李津舟 電子科技大學(xué)成都學(xué)院

二維手繪特效在三維動(dòng)畫(huà)片中的研究

李津舟 電子科技大學(xué)成都學(xué)院

在現(xiàn)代CG動(dòng)畫(huà)的制作工藝中的，三維動(dòng)畫(huà)特效效果質(zhì)量高效果，但是耗時(shí)較長(zhǎng)，制作者需要基礎(chǔ)分鏡內(nèi)容和腳本語(yǔ)言去創(chuàng)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(yīng)用到三維動(dòng)畫(huà)短片中，如何將二者風(fēng)格統(tǒng)一，以及如何匹配透視與攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡。

三維動(dòng)畫(huà) 二維手繪特寫(xiě) 攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡匹配

隨著計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度的提高以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論的發(fā)展，三維動(dòng)畫(huà)制作中CGI的大量運(yùn)用，數(shù)字特效技術(shù)在三維動(dòng)畫(huà)制作領(lǐng)域發(fā)揮了極大的作用，現(xiàn)如今CG鏡頭和電影制作中特效的寫(xiě)實(shí)程度越來(lái)越高，生成速度也越來(lái)越快，但是動(dòng)畫(huà)是需要更有個(gè)性，充滿(mǎn)活力，熱情飽滿(mǎn)的，所有的元素都應(yīng)該源于生活而高于生活，部分三維動(dòng)畫(huà)使用二維手繪特效反而能加強(qiáng)其視覺(jué)表達(dá)力，打破畫(huà)面的約束。

一、三維動(dòng)畫(huà)和二維動(dòng)畫(huà)的制作流程

（一）二維動(dòng)畫(huà)與三維動(dòng)畫(huà)的區(qū)別。三維動(dòng)畫(huà)和二維動(dòng)畫(huà)在制作過(guò)程中最大的區(qū)別就是攝像機(jī)，傳統(tǒng)二維動(dòng)畫(huà)的鏡頭運(yùn)動(dòng)是靠手繪整個(gè)場(chǎng)景逐幀發(fā)生變化，而讓觀眾在視覺(jué)上感受到鏡頭的運(yùn)動(dòng)，而三維動(dòng)畫(huà)中則是模擬真實(shí)場(chǎng)景，建立虛擬攝像機(jī)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)設(shè)置，所以在三維動(dòng)畫(huà)中只需要對(duì)攝像機(jī)設(shè)置關(guān)鍵幀，整個(gè)鏡頭的運(yùn)動(dòng)和透視就是合理正確的，而要將二維手繪特效與三維動(dòng)畫(huà)進(jìn)行匹配最大的問(wèn)題就在于如何匹配攝像機(jī)。

（二）二維動(dòng)畫(huà)與三維動(dòng)畫(huà)的制作效率。二維動(dòng)畫(huà)的工作流程決定了其制作效率會(huì)高與三維動(dòng)畫(huà)，在中期制作中，三維動(dòng)畫(huà)需要將前期設(shè)定逐一在三維軟件中進(jìn)行還原，并加入材質(zhì)燈光和動(dòng)畫(huà)，相反二維動(dòng)畫(huà)在中期制作中環(huán)節(jié)較少，有效的提升了制作的效率。

（三）二維動(dòng)畫(huà)與三維動(dòng)畫(huà)的優(yōu)勢(shì)。三維動(dòng)畫(huà)因?yàn)槭悄M真實(shí)場(chǎng)景，所以攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)上可以更為豐富，一些鏡頭運(yùn)動(dòng)幅度較大的片子應(yīng)用三維動(dòng)畫(huà)不管是視覺(jué)效果還是流暢程度都要大于二維動(dòng)畫(huà)，而二維動(dòng)畫(huà)不收攝像機(jī)和真實(shí)物體的限制，二維動(dòng)畫(huà)的在極其夸張的動(dòng)畫(huà)上視覺(jué)效果明顯優(yōu)于三維動(dòng)畫(huà)，比如二維手繪特效，不僅運(yùn)動(dòng)可以足夠夸張，制作效率也要優(yōu)于三維特效。

（四）二維手繪特效與三維Q版卡通特效的區(qū)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(dòng)態(tài)具有連貫性，而三維Q版卡通特效元素與元素之間相對(duì)獨(dú)立，動(dòng)態(tài)也是以模型輪廓為基礎(chǔ)，二維手繪特效則沒(méi)有外輪廓的限制。

二、二維手繪特效的特點(diǎn)

（一）光影平面化。手繪特效使用顏色層來(lái)做過(guò)度，并不會(huì)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(lái)體現(xiàn)出特效上的漸變效果，如圖1的煙霧特效是由三個(gè)顏色層組成。

圖1　手繪特效圖層示意

（二）節(jié)奏夸張化。二維手繪特效在繪制的過(guò)程中，會(huì)根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中的效果加入一如的夸張?zhí)幚?，既增?qiáng)了動(dòng)態(tài)過(guò)程，視覺(jué)效果上也有了明顯的提升。

圖2　煙霧效果

圖2通過(guò)把現(xiàn)實(shí)生活中的煙霧，加入藝術(shù)的改進(jìn)做了更為夸張的處理，加強(qiáng)了動(dòng)態(tài)的過(guò)程。

（三）運(yùn)動(dòng)連續(xù)性。不同三維特效，通過(guò)群集的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)元素依次運(yùn)動(dòng)的順序來(lái)體現(xiàn)特效的運(yùn)動(dòng)軌跡，手繪特效是對(duì)同一元素逐幀的柔性過(guò)度來(lái)完成最終效果，雖然元素不多，但是動(dòng)態(tài)豐富流程。

圖3　入點(diǎn)

圖3 一滴雨滴落入水面，形成一個(gè)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(dòng)量，在水面造成一個(gè)小的凹痕。

圖5　附屬動(dòng)作

圖5 當(dāng)水面凹痕正要恢復(fù)平整時(shí)，一個(gè)小的二次飛濺從撞擊點(diǎn)向上噴出。

三、二維手繪特效與三維動(dòng)畫(huà)匹配

（一）鏡頭無(wú)動(dòng)態(tài)的匹配。鏡頭無(wú)動(dòng)態(tài)的情況下，二維特效的匹配相對(duì)比較簡(jiǎn)單，特效往往是一瞬間的出現(xiàn)的，所以我們只需要在特效出現(xiàn)那一幀上進(jìn)行位置匹配，并設(shè)計(jì)特效動(dòng)態(tài)，而特效何時(shí)出現(xiàn)，幀的選擇則變的極為重要，往往我們會(huì)選擇一個(gè)動(dòng)作的最極限POSE幀去添加手繪特效，如攻擊情況下，我們會(huì)選擇擊中的第一時(shí)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(dòng)態(tài)匹配。在大幅度運(yùn)動(dòng)的鏡頭下匹配二維手繪特效如果使用傳統(tǒng)技法，不僅透視上的變化較多，而且也增加了逐幀繪畫(huà)的難度，所以需要借助三維軟件生成的攝像機(jī)軌道和透視信息來(lái)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(duì)場(chǎng)景添加虛擬坐標(biāo)位置（locator）。（2）烘培攝像機(jī)關(guān)鍵幀信息（Bake Simulation）。（3）導(dǎo)出maya攝像機(jī)及空間位置（.ma）。

導(dǎo)出了maya的攝像機(jī)及空間位置以后，透視關(guān)系自然也就明確了，這是我們只需要把導(dǎo)出來(lái)的文件，在導(dǎo)入Aftereffects軟件中進(jìn)行特效繪制，并使用插件Paint & Stick。

（1）導(dǎo)入MA文件。（2）創(chuàng)建燈光層，并把空白對(duì)象和燈光的屬于進(jìn)行關(guān)聯(lián)。（3）創(chuàng)建Particular，并使用燈光位置作為發(fā)射器。（4）生成Particular路勁。（5）使用Paint&Stick繪制特效。

四、結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)分析兩個(gè)三維動(dòng)畫(huà)的作品中的二維手繪特效的運(yùn)用，以及如何匹配透視與攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡，基于此目的探討使用二維手繪特效應(yīng)用與三維短片當(dāng)中，比較出相對(duì)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(xiàn)代CG動(dòng)畫(huà)的制作工藝中，通過(guò)基礎(chǔ)分鏡內(nèi)容和腳本語(yǔ)言去創(chuàng)作出合理的特效，達(dá)到作品的質(zhì)量要求并能創(chuàng)造出更具有風(fēng)格化的畫(huà)面效果。

［1］Ron Brinkmann，數(shù)字合成的科學(xué)與藝術(shù).清華大學(xué)出版社.2011，6

［2］Joseph Gilland，動(dòng)畫(huà)特效的藝術(shù)，人民郵電出版社.2014.1.