三維動畫分層渲染技術在海南民間元素研究中的應用

文/戴敏宏

近年來，隨著國際旅游島的建設和海南自貿區的成立，海南在經濟文化方面有了飛躍的發展，在文化和創意產業方面，政府給予大力的扶持，如椰雕、黎錦等代表海南文化傳承的技藝也得到市場的認可和肯定，文創產業在海南處于剛剛起步的階段，海南本土傳統文化元素需要更進一步的得到挖掘和保護。在保護和挖掘傳統文化元素的過程中，我們更應該結合和利用好新思路，新技術，將傳統文化元素和現代技藝結合，將海南文創的價值提升到一個新的高度。而國際上流行Maya軟件，制作了《金剛》、《指環王》等多部國際大片，在動畫業內行業的普及度較高，隨著VR虛擬現實技術的發展，更多的本土傳統文化元素將用動畫和虛擬現實等新技術呈現，而三維動畫的分層渲染技術，提高了Maya軟件制作的效率和效果。讓本土傳統文化元素立足本土，更進一步的有利于海南傳統文化元素在文創產業中發揮更大的空間和價值。

1 Maya軟件三維動畫分層渲染技術介紹

Maya分層渲染技術，是在動畫模型建模之后，給物體賦予材質貼圖后，最后通過渲染計算將物體的圖像的多重信息分別提取出來，將物體的光學屬性進行分類，比如物體的陰影，高光、occ以及物體的反射、折射，畫面的景深等。將物體的各類信息分別在不同的通道中渲染出來。最后得到高光貼圖、陰影貼圖、高光貼圖、景深貼圖等多通道信息。與Maya單層渲染不同的是，多層渲染形成多通道，每個節點和參數都可以單獨調整。比如單獨控制物體的高光、單獨調整景深的焦距等，多層渲染實現的很多效果是普通單層渲染無法企及的。在后期合成畫面的時候，更加容易控制畫面效果。

2 海南傳統文化元素展研究載體以及研究技術手段

海南傳統文化主要以黎苗文化、南海海洋文化（海上絲綢之路）等為主，在文化元素的挖掘上，主要采用文字記載、查找文獻、網絡資料、照片及影音視頻等方式。在研究方式上多采用針對歷史傳說的邏輯分析，對歷史文獻的文字解讀，以及結合傳統文化傳說和記載資料等進行比較等研究方法。

3 Maya軟件三維動畫分層渲染技術在海南民間元素研究中的重要性

Maya三維分層技術能夠虛擬和再現傳統文化元素，形成更加直觀的視覺感受。Maya軟件利用三維動畫分層渲染技術，首先能夠把歷史上不可見的文字、理論等概念型的事物進行三維虛擬和建模，而三維虛擬渲染技術，能夠較好的賦予物體材質，高光，陰影等多種效果的疊加，甚至達到近似真實實拍的效果；Maya三維分層技術拓展了技術研究的載體，相對傳統的技術研究方式更加高效和嚴謹Maya三維分層渲染技術，可以單獨控制虛擬仿真傳統文化物件的各個通道和屬性，比如在展示黎錦的制作過程，為了表現黎錦的制作質感，在凹凸通道和高光通道屬性上，可以單獨調整，模擬織錦材質特有的質感，更再現的物體更真實。

4 在海南民族元素研究中應用Maya軟件三維動畫分層渲染技術

4.1 三維動畫分層技術在海南傳統民間元素研究中的運用目標和思路

在表現海南傳統文化的研究和再現過程中，我們關注的視覺效果通常有固有色、高光、材質、光感、折射、反射等,通常制作思路為，首先在Render layer下面新建一層，為了清楚的分辨，我們命名為shadow，這時候需要把燈光、地面面板和產生陰影的物體都添加到這個層里面并將燈光的Use Depth map Shadows勾選，渲染的時候會產生深度陰影貼圖。這樣能夠更快的提高效率，針對傳統元素物件和場景的需求進行細化和調整。

4.2 三維動畫分層技術在海南民族元素研究中的關鍵技術研究

4.2.1 使用Maya軟件中的mental ray渲染器渲染海南船型屋案例的occ層

在海南傳統文化元素以海南船型屋結構為例，為了表現場景在室外環境下的自然光線效果，我們常常在對船型屋建模和貼圖后，制作一個occ層,比如在船形屋渲染過程中，首先調整好模型的渲染角度，選中需要渲染的船形屋模型，在渲染層面板里面新建一個渲染層，按鼠標右鍵點擊Attributes,這時候在渲染層的屬性通道里面，會彈出一個預設，在預設的下拉菜單里面就有一個occlusion命令。這時候在out color后面的三角符號進行采樣率設置，通常我們將采樣率設置成64左右或者更大，然后將渲染器修改成mental ray就能渲染出海南船形屋模型的occ層了，其他的需要虛擬再現海南傳統文化元素模型出圖的occ層制作方法也如此。

4.2.2 Maya軟件中利用GI模擬真實環境的燈光的運用

真實環境中，由于戶外的光線來自四面，雖然有主光源產生的投影，但是不自已表現自然光的所有因素。為了更真實的表現自然光環境，我們在做三維動畫分層渲染的時候，需要針對性的設計好光源，通常的做法是三點光照或者GI自然光模擬。合理的運用好GI自然光，能讓分層好的材質在明暗上達到更好的表現度。

5 面臨的問題和未來的趨勢

隨著科技的發展，未來越來越多的渲染器和渲染技術日新月異的發展，然而真正需要制作出好的作品，讓傳統民族元素的挖掘和表現形式的拓展，需要藝術和技術的結合。三維分層渲染技術無疑對三維復原展示提供可行性的表現形式，為深度挖掘海南民族文化元素具有深入的研究價值。