使用CGI技術制作群集鏡頭

(中影動畫產業有限公司，北京 101400)

人類是一種視覺動物，自古以來用雙眼認識世界的人類就對巨型的物體、宏大的場面有著一種近似于病態的癡迷。電影是一種視覺藝術，影片中的“大場面”恰恰能夠滿足觀眾們的視覺需求，成為整部影片的高潮，對影片起到畫龍點睛的作用。所以我們可以在各類影片中看到各種“大場面”的鏡頭(圖1)，尤其是在以特效為主要賣點的電影中，“大場面”幾乎已成為該類影片的標配。

圖1 電影《海王》中的群集鏡頭

在影視工業中，把上文所述的“大場面”稱為群集鏡頭。群集，字典中的解釋是指集合狀態下的人群。在實際制作中，群集鏡頭中不僅會出現人物，還會包括動物、植物、各種道具等。

傳統的群集鏡頭制作方式一般是根據預先規劃進行分區拍攝，之后通過后期手段將拍攝素材整合在一起。近些年伴隨著CGI技術的蓬勃發展，直接使用CG 虛擬角色制作，或者將CG 虛擬角色與實拍角色相結合的方式，逐漸成為群集鏡頭的主流制作方法。本文討論的就是使用CG 虛擬角色進行的群集鏡頭制作方法。

1 CGI技術制作群集鏡頭的常用方法

使用CGI技術制作群集鏡頭主要有三種方法。

1.1 動畫法

動畫法是由動畫師按照導演的要求，在鏡頭中為每個群集角色添加關鍵幀動畫。

由于每部影視作品中所涉及的群集鏡頭一般不會只有一個，而且每個群集鏡頭中會涉及多個角色，為了在保證作品質量的前提下，盡可能地提高工作效率，我們一般會在資產階段使用已經完成綁定的群集角色，設置幾套完整的關鍵幀動畫，作為動作庫備用。在制作鏡頭時，按照要求導入群集角色，在動作庫中找相應的關鍵幀動畫，再通過動畫曲線調節群集角色的動畫節奏、時間點等。

動畫法的優點是對每個群集角色的動畫表演都可以進行精細調整。但也正是因為該方法需要動畫師對每個群集角色的動畫都進行調整，所以該方法更適合制作群集角色不多的鏡頭(實際生產中一般是在100人以內)，或者是導演對群集角色表演有特殊要求的鏡頭。

1.2 粒子替代

使用制作軟件中的粒子工具確定鏡頭中群集角色的位置、運動方向、運動軌跡等，再使用粒子替代功能將這些粒子替代為設置好動畫的群集角色。

使用該方法制作需要提前規劃好群集角色的運動路徑、運動范圍，還需要準備群集角色的動作庫。

粒子替代法在實際制作中又可分為精靈粒子替代、幾何體粒子替代等不同的制作方法，其具體制作流程本文不進行詳細討論。粒子替代法的優點是可以制作大規模的群集效果，但考慮到后期的渲染壓力，不建議使用該方法制作群集角色數量過多的鏡頭。使用粒子替代的群集角色的動畫一般都比較簡單，不能針對某個群集角色的動畫進行精細調整。所以該方法較適合制作角色較多的中遠景鏡頭，或者是對動畫表演要求不高的群集角色鏡頭(比如大量的箭矢、車輛、昆蟲等)。另外，在制作過程中有時會需要動畫師使用程序代碼對粒子進行控制，所以該方法要求動畫師要有一定的編程基礎。

1.3 專業插件

為了更好地解決群集鏡頭的制作問題，很多專業的團隊開發出了多種基于三維制作軟件的專用插件，例如Golaem Crowd、Atoms Crowd、Miarmy 等。

此類插件的操作相對都比較容易掌握，而且此類插件基本都考慮到了群集渲染輸出的問題。所以只要按照插件要求的操作規范和操作流程進行制作，基本上能滿足影視作品中大部分群集鏡頭的需求。但是此類插件基本都是收費的，只有付費用戶才可以享受開發團隊的技術支持、版本更新等服務，所以該方法更適合企業用戶。

上述三種方法各有利弊(表1)，在實際生產中我們一般會根據具體要求，將這三種方法結合在一起使用。

表1 三種方法的比較

2 CGI技術制作群集鏡頭時需要注意的事項

群集鏡頭的制作生產涉及到了從劇本、前期設計、攝影、模型、貼圖、綁定、動畫、特效、燈光渲染、后期合成、音效等幾乎整個制作流程中的每一個環節。由于制作生產涉及的環節比較多，所以在整個過程中需要注意的事項就比較多，筆者認為以下幾點尤為重要：

2.1 前期規劃

正如上文所述，群集鏡頭的制作是一件涉及環節較多的綜合性、系統性工作，制作此類鏡頭的時間成本、人力成本、財務成本都比較高，要在規定的周期內保質保量地完成工作，需要負責制作的團隊對整個項目有充分了解。制作團隊最好從項目啟動之初就開始跟進，通過匯總所掌握的信息，制定一份詳盡的制作規劃，以確保項目的順利進行。

首先，要根據劇本和分鏡，再結合導演的要求，確定整部片子所有群集鏡頭的數量。群集鏡頭雖然有利于烘托影片氣氛，容易“出彩”，但考慮到群集鏡頭的制作周期相對較長，制作成本也相對較高，所以在整部影片中所占的比重一定要合理。筆者和同事們在制作中堅持的原則是：除非劇情發展必須需要，否則不要強行加入群集鏡頭，以免畫蛇添足。

其次，要再進一步統計出這些群集鏡頭的詳細信息(表2)。

表2 需統計的信息

在進行前期規劃時，前期設定與分鏡腳本是兩個比較重要的環節，接下來筆者會用一些篇幅進行簡單的介紹。

2.1.1 前期設定

前期設定是指在影片開始全面攝制之前，根據劇本確定整部影片的美術設計、場景設置、人物造型、角色性格、音樂風格等內容，為接下來的攝制工作確定構架與方向。

在進行前期設定時，需要確定群集鏡頭所涉及的角色、道具、場景等。在CGI制作的群集鏡頭中，角色與道具都會有一定的重復性，過于特殊的設計會影響最終畫面效果，轉移觀眾的關注點，甚至影響故事的講述。所以群集鏡頭的角色、道具設計要遵循有特色而不特殊的原則，設計要保證突出故事的特色，但不能搶戲。

群集鏡頭對場景設計的要求：場景的大小、空間布局要合理，要能夠滿足群集表演的需求。

2.1.2 分鏡腳本

分鏡腳本又被稱為攝制工作臺本，是在文字文本的基礎上，經過巧妙構思和獨特的藝術設計，從而將死板的文字轉換為靈動的立體視聽影像的中間媒介。分鏡腳本不僅要充分反映導演的創作意圖，還應以簡潔的畫面，表達出每個鏡頭在影片中的定位及效果。

在分鏡腳本中需要明確標識出下列與群集相關的信息：群集的規模、群集在鏡頭中的位置分布、群集的狀態(原地表演、在運動中表演)、群集的運動軌跡、群集角色的動畫動作等(表3)。在一些特定的鏡頭中，由于故事的需要，可能還需單獨標識出一個或幾個群集角色的運動。

表3 腳本中需標注的信息

2.2 中期制作

當完成前期規劃，進入中期制作后，需要關注的兩大部分就是資產文件與動畫文件。

2.2.1 資產文件

將前期規劃中的各種需求轉化為CGI的數字文件，即是資產文件。資產文件是中期制作的基礎，資產文件的優劣將直接影響到中期制作的質量與效率。資產文件一般包括：模型資產、貼圖資產、綁定資產等。

因為群集鏡頭會涉及到大量的角色，實際制作時無論使用動畫法、粒子替代，還是專業插件中的任何一種方法，數據運算量都會隨著制作環節的增加，而進行幾何級數的遞增。有些時候由于工作中的疏忽，在前端環節遺留一個垃圾節點，后端環節的數據運算都會因此有海量的增長。所以為了保證后端環節有效的運算量，盡量減少運算資源的浪費，提高工作效率，在準備資產文件時必須保證文件的簡潔與規范。具體來說有以下幾點：

(1)一定要遵循有特色而不特殊的原則；

(2)要按照已確定的前期設定進行制作；

(3)資產文件要嚴格按照制作規范進行制作，保證模型面數最優、形態正確、布線合理，并及時清除垃圾節點；

(4)制作模型與貼圖時，角色的高矮、胖瘦、大小、顏色等，可以在前期設定的基礎上有發揮，但不能過于夸張；

(5)制作生物角色，尤其是類人生物角色時，可按身體不同部分制作，之后以排列組合的方式拼接出最終可以使用的群集角色。例如可將角色分為：頭發/頭飾、頭、上半身、下半身、腳/鞋等五部分，則最終可使用的群集角色數量=頭發/頭飾×頭×上半身×下半身×腳/鞋；

(6)群集角色的綁定文件，骨骼要規范、簡潔；

(7)在綁定文件中，群集角色骨骼節點的父子層級關系要完整，不能斷開(圖2)。如果群集角色有道具，道具也需要連接到這套骨骼上。

圖2 骨骼節點層級

2.2.2 動畫文件

使用CGI 技術制作群集鏡頭時，群集角色的動畫都是以事先準備好的動作庫為基礎，根據鏡頭的需求按一定順序進行組合、循環等操作后得到的。所以群集鏡頭的動畫文件一般分為兩部分：第一部分是基礎動畫，即動作庫；第二部分是鏡頭中的動畫。

對第一部分動作庫的動畫要求，依然是遵循有特色而不特殊的原則，表演要完整，能體現角色特點，有特色，但不能過于夸張，不能搶戲。

對第二部分鏡頭中的動畫，制作時需要注意兩點：一是要選擇適合鏡頭需求的動作；二是不同動作銜接時要平滑過渡，不允許生硬切換。

2.2.3 工作流程

在中期制作中，制作人員要經常與導演以及各個指導們審看鏡頭、調整效果。但是由于群集鏡頭制作文件都比較大，進行很多操作的時間成本都比較高。所以如何進行有效的審看，也需要進行提前規劃。

首先要注意的是，不能等一個群集鏡頭全部完成后再提交審看，這時如果需要修改，時間成本無法承受。最好在制作開始前，就制定好一個鏡頭需要審看的次數，以及每次審看時主要關注的內容，做到有的放矢。例如一共審看四次，第一次審看時通過替代物拍屏動畫確定群集的范圍及數量(圖3)，第二次審看時通過素模拍屏動畫確定群集的動態(圖4)，第三次審看時通過靜幀確定渲染效果，第四次審看即最終審看。

圖3 替代物拍屏

圖4 素模拍屏

2.3 后期制作

在群集鏡頭的后期制作階段，渲染是最容易出現問題的環節。由于群集鏡頭角色多、文件大，渲染的時間成本非常巨大，在制作中稍有不慎就會出現中期做得完，后期渲染不完的尷尬情況。

為了避免出現上述的情況，在制作中我們會對渲染環節進行一定的規劃與管理：

(1)資產的規范與優化

資產文件的規范與優化在群集鏡頭的制作中非常重要，我們在前文討論“中期制作”的制作注意事項時已經提過，這里不再重復。

(2)緩存與渲染器的匹配

群集鏡頭中角色的表演，最終都會以緩存的方式輸出并保存，緩存一般分為兩種：通用緩存、專用緩存。渲染時設備會按需求調用緩存，制作時對緩存使用的選擇，這時就會影響到渲染的時間成本與財務成本(表4)，所以需要提前進行規劃。

表4 緩存的分類

(3)分區渲染

在實際制作中，經常會遇到由于群集鏡頭文件過大、渲染設備硬件限制、制作周期限制等原因，導致一個鏡頭中的所有群集角色不能同時進行渲染。此時就要考慮對鏡頭進行分區渲染，之后再在后期軟件中進行最終合成。由于使用此種方法要考慮很多因素，如遮擋關系、光影效果、鏡頭移動等。所以必須在渲染工作開始前，進行相應的測試和規劃，并制定相應的解決方案。

3 結語

電影工業是一個復雜的現代工業體系，群集鏡頭的制作又是整個電影工業中較復雜的部分。以上是筆者結合日常工作，對群集鏡頭的制作略陳淺見，希望這部分內容的分享能為各位熱愛電影事業的同仁們的工作提供些許幫助。