技术与艺术的结合：以数字电影虚拟角色设计为例

钱默　袁红

摘 要：近年来，很多由数字技术与艺术相结合产生的数字电影虚拟角色深受观众喜爱成为了银幕的亮点，有的虚拟角色甚至被商家开发成衍生品。本文将从技术与艺术结合的角度出发，选取国内外数字电影虚拟角色的设计案例，探讨数字电影虚拟角色的设计，以期引起相关研究者的关注和兴趣。

关键词：技术与艺术；数字电影；虚拟角色；设计

近年来，《阿凡达》《霍比特人》等数字电影上映创造票房神话的同时，片中由数字技术与艺术相结合塑造的栩栩如生、个性各异的虚拟角色也成为银幕的亮点，深受观众喜爱，有的虚拟角色甚至被商家开发成衍生品，产生了巨大的经济效益。这种技术与艺术相结合产生的虚拟角色正引起设计界的关注，成为了设计界研究的热点。诺贝尔奖获得者、著名科学家李政道教授曾说“技术与艺术是一个硬币的两面。”技术需要借助艺术去说明世界，艺术需要利用技术去表达情感，技术与艺术相互结合，相得益彰。本文将尝试从数字技术与艺术的角度，结合国内外数字电影虚拟角色设计的案例，探讨数字电影虚拟角色的设计，以期引起相关研究者的关注和兴趣。

1 技术是数字电影虚拟角色设计的基础

数字电影是指在部分或全部以数字处理技术代替胶片的电影，而数字电影的虚拟角色，则是运用数字技术制作的非真实的虚构形象。一部部精彩的数字电影，一个个令人难忘的虚拟角色，必然是技术与艺术的完美结合。这里的“技术”主要指计算机三维数字技术，尤其是指三维动画动作编辑技术和三维动画渲染技术。三维动画动作编辑技术主要包括虚拟角色的动作和表情的制作技术，三维动画渲染技术主要包括虚拟角色的身体（包括毛发、皮肤等）和服饰的质感制作技术，二者追求的共同目标都是达到逼真自然的效果。可见，数字电影虚拟角色的设计必须依赖于计算机技术和艺术的结合，才能实现最炫目的视觉艺术效果。

从三维动画动作编辑技术角度来看，自然界中物体的运动，都包含着难以计数的轨迹点。传统的三维动作编辑技术通常模拟角色的运动规律来生成动画，如设置动画关键帧和运用动画软件中的模块编辑系统指定角色的动作轨迹，但这两种方法都很难制作出一些运动规律极其复杂的角色。例如，《功夫熊猫》的幕后动画团队，仅给灵蛇这一角色绑定动作姿势就耗时不少，因为灵蛇身体有13个轨迹调节点，锁定任何一个轨迹点的同时，还要考虑角色沿着路径移动的轨迹，这是非常复杂的利用模块编辑系统中的骨骼动画绑定，所以采用传统的三维动作编辑技术费时费力而且动作表现也受局限。如果涉及人物角色的运动就更难模拟，如轻轻一个微笑就牵涉许多肌肉轨迹点的变化。因此，在许多利用传统三维动作编辑技术制作的电影特效中，仍然可以看得出虚拟角色的动作有一定的不连贯，显得不那么逼真。但是近年来设计师借助动作捕捉技术（Motion Capture）打造出的虚拟角色，它们的一举一动都栩栩如生，弥补了传统的计算机三维技术的不足。动作捕捉技术的实质就是测量、跟踪、记录物体在三维空间中的运动轨迹，并且直接生成数据驱动动画形象模型。

斯皮尔伯格导演在拍摄数字电影《丁丁历险记》时，将200多名工作人员集合在加州片厂的动作捕捉摄影棚，这完全与传统的摄影棚截然不同。演员的表演和动作的采集都在这个被称为“大型动作捕捉舞台”的空间进行，摄影棚内以及天花板上悬挂着的一百多台高速摄影机，不断采集演员的动作和表情数据。此外，还有八台高画质摄像机捕捉演员一些细微的表演，以便后期动画师可以参考这些细节，并将其转换为数字化的生动效果，制作出更加细腻丰富的动作表情。《丁丁历险记》将真人表演、动作捕捉以及CG成像合成得天衣无缝，让观众相信自己看到的就是真实的演员。影片上映后大获成功，获得了2011年第69届金球奖最佳动画长片、2012年第10届视觉效果协会奖最佳动画片提名。

从三维动画渲染技术角度來看，三维动画渲染是数字电影特效制作重要的组成部分，所有的前期工作成果必须通过渲染加以完成和体现。渲染是一件让人兴奋的事情，它可以将角色的皮肤、毛发、衣着材质营造出最真实的效果，所有关于虚拟角色的构思、设计即将转换为所期待的画面，同时渲染也是一个漫长等待的过程。因此，渲染的技术原理和工作方式对于渲染工作至关重要，这在以《最终幻想》《金刚》等为代表的一系列影片中已经解决得相当不错了，甚至可以说，只要投入足够的时间和资金就可以达到满意的效果。但是随着影视业对计算机三维图形的质量和渲染效率要求的不断提升，单机渲染已经不能满足业界的要求，《指环王Ⅱ：双塔奇兵》在制作“树胡子”这一角色时采用了集群渲染技术，如果该片采用传统单机渲染技术，一帧平均花费20个小时。而在多机的三维动画渲染应用中，由于采用了数台电脑工作机组并联组建而成的局域网渲染模式，完成了海量的数据渲染和计算输出，从而大大提升了渲染效率，降低了工作成本，成为了当前数字电影动画渲染不可或缺的技术。

当今的动画师必须熟悉动作捕获技术系统，特别是当角色运动繁复时，动画师需要精确地将动作捕获技术系统获取到的数据，导入到Autodesk MotionBuilder软件中做出初步调节，再将调节好的数据导入到Autodesk Maya动画软件，针对角色的动作进行艺术性创作。例如，虚拟角色形体的夸张变形运动等等，需要动画师花费大量的时间进行调节轮廓与骨骼绑定，最终在Autodesk Maya中渲染输出。可见，对于动画设计师而言，系统了解和掌握基本的计算机技术是塑造好虚拟角色的基础。

2 艺术是数字电影虚拟角色设计的保障

虚拟角色的艺术设计是指将角色的形象轮廓、体态造型和动作表现等多种元素综合起来，能够准确传达角色的个性和理念，集中展现出角色的艺术魅力的设计。可以说，虚拟角色设计是否成功，最终能否打动观众，除设计师熟练操作三维动画动作编辑技术和三维动画渲染技术外，还必须艺术性地创造虚拟角色，这也是数字电影虚拟角色设计的保障。

首先，适当夸张虚拟角色的造型。这里的“夸张”是指动画设计师发挥主观能动性对虚拟角色的造型特征进行强调或削弱，使其更具有鲜明的个性，有利于强化电影的表现风格，增强电影的趣味性。夸张的手法有很多种，如有意识地对角色造型进行高度简化，让观众便于认知。《超能陆战队》中的医疗机器人大白，动画设计师按照高度简化的理念，将这个无比可爱的白胖子的脸部简化到本质，眼睛加嘴巴设计为由两个点串联起一条线，给人和平愉悦的意象。大白的体型结构参考了婴儿、企鹅以及大龙猫，最后设计为光洁平滑、毫无威胁的白色气球状，让这个白白软软的形象倍受观众喜爱。

其次，强化虚拟角色的色彩。强化角色的色彩设计，既能突出角色的个性，又能丰富角色性格的多面性。数字电影《爱丽丝梦游仙境》的色彩设计就很有代表性。掌管仙境的“红桃皇后”那红白相间的另类裙装、白色的面庞、红色的嘴唇、蓝色的眼影，凸显了“红桃皇后”这个角色敏感任性又略带俗气的气质。“疯帽子”那因水银中毒而苍白的面孔配上绿眼红发，以及衣服的颜色随着情绪的变化而不断变化等等，这些对比强烈的色彩，通过电影的CG动画师的塑造，呈现出了一个亢奋狂热、骄傲善良的“疯帽子”的形象。

再次，注重虛拟角色的细节刻画。这里的“细节”是指反映虚拟角色生活状态、内心世界及其变化的可视的、真实的、细小的情节，这些细节的想象、创作的灵感皆源自真实的生活体验。电影中虚拟角色细节的塑造，尤其是角色的个性、情感、经历等细节不能单靠旁白解释来完成，需要通过所有能传达它微妙心理活动的举手投足细节来展现，如眨眼的时机、身体的小动作等等组成鲜活的生活画卷，揭示角色的内心世界。虚拟角色细节的塑造越真实越细腻，电影就越生动有趣。

法国19世纪著名文学家福楼拜在谈到艺术与科学的关系时，曾经做过一次非常生动的比喻，他说：“越往前走，艺术越要科学化，科学也要艺术化。”将数字技术运用到电影艺术之中，极大地丰富了电影艺术的表现形式，让数字电影在叙事方式、情感演绎、视觉特效上都实现了“数字化的技术美学”。正是因为有了数字技术，打破了传统电影单纯依赖真人演员表演的模式，让虚拟角色成为很多数字电影中令观众难忘的角色。由此可见，要设计好虚拟角色，必然离不开技术与艺术的融合。因此，动画设计师需要打好数字电影虚拟角色设计的技术基础，掌握必要的信息技术及手段，具备扎实的软件操作能力，同时具有较高的审美意识和创意设计的能力。只有这样，才能为观众创作更多丰富多彩、吸引观众的虚拟角色，也才能创造出更大的经济价值和社会效益。

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