張昊一（天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

品牌設(shè)計(jì)、店鋪界面設(shè)計(jì)、企業(yè)推廣頁(yè)面設(shè)計(jì)，以及宣傳海報(bào)設(shè)計(jì)等都偏向于借助藝術(shù)表達(dá)來(lái)引導(dǎo)消費(fèi)者。而在傳統(tǒng)平面宣傳設(shè)計(jì)的藝術(shù)表達(dá)中，由于通常受制于二維技術(shù)方法，無(wú)法表現(xiàn)真正的三維，所以只有借助透視效果或者繪制光影來(lái)模擬偽三維。

一、數(shù)字媒體藝術(shù)中的藝術(shù)化表達(dá)需求

數(shù)字傳媒藝術(shù)設(shè)計(jì)隨著網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)與發(fā)展，成為網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)不可或缺的組成部分。利用數(shù)字媒介藝術(shù)來(lái)獲得消費(fèi)者、傳播購(gòu)物信息、促進(jìn)消費(fèi)行為，這就需要數(shù)字媒介藝術(shù)必須具備引導(dǎo)消費(fèi)者的功能，正確傳遞信息并在海量的傳播信號(hào)中如何抓住消費(fèi)者的注意力，從而刺激消費(fèi)者購(gòu)買商品，這是數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)師不得不關(guān)心研究的問(wèn)題。不同的傳播途徑和載體會(huì)產(chǎn)生不同的風(fēng)格，而消費(fèi)者也會(huì)經(jīng)歷各種風(fēng)格的營(yíng)銷信息轟炸，也會(huì)形成不同的審美風(fēng)格。數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)是不斷更新的，這主要是由其平臺(tái)的特性所決定的。

二、Cinema4D與數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)的藝術(shù)化融合

（一）Cinema4D 與數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)結(jié)合的優(yōu)勢(shì)

Cinema4D，是由德國(guó)MAXON 公司所研發(fā)的一個(gè)集模型、動(dòng)畫、綁定、雕刻、渲染、跟蹤、貼圖于一體的3D軟件。軟件功能界面簡(jiǎn)單，模塊化功能使用方便，通過(guò)應(yīng)用軟件中特有的變形裝置和生成器能夠組合制造出多種特技，并能夠和Adobe 的電影后期制作應(yīng)用軟件AfterEffects 無(wú)縫銜接。并且具備大量插件，應(yīng)用于電影推廣、節(jié)目包裝、影視劇制造等應(yīng)用領(lǐng)域。正因?yàn)镃inema4D的簡(jiǎn)潔易用以及大量的模型插件資源，許多電子商務(wù)設(shè)計(jì)者把Cinema4D 等3D軟件導(dǎo)入了電子商務(wù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，從而克服了傳統(tǒng)平面宣傳設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)，并促進(jìn)了數(shù)字傳媒藝術(shù)設(shè)計(jì)的發(fā)展，逐漸形成了全新的藝術(shù)風(fēng)格。Cinema4D 作為一個(gè)簡(jiǎn)潔易用的3D 軟件，能夠在數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)中充分發(fā)揮多種優(yōu)點(diǎn)。比如傳統(tǒng)的電子商務(wù)產(chǎn)品推廣，通常都是以拍照為主，而宣傳的成品效果往往受制于攝影成本，無(wú)法修改。拍攝電商產(chǎn)品宣傳通常需要巨大的時(shí)間與資金成本。而Cinema4D 則融入了大量數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)，從而節(jié)約了成本，也大大提高了宣傳制作的效果。過(guò)去需要實(shí)拍的宣傳，現(xiàn)在只需模型和渲染工具就能夠?qū)崿F(xiàn)，宣傳的創(chuàng)意也能夠更加高效地實(shí)現(xiàn)。Cinema4D 的廣泛應(yīng)用，使電商設(shè)計(jì)師們能夠更注重自身的藝術(shù)表達(dá)，并發(fā)揮創(chuàng)造力。相比傳統(tǒng)的電商產(chǎn)品宣傳拍攝，可以創(chuàng)作出更具空間感和沉浸感的宣傳作品。（如表1）

表1 Cinema4D的具體應(yīng)用

（二）Cinema4D 在數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)中的藝術(shù)化表達(dá)

數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)者通過(guò)使用Cinema4D 軟件中自帶的超強(qiáng)變壓器和發(fā)生器等功能，創(chuàng)作出大量具有視覺藝術(shù)效果的抽象主義元素進(jìn)行藝術(shù)傳播，從而形成自己的數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)風(fēng)格。而同時(shí)，GPU 視覺技術(shù)的出現(xiàn)又促進(jìn)了數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)創(chuàng)作風(fēng)格的發(fā)展。也因此，能夠應(yīng)用在數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)中的無(wú)偏差GPU 視覺器Octane就可成為Cinema4D 的插件應(yīng)用。而Octane 渲染器中超強(qiáng)的風(fēng)格化視覺特性又結(jié)合了Cinema4D 自身容易生成抽象主義元素的特點(diǎn)，催生了大量超現(xiàn)實(shí)主義格調(diào)的作品，以及硬科異格調(diào)的作品。而這樣的數(shù)字媒體藝術(shù)正好迎合了數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)對(duì)美術(shù)表達(dá)的要求。

比如在各大電子商務(wù)平臺(tái)的購(gòu)物節(jié)中展示的海報(bào)設(shè)計(jì)，以及產(chǎn)品詳情頁(yè)。而Cinema4D 在數(shù)字傳媒藝術(shù)設(shè)計(jì)中的藝術(shù)表達(dá)，不僅僅是要抓住消費(fèi)者的眼睛，也探索了數(shù)字時(shí)代美術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)的新設(shè)計(jì)風(fēng)格與表現(xiàn)形式。

三、Cinema4D攝像機(jī)反求功能在數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作過(guò)程中的應(yīng)用

相機(jī)反演是指利用相機(jī)反演軟件，根據(jù)好的圖像素材，在拍攝時(shí)計(jì)算出相機(jī)的運(yùn)動(dòng)信息。將這些信息輸入到三維場(chǎng)景中，然后將數(shù)字藝術(shù)圖像合成為真實(shí)圖像。

目前常用的相機(jī)逆向軟件有After Effect、Cinema4D、Mocha、Pftrack、Boujou 等，在不同的藝術(shù)創(chuàng)作或工業(yè)生產(chǎn)中各有優(yōu)勢(shì)。Cinema4DR18 從增強(qiáng)的相機(jī)倒置、鏡頭校正和對(duì)象跟蹤開始。

根據(jù)相機(jī)逆向技術(shù)的功能，數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作可分為相機(jī)校正標(biāo)簽功能應(yīng)用和運(yùn)動(dòng)跟蹤功能。相機(jī)校正標(biāo)簽功能可以校正靜態(tài)圖像素材拍攝數(shù)據(jù)的透視。運(yùn)動(dòng)跟蹤的動(dòng)能是視頻圖像跟蹤信息的倒數(shù)，主要用于動(dòng)態(tài)視頻和電影宣傳。下面詳細(xì)分析Cinema4DR18 的相機(jī)校正標(biāo)簽功能和相機(jī)倒置功能在數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作過(guò)程中的應(yīng)用。

四、攝像機(jī)校正標(biāo)簽在數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作過(guò)程中的具體步驟

（一）二維素材的導(dǎo)入

素材的分辨率大小，素材的分辨率決定了平面作品最終輸出的方向，比如戶外宣傳還是網(wǎng)絡(luò)宣傳。

（二）場(chǎng)景數(shù)據(jù)反求

在相機(jī)校正功能中，通過(guò)X、Y、Z的消光點(diǎn)獲取透視信息。根據(jù)3D Basic Production 收集的146 張相機(jī)校正作品的分析，提交的圖像透視類型可分為正透視、角透視和三點(diǎn)透視。正視參照物的透視特征不明顯，在糾正時(shí)容易出錯(cuò)。在這種情況下，需要對(duì)透視原理有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，然后假設(shè)性地調(diào)整X、Y、Z 點(diǎn)和固定點(diǎn)的位置，得到正確的相機(jī)參數(shù)?？梢园l(fā)現(xiàn)，相機(jī)的校正標(biāo)簽功能需要配合操作者對(duì)透視原理的正確理解才能還原真實(shí)的透視信息。

（三）重建場(chǎng)景

重建工作量根據(jù)3D 對(duì)象的位置和產(chǎn)生的交互范圍來(lái)確定。一般重建可以分為兩方面：一方面，三維物體產(chǎn)生的光影區(qū)域。比如地面、墻壁等。另一方面，3D 物體需要與圖像元素交互的區(qū)域。如果絲帶纏繞在一座高樓上，整個(gè)建筑都需要重建。

（四）三維物體創(chuàng)建

根據(jù)三維物體不同形狀和材質(zhì)的特點(diǎn)，進(jìn)行畫面調(diào)整。這個(gè)環(huán)節(jié)是相機(jī)逆向技術(shù)與數(shù)字藝術(shù)結(jié)合的具體體現(xiàn)。其表現(xiàn)形式包括：

1.光影交互

這是最基本也是最關(guān)鍵的一個(gè)。為了使3D 虛擬物體與真實(shí)圖形元素?zé)o縫銜接，必須調(diào)整兩者的光源方向、色溫和色調(diào)、投影方向和深度。例如，停在街上的虛擬飛機(jī)的陰影應(yīng)該與其他汽車的陰影相同，并且應(yīng)該考慮到它們的陰影形狀。

2.遮擋關(guān)系

3D 模型與重建物體之間的遮擋程度決定了3D 模型與真實(shí)圖片之間的物理交互程度。例如繩索模型與柱形圖綁定，是高度交互的，但交互的高低與最終的藝術(shù)效果沒(méi)有直接關(guān)系。

3.適應(yīng)關(guān)系

虛擬物體通過(guò)與真實(shí)圖形在形狀、結(jié)構(gòu)等藝術(shù)布局等方面的新組合關(guān)系給人帶來(lái)一種適應(yīng)感。例如，虛擬水管沿著真實(shí)建筑物的墻壁放置。

4.混合效果

也就是前三種方式的綜合應(yīng)用，基本上為了有豐富逼真的虛實(shí)結(jié)合效果，我們需要靈活運(yùn)用這些交互方式。例如，纏繞在房子周圍的藤蔓是各種互動(dòng)和混合的表達(dá)方式。

五、Cinema4DR18在數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作過(guò)程中的具體過(guò)程

（一）素材轉(zhuǎn)序列幀

視頻素材可以分為兩類。

一種是自然素材，即視頻采集是直接逆向的。另一種是加工素材，即在加工后的素材拍攝前后添加跟蹤貼紙或后期處理軟件。

（二）序列幀導(dǎo)入

軟件分析跟蹤點(diǎn)的亮度和色差，因此進(jìn)口材料的重采樣值設(shè)置為100%?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整料屏跟蹤點(diǎn)的跟蹤數(shù)量和最小間距來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤。然后運(yùn)行3D 解析器獲取跟蹤特征點(diǎn)數(shù)據(jù)。

（三）三維物體創(chuàng)建

具體交互形式與相機(jī)校正標(biāo)簽應(yīng)用基本相同，但不同的是要考慮光影、場(chǎng)景、相機(jī)和物體之間位置的動(dòng)態(tài)情況。一般可以分為以下兩種情況：

（1）獨(dú)立模型的導(dǎo)入

如果3D 模型或動(dòng)畫復(fù)雜或與重構(gòu)場(chǎng)景關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)，則應(yīng)單獨(dú)制作，然后導(dǎo)入到攝像機(jī)跟蹤的場(chǎng)景中。這種類型的工作往往模型數(shù)量少、定義明確、主題龐大。

（2）模型創(chuàng)建密切相關(guān)

當(dāng)3D 模型需要與重建場(chǎng)景產(chǎn)生強(qiáng)交互時(shí)，需要在一個(gè)場(chǎng)景中結(jié)合動(dòng)態(tài)等需要使用動(dòng)畫作為對(duì)象，在重建時(shí)只能即時(shí)觀察場(chǎng)景制作合成效果，這種情況對(duì)電腦操作能力要求較高。根據(jù)運(yùn)動(dòng)跟蹤函數(shù)的創(chuàng)建過(guò)程可以發(fā)現(xiàn)，實(shí)拍視頻與3D 物體的結(jié)合需要依賴于素材場(chǎng)景的特征點(diǎn)。在Cinema4DR18 中，會(huì)根據(jù)畫面中的色彩亮度、對(duì)比度、飽和度等因素來(lái)獲取圖像特征點(diǎn)。同時(shí)根據(jù)這些特征點(diǎn)在前景和背景中的分布位置、特征點(diǎn)間距、搜索范圍等。跟蹤成功后，軟件中會(huì)生成跟蹤點(diǎn)，其中綠色的跟蹤點(diǎn)代表圖片中的前景和跟蹤信息準(zhǔn)確，而紅色的跟蹤點(diǎn)代表不穩(wěn)定的視角。素材圖片的特征點(diǎn)越多，越明顯會(huì)產(chǎn)生更多的跟蹤信息點(diǎn)，這樣Cinema4D 更方便逆向計(jì)算實(shí)拍的攝像機(jī)數(shù)據(jù)。生成圖像跟蹤點(diǎn)后，對(duì)虛擬相機(jī)的X、Y 和Z 軸進(jìn)行校正。

從以上相機(jī)校正標(biāo)簽功能和運(yùn)動(dòng)追蹤功能的應(yīng)用流程可以發(fā)現(xiàn)，相機(jī)校正和運(yùn)動(dòng)追蹤功能主要是利用軟件對(duì)素材圖片的視角進(jìn)行分析和解決，以便設(shè)計(jì)人員能夠準(zhǔn)確匹配帶有圖像的3D 對(duì)象。它們的區(qū)別在于相機(jī)校正技術(shù)只需要分析和求解一幀圖像信息。

運(yùn)動(dòng)跟蹤功能是對(duì)一系列動(dòng)態(tài)圖像素材進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理。兩者在整個(gè)藝術(shù)創(chuàng)作中都需要經(jīng)歷以下三個(gè)創(chuàng)作階段：（如表2）

表2 創(chuàng)作階段

首先，在制作前期，要制定素材的拍攝規(guī)范，盡可能尋找或排列場(chǎng)景特征點(diǎn)，記錄攝像機(jī)信息，還要考慮與3D 模型交互的藝術(shù)構(gòu)圖。

其次，在創(chuàng)作過(guò)程中，要對(duì)圖片進(jìn)行透視校正或攝像機(jī)跟蹤，以及3D 對(duì)象的重建和創(chuàng)作設(shè)置。能夠處理畫面中的透視變化、反射折射、運(yùn)動(dòng)模糊、色溫變化、鏡頭畸變等物理現(xiàn)象，并利用畫面的這些特性進(jìn)行藝術(shù)交互。

第三，在渲染輸出的后期，在Cinema4DR18 中逆推導(dǎo)出的全局光照、投影、景深、物體遮罩、反射折射等要再次分層渲染，然后再輸入合成軟件進(jìn)行二次藝術(shù)創(chuàng)作。

可見，相機(jī)倒置校正技術(shù)作為一種與真實(shí)素材融合的手段，與數(shù)字藝術(shù)創(chuàng)作過(guò)程的各個(gè)階段息息相關(guān)，起到啟發(fā)、促進(jìn)藝術(shù)創(chuàng)作靈感、增添新的創(chuàng)作手段的作用。

六、結(jié)束語(yǔ)

互聯(lián)網(wǎng)的媒介特征也決定了數(shù)字傳媒藝術(shù)設(shè)計(jì)中對(duì)藝術(shù)表達(dá)的要求，豐富多彩靈動(dòng)的三維表現(xiàn)既具備了所需要的視覺效果和藝術(shù)特征，而且還具備了成本低、效率高、容易編輯、易于傳播實(shí)施。傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)技術(shù)和現(xiàn)代三維科技的融入，促進(jìn)了數(shù)字傳媒藝術(shù)設(shè)計(jì)的蓬勃發(fā)展。

優(yōu)秀的美術(shù)處理模式Cinema4D 將諸多元素融匯到一起，制造出滿足了當(dāng)代需要的設(shè)計(jì)與藝術(shù)作品，也促進(jìn)了數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)與藝術(shù)風(fēng)格的發(fā)展。由于數(shù)字媒體美術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)科發(fā)展快速并極具前沿性，所以只有數(shù)字媒體美術(shù)設(shè)計(jì)師通過(guò)不斷摸索與實(shí)驗(yàn)，將當(dāng)代數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)美學(xué)的需求融合，推動(dòng)數(shù)字媒體藝術(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)步，并在時(shí)代發(fā)展與探索數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)中前進(jìn)。