動畫特效中的計算機技術運用

庹君豪

（成都七中實驗學校，四川成都 611130）

0.引言

隨著時代的發展，人們對生活品質的追求也越來越高，尤其是在娛樂視頻觀賞體驗中，不僅要有逼真的畫面，還要有精致的細節。直到1993 年，較完美的特效才出現在《侏羅紀公園》中，所以特效的運用到今天也不過20 年左右，如今動畫特效也被廣泛應用在廣告、影視作品等中。

動畫特效不斷擴展，動畫特效的制作技術也日臻成熟，成了國際上又一大工業，現在許多電影作品中都運用了三維動畫特效技術，諸如張藝謀的《十面埋伏》、夢工場的《Harry Potter》等。

1.計算機動畫設計分類及特效技術闡述

隨著社會的不斷進步，與計算機相關的技術也被廣泛使用，使動畫設計有了很大變動，再加上引用了三維等技術，使動畫設計跨入了新時代[1]。

1.1 計算機動畫分類

計算機動畫設計分為兩類，分別是二維技術和三維技術，也就是俗稱的2D 和3D。2D 又叫平面圖形。2D 圖像內容只有X 軸和Y 軸，在以往傳統技術條件推動下，動漫都是采用的二維動畫效果，在二維環境下主要是通過素描的透視原理來創造立體感，但是陰影也是人工繪制的，都是通過平面的技術手段來營造立體效果。three-dimensional 的縮寫就是3D，運用立體的空間概念，就可以在計算機中實現三維圖像，計算機主要利用一些視覺技術手段，使得圖片在視覺上給人以三維立體的錯覺，但實際上并不具有真實生活中的距離空間[2]。這項技術具有較強的創造性，可以使畫面看起來更加逼真，更具真實感，能夠吸引更多觀眾的注意力。

3D 雖然是新型技術，但并不代表這就比2D 好。3D只被臺式計算機用戶使用了大約10 年，而2D 是許多天才與藝術家用80 年的時間積累下來的。3D 只是比2D 更有新鮮感，可以吸引更多人的注意。客觀公正地說，3D動畫與2D 動畫都有著它們被對方無可替代的一些優勢。當然毫無疑問，三維動畫的藝術性還未完全開發出來。

1.2 電腦特效概述

電腦特效是指在電影或電視劇的拍攝制作或后期中，運用特殊的技術手段和方法獲得特殊效果的技術[3]。最早在20 世紀90 年代初期美國電影《侏羅紀公園》中采用了比較顯著的電影特效，這給當時的電影觀眾留下了深刻的印象。當然，這些恐龍就是用道具結合電腦效果制作出的恐龍。后來，末日電影《2012》中，地球的生態系統由于被人類無節制開發利用而破壞，自然資源被肆無忌憚地掠奪開發，在電影中制作者通過電影特效營造出各種諸如地震、火山爆發等強烈的自然災害，效果逼真、栩栩如生，讓觀眾們有一種身臨其境的感受。近些年，有一部國產電影《少年派的奇幻漂流》，在電影市場上也引起了很大反響，特別是該電影中使用的電腦特技引人注目。狗、斑馬、老虎、猩猩等，一般拍攝這類電影的難度無不外乎是如何讓動物配合演戲。電影中，通過電影特效技術，將各類動物角色，例如猴子、斑馬等，有機地融合進入電影畫面，使得觀眾看到的角色形象真實而逼真，演員只要對著空白的藍屏幕對話，后期制作人員就可以虛擬出動物來參加演出。在上述的幾部電影中，可以看出目前的電影特效技術經過50 多年的發展和完善后，可以將虛擬人物與現實場景完美融合，取得了突飛猛進的發展。

2.動畫特效及制作軟件

動畫特效是幫助動畫獲取虛擬特殊效果的技術手段。每一位動畫特效的制作者都會利用軟件來將預先采集的圖像或者人工繪制的圖像導入計算機并對其進行深度加工。目前在業界比較常用的幾款軟件程序有After Eff ects、Photoshop等，此外還有其他一些專業制作軟件。

作為最常見的修圖軟件，Photoshop 當之無愧。動畫特效的制作者可以通過它對多種媒體制作圖像，比如分鏡頭腳本。動畫特效的制作人員利用Photoshop 這個軟件，可以修飾圖像、創作標題、創設腳本框架等內容。現在創作動畫特效時運用非線性的軟件也是十分常見的，如After Eff ects。這個軟件可以使動畫特效的創作人員制作運動鏡頭和新的視覺效果。此外還可以借助After Eff ects這款軟件來實現制作動態的鏡頭角度，諸如平移鏡頭等效果。借此，制作人員能夠很輕松地將一個建筑物的一側凸顯出來或者將特寫鏡頭移動到中景鏡頭。此外，Maya 作為知名的電腦特效制作軟件也廣為人知，比如我們耳熟能詳的《蜘蛛俠》《指環王》等電影中都運用了Maya 制作電影中的特效。

3.動畫特效制作

對于特殊的效果、復雜的序列以及動畫來說，動畫特效是非常重要的。動畫特效從分鏡頭開始，然后被掃描進入電腦，之后被After Eff ects 或Adobe Photoshop 等相似的軟件處理。

制作小組的成員可以通過收集各種各樣的動畫特效，比如手繪的特效、三維的動畫特效以及動畫視頻。其中手繪的動畫特效是制作者的草圖，然后要將其掃描進入電腦中并且將其時間順序化到一個對話軌道中。因為包括人物、物品和道具的低分辨率模型，制作者要在復雜的鏡頭運動下做實驗，所以三維的動畫特效相對來說比較復雜。而且這些實驗在實際拍攝中是非常昂貴的。動畫視頻就是一個初步的序列視頻版本，它協同制作組的成員一起幫助定時、分塊設計場景和調節鏡頭的角度。

動畫特效中非常重要的元素是定時。我們在制造特效的過程中一定要妥善安排好場景中對話的時刻與人物動作的協調性。

定時是動畫特效中最重要的元素之一。動畫特效的制作者必須把握住場景中的動作以及對話的時間。一個場景通過定時來展示它的特點以及人物的情感等。比如說一個焦慮的人物，動畫特效的制作者就可以對他添加一個快速運動但又有長時間的停頓。一個不高興的人就可以添加一個慢而輕的動作。定時需要反復地聯系并且使用一個計時器才能精準地把握住時間。

4.特效與動畫合成的方法與運用

4.1 動畫合成畫面在影視特效中的應用

對影視作品的整體風格進行調整是動畫合成畫面的主要任務，并且處理的方式與思路有很大的不同，簡而言之，就是通過對色調、亮度、顏色等維度進行修飾，將不同時間和場景采集獲取的圖像自然地融合在一起，看起來更加統一，而且使影視作品富有畫面感。其次，動畫合成畫面可以對影視作品所展示出來的色彩進行總體的把握，將主要特征凸顯出來，并使其與影視作品的畫面更加和諧。如今，紀實類影視作品的拍攝和后期制作對動畫合成畫面占有十分重要的地位，并且能夠將實際拍攝的畫面與虛擬創造的畫面相結合，不僅提高了拍攝效率、改善了畫面，還節省了開支。

4.2 動態畫面的合成方法

動態畫面合成方法是數字影視特效設計的重要環節，因此對影視特效設計來說至關重要[4]。其中主要包括畫面剪輯、畫面特效、音效環節等方面，因此說明上述部分內容和動態畫面的合成方式有關。動態畫面的合成方法普遍都有共同的特征。在拍攝的前期，動態畫面并沒有什么體現，特別是沒有畫面的字母以及不需要做前期攝影的工作等，但在比較常見的場景中就會呈現出動態畫面，好比虛擬場景的制作想要保障前期拍攝工作的正常運行，就必須完成動態畫面特效的制作。

5.計算機動畫特效制作新技術

隨著科技的飛速發展，二維動畫的技術也在不斷簡化、改善。現在也出現了許多新的二維動畫技術，新的二維計算機動畫新技術主要包括骨骼操作技術、唇語同步技術、角色替換技術。

5.1 骨骼操作技術

骨骼操作技術的出現改變了傳統的動畫制作。動畫中的人物按照現實生活中人的骨骼進行安裝，動物按照現實生活中動物的骨骼進行安裝。再在骨骼的基礎上增添肌肉，按照由內向外的順序添加，這使動畫人物或動物的形象更加生動、逼真。在動畫人物或動物的制作中，幀是非常重要的。在設計中，首先要確定關鍵幀，然后借助其他的軟件補充中間幀。在組裝過程中還有一個非常重要的環節，就是骨骼的調整。骨骼的調整，顯而易見可以知道就是在調整中找到不和諧的地方進行微調，使得人物角色畫面中的細節信息更加精美，整體的圖像效果更加自然。

5.2 唇語同步技術

隨著時代不斷地進步，人們對動畫的細節也更加在意和關心，那么，動畫人物的嘴型就要對上配音。唇語同步技術的工作原理就是借助計算機軟件對配音的音色和口型進行識別，使兩者能夠自動匹配。目前唇語同步技術主要是依靠magpie pro 和papagayo 這兩個軟件和其他軟件配合使用。唇語同步技術提高了二維動畫整體的技術，使動畫更加完善了細節，也讓人們擁有更好的觀賞體驗。

5.3 角色替換技術

角色替換技術就是保持原有動畫人物或動物的骨骼，但是使用新的動畫人物或動物形象。這不僅可以節約時間和經費，還可以更加方便地調整細節，也減少了制作過程中的困難。但角色替換技術的過程中必須非常嚴謹。首先制作出新的動畫人物或動物，然后進行填色[5]。之后將想要得到的動畫角色導入原有的文檔并且逐漸刪除原有動畫角色的圖層。最后將新的動畫角色和骨骼進行融合，為了使每個部位都完美融合，就需要對骨骼或者角色進行調整，使骨骼和角色達到統一，也更好地處理了細節。

6.結語

本篇文章對計算機動畫設計分類及特效技術進行了簡略闡述，對動畫設計與特效技術的融合進行了粗略介紹，對計算機動畫制作新技術進行了簡略描述。隨著科技不斷改進，動畫技術也開始被嘗試著運用在各個領域中，解決許多現實中由于許多因素造成的問題。總而言之，計算機動畫技術隨著時代的發展也越來越被人們看重，我認為計算機動畫技術在未來是必不可缺的，未來也將與各種各樣的技術融合，使之被用于各個行業中，成為人類必不可缺的一項技術。