二維手繪特效在三維動畫片中的研究

李津舟 電子科技大學成都學院

二維手繪特效在三維動畫片中的研究

李津舟 電子科技大學成都學院

在現代CG動畫的制作工藝中的，三維動畫特效效果質量高效果，但是耗時較長，制作者需要基礎分鏡內容和腳本語言去創作出合理的特效，相比三維特效二維手繪特效成本較低，制作周期短，如何有效的將二維手繪特效應用到三維動畫短片中，如何將二者風格統一，以及如何匹配透視與攝像機的運動軌跡。

三維動畫 二維手繪特寫 攝像機運動軌跡匹配

隨著計算機的運算速度的提高以及計算機圖形學理論的發展，三維動畫制作中CGI的大量運用，數字特效技術在三維動畫制作領域發揮了極大的作用，現如今CG鏡頭和電影制作中特效的寫實程度越來越高，生成速度也越來越快，但是動畫是需要更有個性，充滿活力，熱情飽滿的，所有的元素都應該源于生活而高于生活，部分三維動畫使用二維手繪特效反而能加強其視覺表達力，打破畫面的約束。

一、三維動畫和二維動畫的制作流程

（一）二維動畫與三維動畫的區別。三維動畫和二維動畫在制作過程中最大的區別就是攝像機，傳統二維動畫的鏡頭運動是靠手繪整個場景逐幀發生變化，而讓觀眾在視覺上感受到鏡頭的運動，而三維動畫中則是模擬真實場景，建立虛擬攝像機進行動畫設置，所以在三維動畫中只需要對攝像機設置關鍵幀，整個鏡頭的運動和透視就是合理正確的，而要將二維手繪特效與三維動畫進行匹配最大的問題就在于如何匹配攝像機。

（二）二維動畫與三維動畫的制作效率。二維動畫的工作流程決定了其制作效率會高與三維動畫，在中期制作中，三維動畫需要將前期設定逐一在三維軟件中進行還原，并加入材質燈光和動畫，相反二維動畫在中期制作中環節較少，有效的提升了制作的效率。

（三）二維動畫與三維動畫的優勢。三維動畫因為是模擬真實場景，所以攝像機運動上可以更為豐富，一些鏡頭運動幅度較大的片子應用三維動畫不管是視覺效果還是流暢程度都要大于二維動畫，而二維動畫不收攝像機和真實物體的限制，二維動畫的在極其夸張的動畫上視覺效果明顯優于三維動畫，比如二維手繪特效，不僅運動可以足夠夸張，制作效率也要優于三維特效。

（四）二維手繪特效與三維Q版卡通特效的區別。二維手繪特效是逐幀手繪的原理，所以在效果上，二維手繪特效元素的動態具有連貫性，而三維Q版卡通特效元素與元素之間相對獨立，動態也是以模型輪廓為基礎，二維手繪特效則沒有外輪廓的限制。

二、二維手繪特效的特點

（一）光影平面化。手繪特效使用顏色層來做過度，并不會加入明顯的漸變效果，大部分手繪特效是2-3層組成，用不同層的顏色來體現出特效上的漸變效果，如圖1的煙霧特效是由三個顏色層組成。

圖1　手繪特效圖層示意

（二）節奏夸張化。二維手繪特效在繪制的過程中，會根據現實生活中的效果加入一如的夸張處理，既增強了動態過程，視覺效果上也有了明顯的提升。

圖2　煙霧效果

圖2通過把現實生活中的煙霧，加入藝術的改進做了更為夸張的處理，加強了動態的過程。

（三）運動連續性。不同三維特效，通過群集的運動，通過元素依次運動的順序來體現特效的運動軌跡，手繪特效是對同一元素逐幀的柔性過度來完成最終效果，雖然元素不多，但是動態豐富流程。

圖3　入點

圖3 一滴雨滴落入水面，形成一個非常小的初次飛濺。

圖4　擠壓拉升

圖4 由于雨滴本身就是水，它被水吸收，然而它的分子仍有一些動量，在水面造成一個小的凹痕。

圖5　附屬動作

圖5 當水面凹痕正要恢復平整時，一個小的二次飛濺從撞擊點向上噴出。

三、二維手繪特效與三維動畫匹配

（一）鏡頭無動態的匹配。鏡頭無動態的情況下，二維特效的匹配相對比較簡單，特效往往是一瞬間的出現的，所以我們只需要在特效出現那一幀上進行位置匹配，并設計特效動態，而特效何時出現，幀的選擇則變的極為重要，往往我們會選擇一個動作的最極限POSE幀去添加手繪特效，如攻擊情況下，我們會選擇擊中的第一時間也就是擊中的第一幀，所以在大部分情況下，通常都選擇添加接觸后的第一幀作為特效的起始幀。

（二）大幅度鏡頭動態匹配。在大幅度運動的鏡頭下匹配二維手繪特效如果使用傳統技法，不僅透視上的變化較多，而且也增加了逐幀繪畫的難度，所以需要借助三維軟件生成的攝像機軌道和透視信息來制作二維手繪特效，以便讓繪制的難度降低，提高制作速度，圖1左maya中的空間信息。

（1）對場景添加虛擬坐標位置（locator）。（2）烘培攝像機關鍵幀信息（Bake Simulation）。（3）導出maya攝像機及空間位置（.ma）。

導出了maya的攝像機及空間位置以后，透視關系自然也就明確了，這是我們只需要把導出來的文件，在導入Aftereffects軟件中進行特效繪制，并使用插件Paint & Stick。

（1）導入MA文件。（2）創建燈光層，并把空白對象和燈光的屬于進行關聯。（3）創建Particular，并使用燈光位置作為發射器。（4）生成Particular路勁。（5）使用Paint&Stick繪制特效。

四、結語

本文通過分析兩個三維動畫的作品中的二維手繪特效的運用，以及如何匹配透視與攝像機的運動軌跡，基于此目的探討使用二維手繪特效應用與三維短片當中，比較出相對于三維特效而言，二維手繪特效成本較低，制作周期短，適合現代CG動畫的制作工藝中，通過基礎分鏡內容和腳本語言去創作出合理的特效，達到作品的質量要求并能創造出更具有風格化的畫面效果。

［1］Ron Brinkmann，數字合成的科學與藝術.清華大學出版社.2011，6

［2］Joseph Gilland，動畫特效的藝術，人民郵電出版社.2014.1.