基于After Effects中Form滤镜下的三维粒子特效研究与应用

王少豪

摘要：After Effects作为Adobe公司推出的一款图形视频后期处理软件，在很多影视作品的特效制作中都有广泛的应用，有着非常强大的功能和受众群体。同时，还有很多第三方为其设计生产各种效果插件，其中，目前行业中流行的粒子特效更是频频出现在各大影视、节目与广告作品之中。本文将以Form粒子特效为例，对粒子特效中难以把握的复杂设置与粒子空间运动控制进行深入的研究。

关键词：Form；粒子；Base Form；贴图；三维

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）28-0211-02

Form滤镜是Trapcode公司发布的一款基于网络的三维粒子插件，有六大类、61种预置效果，内置的音频分析可以将音乐节奏与色彩、透明度等参数相互关联，与AE完美结合。和以往的粒子效果如particular不同，Form粒子没有物理学设置，没有产生、寿命与死亡等基本属性，它的粒子一开始就已经存在。可以通过不同的贴图置换图层与场来调整控制粒子的大小形状等属性生成动画。非常适合制作抽象复杂的几何图形以及模拟现实世界流水、附着水滴、沙体、烟雾及火焰等特效。有了Form粒子的帮助，Particular粒子也可以制作出更加逼真的雨雪效果。本文将从具体实例出发，对Form粒子进行研究。

1 Form滤镜简介

Form滤镜主要通过11个选项系统来模拟粒子形态。Base Form为粒子的基本形态系统；Particle作为控制粒子的基本属性系统；Quick Maps为快速贴图系统；Layer Maps则是将图层贴图置换给粒子的图层贴图系统；Audio React是一套音频与粒子关联的系统，如音频节奏赋予给粒子，从而产生动态的变化；Disperse and Twist为控制粒子旋转分散等形状设置的分离扭曲系统；Fractal Filed是分形噪波系统，常在贴图动画时配合使用；Kaleidospace为镜像系统，主要用于制作背景时通过中心对称的粒子来制作纹理；Transform World系统通过Z轴设置，开启粒子的三维属性；Visibility系统控制粒子的距离和范围；最后是Render Mode系统作为合成最后的预览模式。

2 Form滤镜使用方法

与一般的滤镜使用方法相同，通过在合成窗口中新建一个固态层来添加应用Form特效，然后就可以通过预置效果或者11个选项系统来进行具体的参数设置。另外，在设置粒子的3D运动时，利用三维空间中创建摄像机位移动画比设置图层空间属性更加容易与便利，所以往往不会通过更改固态层的空间位置属性来完成粒子的运动，而是通过建立摄像机位置与目标点属性动画来达到最后的目的。

3 Form滤镜实例研究

针对不同的类型特效需要设置不同的系统参数，以制作沙化文字与火焰效果为例，对Form进行详细设置与粒子运动控制。

3.1 沙化文字制作

将“After Effects”文字制作成沙化效果，主要考虑到Base Form与Fractal Field两大系统设计。

1）类似于Particular粒子发射器的设定，Base Form主要对网格类型、大小、位置、旋转以及粒子密度等参数进行设置，如图所示，考虑设计成网格类型，需要注意的是，Particles in X、Y、Z为在范围内X轴Y轴Z轴方向上粒子的数量，由于硬件渲染速度限制，特别是在Z轴上的数值，因此设定Z轴数量为5。

2）Fractal Field系统实际是一种模拟四度空间的程序贴图，它在常规的三维空间中，加入了时间概念，可以说，粒子的运动状态主要取决于该系统。系统基于X轴Y轴Z轴方向，并且根据时间的变化而产生波浪分型噪波。其中，Affect Size定义了噪波影响粒子大小程度；Opacity影响到粒子的不透明度；Displacement Mode置换模式设置噪波的偏移方式。在本例中，设计Displace Mode模式为XYZ Linked同时控制XYZ三个轴进行粒子运动，粒子大小不透明度设置为默认。另外，Flow Evolution控制噪波运动场的流动速度，设置Flow Evolution随机数值为20使噪波运动。分形和Fractal Sum有两个算法选项，Noise和abs（noise），考虑到abs是在原噪波的基础上加入了一个绝对噪波值，渲染产生的噪波边缘将比较尖锐，而想让分型噪波的四度空间运行更为平滑，将设定Fractal Sum算法为Noise，在原噪波的基础上叠加一个有规律的波浪噪波，整个粒子运动将更加贴合。作为调节噪波的Gamma属性，设置值越小，则噪波亮度对比越大，反之越小。F缩放定义了噪波的尺寸大小，值越小则产生的噪波越平滑，值越大，产生的噪波细节越多。Complexity（复杂度）设置组成波浪噪波函数噪波层的数量，值越大，噪波的细节越多。具体设置参数如图。

此外由于要将沙化赋予给文字合成，还需要设置layer Maps图层贴图。图层贴图与快速贴图相似，本例中，将贴图文字模式Map over转化为XY平面内显示的图像，而粒子的颜色则采用贴图的颜色，因此Functionality属性设置为RGBA to RGBA。为了细化粒子的效果，还可以通过发散扭曲、变换、运动模糊等参数进行细化设置。而粒子运动的3D深度观感则可以通过摄像机属性进行设置，最后生成如图所示的效果。

3.2 火焰特效制作

不同类型特效需要设置参数不同，和沙化文字相比，火焰的制作主要区别在于Base Form为球形Sphere-Layered、Particle火焰颜色与透明度设置、调整Fractal Field的参数使其贴近火焰的属性以及Quick Maps快速贴图设置，这里重点研究快速贴图设置。

当Base Form设计为球体时，图层贴图将自动不可用，而此时，我们通过快速贴图来设计火焰的平滑与层次，使火焰更加逼真。快速贴图与图层贴图的区别在于不需要借助于图层合成，可以在Form滤镜中直接制作，同时也可以提高粒子的渲染速度。快速贴图的设置共分两种，数值与颜色。在本例中主要考虑设置3种数值贴图制作火焰，如图所示。

数值贴图主要分三块区域：手动绘制区域、预制区域以及命令区域。在手动绘制区域中，从上至下代表的数值由大到小，可以利用鼠标绘制的方法绘制出自己想要的曲线图形，快速置换到粒子层面。同时，通过预置的六种曲线图形生成想要的图案也是不错的方法。此外，在命令区域中，可以通过五条命令来使贴图效果更佳丰富：smooth（平滑）、Random（随机）、Flip（翻转）、Copy（复制）、Paste（粘贴）。考虑到火焰为自下而上燃烧，且火苗粒子喷射的随机性因此Map#1设计成Y轴方向size随机曲线，粒子有大有小，同时又兼顾到了火苗粒子的透明度；Map#2设计为Y轴方向的火焰强弱曲线，很好地控制了火焰的大小；最后Map#3设计为火焰自下而上的透明度，下层较为不通透，而上层则渐渐隐去。最后，火焰顶层视图如图所示。

4 渲染输出

粒子运动常常还会伴随一定的光感效果，在After Effects中，结合三维图层的材质属性，可以让灯光影响三维图层的表面光感，同时也可为三维图层创建阴影效果，可以考虑添加light灯光层，通过light settings灯光设置，调整灯光的类型、强度、角度以及羽化等参数。此外还可以考虑添加各类光效滤镜如Trapcode公司的starglow等增加粒子光感的效果。最终的合成渲染需要通过Advanced 3D渲染器进行渲染，而在渲染灯光阴影时，采用阴影贴图渲染方式由计算机自行计算阴影的分辨率。

本文从具体实例出发，主要探讨了三维粒子Form在设计制作一些具体特效时如何考虑设计属性参数来把握具体的粒子空间运动，最后达到想要的效果。

参考文献：

[1] 王少伟，陈晓青，李颂.影视特效粒子系统研究[J].软件导刊，2012（4）.

[2] 刘雪梅.数字影视特效设计制作与动画合成方法的运用[J].计算机光盘软件与应用 2014.

[3] 臧冠男.浅析After Effects在影像制作中的应用[J].吉林广播电视大学学报，2010.