淺析計算機動畫在電影特技中的運用

【摘要】計算機動畫是運用計算機圖形和圖像處理技術，借助于編程和相關軟件得到的景物畫面，它在電影的特效制作上面，發揮著重要作用。本文首先介紹了計算機動畫技術的相關軟件和它們的高級語言二次開發，然后介紹了虛擬場景創建、動力仿真和后期合成三個計算機動畫在電影特效中的主要應用，最后分析了計算機動畫技術對電影市場的影響。希望本文的研究，能夠對我國電影制作事業的發展，做出力所能及的貢獻。

【關鍵詞】計算機動畫技術；軟件；應用；影響

1.計算機動畫技術

剛開始的計算機動畫電影，主要采用程序設計的相關語言來編程制作，并且由于計算機技術和信息技術的不斷發展，系統操作平臺的友好度相比以前已經有了極大的提高。整個特效電影的制作過程中，幾乎不再需要計算機專家的參與，只要相關工作人員能夠熟練掌握計算機動畫軟件即可。可以說，計算機動畫技術的應用，在特效電影制作過程中的人力、物力和財力的節約上發揮了重要作用。現在，計算機動畫技術已經成為特效電影制作的主要途徑，大多數操作都可以通過計算機動畫軟件直接實現，部分更高要求的操作，也可以通過高級語言二次開發來實現。

1.1 相關軟件

根據電影特效制作方式的不同，其特效主要包含三維特效和后期特效兩大類。一部好的特效電影，往往是通過這兩種特效方式的良好結合實現的。現在，應用最為廣泛的三維特效軟件主要是Autodesk公司的3ds Max。這款軟件能夠實現三維建模、動畫制作和渲染等功能，并且由于采用了內部按鈕設計，所有的操作都能通過界面上的按鈕來進行。3ds Max在三維特效的制作中，表現出的優點是相當明顯的，由它做出的特效，物體質感強烈，并且在光線、陰影、鏡像和色彩等方面，都無可挑剔，因此，它被廣泛應用與視覺設計、動畫、影視等行業。

另一款軟件是Side Effects Software，它同樣是一款非常強大的特效軟件，像《指環王》、《后天》這些好萊塢一線大片的特效制作，均有這款特效軟件的參與。

此外，在合成特效方面，Adobe公司的After Effects也是被業內應用得極為廣泛的后期合成軟件。它主要應用于高端視頻編輯系統的專業非線性編輯。After Effects的使用，使得視頻編輯合成達到了一個更高的水準。并且由于該軟件兼容的特效插件較多，因此特效制作的能力進一步增強了不少。比如，使用After Effects進行后期合成，能夠很方便地制作出縹緲、爆炸等特效。

1.2 通過高級語言二次開發

電影特效制作作為交叉學科之一，它的不僅涉及到電影藝術，也涉及到了計算機技術，比如不少電影特效就能夠采用相關軟件進行的高級語言二次開發來完成。Maya作為一款電影高端制作軟件，具有功能完善，制作效率高，特效真實感強烈等優點，而它之所以能夠在世界范圍被廣泛應用，很大部分原因就是因為它可以通過開發相關插件和編寫MEL腳本來進行廣泛定制。它的這種可以二次開發的特性，在三維特效的制作過程中發揮了重要作用。此外，基于虛擬現實軟件VRML，GeoVRML或開放圖形程序庫OpenGL， Direct3D等高質量的3D圖形開發平臺，在高級語言C++、VB、C#中編程實現三維建模、幾何變換、色彩、紋理、三維地形以及在場景中漫游。而在Maya基礎之上開發的插件，主要用在細節步驟的處理上面，通常這些小小的插件，就能在整個電影特效的制作過程中發揮事半功倍的效果。

2.計算機動畫在電影特技中的應用

2.1 虛擬場景的創建

在整部電影的制作中，難免會有一些鏡頭的拍攝和場景的拍攝成本較大，或者危險性較高，甚至現實中難以完成拍攝。比如一些災難性的電影，那些宏大的災難場景幾乎都需要通過計算機技術來完成。而通過計算機技術完成電影特效的整個過程中，虛擬場景的模型創建往往是第一步。在模型的創建過程里，往往是把現實世界作為基礎，然后根據要拍攝的電影的劇情特點、角色設置等，通過相關軟件和計算機技術的應用來完成模型數據的創建。

2.2 動力仿真

粒子是動力學的組成部分之一，而動力學作為物理學的分支，主要用于表達物理世界中物體的運用方式。動力仿真是電影特效制作的重要部分，其操作則組要是通過相關軟件的粒子系統來實現。比如Maya就擁有相當強大的粒子系統，并且有著非常全面的參數設置，使得操作者能夠根據需要創建模型的不同，來定義不同形態的粒子，同時也提高了粒子系統的靈活性和藝術性。粒子系統一般用于動態效果的表現之上，主要跟時間、速度這兩大因素有關，被用于創建一些電影中需要的抽象效果。可以說，電影特效制作中動力學系統的應用，使得一些傳統關鍵幀技術難以實現的真實效果能夠得以實現。比如一個物體掉落在地面上，碎塊之間相互碰撞這一效果的實現，就可以將物體轉化為剛體模型，這樣就能使這一剛體模型參與后續一系列的動力學解算，從而實現仿真的運動。比如《2012》中建筑物崩塌場景的實現，就只需要將建筑物作為一個剛體，然后通過相關的動力學計算，得到組成建筑物的每一個部分破壞的時間順序和各自崩落后的運動軌跡、落到地面的揚塵效果等。

2.3 后期合成特效

后期合成主要是指將一些已經完成的電影素材，通過再加工處理，組合到一起，實現一些演員無法真實拍攝的效果。后期合成之前，演員先站在藍色或者綠色背景前進行拍攝，拍攝完成后，技術人員再通過軟件將背景摳除，并使用計算機圖形處理技術將得到的拍攝素材合成到一起，達到一種真實的效果。比如，電影《阿甘正傳》中，阿甘與總統握手的場景就是運用后期合成來實現的。當然，除了畫面，聲音的合成也是電影后期合成中的重要一環，它的運用往往可以達到讓觀眾無法判斷影片中的配樂是真實演奏還是電子合成的效果。

3.計算機動畫技術對電影市場的影響

計算機動畫技術的應用，大大提高了整個電影制作行業的創意水平，它讓電影的場景更加逼真。尤其是近年來三維特效技術的飛速發展，更是讓編劇和導演的想象力大幅提高，特效電影的制作量有了明顯提升，有統計顯示，采用計算機動畫特效的實景影片2011年占所有主要影院實景影片總體錄像營業收入的45.4%，大大高于2001年時的26.8%。在好萊塢，使用了電影特效的電影所占份額更是高達80%以上，可以說，最賣座的電影中，均有計算機動畫技術制作的特效參與，它們的賣座，也讓參與制作的特效公司獲得了高額利潤，比如制作過《變形金剛》《哈里波特》等大片的好萊塢特效公司年營業額都超過1億美元。并且，計算機動畫技術的出現，也為廣大的影視從業者帶來了一種全心的創作途徑，為電影的制作增加了一種獨特的藝術形式。可以說，計算機動畫技術和電影特效制作是相輔相成的，而計算機動畫技術與電影特效制作的有機結合也是未來的必然趨勢。

參考文獻

[1]史紅兵.計算機動畫中的若干關鍵技術研究[D].杭州：浙江大學，2007：1-2.

[2]程靜.3ds max 三維設計制作[M].北京：人民郵電出版社，2011：2.

[3]程雅倩.當代數字動畫前沿技術解析[D].濟南：山東師范大學，2010：16-17.

[4]田玉婷.Maya的MEL 語言在項目中的開發應用[J].黑龍江科技信息，2007（22）：100.

[5]武宜廣，胡召玲，黃翌，等.徐州師范大學三維虛擬校園設計與實現[J].徐州師范大學學報：自然科學版，2010，28（1）：75-78.

[6]楊世恩.三維動漫制作與虛擬現實結合技術研究[J].微型機與應用，2011（15）：78-80.

作者簡介：陶忠麗（1971—），女，遼寧錦州人，高級講師，研究方向：影視后期合成與計算機視頻特效制作。