基于影視作品中計算機三維動畫技術的運用

[摘要]計算機三維動畫是計算機圖形學和藝術相結合的產物，中國要成為世界一流的三維動畫出產國，還是有很多問題需要解決；從事及仍在學習三維動畫制作的人員，要穩扎穩打地學習與創作，更要有創新的觀念；從事三維動畫的培訓機構要精益求精，為動畫產業提供優質的人才；致力于三維動畫制作的企業也要以創造本土品牌為己任；政府更要進一步扶持，為本土動畫產業提供更多的有利條件。

[關鍵詞]影視作品 計算機 三維動畫 技術 運用

物質生活的不斷進步，讓人們更渴望走進這個夢想世界。所以，虛擬世界的構建成為當今娛樂業的一大主流。電影、動畫、尤其是電子游戲，正是為了構建虛擬世界而努力。計算機動畫的技術是幫助虛擬世界存在的重要因素，它使得虛擬世界亦真亦假，讓人迷戀。隨著計算機硬件和軟件水平的不斷提高，計算機三維動畫的制作能力也是日新月異。它所能做的東西越來越多，越來越逼真。我們現在所看到的很多電影也好，電視劇也好，其實其中有很多畫面是在欺騙我們的眼睛。當了解了它的制作過程后，你也許會驚呼它無所不能的力量。高超的計算機三維動畫技術，可以幫助我們實現很多現實中無法完成的東西。我們有充分地理由相信，三維動畫技術是影視制作歷史上的又一次革命，它為我們的藝術追求帶來了無限的可能性。那么。對計算機三維動畫技術的要求也越來越高。

一、計算機三維動畫產生的機理：從傳統動畫走向計算機動畫

在電子計算機介入動畫制作以前，動畫的制作通常是由手繪和攝像機共同完成。首先制作出大量的靜態圖像。這些圖像顯示的是特定運動中的各種空間位置及造型，并反映與之相關聯的周圍環境，這些圖像的順序又是相對固定的，它體現了物體在空間運動中的微小變化，然后快速有序的播放這些圖像，使之看起來是光滑流暢的動作。從某種意義上講，電影、電視都屬于這一類型，只不過它們是利用攝像機拍攝的一連串的真實的人物場景圖像，而動畫片中的一連串圖像，最初都是人們用手一張一張的繪制出來，然后通過放映機順序播放這些圖像，它們的原理從本質上講基本上都是一致的。

電子計算機誕生后，隨著計算機圖形學技術的不斷提高，計算機在動畫制作中發揮著越來越大的作用，如今已形成完整的計算機動畫技術。它集計算機圖形、攝影、美術、音樂、編導、剪輯為一體，為動畫的制作提供了現代化的手段，使動畫的制作真正進入了數字時代。計算機動畫的研究最初始于20世紀60年代，當時人們的精力主要放在二維動畫上(即平面動畫)。動畫制作主要是使用編程語言來實現的，技術性相當強，只能由計算機專業人員來操作。三維計算機動畫系統的研究始于20世紀70年代。它的發展和二維計算機動畫類似，也是由最初的動畫語言描述進化而來。制作三維動畫的機理有幾個基本步聚確定動畫片中的人物、動物、景物等造型，叫做造型建模：完成了造型建模，將它賦予相應的材質，叫做材質貼圖；有了造型材質后再加上光線、機位、焦距，那就應該考慮燈光和相機的問題了。有了這些就形成了一種超級現實主義的靜態生命。接下來的工作就是引入時間因素，不斷地改變目標的動作、相機、燈光、伸長、擠壓、夸張等因素，這樣三維畫面就動起來了。

隨著計算機圖形圖像技術的發展，特別是三維造型技術的發展，計算機動畫具有了非常逼真的視覺效果。另外高速圖形處理器及超級圖形工作站的出現使三維計算機動畫得到了不斷的發展，3DS MAX和MAYA這些動畫制作軟件正是在這個時代背景下應運而生，它將原來只能在高檔圖形工作站進行處理的高級3D技術移植到了普通的PC機上，從而實現了三維動畫技術的普及與推廣。

二、三維動畫技術在電影中的運用：中外三維動畫技術之對比

電腦應用于電影制作開始于1977年的《星球大戰》。它的最大貢獻在于可以控制圖像源的位置，從而用數字技術彌補各種實際效果和機械特殊效果之間的缺陷。三維動畫技術也正是從那時起開始沖擊電影電視業的。在過去的幾十年問，人們一直預言電腦成像技術將取代傳統的成像技術。盡管從目前國內的影視制作來看數字成像還很少，國外也只能說數字成像技術與傳統的成像技術達到了一種相對的平衡而非取而代之，但無疑，電腦成像技術已經成為導演闡述故事情節的一種手段。它的出現，引起了電影史上的第三次技術革命。但和前兩次(有聲片的出現和彩色片的出現)不一樣的是。數字技術的革命從70年代開始，直到今天還在繼續，歷時之長，史無前例。到了90年代，幾乎每部重要的好萊塢影片中都包含了一些經過計算機處理過的場景。有些影片不僅能看到太空飛船、宇宙空間，還能看到經過數字化合成之后的人與動畫生物之間的交流，甚至是現代人與歷史名人的握手。在這些高端軟件的技術支持下，一系列轟動性的特技影片震驚了全世界。1991年的《終結者2=》中的液態終結者，1993年斯皮爾伯格的《侏羅紀公園》中恐龍，然后就是全數字化的《玩具總動員》，直到1998年的《泰坦尼克號》。在傳媒驚奇的呼聲中，3D計算機動畫的時代來臨了。

然而，三維動畫產業的發展在中國則是舉步為艱的，這與三維動畫產業的特殊性分不開，它的特點是陣容龐大，投資高，費時又費力。就拿硬件來說吧，一般的計算機根本就沒辦法做出三維動畫片來，能作一個簡單的影視片頭就算很不錯了，它需要的是高性能計算機或高級圖形工作站，專業的艾爾莎顯卡，2004年中國市場價是6000元，1萬元，幾萬元，甚至10萬元不等的價格。其次還需要高速大容量的硬盤，高性能的CPU和內存處理器，如果要做一部動畫片，則最少需要100多臺這樣的計算機同時工作，另外用于后期制作輸出的一套設備就要將近100多萬元，一套三維捕捉儀則需要300多萬元人民幣。這樣巨額的前期投資就如一個狹小的瓶頸，嚴重制約著中國三維動畫產業的發展，另外，三維動畫又是一個特別強調“團隊精神”的產業，一個人單打獨斗可以做一整套VI設計和CI設計，但他絕對不可能做出一部動畫片。一些國外的三維動畫大片如《怪物史萊克》《最終幻想》《冰河世紀》幾乎都是上百位頂級3D高手歷時多年才得以完成的鴻篇巨著。《怪物史萊克》的制作，運用了300臺惠普圖形工作站，這樣下來通常會耗資幾億美元。三維產業之所以需要這樣龐大的團隊，是因為虛擬世界中的一切都需要龐大的人力依托計算機來完成，例如：建模、設計材質、貼圖對位、動作設計、骨骼蒙皮、場景道具、人物表情、燈光和攝像、角色配音、后期合成剪輯、輸出等，每一個過程、每一個環節都需要一批專業人員來完成，加之編劇和編審，制作分鏡頭的人員，當然就不下100多人，這100多人從何而來?人才的奇缺又是一個狹小的瓶頸。因此我們說中國的三維專業處于初級階段，一點都不為過，可悲的是直到現在還有人尚滿足于單打獨斗，為取得一點成績而沾沾自喜。

三、中國三維動畫技術未來的發展：解決三維動畫技術問題是關鍵

3DS MAX技術是基于Windows平臺的功能強大的三維建模及動畫軟件，因其入門較易和相對低廉的價格優勢而成為目前PC最為流行的三維動畫造型軟件，強大的技術功能主要表現在：(1)工作流模式。可以從外部參考體系、示意視圖引入模型，也可以用其他程序從外部加以控制，而不必激活它的工作界面；(2)易用性強。如用戶自定義界面、宏記錄、插件代碼、變換Gizmo、軌跡條等功能；(3)渲染方便。不僅渲染速度快，而且畫面質量高；(4)建模技術強。建模功能強大是3DS MAX技術被用于虛擬現實系統的一個重要原理，其主要包括：模型建立更容易，效果更好；柔性選擇頂點，有效建立復雜模型：支持角色動畫功能，可以方便制作人物或動物的動作、柔軟物體的效果以及變形效果。

然而國外的有名的動畫公司，例如大家熟悉的夢工廠、PIX公司，他們用的卻都不是同樣的軟件，夢工廠主要用MAYA，PIX主要用MAX，他們掌握的技術都是一流的，都有自己的軟件研發隊伍。中國的人才其實不少，從我們承接的大量外包就可知，但都沒有形成優良的團隊一起創造出先進技術來，與動畫人員配備的計算機技術人員更是沒有。國外的計算機技術可以達到動畫師想要解決什么技術。團隊的計算機人員就可根據需要開發什么插件，技術就當然先進。中國的計算機人員不懂動畫藝術，動畫人員又不懂計算機技術，所以交流都有問題。更不要說合作。這個是個悲哀，但還沒有引起足夠重視。

所以，先進技術在國外，先進團隊在國外，而我們學取別人的技術總要有個過程，技術保護使先進技術短時間來不了，要來也要很大的成本，更不要說好些技術需要優秀的團隊才能用好。國外的先進技術決定了他們計算機配置遠遠超過中國，這也是他們整體上優于我們的原因之一。現在很多高校都在培養動畫人員，也結合動畫開設了一些編程課程，希望能彌補動畫上的一些缺口，但培養的人才是否可用，還需要檢驗，他們也不可能一來就進入高級技術的范疇，所以，動畫的發展需要吸引高級技術人員的加盟。如果說培養，這種專業型的人才需要從高級教育中培養。

中國三維動畫技術未來要發展，解決三維動畫技術問題是關鍵。我國三維動畫產業的發展前景還是非常值得肯定的，但要成為世界一流的三維動畫出產國，還是有很多問題需要解決：從事及仍在學習三維動畫制作的人員，一定要有堅定的信念、熱情和長遠的眼光，穩扎穩打地學習與創作，更要有創新的觀念：從事三維動畫的培訓機構也要精益求精，為動畫產業提供優質的人才；致力于三維動畫制作的企業也要以創造本土品牌為己任，以打造中國動畫明星為目標；政府更要進一步扶持，為本土動畫產業提供更多的有利條件。除此之外，我們還需加強國際間的交流與合作。這是因為在這個世界上做任何行業都不要閉門造車，固步自封，為取得一點點成就而自高自大，自以為是。國際間的交流與合作，取長補短能進一步推動三維動畫產業的向前發展，和三維動畫技術的提高，只有在這樣的前提條件下，我國的動畫產業，才有可能進入國際市場與他們競爭，如果只把國內市場作為目標的話，那就顯得太狹隘了。我們相信，計算機三維動畫有著極為廣闊的發展前景，它是一塊巨大而誘人的蛋糕，為分得這塊蛋糕，中國還將付出巨大的努力。中國計算機三維動畫產業的發展道路將是任重而道遠，人類對三維動畫技術的探索將會更加深入的持續下去。