After Effects“模塊化”學習策略之三維空間的應用

吉家進

在復雜的項目制作中，普通的二維圖層已經很難滿足設計師的需求以及視覺表現的要求。After Effects中為設計師提供了較為完善的三維系統，在這個系統里可以創建三維圖層、攝像機和燈光等進行三維合成操作，這些3D功能為設計師提供了更為廣闊的想象空間，同時也給作品增添了更強的視覺表現力。

● 基本概念

“維”是一種度量單位，表示方向的意思，三維空間分為一維、二維和三維，如圖1所示。由一個方向確立的空間為一維空間，一維空間呈現為直線型，擁有一個長度方向；由兩個方向確立的空間為二維空間，二維空間呈現為面型，擁有長、寬兩個方向；由3個方向確立的空間為三維空間，三維空間呈現為立體型，擁有長、寬、高3個方向。

對于三維空間，可以從多個不同的視角去觀察空間結構，如圖2所示。隨著視角的變化，不同景深的物體之間也會產生一種空間錯位的感覺，如在移動物體時可以發現處于遠處的物體的變化速度比較緩慢，而近處的物體的變化速度則比較快。

● 三維屬性

After Effects提供的三維圖層功能雖然不能像專業的三維軟件那樣具有建模能力，但在After Effects的三維空間系統中，圖層與圖層之間同樣可以利用三維景深的屬性來產生前后遮擋的效果，并且此時的三維圖層自身也具備了接收和投射陰影的功能。

在After Effects中通過攝像機的屬性就可以來完成各種透視、景深及運動模糊等效果的制作，如圖3所示。

對于一些較復雜的三維場景，可以采用三維軟件（如Maya、3ds Max、Cinema 4D等）與After Effects結合來制作。只要方法恰當，再加上足夠的耐心，就能制作出非常漂亮和逼真的三維場景，如圖4所示。

在After Effects的三維坐標系中，最原始的坐標系統的起點是在左上角，x軸從左向右不斷增加，y軸從上到下不斷增加，而z軸是從近到遠不斷增加，這與其他三維軟件中的坐標系統有比較大的差別。

在操作三維圖層對象時，可以根據軸向來對物體進行定位。在Tools（工具）面板中，共有3種定位三維對象坐標的工具，分別是Local Axis Mode（局部坐標系）、World Axis Mode（世界坐標系）和View Axis Mode（視圖坐標系）。

（1）Local Axis Mode（局部坐標系）是采用對象自身的表面作為對齊的依據，對于當前選擇對象與世界坐標系不一致時特別有用，可以通過調節Local Axis Mode（局部坐標系）的軸向來對齊世界坐標系。

（2）World Axis Mode（世界坐標系）對齊于合成空間中的絕對坐標系，無論如何旋轉3D圖層，其坐標軸始終對齊于三維空間的三維坐標系，x軸始終沿著水平方向延伸，y軸始終沿著垂直方向延伸，而z軸則始終沿著縱深方向延伸。

（3）View Axis Mode（視圖坐標系）對齊于用戶進行觀察的視圖軸向。例如，在一個Custom View（自定義視圖）中對一個三維圖層進行Rotation（旋轉）操作，并且在后面還繼續對該圖層進行各種變換操作，它的軸向仍然垂直于對應的視圖。

對于攝像機視圖和自定義視圖，由于它們同屬于透視圖，所以即使z軸垂直于屏幕平面，但還是可以觀察到z軸；對于正交視圖而言，由于它們沒有透視關系，所以在這些視圖中只能觀察到x、y兩個軸向。

● 燈光系統

結合三維圖層的材質屬性，可以讓燈光影響三維圖層的表面顏色，同時還可以為三維圖層創建陰影效果，在After Effects中可以創建四種不同的燈光系統。

（1）Parallel（平行光）類似于太陽光，具有方向性，并且不受燈光距離的限制，也就是說光照范圍可以是無窮大，場景中的任何被照射的物體都能產生均勻的光照效果，但是只能產生尖銳的投影。

（2）Spot（聚光燈）可以產生類似于舞臺聚光燈的光照效果，從光源處產生一個圓錐形的照射范圍，從而形成光照區和無光區。Spot（聚光燈）同樣具有方向性，并且能產生柔和的陰影效果和光線的邊緣過渡效果。

（3）Point（點光源）類似于沒有燈罩的燈泡的照射效果，其光線以360度的全角范圍向四周照射出來，并且會隨著光源和照射對象距離的增大而發生衰減現象。雖然Point（點光源）不能產生無光區，卻也可以產生柔和的陰影效果。

（4）Ambient（環境光）沒有燈光發射點，也沒有方向性，不能產生投影效果，不過可以用來調節整個畫面的亮度，可以和三維圖層材質屬性中的Ambient（環境光）屬性一起配合使用，來影響環境的色調。

● 攝像機系統

攝像機的運動拍攝方式主要包含推、拉、搖、移等形式，而運動攝像符合人們觀察事物的習慣，在表現固定景物較多的內容時運用運動鏡頭，可以讓固定景物變為活動的畫面，增強畫面的活力和表現力。

在After Effects中創建一個攝像機后，可以在攝像機視圖中以任意距離和任意角度來觀察三維圖層的效果，就像在現實生活中使用攝像機進行拍攝一樣方便。After Effects中的攝像機是以圖層的方式引入到合成中的，這樣可以在一個合成項目中對同一場景使用多臺攝像機來進行觀察和渲染。

對于攝像機圖層，可以通過調節Position（位置）和Point of Interest（目標點）屬性來設置攝像機的拍攝內容。在移動攝像機時，除了采用直接調節參數以及移動其坐標軸的方法外，還可以通過直接拖拽攝像機的圖標來自由移動其位置。

攝像機的Point of Interest（目標點）主要起定位攝像機的作用。在默認情況下，Point of Interest（目標點）的位置在合成的中央，可以使用調節攝像機的方法來調節目標點的位置。

在After Effects中，有4個攝像機控制工具可以來調節攝像機的位移、旋轉和推拉等操作，分別是：①Unified Camera Tool（統一攝像機工具）：選擇該工具后，使用鼠標左鍵、中鍵和右鍵可以分別對攝像機進行旋轉、平移和推拉操作。②Orbit Camera Tool（攝像機旋轉工具）：選擇該工具后，可以以目標點為中心來旋轉攝像機。③Track XY Camera Tool（攝像機XY平移工具）：選擇該工具后，可以在水平或垂直方向上平移攝像機。④Track Z Camera Tool（攝像機Z平移工具）：選擇該工具后，可以在三維空間中的Z軸上平移攝像機，但是攝像機的視角不會發生改變。

本期專欄的介紹到此結束，在后續的專欄中筆者將繼續介紹和講解其他模塊的具體技術。