計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫中攝影機(jī)的特殊表現(xiàn)力研究

孔德剛

曲阜師范大學(xué)傳媒學(xué)院

計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫中攝影機(jī)的特殊表現(xiàn)力研究

孔德剛

曲阜師范大學(xué)傳媒學(xué)院

由于計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫軟件中的攝影機(jī)具有虛擬性、高度自由性和超強(qiáng)控制性等特點(diǎn)，所以計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫片往往能夠帶給觀眾更多新奇和震撼的視覺奇觀。虛擬攝影機(jī)的特殊表現(xiàn)力集中體現(xiàn)在機(jī)位設(shè)置、操作與控制、拍攝及輸出效果三個(gè)方面。應(yīng)用這些特殊效果時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：攝影機(jī)的視覺傳達(dá)應(yīng)符合影片風(fēng)格和情節(jié)需要；攝影機(jī)的操控應(yīng)與觀眾視聽經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合；攝影機(jī)的視覺傳達(dá)與聲音效果保持協(xié)調(diào)一致。

計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫 攝影機(jī) 機(jī)位

1 關(guān)鍵詞的界定

1.1 三維動(dòng)畫與計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫

動(dòng)畫的種類繁多，從制作技術(shù)和手段上可分為傳統(tǒng)（手工）動(dòng)畫和計(jì)算機(jī)動(dòng)畫；從空間視覺效果和維度上可分為二維動(dòng)畫和三維動(dòng)畫。對(duì)于三維動(dòng)畫，有傳統(tǒng)三維動(dòng)畫和計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫之分。傳統(tǒng)三維動(dòng)畫主要指利用生活中的材料，手工制作的具有真實(shí)三維空間效果的動(dòng)畫，如：粘土動(dòng)畫、木偶、布偶、折紙、瓷動(dòng)畫等。計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫主要指基于計(jì)算機(jī)技術(shù)制作的具有三維空間效果的動(dòng)畫。本文所涉及的三維動(dòng)畫主要是指計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫。

1.2 攝影機(jī)與虛擬攝影機(jī)

計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫的制作需要相應(yīng)的軟硬件支持。常用的硬件有：多媒體計(jì)算機(jī)（包括傳聲器、音箱等外設(shè)）、輸入設(shè)備（掃描儀、照相機(jī)、光筆等）、輸出設(shè)備（打印機(jī)、監(jiān)視器等），另外，還可以借助于一些高端設(shè)備，如：三維攝影機(jī)、動(dòng)作捕捉攝影機(jī)、表情捕捉攝影機(jī)、三維打印機(jī)等。常用的軟件有：三維動(dòng)畫軟件（3ds max、Maya等）、特效與合成軟件（Combustion、After Effects等）、非線性編輯軟件、平面圖像處理軟件、音頻處理軟件等。在三維動(dòng)畫軟件中“camera”，既可翻譯為攝影機(jī)也可翻譯為攝像機(jī)，本文統(tǒng)稱為攝影機(jī)，這種攝影機(jī)不同于現(xiàn)實(shí)中的電影攝影機(jī)或電視攝像機(jī)，也不同于高端的三維攝影機(jī)、動(dòng)作捕捉攝影機(jī)、立體攝影機(jī)，它是三維軟件中的虛擬攝影機(jī)，本文所涉及的攝影機(jī)主要是指這種攝影機(jī)。

2 三維動(dòng)畫軟件中攝影機(jī)的主要特點(diǎn)

2.1 虛擬性

這是區(qū)別于其他攝影機(jī)的基本特點(diǎn)。因?yàn)樗鼪]有實(shí)體，所以不會(huì)受資金、拍攝環(huán)境等因素的影響。

2.2 高度自由性

由于三維動(dòng)畫軟件中的角色、場(chǎng)景、燈光等都是計(jì)算機(jī)所虛擬的，因此，攝影機(jī)的機(jī)位、焦距、景深等設(shè)置幾乎不受任何限制，運(yùn)動(dòng)變化自由靈活。

2.3 超強(qiáng)控制性

虛擬攝影機(jī)通過計(jì)算機(jī)程序控制，所以，在高度自由性的幕后又有著超強(qiáng)的可控性，攝影機(jī)的機(jī)位、焦距等的運(yùn)動(dòng)變化均可根據(jù)制作者的主觀意愿進(jìn)行任意操控。

3 三維動(dòng)畫軟件中攝影機(jī)的具體特點(diǎn)與特殊表現(xiàn)力

攝影機(jī)的一般拍攝方法與技巧，本文不再贅述，下面主要從三維軟件中攝影機(jī)的具體特點(diǎn)入手，探究其不同于現(xiàn)實(shí)攝影機(jī)的特殊表現(xiàn)力。

3.1 機(jī)位設(shè)置不受限制所產(chǎn)生的特殊表現(xiàn)力

3.1.1 三維動(dòng)畫軟件中攝影機(jī)的機(jī)位不受空間限制

由于三維動(dòng)畫中的物體與空間都是電腦虛擬的，所以現(xiàn)實(shí)中的宏大與渺小在這里都失去了原有的意義，一切只能相對(duì)而言。因此，處于這種虛擬空間中的攝影機(jī)，自然能夠?qū)崿F(xiàn)三維空間中任意位置和任意角度的拍攝。從宏觀上看，攝影機(jī)可以在浩瀚宇宙空間中的任意位置拍攝任何所需要的視覺效果，如：《星球大戰(zhàn)》系列影片中的許多太空大戰(zhàn)場(chǎng)面。從微觀上看，攝影機(jī)可以在物體內(nèi)部拍攝，在細(xì)胞或微塵里漫游，如《霍頓與無名氏》等影片。

3.1.2 三維動(dòng)畫軟件中機(jī)位數(shù)量不受限制

三維動(dòng)畫中的攝影機(jī)是虛擬的，不需要資金購(gòu)置，需要多少就可創(chuàng)建多少，不必考慮多機(jī)位拍攝所帶來的成本問題。其次，攝影機(jī)自身是不占空間的，因此，不必考慮多機(jī)位拍攝所帶來的空間局限性。另外，攝影機(jī)是不可見的，所以不必?fù)?dān)心多機(jī)位拍攝時(shí)的穿幫問題。基于以上特點(diǎn)，在三維動(dòng)畫制作中，對(duì)于任意物體的運(yùn)動(dòng)，均可輕松實(shí)現(xiàn)全方位的無數(shù)機(jī)位的同時(shí)攝制，進(jìn)而為觀眾帶來更多的觀察角度與視覺享受。

3.2 自由靈活的攝影機(jī)控制所帶來的視覺奇觀

3.2.1 攝影機(jī)焦距變化自由靈活

首先，攝影機(jī)焦距變化幅度極大。從理論上講，在三維軟件中，攝影機(jī)的焦距變化可以是無限的，在三維軟件3ds max中，攝影機(jī)的焦距變化范圍是0.1mm～10萬mm，能夠輕松實(shí)現(xiàn)從超廣角鏡頭到超長(zhǎng)焦距鏡頭的變化。在視覺效果上，超廣角鏡頭能夠帶來極度的夸張變形與廣闊的視野，超長(zhǎng)焦距鏡頭能夠產(chǎn)生縱深方向上的極度壓縮，圖1和圖2分別是4mm和2000mm鏡頭拍攝的同一場(chǎng)景。其次，攝影機(jī)焦距變化速度可以精確控制，勻速、勻變速、非勻速、急推、急拉等都可按照設(shè)定數(shù)據(jù)精準(zhǔn)執(zhí)行。

圖1

圖2

3.2.2 攝影機(jī)的移動(dòng)自由靈活

三維軟件中攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制是通過計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)的，因而可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)作所需要的任何運(yùn)動(dòng)。首先，攝影機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)任意速度的運(yùn)動(dòng)，如：勻速、勻變速、急速、慢速等。其次，攝影機(jī)可以沿指定路徑運(yùn)動(dòng)，無論路徑多么復(fù)雜，皆可一鍵輕松完成，還可以精確的沿光軸旋轉(zhuǎn)或者圍繞指定的目標(biāo)環(huán)游。另外，攝影機(jī)能夠繼承和跟隨任意指定物體的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而精準(zhǔn)的實(shí)現(xiàn)主觀運(yùn)動(dòng)鏡頭的拍攝以及完美跟拍，如迪斯尼公司《恐龍》開篇中，攝影機(jī)跟拍一只翼龍由懸崖沿瀑布俯沖，上升，然后在一群梁龍等植食性恐龍中穿行，宏大的場(chǎng)面和流暢的鏡頭帶給觀眾一種身臨其境的感受。此外，攝影機(jī)還可與其它物體的某一屬性實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)互動(dòng)，如：攝影機(jī)的前后移動(dòng)可與某一物體的左右擺動(dòng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，攝影機(jī)的焦距變化與燈光的明暗進(jìn)行關(guān)聯(lián)，攝影機(jī)的晃動(dòng)與音樂的響度進(jìn)行關(guān)聯(lián)……計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫中攝影機(jī)與相關(guān)物體、燈光、音樂等的完美互動(dòng)使影片的視覺表現(xiàn)力達(dá)到了一種前所未有的高度。

3.2.3 攝影機(jī)可以穿透物體

三維動(dòng)畫軟件中如果不為物體指定“剛體”、“軟體”、“流體”等屬性，任何物體之間都可相互交疊或穿越。攝影機(jī)能夠自由的在物體中穿行，這是任何現(xiàn)實(shí)中的攝影機(jī)所無法實(shí)現(xiàn)的，這也使得計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫中的場(chǎng)面調(diào)度變得非常容易，攝影機(jī)可以流暢自然的“一鏡到底”。在《料理鼠王》、《圣誕頌歌》、《星球大戰(zhàn)》系列、《黑客帝國(guó)》系列等一大批電影中，均可看到三維虛擬攝影機(jī)這一特殊的表現(xiàn)力。當(dāng)然，對(duì)于這類長(zhǎng)鏡頭，由于攝影機(jī)穿透物體時(shí)往往會(huì)黑屏或虛化，因此在某種程度上我們也可理解為是蒙太奇剪輯，正如希區(qū)柯克在《奪魂索》中利用蒙太奇剪輯制造了類似于長(zhǎng)鏡頭的效果一樣。由此可見，隨著影視技術(shù)的發(fā)展，蒙太奇與長(zhǎng)鏡頭之間的界線已經(jīng)變得越來越模糊。

圖3

圖4

3.2.4 攝影機(jī)的運(yùn)動(dòng)不受虛擬時(shí)空中的時(shí)間限制

在計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫中，任意運(yùn)動(dòng)的物體皆可隨時(shí)暫停，當(dāng)把虛擬時(shí)空中的時(shí)間凝固，攝影機(jī)就能帶領(lǐng)觀眾游走于靜止的虛擬空間。這一技術(shù)使“子彈時(shí)間”特效的實(shí)現(xiàn)變得越來越容易，制作成本和技術(shù)難度大大降低。因此，在近年的影視節(jié)目中，“子彈時(shí)間”效果屢見不鮮，而且在紀(jì)錄片中得到廣泛應(yīng)用，如：美國(guó)探索頻道推出的大型紀(jì)錄片《列國(guó)圖志：中國(guó)》，在表現(xiàn)中國(guó)功夫時(shí)就使用了計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫來模擬現(xiàn)實(shí)世界，以便獲得“子彈時(shí)間”這一特殊視覺效果，參見圖3。

3.2.5 立體動(dòng)畫電影的拍攝極為方便

在實(shí)景拍攝而成的立體電影制作中，兩臺(tái)攝影機(jī)的調(diào)整和控制很難保證協(xié)調(diào)一致，所用設(shè)備價(jià)格也比較昂貴，而在計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫中，通過克隆、群組、繼承等方式可以很容易實(shí)現(xiàn)虛擬攝影機(jī)之間的協(xié)調(diào)一致，并且能夠獲得良好的立體效果。由于制作相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低廉，近年來的計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫大片幾乎都同步推出了普通和立體兩個(gè)版本，如《飛屋環(huán)游記》、《怪獸大戰(zhàn)外星人》、《冰河世紀(jì)3》、《美食從天降》等。圖4為筆者用3ds max和i3D Photo制作的左、右攝影機(jī)視圖和合成后的立體視圖（彩色印刷可用紅藍(lán)眼鏡觀看）。

3.3 “拍攝及輸出效果”豐富，可控性強(qiáng)

3.3.1 鏡頭效果豐富

在三維軟件中可以很方便的為攝影機(jī)加入鏡頭光效、亮度、對(duì)比度、色彩平衡、曝光度、虛實(shí)、增益、景深控制、運(yùn)動(dòng)模糊等特效，而且對(duì)于以上特效都對(duì)應(yīng)一組數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行十分精細(xì)的調(diào)整。虛擬攝影機(jī)的鏡頭光效非常豐富，常見的有星光、射線、流光、環(huán)形光、次級(jí)光效等。

3.3.2 三維動(dòng)畫軟件中的攝影機(jī)可以設(shè)置遠(yuǎn)距剪切平面和近距剪切平面，能夠自由控制攝影機(jī)所拍攝景物的遠(yuǎn)近顯示與消隱

這種控制不同于景深控制所產(chǎn)生的虛實(shí)效果，而是直接控制景物前后的有和無，如果剪切平面與一個(gè)對(duì)象相交，穿過該對(duì)象，還會(huì)產(chǎn)生剖面效果，參見圖5。

圖5

3.3.3 在三維動(dòng)畫軟件中，可以對(duì)選中的攝影機(jī)應(yīng)用“攝影機(jī)校正修改器”來產(chǎn)生兩點(diǎn)透視的特殊視覺效果

例如：當(dāng)攝影機(jī)由地面仰拍一座大樓時(shí)，一般情況下，所獲得的畫面效果應(yīng)該是大樓由底部到頂部逐漸變小，但是如果應(yīng)用“攝影機(jī)校正修改器”以后，可以使大樓底部到頂部寬度保持一致。

3.3.4 拍攝及輸出效果可以根據(jù)各種傳播媒體的特點(diǎn)及需要做精確調(diào)整

首先，輸出畫幅的尺寸、寬高比、分辨率能夠根據(jù)展示要求進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)定，輸出視頻的幀頻率從理論上講也可以設(shè)置為任意需要的數(shù)值。另外，三維動(dòng)畫軟件還提供了各類媒體所需視頻標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)置，如：PAL制式電視、NTSC制式電視、高清電視、35mm膠片等，在一定程度上簡(jiǎn)化了制作流程。更為重要的是，三維軟件的模型和場(chǎng)景能夠存儲(chǔ)，所以攝影機(jī)的拍攝和輸出效果可以隨時(shí)根據(jù)需要進(jìn)行重新設(shè)置，反復(fù)輸出。

4 三維動(dòng)畫軟件中攝影機(jī)應(yīng)用注意事項(xiàng)

由于三維動(dòng)畫軟件中攝影機(jī)的表現(xiàn)力十分豐富，越來越多的動(dòng)畫片以及動(dòng)畫與實(shí)景相結(jié)合的影片都在積極探索和展示各類視覺奇觀，然而近年來逐漸呈泛濫趨勢(shì)。要合理恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用攝影機(jī)的各種表現(xiàn)效果，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

4.1 攝影機(jī)的視覺傳達(dá)應(yīng)符合影片風(fēng)格和情節(jié)需要

紀(jì)實(shí)風(fēng)格的影視節(jié)目，一般來講，攝影機(jī)的機(jī)位、運(yùn)動(dòng)及輸出效果應(yīng)盡量接近人類的常規(guī)視覺效果。劇情片的拍攝應(yīng)考慮節(jié)目的具體類型和特點(diǎn)。攝影機(jī)的非常規(guī)視點(diǎn)以及盲目運(yùn)動(dòng)容易使影視節(jié)目產(chǎn)生一定的間離效果，如果制作者希望觀眾沉浸在影片所營(yíng)造的氛圍中，就應(yīng)慎用攝影機(jī)的特殊表現(xiàn)力。另外，三維動(dòng)畫中的攝影機(jī)雖然可以“一鏡到底”，但是長(zhǎng)鏡頭和蒙太奇各有特色，應(yīng)該根據(jù)具體情況來考慮是否分鏡頭和如何分鏡頭。

4.2 攝影機(jī)的操控應(yīng)與觀眾視聽經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合

三維動(dòng)畫中的攝影機(jī)雖然能夠捕捉到任何所需要的畫面，但是把所有事物展示給觀眾并不代表觀眾就能注意到所要強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容。優(yōu)秀的節(jié)目應(yīng)恰當(dāng)選擇攝影機(jī)的拍攝內(nèi)容，并充分利用觀眾的視聽經(jīng)驗(yàn)和心理補(bǔ)償來展示和強(qiáng)調(diào)畫外空間。

4.3 攝影機(jī)的視覺傳達(dá)與聲音效果保持協(xié)調(diào)一致

在探索攝影機(jī)的特殊表現(xiàn)力時(shí)，一定要注意畫面與聲音的結(jié)合。當(dāng)機(jī)位、景別等因素發(fā)生變化時(shí)，聲音（尤其是語(yǔ)言和音效）的響度、混響時(shí)間等一般也應(yīng)發(fā)生相應(yīng)變化。

5 結(jié)語(yǔ)

電影誕生早期，維爾托夫就已指出：把電影攝影機(jī)當(dāng)成比肉眼更完美的電影眼睛來使用，以探索充塞空間的那些混沌的視覺現(xiàn)象。隨著科技的高速發(fā)展，人們已經(jīng)深刻認(rèn)識(shí)到電影眼睛派的深知灼見——攝影機(jī)的眼睛比人的眼睛更完美。如今在計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫世界中，如果也對(duì)攝影機(jī)的能力做一個(gè)總結(jié)，那就是——“上帝之眼”。充分合理的發(fā)掘計(jì)算機(jī)三維動(dòng)畫中攝影機(jī)的特殊表現(xiàn)力，必將使影視節(jié)目更加異彩紛呈。

[1]Autodesk，Inc. Autodesk 3ds Max Help[M/ CD].2008[2011－01－6]

[2]李恒基，楊遠(yuǎn)嬰.外國(guó)電影理論文選[M].北京：三聯(lián)書店.2006.P216

本文為山東省藝術(shù)科學(xué)重點(diǎn)課題資助項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)2013300

孔德剛，曲阜師范大學(xué)傳媒學(xué)院，副教授，電影學(xué)碩士，研究方向：影視、動(dòng)畫、數(shù)字媒體。