材质、灯光在数字立体动画技术中的应用研究

摘 要：材质、灯光是一个很重要的视觉元素，用来充分刻画人物形象，环境空间氛围的重要途径，温组从数字立体动画技术研发的实际出发，重点研究材质、灯光在立体动画技术中的作用及制作技巧，旨在为立体动画项目制作提供借鉴和帮助。

关键词：材质；灯光；数字立体动画；制作技巧

数字立体动画影片通过“色彩叙事”（即材质质感、灯光照明）来感染人、创造艺术环境、设定氛围营造了一个完美的虚拟的空间，与观众形成了一种沟通、感受，为故事的理解、剧情的烘托打下了基础。材质、灯光在数字立体动画电影中一个很重要的视觉元素，用来充分刻画人物形象，营造场景氛围的重要途径，对于丰富画面效果、递进剧情发展、加强影片真实感、提高动画本身的欣赏价值起到重要作用。材质、灯光为了色彩叙述故事，传递给观众信息，表达情感，使影片的情感得到升华。

1 立体动画中的视觉语言“色彩”

我们知道，人们平常所使用的语言之所以能够作为人与人之间交流的工具来传达意义是经过长时间的发展而约定俗成的。它具有很强的地域性。而视觉语言传达一个意图似乎更多的依赖人生理感受和直觉。

“视觉语言”由视觉基本元素和设计原则两部构成的视觉传达意义规范和符号，立体动画创造视觉形象的媒介为绘画、摄影、电影，视觉形象的特征是三维空间。色彩为第一视觉语言，具有影响人们心理，唤起人们感情，左右我们感情和行动的作用。可以传达意念，表达某种确切的含义。色彩有明显的影响情绪的作用。不同的色彩可以表现不同的情感。色彩有使人增强识别记忆的作用。具有良好色彩构成的动画镜头画面设计，能强烈地吸引消费者的注意力，加强艺术魅力。

2 材质、灯光在立体动画电影中的视觉体验

视觉体验是在动画电影中给观众留下的视觉感受和心理感受， 从视觉上造成强烈的冲击力。为展现空间、捕捉视觉美感提供信息，叙事则更多地表现时间内容，为人们探索想象与未知世界提供空间。我们知道，在视觉领域里，材质触感、灯光氛围会使观众对剧情形象的感知在生理与心理过程中起着至关重要的作用。它不仅能满足观众的视觉要求，还能影响到观众的审美心理变化。

在立体动画电影中所看到的一切物体形态和空间环境，都是通过光影和真实色彩的关系体现出来的，让人们随着色彩的变化而产生不同的情感变化，最终达到身临其境目的。

3 材质、灯光立体动画技术中的应用

概括地说，材质是一个物体的视觉和触觉。在三维动画软件中，有材质编辑器来模拟现实中物体的材质属性，包括颜色、自发光、透明度、辉光、折射率、反射率等等。有了这些属性，我们在三维的虚拟世界中才能完美地模拟现实世界，甚至比现实世界更逼真更梦幻。

灯光是我们用视觉认识客观事物的必要条件，物体在光源的照射下会呈现出明暗效果的变化，因此物体与明暗是形影相随的。明暗不仅能反映客观事物的具体形态也可以改变物体的真实形态，造成视觉感受的假象和幻像，正是它的可创造性让艺术表现力更强，经过实践探索以及长期对绘画经验的积累。

创造不同的空间应具有不同的思绪，这是人的生理与心理需要所决定的，人们从事各种活动就要有相应气氛的空间支持。室内外光环境与空间性格如此密切，我们在设计时就要有意识地体验两者的关系，准确地把握分寸，全力运用光语言并发挥光色的表现力。

3.1 材质、灯光在立体动画制作中的作用

3.1.1 材质是指动画中各网格物体在渲染后所呈现的颜色、质感、反射和折射光线的情况以及各种表面属性。它就像是动画作品的包装， 独具匠心的材质设计往往使一个简单的场景蓬壁生辉。材质是不可缺少的一个视觉元素.色彩给我们的主要是视觉感受而材质比色彩要多给我们一种感受-触觉。材质可以增加场景效果的真实感，在动画场景特别是三维动画场景设计中.材质效果几乎决定了整个场景的真实感.在三维动画场最建模工作结束后，材质贴图是很重要的工作.选择准确丰富的材质贴图才会使最后的场景、角色效果真实可信。

总结，材质在立体动画中的作用有以下三点：

（1）材质是创造场景真实性的关键；

（2）材质是创造梦幻的手段，创造虚幻世界的形象；

（3）材质决定了动画作品中的色彩风格；

3.1.2 如果说光线是一切影像艺术的灵魂，那么灯光则是三维动画的灵魂。没有灯光，三维动画就无法显像，更谈不上在人眼前呈现了灯光同其它各要素一样，是以塑造角色形象、塑造空间为最高目的。

灯光的不同变化、不同的光束、不同的色彩都能直接地触动观众的第一感觉，比如：灰暗的灯光布局，使人一看就心情沉闷。而明朗的灯光布局令人一看就豁然开朗，灯光的光感无疑使三维动画更具有视觉表现张力，视觉形象更逼真生动，体现出真实的空间感、视觉感官的镜头感。所以说，灯光对于镜头内透视、时间和气氛的表现功不可没。

总结，灯光在立体动画中的作用有以下四点：

（1）灯光颜色对环境氛围的塑造；

（2）灯光明暗对心里情绪表达；

（3）光色变化对故事情节的引导；

（4）影片象征性意义的表达；

3.2 材质、灯光制作技巧

材质，一般来说是指物体视觉感官。材质可以看成是材料和质感的结合。在三维软件渲染程序中，它是表面各个可视属性的结合，这些可视属性是指表面的色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率、发光度等。正是有了这些属性，才能让我们识别三维中的模型是什么做成的，也正是有了这些属性，我们计算机三维的虚拟世界才会和真实世界一样缤纷多彩。我们必须仔细分析产生不同材质的原因，才能让我们更好的把握质感。材质的真相仍然是光，离开光材质是无法体现的。举例来说，借助夜晚微弱的天空光，我们往往很难分辨物体的材质，而在正常的照明条件下，则很容易分辨。这种情况表明了物体的材质与光的微妙关系。

例如在《阿凡达》影片中在Jake的阿凡达第一次醒来的那个镜头中，全部的灯光、贴图和次表面材质技术在这个镜头中角色照片级的效果成为了其他纳美人和阿凡达角色的标准。因为Jake的角色要和真人演员一起表演，所以Jake的阿凡达效果要非常好，他的贴图还添加了很多的细节，仅仅在人脸上，从一个区域到另一个区域色调和色相的变化都是非常大的，当然肉眼只能看到色调的变化，蓝色的皮肤也应该遵循同样的道理。所以我们就开始在蓝色上绘制出很多变化。眼睛周围稍微暗一点，脸颊饱和度稍微底一点，嘴唇旁边的皮肤相对来说更粉一些。我们在皮肤上添加了这些细腻的色调变化，然后又添加了一些污点和色彩偏移。虽然加上的都是非常细微的效果，但是给皮肤增加了真实。基于真实物理的灯光系统，使CG角色要实拍交互和真人演员共同表演效果更加真实。灯光的作用就是能使纳美人和阿凡达角色效果更真实，“球面调和”灯光技术使它可以确定物体是否在阴影中，还能确定光的发射方向，即使在史诗般的镜头中，场面非常宏大，因为灯光的照明，就能使得效果非常的逼真。

参考文献

[1]曲春景，童云霞.影视动画作品中色彩语言的表意功能[J].上海大学学报 （社会科学版），2009，16（6）.

[2]冯文，孙立军.动画艺术概论[M].北京：海洋出版社，2007：45.

[3]张东雨.数字时代影视动画艺术的发展趋势[J].文艺生活，2010：18-23.

作者简介：顾玉琼，男，黑龙江省牡丹江市人，牡丹江大学动画学院。endprint