浅谈三维动画材质的运用

张佳军

摘 要：随着科技的日益进步，动画制作方式日趋多样，二维动画和三维动画成为当今动画制作方式的主流。与二维动画相比，三维动画有着独特的艺术效果。三维动画中的场景和人物角色往往是基于现实中的物体进行美化设计的，为了达到理想的视觉效果需要通过基础模型和材质等手段来实现。本文从三维动画中的材质贴图的质感、材质、光感等剖析在三维动画中不同材质质感的制作特性以及材质贴图在三维动画中的重要性和对整个影片的影响，从而得出三维动画材质在影片中的意义。

关键词：三维动画;材质;贴图

0 引言

目前，三维动画电影已经发展为全世界动画电影的主流，成为具有一定地位的电影类型之一。一部完美的三维动画作品除了具有优秀的模型和良好的灯光渲染外，还需要精美的材质贴图来表现。作为三维动画中的重要元素，良好的材质贴图已经成为塑造影片可信形象的重要环节。因此，未来三维动画产业的发展，对三维动画材质运用的研究是必不可少的重要环节之一。

1 材质、贴图的概念

1.1 贴图的概念

贴图属于材质质感的一种表现方式，贴图和材质有着密不可分的关系。最早的贴图概念源于计算机技术的高度发达。材质贴图是物体着色方面最引人注目的也是最拟真的方法，同时也多为目前游戏软件所采用。贴图的出现可以减少对材质的计算，更方便地表现模型的逼真性，提高制作动画或者其他领域的效率。

1.2 材质的概念

关于材质，是指现实生活中物体本身所具有的一些特性。贴图属于材质质感的一种表现方式，所以材质在三维动画中的运用是必不可少的一部分。例如，布料和玻璃是两种不同属性的物质，其在三维动画制作中表现方式也千差万别。材质用来指定物体的表面或者数个面的特性，它决定这些平面在着色时的特性，如颜色、光亮程度、自发光及不透明度等。不同特性的物体在三维动画制作中通过不同材质球来控制，以达到逼真的效果以及通过Blinn材质球来模仿玻璃、金属等带有明显高光的物体。不同的物体具有不同材质的特性，通过材质来模拟不同的物体。在影片《机器人总动员》中，运用次世代的原理在瓦力身上运用多层贴图，表现了划痕、破旧但却顽强的感情，加深观众对影片的投入感;張云辉在其著作《三维动画材质渲染》中也多次提到模型的质感来源于材质的基础，这是贴图无法表现出来的。可见材质的质感的重要性。

2 材质质感的表现

2.1 物体材质及其表面所形成的视觉特征

对物体材质质感的认识是实现三维动画影片所需物体设计的前提和保障，物体材质及其表面所形成的视觉特性包括生理属性，指物体材质表面用于人的触觉和视觉系统，在三维动画中最重要的非视觉系统莫属，不同的物体材质及其表面让人的视觉系统产生不同的反应，如粗犷与细腻的，粗糙和光滑的，崭新与破旧的，坚硬与柔软的等。还有就是物理属性，就是指物体材质和表面向人传达的知觉系统的意义信息，也就是物体材质的类别和性能等。主要体现为物体材质表面的几何体特征和理想化类别，所以在三维动画运用中把握好物体材质及其表面质感对其整体影片向观众传达准确的视觉，知觉系统起到关键性作用。例如，《大圣归来》影片中的所有物体元素给观众传达了一种魔幻视觉效果同时能给人分辨不同的物体所运用的不同材质质感以区分不同的物体，以及不同的场合地点给观众不同的感受（有温馨，有无奈，有急促，有平缓）等。在影片《阿凡达》中，潘多拉星球的发光植物和质感表现将整个星球的视觉感受提高，让人们对潘多拉星球的崇拜和迷恋更深一步。这就是模型的贴图和材质给人的视觉带来的影响。

2.2 不同材质对光的吸收和反射的性质

在现实生活中，不同的材质对光的影响也带来不同的效果，光就构成材质质感的灵魂而存在。不同的物体对光的吸收和反射各具不同。不同的物体对光的反射能力与物体表面的粗糙程度有关。例如，玻璃对光的反射与布料相比就要强很多，布料在生活中没有明显高光而玻璃明显比布料强很多。不同的材质对光的吸收也有差别。金属对光能吸收很强烈而相对塑料比较弱一些。在《光之使者》中光线在机器人的指示器上进行互动，在油灯条件下的质感和在电灯条件下的质感进行对比，真实感油然而生。

3 材质质感在三维动画中的作用

3.1 给观众逼真的视觉感受

数字技术开拓了动画美学的可能性，是一种艺术标准的确立，它满足了观众的审美心理，像《阿凡达》《魔兽》之类的电影是实拍所达不到的效果，通过三维数字技术来模拟人们渴望达到如此逼真的奇观影像。相对实拍，动画的拍摄并非仅仅是客观存在，而是通过以造型物和材质质感以及光感的表现为主，人为的设定，添加动作描写，令原本不具生命的物体或元素如获生命一般活动起来。在《生化危机》中采用的三维技术营造的恐怖氛围，就是三维和现实相互结合所展现的，材质质感在其中也起到关键性作用，这样才能把观众带入该氛围中。所以，影片要想表达出真实的环境，材质质感的体现是离不开的。

3.2 决定一个动画作品的色彩风格

不同的动画影片风格除了通过物体等体现之外，其材质质感也起到重要作用，不同风格的材质质感会给影片带来不同的色彩风格。在影片《冰河世纪》中，影片描述在冰河纪这个充满惊喜与危险的蛮荒时代，电影所呈现的逼真场景和角色材质效果使该片在视觉、氛围和真实感上都令人耳目一新。影片中的场景偏冷色调，但通过角色的暖色调来相互衬托，最终使整个影片的色彩效果非常统一。

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