二维手绘特效在三维动画片中的研究

李津舟 电子科技大学成都学院

二维手绘特效在三维动画片中的研究

李津舟 电子科技大学成都学院

在现代CG动画的制作工艺中的，三维动画特效效果质量高效果，但是耗时较长，制作者需要基础分镜内容和脚本语言去创作出合理的特效，相比三维特效二维手绘特效成本较低，制作周期短，如何有效的将二维手绘特效应用到三维动画短片中，如何将二者风格统一，以及如何匹配透视与摄像机的运动轨迹。

三维动画 二维手绘特写 摄像机运动轨迹匹配

随着计算机的运算速度的提高以及计算机图形学理论的发展，三维动画制作中CGI的大量运用，数字特效技术在三维动画制作领域发挥了极大的作用，现如今CG镜头和电影制作中特效的写实程度越来越高，生成速度也越来越快，但是动画是需要更有个性，充满活力，热情饱满的，所有的元素都应该源于生活而高于生活，部分三维动画使用二维手绘特效反而能加强其视觉表达力，打破画面的约束。

一、三维动画和二维动画的制作流程

（一）二维动画与三维动画的区别。三维动画和二维动画在制作过程中最大的区别就是摄像机，传统二维动画的镜头运动是靠手绘整个场景逐帧发生变化，而让观众在视觉上感受到镜头的运动，而三维动画中则是模拟真实场景，建立虚拟摄像机进行动画设置，所以在三维动画中只需要对摄像机设置关键帧，整个镜头的运动和透视就是合理正确的，而要将二维手绘特效与三维动画进行匹配最大的问题就在于如何匹配摄像机。

（二）二维动画与三维动画的制作效率。二维动画的工作流程决定了其制作效率会高与三维动画，在中期制作中，三维动画需要将前期设定逐一在三维软件中进行还原，并加入材质灯光和动画，相反二维动画在中期制作中环节较少，有效的提升了制作的效率。

（三）二维动画与三维动画的优势。三维动画因为是模拟真实场景，所以摄像机运动上可以更为丰富，一些镜头运动幅度较大的片子应用三维动画不管是视觉效果还是流畅程度都要大于二维动画，而二维动画不收摄像机和真实物体的限制，二维动画的在极其夸张的动画上视觉效果明显优于三维动画，比如二维手绘特效，不仅运动可以足够夸张，制作效率也要优于三维特效。

（四）二维手绘特效与三维Q版卡通特效的区别。二维手绘特效是逐帧手绘的原理，所以在效果上，二维手绘特效元素的动态具有连贯性，而三维Q版卡通特效元素与元素之间相对独立，动态也是以模型轮廓为基础，二维手绘特效则没有外轮廓的限制。

二、二维手绘特效的特点

（一）光影平面化。手绘特效使用颜色层来做过度，并不会加入明显的渐变效果，大部分手绘特效是2-3层组成，用不同层的颜色来体现出特效上的渐变效果，如图1的烟雾特效是由三个颜色层组成。

图1　手绘特效图层示意

（二）节奏夸张化。二维手绘特效在绘制的过程中，会根据现实生活中的效果加入一如的夸张处理，既增强了动态过程，视觉效果上也有了明显的提升。

图2　烟雾效果

图2通过把现实生活中的烟雾，加入艺术的改进做了更为夸张的处理，加强了动态的过程。

（三）运动连续性。不同三维特效，通过群集的运动，通过元素依次运动的顺序来体现特效的运动轨迹，手绘特效是对同一元素逐帧的柔性过度来完成最终效果，虽然元素不多，但是动态丰富流程。

图3　入点

图3 一滴雨滴落入水面，形成一个非常小的初次飞溅。

图4　挤压拉升

图4 由于雨滴本身就是水，它被水吸收，然而它的分子仍有一些动量，在水面造成一个小的凹痕。

图5　附属动作

图5 当水面凹痕正要恢复平整时，一个小的二次飞溅从撞击点向上喷出。

三、二维手绘特效与三维动画匹配

（一）镜头无动态的匹配。镜头无动态的情况下，二维特效的匹配相对比较简单，特效往往是一瞬间的出现的，所以我们只需要在特效出现那一帧上进行位置匹配，并设计特效动态，而特效何时出现，帧的选择则变的极为重要，往往我们会选择一个动作的最极限POSE帧去添加手绘特效，如攻击情况下，我们会选择击中的第一时间也就是击中的第一帧，所以在大部分情况下，通常都选择添加接触后的第一帧作为特效的起始帧。

（二）大幅度镜头动态匹配。在大幅度运动的镜头下匹配二维手绘特效如果使用传统技法，不仅透视上的变化较多，而且也增加了逐帧绘画的难度，所以需要借助三维软件生成的摄像机轨道和透视信息来制作二维手绘特效，以便让绘制的难度降低，提高制作速度，图1左maya中的空间信息。

（1）对场景添加虚拟坐标位置（locator）。（2）烘培摄像机关键帧信息（Bake Simulation）。（3）导出maya摄像机及空间位置（.ma）。

导出了maya的摄像机及空间位置以后，透视关系自然也就明确了，这是我们只需要把导出来的文件，在导入Aftereffects软件中进行特效绘制，并使用插件Paint & Stick。

（1）导入MA文件。（2）创建灯光层，并把空白对象和灯光的属于进行关联。（3）创建Particular，并使用灯光位置作为发射器。（4）生成Particular路劲。（5）使用Paint&Stick绘制特效。

四、结语

本文通过分析两个三维动画的作品中的二维手绘特效的运用，以及如何匹配透视与摄像机的运动轨迹，基于此目的探讨使用二维手绘特效应用与三维短片当中，比较出相对于三维特效而言，二维手绘特效成本较低，制作周期短，适合现代CG动画的制作工艺中，通过基础分镜内容和脚本语言去创作出合理的特效，达到作品的质量要求并能创造出更具有风格化的画面效果。

［1］Ron Brinkmann，数字合成的科学与艺术.清华大学出版社.2011，6

［2］Joseph Gilland，动画特效的艺术，人民邮电出版社.2014.1.