基于3D計算機圖形在影視實物特技模型加工中的應用

孫 宇

吉林科技職業(yè)技術學院數(shù)字藝術系，吉林長春 130123

0 引言

現(xiàn)代影視特技技術的發(fā)展對實物特技模型的仿真化程度提出越來越高的要求。因此提高實物特技模型的真實性、藝術性已成為業(yè)界迫切的要求。

1 國內(nèi)外應用的現(xiàn)狀

實物特技模型的意義在于通過視覺了解事物的現(xiàn)象，它除具有極高的影視藝術欣賞價值外，在教育、科學研究、工業(yè)建設和軍事技術等方面也有著極大的作用。以影視藝術創(chuàng)作為例[2]，如電影《泰坦尼克號》[1]中的泰坦尼克號游輪，為拍攝需要，導演（詹姆斯·卡梅隆）要求道具師參照該船的原始資料分別制作了1:1和1:4的實物特技模型，影片中泰坦尼克號因撞上冰山不幸沉沒，約1 500人不幸遇難，讓所有的觀眾再次重溫了那場災難到來的全過程。《泰坦尼克號》這部影片共投入拍攝預算2億多美元[3]，一度成為史上耗資最昂貴的電影之一。但也因其完美的特技效果獲得了超過18億美元的票房收入，悲傷過后使得我們不禁嘆服實物特技模型在現(xiàn)代影視創(chuàng)作中的強大作用。

1.1 實物特技模型的功能與特點

實物特技模型的功能在于已虛擬的技術創(chuàng)造強烈的視覺氣氛，在擴展和重現(xiàn)世界的同時融合對現(xiàn)代藝術理念的追求[1]。當今實物特技模型的具體特點集中在經(jīng)濟性、易毀性。借用真實的物體進行影視拍攝的過程中，有時根據(jù)劇情的發(fā)展，常會出現(xiàn)一些特殊的需求，如：爆炸、墜毀、沉沒等鏡頭的需要，直接在真實物體上進行創(chuàng)作，將導致影片拍攝成本不斷升高。所以，必須在影視拍攝之前以藝術的需要為基本點，嚴格仔細的模仿真實事物，加工全比例或縮小比例的實物特技模型，創(chuàng)造完美的影視藝術效果。

1.2 實物特技模型的缺陷

實物特技模型在影視劇拍攝中主要是以道具的形式出現(xiàn)，是電影美術創(chuàng)作的具體內(nèi)容之一。在電影美術創(chuàng)作的過程中，對道具提出了嚴格的要求[2]，具體是指無論何種道具都不能失真，并應和時代、與特定環(huán)境相配。

目前，造成實物特技模型加工水平不高的主要原因是外型失真、比例失調(diào)這兩大問題，這些問題嚴重影響了道具的藝術效果。只有不斷地提高道具的仿真虛擬效果和加工工藝，才能使實物特技模型在影視創(chuàng)作中真正發(fā)揮“以假亂真”的作用。

2 技術實現(xiàn)

計算機圖形學（Computer Graphics，簡稱CG）的研究內(nèi)容非常廣泛，運用計算機圖形學開展三維圖形的制作，創(chuàng)建三維仿真模型，在三維圖形軟件中模擬具體的實驗，能夠有效地提高圖形的精度，可節(jié)省大量的繪圖時間。通過模塊化的設計，可精確地掌握圖形的尺寸，同時避免因設計失誤造成資金和物質(zhì)材料的浪費。

2.1 總體方案

使用3DS MAX軟件可以完全滿足制作計算機三維特技模型的需要，選擇使用3DS MAX軟件配合加工實物特技模型有兩方面的原因：一是通過Poly（多邊形幾何建模）[5]功能將現(xiàn)實世界中的事物真實的模仿出來，要求從整體上必須維持原有事物的比例特征，并模仿其中的每個細節(jié)，隨后則根據(jù)尺寸及比例的要求制作出縮小型和放大型。當理想的效果出現(xiàn)后，使用二維樣條線提取模型中每個結(jié)構(gòu)面，將每個結(jié)構(gòu)面根據(jù)加工的需要進行組合，產(chǎn)生施工圖紙，最后將圖紙打印輸出用于加工制作。通過此方法完成的實物特技模型，完全提高了實物特技模型的真實度、精確度，有效地解決了以往特技模型外型失真的技術問題。二是3DS MAX三維圖形軟件中“系統(tǒng)單位設置”[5]可提供1:1的實際比例，系統(tǒng)中設置的圖形尺寸與成品尺寸完全相同。

2.2 計算方法

2.2.1 樣圖的掃描

樣圖在這里是指事物的出樣四視圖，使用樣圖進行反向制作，可幫助計算機盡最大可能模仿原有事物的比例特征。掃描樣圖工作是指使用數(shù)字平板掃描儀，利用CCD技術將樣圖信息采集到計算機中，樣圖文件在計算機中以像素的形式存在，掃描的過程中應注意如下問題：1）注意掃描圖像的分辨率；2）注意掃描圖像的色彩模式；3）注意存儲的格式；

2.2.2 創(chuàng)建二維樣條線

二維樣條線又稱“貝賽爾曲線”，創(chuàng)建和編輯二維樣條線的目的在于為制作三維圖形做準備。如何在掃描的圖像信息中提取有作用的二維樣條線是一項很重要的工作。

一般認為在3DS MAX軟件中通過描繪圖像產(chǎn)生二維樣條線在技術上是可行的，但是因圖像文件在導入置3DS MAX軟件中清晰度會大大降低，造成描繪的二維樣條線偏差大、精度低，所以必須要選擇更佳合適的方法來創(chuàng)建二維樣條線。Adobe Photoshop圖像處理軟件[4]是在處理各類圖像的理想軟件，具備創(chuàng)建“貝賽爾曲線”的功能，更加關鍵的是由該軟件創(chuàng)建的“貝賽爾曲線”可以方便地導入置3DS MAX軟件中。

2.2.3 創(chuàng)建三維仿真模型

在3DS MAX軟件中需要將導入二維樣條線生成為三維仿真模型，以下簡稱“三維模型”。首先通過Extrude（擠出修改器）、Belvel（倒角修改器）等修改器命令進行形狀上的轉(zhuǎn)換，再得到基本三維模型后，選擇Poly（多邊形幾何建模）命令對三維模型進行進一步細化。其中要參考大量的影像資料，清晰地再現(xiàn)出真實的結(jié)構(gòu)布局，從而得到逼真的三維模型效果。

2.2.4 采集結(jié)構(gòu)面

使用3DS MAX軟件中“Line（線）”描繪三維模型中各個關鍵的結(jié)構(gòu)面，選擇結(jié)構(gòu)面將有利于下階段的加工與組裝。每個結(jié)構(gòu)面只是代表某個結(jié)構(gòu)部件的大小，還必須考慮實物特技模型的顏色和圖案，所以就需要將所有的結(jié)構(gòu)面進行著色的處理。但3DS MAX軟件不能滿足高標準的著色需求，需要將結(jié)構(gòu)面調(diào)入到能夠進行著色和質(zhì)感加工的軟件中。通過illustrator軟件可以對各個結(jié)構(gòu)尺寸面進行后期的著色處理，從而使實物特技模型產(chǎn)生更加逼真和美觀的藝術效果。

3 結(jié)論

經(jīng)過多次的制作，證實了通過3DS MAX三維圖形軟件Poly（多邊形幾何建模）功能建立的三維仿真模型參與影視實物特技模型加工是可行的。

[1]郝冰.影視特技制作[M].北京：中國電影出版社，2007.

[2]程屠，明非.電影特效教[M].北京：中國電影出版社，2007.

[3][英]克里斯·帕特莫爾著.英國影視制作基礎教程[M].上海：上海人民美術出版社，2006，12.

[4]汪可，等.Adobe PhotoshopCS3標準培訓教材[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[5]火星時代編著.3DS MAX 2011白金手冊3[M].北京：人民郵電出版社，2011，2.