AE软件中三维图层真实投影效果制作过程中的关键技术问题研究

石玉娟

摘要：该文通过一个文字投影效果的制作实例过程，讲述了在AE软件中想要得到真实投影效果需要注意的关键技术问题，并通过对整个三维场景的构架过程，解释了其各个参数的具体设置方法。同时分析了无法得到真实投影以及投影不正确的主要原因。

关键词： AFTER EFFECTS；三维图层；灯光；投影；摄像机

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）26-0187-03

AFTER EFFECTS软件是ADOBE公司的设计系列软件之一，是现今主流的影视片头和影视特效制作软件。AE软件中的三维图层运用广泛，使用三维图层和灯光摄像机就可以做出真实的三维投影和透视效果。但很多人在制作过程中都会忽略一些关键性的技术问题，导致无法得到正确的效果。因此， 如何正确设置相关参数是实现真实的三维投影效果的关键。但是目前该领域里的文章多数是介绍AE软件三维特性的，例如吉家进在《after effects模块化学习策略之三维空间的应用》中介绍了AE的三维坐标系和灯光摄像机系统，而祝睿的《AE三维空间的创作方法与实践》中介绍了一种三维图形和场景的构建方法，包括《After Effects CS6技术大全》中有介绍AE中如何开启灯光的投影，但他们都没有对灯光所产生投影的原理进行深入研究。本文以一个文字地面和灯光构建的三维场景实例来解释投影的产生方法及原理。

1 三维文字投影效果制作

使用after effects cs6英文版，打开软件新建一个合成，命名为3D，其参数为720*576，方形像素，25FPS，持续时间为4秒。

1.1 图层建立

新建固态层，名字为地面，width为8000px，height為8000px，颜色为灰红色，并开启其3D属性，使其成为三维图层。（如果地面层建立不够大，则在设置动画过程中可能看到地面边线）

新建一个文字层，内容为3D SHADOWS，字体为黑体，大小为60，颜色为白色，并居中对齐，同样开启其3D属性。建立好了两个图层后，当前显示效果如图1所示。

将地面层的transform属性打开，更改X Rotation属性为0x+90°，地面层变成水平方向，和文字层垂直，其效果如图2所示。

1.2 摄像机建立

新建camera，取名为摄像机，其preset为35mm，其他参数保持不变。开启4 views，我们能够看到摄像机从正前方照过去，其轴线与地面平行，因此现在在active camera中我们只能看到文字，地面层为一条直线，如图2所示。

调整摄像机本身位置，而保持其关注点不变。从而我们能够得到一个从左上方看过去的视角效果。其active camera显示如图3所示。设置参数参考（摄像机position参数为-55，-5，-493）

1.3 灯光效果建立

新建灯光，我们需要2个灯光效果，一个是环境光，让没有照到光的地方不至于完全看不见，另一个是聚光灯，强光照以产生真实投影效果。

① 环境光建立：新建一个light，命名为环境光，选择light type为ambient，颜色为白色，intensity为12%，我们能够明显感觉到整体亮度暗了下来，只能隐约看到文字的影子。

② 聚光灯建立：新建第二个light，命名为聚光灯，选择light type为spot，颜色为白色，intensity为180%，同时，将下方的casts shadows的勾打上，我们需要聚光灯产生投影效果。这时，被聚光灯所照到的范围很明显的亮了起来，而周围的亮度逐渐降低。其active camera如图4所示。

在这里，环境光的低亮度和聚光等的高亮度是关键。如果环境光过亮，则投影会很淡或不存在，而聚光灯如果亮度不够，也会让投影看起来很暗淡。

1.4 投影效果开启

如果按照现实来说，在加上了聚光灯时，聚光灯的光照在文字层上应该就能够在文字层后面产生投影了，但是在AE里面，文字后面完全没有投影。因为AE软件中，聚光灯默认参数是不产生投影，而三维图层也是默认不产生投影的。所以我们在想要产生真实投影效果时，需要注意三个地方的投影产生控制，第一个是灯光有个产生投影属性要打开，第二个是投影层，也就是文字层的产生投影要打开，第三个是被投影层，也就是地面层的接受投影要打开。参数参考（第一个对应的是聚光灯light options的参数casts shadows，我们需要打改为on；第二个对应的是文字层的material options里面的casts shadows，我们需要改为on；第三个对应的是地面层的material options里面的accept shadows，我们需要改为on。这时的效果如图5所示。）

1.5 动画效果调整

我们可以看到图4和图5的明显区别就在于文字后面有了真实感投影，但是现在这个投影效果并不算太明显，所以我们需要通过调整参数，让投影更明显一些。所以现在可以让聚光灯离文字层更近一些，灯光更强烈一些，此时投影的效果更明显了。

参数参考（聚光灯transform里的position参数为393，260，-165，point of interest参数为360，272，0，将聚光灯的intensity调整为320%。）

为了突出投影效果，可以对聚光灯做一个扫光动画，让光从第一个字扫到最后一个字。

在第00：00：00：00，对聚光灯层transform里的point of interest设置关键帧，参数为190，272，0；在第00：00：03：24，设置其参数为551，272，0。其第一帧和最后一帧的效果如图6和图7所示。这样我们能够看到一束灯光从左边逐渐扫到右边，这样三维文字的投影效果更明显了。

1.6 摄像机效果添加

我们希望投影效果能够更吸引人眼球，在此基础上添加摄像机动画可以很好的解决这个问题。我们需要做一个摄像机推镜头效果，让摄像机的关注点跟随着灯光一起走。参考参数：00：00：00：00帧对摄像机的point of interest和position添加关键帧，参数分别为（265，280，0）（-4，50，-299），在第00：00：03：24帧对摄像机的point of interest和position添加关键帧，参数分别为（505，288，0）和（255，，50，-299），其动画效果如图8所示。这样，我们就能得到一个真实的三维文字扫光投影动画了。

2 无投影问题情况分析

2.1 参数问题

如果按照上述流程制作，依然无法看到投影，应首先返回1.4节参考下开启投影所需要的三个参数是不是都设置正确了。另外我们还要检查文字层里的material options里面的light transmission参数，如果此参数为100%，则代表光线可以完全透过文字层，所以不会有投影。

如果以上参数全部没有问题，但是依然没有投影，就要按以下步骤检查相关流程。

2.2 地面、文字、灯光和摄像机的位置问题

查看四视图中右视图里聚光灯、摄像机、地面和文字层的位置关系。在本项目中，地面为水平，文字为垂直地面，因此在右视图中，地面只能看到一条横线，而文字层只能看到一条竖线，且文字层应立在地面层上，如图9所示。

① 如果文字层不在地面上，那么灯光照过去的投影就无法投射在地面上，因此无法形成投影。

② 如果文字层在地面上，但是灯光的角度不对，从地面下往上照射，虽然依然有照明效果，但是无法形成投影。其右视图如图10所示。

③ 如果摄像机和文字都在地面下方，而灯光在地面上方，也会出现无投影的状态。其右视图如图11所示。

3 投影问题分析

3.1 投影模糊不清

①在聚光灯的light options中，shadow darkness参数控制了投影的不透明度，如果此数值过低，可能引起投影不透明度过低而模糊。

②在聚光灯的light options中，shadow diffusion参数控制了投影的模糊度，如果此数值过大，可能造成投影的模糊。

③灯光离文字层过远。灯光的亮度和灯光的远近共同控制了灯光强度效果。如果灯光离文字过远，但是灯光强度足够大，依然能够看到投影，只是这时候的投影将模糊不清。

④在文字层的material options里面light transmission控制了灯光透过该层继续传输的属性，如果该属性值过高，则文字层滤光性高，投影模糊不清。

3.2 投影很短

如果地面和灯光的照射角度基本垂直，则文字层的影子会很短，无法得到拉长的真实投影效果。其active camera显示如图12所示。

3.3 投影和文字脱节

有些时候我们会看到影子并不在投影脚下（图13），而是偏离了一定的位置，这种情况一般是由于文字层和地面层之间有空隙和间距所造成的，其右视图如图14所示。

4 结论与讨论

在AE软件中想要得到三维图层的真实投影效果，首先在构建三维场景时要有灯光层、投影层、被投影层以及摄像机层，并且他们之间的位置关系一定是灯光照射在投影层上，最后落到被投影层上，从而产生了投影；其次，AE软件不同于真实世界，有些材质参数默认是不产生投影的，我们需要更改这些相关参数打开投影，才能产生投影效果；再次，投影效果和灯光本身的强度以及环境光的强度是有很大关系的，如果环境光效果太强烈，投影效果也不可能很清晰，所以我们可以通过扫光和摄像机动画等效果加强真实投影效果给我们的视觉感官。如果按照以上步骤，无法得到真实投影效果或者投影效果有问题，可以按参数检查、位置检查的方法找到问题所在。

参考文献：

[1] 吉家进.after effects模块化学习策略之三维空间的应用[J].中国信息技术，2015（11）.

[2] 祝磊，付贤政.AE三维空间的创作方法與实践[J].电视字幕（特技与动画），2008（8）.

[3] 吉家进，樊宁宁.After Effects CS6技术大全[M].北京：人民邮电出版社，2013.

[通联编辑：唐一东]