般是指有三種維度。一個(gè)物體的三維描述一般包括長(cháng)、寬、高三方面才可以形成我們所說(shuō)的“立體”。因而，世間上每個(gè)處于三維空間中的立體都包括長(cháng)、寬、高三種屬性。通俗來(lái)講，3D是長(cháng)寬兩個(gè)平面物體的對立體。人利用雙眼觀(guān)看物體的時(shí)候，由于兩只眼睛的距離不同所以看到的物體角度也不同，若將其中的一只眼睛遮擋上能發(fā)現看到的物體效果和雙眼所看效果有較大的不同，其實(shí)雙眼看事物能呈現出上下、左右、遠近三個(gè)維度的感知，從而形成立體的視覺(jué)，并將真實(shí)空間中的事物全部映射到我們的眼睛里，影像是通過(guò)立體形式呈現出來(lái)的。
1.2 3D電影的涵義
3D電影與傳統電影在技術(shù)上有很多不同之處，在拍攝時(shí)3D電影便利用光學(xué)原理使用了新的拍攝方式。在觀(guān)看3D電影時(shí)，觀(guān)眾需要佩戴專(zhuān)用的立體眼鏡，否則由于3D電影的偏振光技術(shù)影響，很多畫(huà)面無(wú)法正常觀(guān)看。佩戴偏振片制作而成的眼鏡后，由于光的偏振效果，能夠使人所觀(guān)看到的視覺(jué)效果產(chǎn)生立體感。人們將這種能夠有身臨其境感覺(jué)的立體影響電影定義為3D電影。3D電影通過(guò)將兩個(gè)不同的影像相互重合，利用人眼的左右視覺(jué)差異和大腦的圖像處理能力來(lái)呈現立體效果。在3D眼鏡通過(guò)偏振片，將左眼和右眼接收到的光線(xiàn)進(jìn)行區分，左眼只能看見(jiàn)拍攝時(shí)攝影機從左側拍攝的畫(huà)面，同理右眼如是，在圖像傳遞到大腦中后，便會(huì )被大腦處理成立體的影像。對于電影創(chuàng )作者來(lái)說(shuō)，3D電影范疇并不僅僅局限在上述內容之中。所有應用3D技術(shù)的電影都應該稱(chēng)之為3D電影。譬如玩具總動(dòng)員這部動(dòng)畫(huà)電影在拍攝時(shí)便應用了3D電影技術(shù)，因此其也是3D電影中的一種。
2. 3D技術(shù)在電影制作中的應用范圍
2.1劇本討論
對阿凡達這樣的電影來(lái)說(shuō)，在電影開(kāi)拍之前要進(jìn)行合理細致的策劃工作。需要了解導演的主要創(chuàng )作要求，同時(shí)還需要同相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行交流與溝通，對其需要的相關(guān)設備要有所準備。電影劇本能否最終得以通過(guò)，很大程度上取決于相關(guān)制作過(guò)程中是否能夠將導演心中所構想的畫(huà)面完美地呈現出來(lái)，是否能夠達到其所希望的畫(huà)面質(zhì)量�？仿≡�(jīng)說(shuō)過(guò)在阿凡達處于構想階段時(shí)，當時(shí)的技術(shù)是完全不可能實(shí)現其構思中的畫(huà)面的。
2.2概念設計與分鏡故事版的制作
概念設計中包括了角色和道具以及二維場(chǎng)景，由此決定電影的整體風(fēng)格和色調。分鏡故事版是通過(guò)參考劇本進(jìn)行的分鏡頭拍攝，通過(guò)二位場(chǎng)景和建筑等等鏡頭活動(dòng)來(lái)描繪相應的情節。這兩個(gè)環(huán)節的工作能夠為后期的3D電影制作提供足夠的畫(huà)面參考。
2.3 3D模型設計
3D模型的設計工作對于3D電影本身非常重要，3D模型是整部3D電影中最重要的畫(huà)面組成，包括了場(chǎng)景和角色的3D制作。整體過(guò)程由技術(shù)人員通過(guò)相關(guān)軟件制作而成。
2.4 3D場(chǎng)景建立
在建立3D場(chǎng)景的過(guò)程中主要有兩種技術(shù)方式可以滿(mǎn)足相關(guān)要求，同時(shí)也是最常用的兩種方式。第一，利用計算機軟件的3D場(chǎng)景建模技術(shù)來(lái)完成3D場(chǎng)景的制作工作。這種方式有很大的缺點(diǎn)，其一便是工作量巨大，很難在短時(shí)間之內完成，對于技術(shù)的要求也比較高，整體制作成本有所增大。其二便是利用計算機軟件所制作出來(lái)的畫(huà)面在真實(shí)感上會(huì )有很大的降低，畫(huà)面整體質(zhì)量不高，和真實(shí)拍攝的畫(huà)面相比差距明顯。第二，利用3D追蹤技術(shù)進(jìn)行拍攝，拍攝時(shí)先用攝影機對真實(shí)的場(chǎng)景進(jìn)行拍攝，之后再將其用計算機進(jìn)行后期處理，從而還原到計算機建模之中。通過(guò)這種模式所構建的3D場(chǎng)景相對于純計算機軟件獨立制作而成的場(chǎng)景，在工作量上要相對較少，有利于影片成本的控制工作。同時(shí)，由于其拍攝的是真實(shí)場(chǎng)景，所以其畫(huà)面感非常強，真實(shí)性更是計算機模擬軟件所不能比擬的。同時(shí)在拍攝的過(guò)程中便可以將3D攝影的技術(shù)融入到畫(huà)面當中，這種拍攝手法對于后期制作有很大的益處，能夠為后期3D視覺(jué)效果的制作打下基礎。
2.5貼圖材質(zhì)與燈光效果制作
燈光效果制作均由燈光師對其進(jìn)行光處理，通過(guò)對材質(zhì)細致的描摹，以奠定CG場(chǎng)景整體色調，然后借用燈光效果渲染每個(gè)鏡頭。
2.6動(dòng)畫(huà)
動(dòng)畫(huà)師可以結合具體的劇情需要，分鏡頭地為觀(guān)眾呈現出故事內容。故事內容的呈現需要借助于動(dòng)畫(huà)，動(dòng)畫(huà)設定的對象是角色或者其他的活動(dòng)場(chǎng)景，設定期間可以使用人工關(guān)鍵幀設定，或者動(dòng)作追捕器設定動(dòng)畫(huà)。使用何種設定方案就要基于具體的動(dòng)作場(chǎng)景，但最終的目的均是讓人物的表達更具生動(dòng)性。如《阿凡達》，卡梅隆導演就是使用先進(jìn)的技術(shù)開(kāi)展動(dòng)作捕捉。
3. 3D動(dòng)畫(huà)在影視特效中的應用
3.1 3D拍攝技術(shù)
3.1.1實(shí)景拍攝
為更好地拍攝具有3D視覺(jué)效果的真實(shí)場(chǎng)景，所有的3D實(shí)景拍攝系統都是必備的�？仿а菰谶M(jìn)行高難度拍攝的時(shí)候，對3D實(shí)景操作進(jìn)行改進(jìn)，解決原來(lái)3D拍攝中由于攝影機笨重所有很難達成高難度拍攝的缺陷。3D實(shí)景拍攝是由攝像機和兩個(gè)高清鏡頭構成的，使用高清鏡頭是由于其體積較少，移動(dòng)方便，且能抓拍不同的角度，攝像機的體積較大，且很笨重，移動(dòng)不方便，部分角度很難觸及到，但是攝像機的平穩性和畫(huà)面質(zhì)感是高清攝像頭無(wú)法達到的，所以就要兩者配合，利用各自的優(yōu)勢，靈活地調節攝像機和高清鏡頭。配合不同數字鏡頭使用分光濾鏡的方式，讓所有的景物都能直接進(jìn)入到鏡頭中。在折射和反射路徑不同的情況下，使用兩臺攝像機分別進(jìn)行記錄，這就猶如我們的雙眼，可以提供不同的視覺(jué)將所有的透視信息全部反饋給大腦，從而形成三維視覺(jué)。
3.1.2虛擬拍攝系統
虛擬拍攝是在虛擬的CG場(chǎng)景中，利用虛擬攝像機拍攝3D場(chǎng)景，拍攝時(shí)先要將場(chǎng)景內的所有的實(shí)體場(chǎng)景用攝像機記錄下來(lái)，通過(guò)定位追蹤的方式，完成場(chǎng)景搭設后，使用3D模型軟件后期制作人物或者輔助場(chǎng)景，然后將計算機內存在的真實(shí)場(chǎng)景就會(huì )變成虛實(shí)結合的場(chǎng)景。在呈現出虛擬場(chǎng)景的時(shí)候，要多使用虛擬攝影機，用以變化不同的角度和方向。
3.2 3D影像呈現技術(shù)
電影院觀(guān)看時(shí)若能看到真實(shí)的3D情景，主要是依靠3D影像進(jìn)行的技術(shù)搭設。其實(shí)3D影像中的內容較為繁雜，且使用中有優(yōu)勢更有劣勢，所以觀(guān)影期間需要考慮采用何種方式能達到最好的觀(guān)影效果�？紤]的時(shí)候先要從設備條件、3D影片的數據等方面入手。如比較熟悉的《阿凡達》，電影院觀(guān)影的時(shí)候均是使用眼鏡式的3D影像進(jìn)行技術(shù)呈現，其中使用的3D影像技術(shù)是偏光式的。原因是《阿凡達》拍攝期間所使用的拍攝3D技術(shù)均是使用單機雙鏡頭拍攝的，其實(shí)兩個(gè)鏡頭就與人的雙眼有著(zhù)相似之處。這類(lèi)的3D拍攝技術(shù)能產(chǎn)生的數據類(lèi)型均是使用專(zhuān)門(mén)的眼睛式3D影像技術(shù)。但裸眼式3D影像能呈現出的技術(shù)就要使用全面的3D數據信息。3D影像呈現技術(shù)中，我們能根據所需的技術(shù)手段選擇需要的設備，可以將其分成兩類(lèi)：第一類(lèi)是要佩戴立體眼鏡的3D影像呈現技術(shù)。所有的觀(guān)眾都要佩戴立體眼鏡，這種立體眼鏡能讓人的左眼和右眼看到不同的視覺(jué)影像。其實(shí)3D影像呈現技術(shù)就是在這個(gè)原理的前提下開(kāi)設的；第二類(lèi)是裸眼式的3D影像呈現技術(shù)，該3D影像呈現技術(shù)能讓觀(guān)眾不需佩戴任何立體眼鏡的情況下能獲取真實(shí)的3D視覺(jué)呈現效果。
3.3 3D 視覺(jué)效果的后期制作3.3.1單機雙鏡頭
在電影《阿凡達》中，是通過(guò)卡梅隆導演研發(fā)的單機雙鏡頭進(jìn)行3D實(shí)景拍攝的，在最后形成的畫(huà)面中是通過(guò)3D圖像處理后的數據文件，這種處理技術(shù)一般在進(jìn)行后期制作過(guò)程中非常便捷。
3.3.2雙機雙鏡頭
如果是通過(guò)雙機雙鏡頭的3D拍攝系統形成的各種文件，是與觀(guān)眾兩眼對應的兩個(gè)同步的圖像文件。由于雙機雙鏡頭的3D拍攝系統生成視頻后，需要進(jìn)行后期處理，一定要在對軟件進(jìn)行后期制作時(shí)將兩路視頻文件進(jìn)行同時(shí)導入之后，再進(jìn)行編輯這兩路視頻文件，其中涉及到剪輯、調色、制作后期效果等。如果制作過(guò)程中沒(méi)有做到全部同步，不但3D視覺(jué)效果的呈現大打折扣，2D的視覺(jué)質(zhì)量也會(huì )下降。所以視頻文件保存的時(shí)候均使用2D視頻保存方式，故此2D視頻的后期很多內容能直接調整和編輯，包括EDIUS、大洋、AfterEffect、premiere等。
4.結束語(yǔ)
近年來(lái)隨著(zhù)計算機硬件水平的提高和三維動(dòng)畫(huà)軟件的普及，三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)除了在影視方面應用越來(lái)越廣，還在廣告、建筑、醫療、教學(xué)等領(lǐng)域不斷拓展。特別是VR虛擬現實(shí)技術(shù)的興起，使三維動(dòng)畫(huà)在仿真領(lǐng)域大展身手，使得一些軍事國防領(lǐng)域也越來(lái)越多地涉及到三維動(dòng)畫(huà)技術(shù)，可以預想未來(lái)的軍事訓練可以像看一場(chǎng)電影一樣輕松容易，而普通的觀(guān)眾走進(jìn)影院也能通過(guò)三維動(dòng)畫(huà)仿真感受一場(chǎng)真實(shí)感很強的戰斗。電影《阿凡達》的戰爭場(chǎng)面現在還歷歷在目，這是3D技術(shù)給我們帶來(lái)的視覺(jué)享受，如果虛擬現實(shí)領(lǐng)域越來(lái)越成熟，這部電影將給我們帶來(lái)不僅僅是視覺(jué)的體驗，我們也將走進(jìn)影院感受一場(chǎng)真正的戰爭。
參考文獻
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