如何实现真实的三维画面效果

摘 要：随着三维影像技术的广泛应用，观众的视觉欣赏水平和艺术鉴赏能力也逐渐提高。当大家对三维影像技术司空见惯之后，对画面就越来越挑剔，不完美和不合理的画面效果会很容易被大家所发现。而对于CG制作人员来说，真实的画面效果，一直是不断追寻和探索的方向之一。本文将从真实的材质，灯光的运用、环境氛围的调控这几个方面，全面而深刻的阐述如何营造真实的三维画面效果。

关键词：真实画面；材质质感；环境氛围

三维影像技术在科技日新月异、应用日趋广泛的今天已经不是什么新鲜事儿了，它应用到了太多的领域当中，例如动画片、电影、游戏、广告、建筑漫游、产品演示等。随着三维技术的不断发展，人们的视觉欣赏水平和鉴赏能力也在逐渐提高。从最早的三维动画片1995年上映的《玩具总动员》到2010年上映的《阿凡达》，其画面效果可谓有了质的飞跃，呈现给观众的是一场无与伦比的视觉盛宴。从画面效果上来说，三维影像技术应用方向大概可以分为两类：一类是追求半真实半虚幻的卡通动画效果，大多用在动画片和游戏当中；另一类是追求极致真实的仿真效果，用来完美替代真人电影中的各种角色和场景。大多用在广告、真人电影、各种演示等项目中。尤其后者应用领域更加广泛，包括航空航天、军事模拟、医学演示等高端领域。

当然，应用最多的还是电影工业，目前真人电影中，百分之九十五以上都会使用三维动画技术。而大部分动作电影、科幻电影中，三维动画也占了很大的比重。例如，《2012》中所有的灾难效果全部用CG特效来实现。《创战记》更是由全CG的角色来出演，几乎已经难以分辨与真人角色的区别了。那么，在三维动画制作过程中，都有哪些因素会影响到画面效果呢？如何使画面更加逼真、更加写实呢？本文将通过以下几点，带领大家一同去探索真实画面的表现形式。

1 真实的材质

材质是三维制作过程中的重要环节，没有材质的画面将是没有色彩、没有生机的灰暗世界。

材质所指的就是物体是什么质地的，是由何种材料所构成，其表面质感是怎样的，简单地说就是物体表面所呈现出的视觉特性——质感、颜色和纹理。深入研究分析不同材质的特点，才可以在三维软件中更好地体现物体质感，让观众清晰的感知到物体是由何种材料构成的。材质质感主要指物体表面的颜色、纹理、凹凸、透明度、反射率、折射率、发光度等。只有充分地体现出这些属性特点，才能制作出逼真的材质，从而实现完美的画面效果。根据材质不同的表现手法，主要有“做新”和“做旧”这两个方面。

新材质主要是表现像不锈钢金属、钢琴烤漆、车漆、陶瓷、玻璃等等这一类的物体。通常情况下，“崭新”是这些物体的材质特性。在确定物体的基本颜色和纹理之后，主要是体现高光、反射和折射。因为这些物体的表面光滑，凹凸几乎可以忽略不计，所以高光强，反射强，漫反射是微乎其微的。当然，虽同为新材质，对于不同物体其材质特性也会不尽相同，但是材质的基本属性调节和质感体现方法却是大同小异的。

旧材质在生活中随处可见，水泥脱落的墙面、腐烂的木头、生锈的水管等，而“陈旧”是它们共有的特性，主要是体现物体在经过风吹雨淋日晒之后，所呈现的沧桑感和岁月痕迹。对于“陈旧”，最重要的是颜色贴图的确定，掌握好基本颜色、纹理和质感，之后要在其上绘制很多的材质细节。例如，破损、划痕、污渍、磨白等等。有了这些丰富的细节之后，物体才会更加真实。旧材质除了颜色贴图外，凹凸也是必不可少的，而高光可以视情况而定，根据所做的物体给予不同高光贴图。对于反射、折射这些要素，基本无须调节。

材质是决定画面是否真实的重要元素，只有真实质感的体现，才能使三维软件中的虚拟世界和现实世界一样的多姿多彩。

2 光的运用

在人类眼中，光是自然万物的生命之本，是人类赖以生存的必需条件；在摄影艺术家眼中，光是塑造形体、体现主题、表达情感、烘托气氛的重要手段；在CG人员眼中，光是实现真实的三维画面效果必不可少的条件之一。在三维软件中，光是完全模拟真实世界中的光，具备所有光的特性，通过强度、颜色、方向、衰减等元素来实现真实光的效果。

（1）光对材质质感的影响。光和材质是相辅相成的关系，没有光，材质质感亦是无法体现的。这一点无论是在真实世界还是在三维场景中都是如此。例如，在漆黑的夜晚，我们很难分辨物体的材质是怎样的；而在艳阳高照的白天，我们就可以直观地看出物体是什么材料的。除此之外，光源的颜色也是对物体有所影响的。物体在红光的照射下也会颜色偏红，而非本身的固有色了。所有这些都体现了物体的质感与光的必然联系。

（2）光对造型的影响。光可以塑造物体的形态、轮廓。根据光源角度位置不同，可以把物体的明暗色调分成亮部、中间调、明暗交界线、暗部、反光部这五大区域。侧光可以使物体更具有体积感和重量感；顺光使物体结构较为柔和，更多的是体现物体的固有色；逆光则主要描绘物体的轮廓。故此，光源的位置有所变化，物体造型也会有所影响。

（3）光对画面氛围的影响。在三维场景当中，通常会使用各种不同类型的灯光贯穿于画面，从而营造出不同时空、不同氛围以及不同意境。充分合理地运用灯光，可以展现出真实的画面效果，让观众清晰感知到，这是清晨还是黄昏，是白天还是黑夜。通过光源冷暖颜色的相互搭配、强度以及方向的不同应用，可以突出所要表现的主题，拉开画面层次，营造出完美的空间意境，散发出不凡的艺术韵味。所以说，光是实现真实画面的重要元素，也是营造气氛、烘托场景氛围的有力手段。

3 环境氛围的调控

环境氛围对画面的影响尤为重要。好的氛围不但可以体现出环境真实感，还可以突出影片特色，烘托主题，展现其艺术魅力。画面氛围的不断变化，既可以推动故事情节的发展，观众的情绪基调也会随之改变，同时又带给观众一定的视觉冲击。所以，环境氛围的掌控不单是对画面真实感起到重要作用，对影片的情节控制，亦是必不可少的体现手法。对于环境氛围的调控，主要通过以下几个方面来体现：endprint

（1）色调的合理搭配。所谓色调指的是画面色彩的总体倾向，是画面上表现思想、感情、意境所使用的色彩和色彩的纯度。色调包含画面中整体色彩的色相、明度和纯度这三个方面。所以，掌控画面的基本色调，也应从这三个方面着手，以使画面色调真实和谐、搭配合理。画面色调不同，所体现的艺术效果和传递给观众的讯息也是不一样的。例如，在体现狂风暴雨、大水淹城的灾难画面时，其整体色调是偏灰冷色的，画面色彩饱和度低，气氛较为浑浊，没有明显的光源体现在画面中；而在体现夏日傍晚、夕阳西下、一对老年夫妇手挽手在漫步的画面时，则整体色调偏暖红色，画面气氛柔和，没有强烈的亮部和暗部的存在，体现出一种温馨而和谐的意境。在画面色调掌控上，各种不同色调合理搭配，而这些色调主要分为冷色调和暖色调两大系。合理利用冷暖关系，便可尽显真实的三维画面效果。

（2）雾的添加。现实生活中所常见的雾效，在三维场景中是营造氛围必不可少的元素。三维画面中多应用环境雾和灯光雾这两种雾效。环境雾主要是用来体现在环境中烟雾、粉尘、水分子等效果。通常是在室外场景中添加，尤其是全景镜头。例如，远处有山、大海、高楼大厦或者是树林村庄的，雾的运用会使得远景柔和，画面真实、自然。灯光雾主要应用到某一特定的区域而非整个场景。例如，在室内场景中，阳光穿透窗户会产生薄薄的雾效；夜晚路灯的照射范围内也同样会产生雾效；舞台上强烈的聚光灯所营造的灯光雾效果。所有这些真实世界存在的雾效，在三维场景中同样需要我们来刻画，这样才能更好地营造画面氛围，也应了那句老话：艺术来源于生活。

（3）景深的应用。我们经常看到摄影艺术家在拍摄人像、花、昆虫等照片时，会将背景拍得有些模糊。在拍摄风景照片时，也会有近实远虚的关系，这些都是景深的应用。景深效果不仅在摄影中被广泛运用，在影视类作品中也是无处不在的。景深的表现形式有很多种，不同的景深效果所展现的画面主题也是不一样的。例如，在一幅画面中，有前景（草），中景（房子），远景（山），我们可以把草和山处理成虚的，而房子是实的，从而突出所要表现的主体物。又如，在一幅画面中，有两个角色在表演，一个离镜头近一些，另一个离镜头远一些。我们可以来回切换两者的虚实关系，把观众的注意力从一个演员带动到另一个演员身上，从而吸引观众的眼球和意识。

景深效果不单应用在中景、远景这样有环境、有距离的镜头中，对于突出某一个物体的局部也是可以派上用场的。比方画面中的一只狮子，它的眼神是那么的哀怨和悲伤，为了体现它此刻的内心感受，就可以把清晰点放在狮子双眼处，而身体其他部位，则逐渐虚化。这样观众的视觉中心就被狮子的眼神所吸引。景深对于画面氛围的调控同样起着重要作用，既可以体现出画面的空间感、距离感、深度感和层次感，又能直接影响画面中所要表现的主题，达到展现视觉中心的效果。

在三维动画制作过程中，“真实感”一直是我们不断创造和追寻的，材质要真实、灯光要真实、动作要真实、表情要真实，所有的这一切都只为三维这个虚拟世界能够体现出被我们所熟悉、所感知的现实世界。而很多时候，三维所营造出来的意境要高于现实世界，但遵循的原理，却是不变的。

参考文献：

[1] 拉尼尔（Lee Lanier）.Maya灯光与材质高级技法（第2版）[M].人民邮电出版社，2009.

[2] 张悦.完全掌握Maya电影级灯光和材质制作超级手册[M].机械工业出版社，2010.

[3] 刘文菊.Maya材质与灯光技术精粹[M].清华大学出版社，2011.

作者简介：陶磊（1982—），女，吉林人，本科，就职于吉林动画学院，研究方向：动画。endprint