三维动画片《重塑》的建模与设计
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增大字体4 三维动画《重塑》中特效的使用
4.1特效在三维动画中的作用
作为影视动画创作手段之一，数字特效的创作也遵循艺术创作的基本规律—真实。人景物、声光色是视听语言最重要的元素．他们是构成画面信息的主要成份，数字特效处理这些视听元素的原则是复原他们相互问的整体关系，不论是虚拟生成，还是抠像合成，都应结合所处场景的环境光线情况，统一影调、色彩，恢复质感，才能达到逼真的效果[[i]]。
早期的电脑影像技术诞生于军事和航天领域中，但那时要有超大型的设备、复杂的程序编制过程和昂贵的价格。进入20世纪80年代，电脑影像技术日趋成熟，成本的降低、制作周期的缩短和视觉效果的改善开始得到电影制作者的关注，少数电影制作者开始尝试采用电脑影像技术为自己的故事增加说服力和新的表现方式。20世纪90年代以来，以计算机动画为代表的电脑成像技术日益成熟，开始大量参与电影制作，迅速涉足于银幕。从《侏罗纪公园》、《最终幻想》、《阿凡达》再到《爱丽丝漫游仙境》，计算机生成影像的能力已经达到无与伦比的程度，动画制作也发展到能够以假乱真，是观众很难辨别出一幕上的场景到底是真实的还是经过电脑特效处理过的。
数字影视特效本身是基于计算机的软硬件环境，运用计算机图形图像学原理和方法．将多种源素材（包括实拍的画面和计算机生成的画面）混合成单一复合图像的处理过程。多种源素材能否在色彩、运动、透视、素材锐度等方面达到真实统一将直接影响到影视作品的可信性和真实性[[ii]]。
一般来说，制作一个专业级的3D动画作品至少要经过建模、绘制材质纹理、设置骨骼、设计动态、力场模拟、动作调试、设置灯光、合成渲染等步骤。精通并熟练运用3D动画技术需多年不懈的努力，同时还要随着电脑技术的发展不断使用更新、更加高效的制作软件[[iii]]。
随着游戏、影视、教育娱乐等产业应用需求的推动，计算机动画技术有着广泛的应用前景。计算机特效模拟是一种有别于真实模拟的数字技术。特效不是真实的自然现象，不能完全由基于物理的建模和动画技术来表现。从早先的《神灯与阿拉丁》中，当阿拉丁拿起神灯，想仔细看看，用手摩擦了几下，突然从神灯中冒出一股浓烟，慢慢地形成一个巨大的精灵。到影片《木乃伊归来》中，木乃伊从漫天飞舞的沙子中慢慢形成自己的形体。《魔鬼终结者Ⅱ》中来自未来的液态机器人，从一地散乱的碎金属片，融化成液体，慢慢汇聚到一起，最后形成一个人体。《指环王》中的水马从一条波涛汹涌的河中出现。再在《功夫》中天空中的云彩形成如来佛祖的形象。我们希望能够开发出数字技术重现相似的效果，使得既具有流体的外在特征又有模型的几何结构。当然，我们知道这些效果不是真实的，不是完全遵循物理规律，是不能完全用物理规律来解释的，它们是一种超自然的现象，追求的是一种视觉的合理性。
图4-1 数字特效在影视制作中的应用实例
左：电影《最终幻想》中的特技镜头；右：电影《泰坦尼克号》中的特技镜头
目前，越来越多的电影采用了数字特效手段作为商业卖点和艺术亮点，从而造就了越来越多的电影奇观[[iv]]。但是，数字特效技术是制造电影真实感的手段，而不是影视制作的最终目的。恰当运用数字特效，能够极大的增强影片的可视性与艺术性，但一味偏重于数字技术而忽略了故事本身，也不可能成就成功的作品。坂口博信导演的《最终幻想》就是一例了[[v]]，该作品全部镜头均采用计算机技术完成，用电脑制作了宏大的场景和所有虚拟人物，女主角的头发更是达到了可以乱真的程度（图4-1左），特技效果无可挑剔，但该片过分卖弄特效，剧情单薄，人物性格苍白，情感表达没有和观众产生共鸣。因此，视觉特效在影片中的价值取决于视觉特效与影片情感性的结构平衡，特效使用的好坏应以是否能为情感表达做出足够的营造而又能增色于影片表达作为评判标准。
同样作为数字特效电影的典范，《泰坦尼克号》当属故事与特效完美结合的成功典范[[vi]]。没有数字技术的参与很难表现这一爱情故事，没有爱情故事的注入数字技术就会显得空洞无味。在《泰坦尼克号》中，由计算机参与制作的镜头高达500多个，以一种常规电影拍摄所难以创造的非凡的视觉效果（图4-1右），将观众带入一个真实动人的叙事情境中。
大银幕上演绎着的故事，总是在真实与虚幻之间和观众捉迷藏[[vii]]。而电脑的引入为电影艺术家的创意提供了更大的挥洒空间。数字特效技术不但丰富了电影艺术家的造梦手段，同时也促使电影艺术家不断地探索新的电影语言。观众也由此能观赏到更多更精彩的电影作品。
3D动画短片《重塑》中将特效与真实完美结合，不仅使动画制作手段更加丰富、动画的视觉效果更加逼真生动，而且使制作效率得到提高。从更深层次的意义上说，数字特效为人类提供了一把将电影艺术从必然王国带向自由王国的金钥匙，提供了让人类的思维和想象力自由驰骋的可能性和途径。
4.2 特效实现的技术和方法
特效在3D动画片中具有重要的作用。随着计算机软硬件技术的快速发展，也使得特效的运用有了更广阔的前景。本次特效部分主要使用了Maya的流体以及刚体解算插件Ruins 3.1商业版，重点是对地表的石块、水流和钻头破裂的镜头进行了动力学模拟，其中在钻头破碎的镜头中，刚体数量达到了2000碎块，使用了纯刚体解算方法（图4-2）。
Ruins是一款针对Maya的破碎插件，能很快的、精确的制作破碎效果[[viii]]。在Maya中，对于刚体的破碎是较难解决的问题，即使能够制作其耗时也是相当长的。Ruins 3.0可以支持的CUDA和PHYSX物理加速、新的UI，并且可以使用字段来驱动刚体。
由于使用了英伟达（Navida）的免费解算器PHYSX，所以2000碎块的解算速度很高，几乎可以达到实时显示的水平，这为特效的制作、修改提供了方便，效率较用CPU的运算方式提高了数倍。图4-3和4-4是使用GPU运算进行刚体解算的测试效果，二个实验中均包括3000碎片以上，由PHYSX解算器进行刚体解算实现。
对于布料和水流的模拟则运用MAYA的布料系统和流体系统进行模拟；毛发系统则使用了FURRYBALL的毛发系统，FURRYBALL的毛发系统由于使用了GPU的运算系统，不论从渲染上还是动态解算上都省去了大把的时间，并且可以实时预览便于修改，可以快速产生非常真实的毛发阴影和毛发OCC。
[[i]] 彭军．试论数字技术对电影特效制作的影响[J]．科技创业月刊，2006，19，(7)：195．
[[ii]] 陈奕，乔凤天，王寒冰．动画电影与数字电影特效中的色彩匹配与校正[J]．新闻界，2008，(2)：159-161．
[[iii]] 雷青．谈三维特效动画在影视广告中的应用[J]．内蒙古大学艺术学院学报，2008，5(4)：50-53．
[[iv]] 李鹏飞．数字特效在动画电影中的地位[J]．作家杂志，2008，(4)：222-223．
[[v]] 李慧丰．新瓶旧酒:《最终幻想》评析[J]．北京电影学院学报，2002，(2)：102-104．
[[vi]] 张红叶．从《冰海沉船》到《泰坦尼克号》-高科技对电影叙事的影响[J]．当代电影，2004，(5)：78-82．
[[vii]] 张歌东．数字时代的电影技术与艺术[J]．当代电影，2003，(3)：65-73
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作者：佚名
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