谈计算机动画在电影特效中的应用

林莉娅



谈计算机动画在电影特效中的应用

林莉娅

(福州外语外贸学院 艺术学院，福建 福州 350007)

计算机动画是采用图形与图像处理技术，借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面．计算机动画的一个重要应用就是制作电影特效．计算机动画在虚拟场景的创建、动力仿真及后期合成等特效中有着重要的作用．它使电影业的创意水平达到新的高度，大大影响了电影市场．计算机动画与电影的结合也成为计算机交互媒体发展的必然趋势．

动画；计算机动画；电影；电影特效；电影艺术

1 计算机动画技术

早期的计算机动画影片采用程序设计语言编程制作．随着技术的不断发展，系统操作平台更加友好，不需计算机专家的参与，艺术家就可以制作影片．计算机动画软件节省了大量的人力、物力和财力．目前，电影特效主要采用计算机动画技术实现，其方法主要有采用软件实现和通过高级语言二次开发实现．

1.1 软件

根据电影特效的特点，可以分成三维特效和后期特效．在特效领域中，二者缺一不可．目前，常用的三维特效的软件是Autodesk公司推出的3ds Max．它是当今世界上最流行的三维建模、动画制作及渲染软件．它的内部采用按钮化设计，一切命令都可以通过按钮来实现．它完成的物体质感强烈，光线反射、折射、阴影、镜像、色彩效果都非常理想，广泛应用于视觉设计、动画、影视特效及游戏开发．国内外很多动画片的制作都是用3ds max，该软件制作出的动画，被称为动画界的插件大师．

Side Effects Software的旗舰级产品是创建高级视觉效果的终极工具，它是特效方面非常强大的软件．许多电影特效都是由它完成：《指环王》中“甘道夫”放的“魔法礼花；“水马”冲垮“戒灵”的场面；《后天》中的龙卷风等等，只要是涉及DD公司制作的好莱坞一线大片，几乎都有Houdini参与和应用．

After Effects是Adobe公司出品的一款用于高端视频编辑系统的专业非线性编辑软件(简称AE)．它借鉴了许多软件的成功之处，将视频编辑合成上升到了新的高度．该软件可兼容许多特效插件，增强了制作功能．如，在动画后期合成时，可制作出复杂的效果，如飘渺效果，爆炸效果．

电影特效使用的软件不止前面赘述的这么多，因此能否充分合理利用这些数字技术是电影特效成功的关键．

1.2 通过高级语言二次开发

当前，数字电影特效是属于交叉学科，它是电影艺术与计算机技术的融合体．很多电影特效都可通过在软件平台上进行高级语言的二次开发来实现．Maya是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件．它功能完善，制作效率极高，渲染真实感极强，是电影级别的高端制作软件．而Maya被电影特效制作界广泛接受，很大程度上是因为它支持通过开发插件以及编写Maya嵌入式语言(MEL)脚本来进行大范围的定制．对Maya的二次开发将对整个三维工作流程搭建起到重要作用．除此之外，基于虚拟现实软件VRML, GeoVRML或开放图形程序库OpenGL, Direct3D等高质量的3D图形开发平台，在高级语言C++, VB, C#中编程实现三维建模、几何变换、色彩、纹理、三维地形以及在场景中漫游．而基于Maya开发的插件，多用于细节步骤的处理，一个小插件，可以起到事半功倍的作用．

2 计算机动画在电影特效中的应用

2.1 虚拟场景的创建

在电影拍摄过程中，不少镜头和景象拍摄费用很大，危险系数高，甚至在现实生活中难以拍摄．特别针对灾难性电影而言，逼真的灾难场景需则用计算机技术来完成．创建模型便是第一步．在实际建模过程中，通常以现实世界为基础，依据电影剧情特点、角色造型，采用多种方式相结合形成模型数据．随着技术的发展，观众对场景模型的仿真设计要求越来越高．例如，《2012》中的视觉特效镜头多达1 300多个，在其中一个3分钟的灾难镜头中，影片主角之一杰克逊·柯蒂斯驾驶着座驾在洛杉矶街道上演“生死时速”，道路两边的建筑纷纷倒塌．特效师建立了具有真实感的三维立体街区模型．这样，每个场景在动手拍摄之前，就能先看到效果．

2.2 动力仿真

粒子是动力学的一部分，而动力学是物理学的一个分支，用来描述物理世界物体的运动方式．Maya拥有非常强大的粒子系统，有着相当完备的参数设置，而且可以根据建模形状的不同，去定义粒子的形态，同时增强粒子系统的灵活性与艺术性．粒子系统主要用于表现动态的效果，与时间速度的关系非常紧密，一般用于动画制作．粒子系统主要可用来创建火、爆炸、烟、灰尘、泡沫、水流、火花、落叶或者像发光轨迹这样的抽象视觉效果等．它还可以将任何造型作为粒子，用来表现成群的鸟、蚂蚁、吹散的蒲公英等动画效果．动力学系统可以制作出使用传统关键帧技术难以完成的真实效果，如一个物体掉到地上，无数碎块掉落相互碰撞．此时，可将物体碎块模型转化为刚体，这样刚体可以参与一系列的动力学解算，通过解算得到仿真的运动．例如，在《2012》建筑物崩塌场景中，每一个物体都随着地震的发生而被破坏，物体相互之间又有联系．在计算机中，我们能看到一座大厦的模型好像三维拼图一样被打乱．但实际上需要按照真实的情况来安排大厦每层楼、每一片玻璃、每一块水泥板被破坏的时间顺序．除了地震外，还要加入狂风，一些小碎片在下坠的过程中要被狂风吹走，而碎片落地的过程同时也是灰尘扬起的过程．这些过程特效师用3DS Max软件来制作动画，采用ThinkingParticles粒子插件来制作建筑物崩塌的效果．

2.3 后期合成特效

后期合成一般指对完成的影片素材再处理加工，以达到特殊的效果．在一些特效场景中，演员是无法真实拍摄的．因此，只能通过计算机进行后期合成处理．演员站在以蓝色或绿色布为背景的前面进行拍摄，制作人员将蓝色或绿色拍摄区域抠掉，然后再通过计算机图形处理技术将特效场景与拍摄人物合成在一起，得到真实的效果．“阿甘正传”中与总统握手的场景就是展示合成特效技术应用潜力的最好例子．

除了画面，声音是作为电影形式的重要组成部分，而电影音乐或电影配乐就是其中的一种形式．在当前科技飞速发展的趋势下，电子合成手段参与电影音乐的创作已经非常普遍．观众几乎无法判断所听到的音乐是真实乐队演奏还是来自于计算机处理的电子合成音乐．

3 计算机动画技术应用给电影市场的影响

计算机动画技术让电影业的创意水平达到新的高度．而电影特效变得更加栩栩如生，特别是近几年的三维效果更是激发了编剧与导演的想像力．一项对发行录像的主要影院影片的分析结果显示，采用计算机动画特效的实景影片2011年占所有主要影院实景影片总体录像营业收入的45.4 %，大大高于2001年时的26.8 %．在好莱坞，80 %的影片都使用特效，而且最卖座的几乎全都是特效大片，它们的大卖也让参与其中的特效公司获取利益．制作过《变形金刚》《哈里波特》等大片的好莱坞特效公司年营业额都超过1亿美元．此外，计算机动画为广大影视工作者提供了一种新颖的创作方法，为人们文化生活增添了一个独特的艺术形式．可以说电影特技的发展与计算机动画的发展是相互促进的．计算机动画与电影的结合也成为计算机交互媒体发展的必然趋势．

[1] 史红兵.计算机动画中的若干关键技术研究[D].杭州:浙江大学,2007:1-2.

[2] 程静.3ds max三维设计制作[M].北京:人民邮电出版社,2011:2.

[3] 程雅倩.当代数字动画前沿技术解析[D].济南:山东师范大学,2010:16-17.

[4] 田玉婷.Maya的MEL语言在项目中的开发应用[J].黑龙江科技信息,2007(22):100.

[5] 武宜广,胡召玲,黄翌,等.徐州师范大学三维虚拟校园设计与实现[J].徐州师范大学学报:自然科学版,2010,28(1):75-78.

[6] 杨世恩.三维动漫制作与虚拟现实结合技术研究[J].微型机与应用,2011(15):78-80.

[7] 代彪.基于物理的角色动画模拟研究与实现[D].成都:电子科技大学:2012:4-40.

[8] 宋书利,郑周元.浅谈数字特效在电影中的运用[J].山东行政学院山东省经济管理干部学院学报,2007(2):131-132.

[9] 戴娱,戴岱.电子声音合成手段在电影音乐中的应用发展概览[J].北京电影学院学报,2011(5):60-66.

Research on Computer Animation in Special Movie Effects

LIN Li-ya

(College of Arts, Fuzhou University of Foreign Studies and Trade, Fuzhou, Fujian 350007, China)

Computer animation is computer image processing technology. It produces a series of pictures by programming or animation software. The special movie effect is one of the important applications of computer animation. The computer animation plays an important role in creating special movie effects, such as building a virtual scene, dynamic simulation and movie synthesizing in the later period. It pushes forward the creation of the film industry into a new level and influences the movie market. Combining movie with computer animation has become the trend of the development of computer interactive media.

animation; computer animation; movie; special movie effect; movie art

(责任编校：李建明 英文校对：李玉玲)

J90-05

A

1673-2065(2013)04-0115-03

2013-04-10

福建省教育厅A类科技项目(JA12364)

林莉娅(1980-),女,福建龙岩人,福州外语外贸学院艺术学院讲师,工程学硕士.