數字影視特效制作技術淺析

夏冠湘

摘 要 本文從影視特效制作技術的含義和歷史發展出發，分析影視特效制作的真正內涵，探討影視特效具體的制作手段與表現手法，總結數字影視特效的核心技術及其制作的大致流程。

關鍵詞 影視制作；數字特效；處理技術

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）183-0048-03

1 影視特效的真正內涵

當前的影視特效（special effect）十分追求畫面特效的質量，大多所呈現出來的特效已達到以假亂真的程度，其中特效涉及太空世界、古代歷史、自然災害等方面，并且滲透進前期拍攝與后期制作的各個環節，即特效與實拍并駕齊驅、融為一體、難辨真偽。而事實上，影視特效的真正含義在于：誠信與誠意。特效制作人員利用計算機技術制作虛擬場景，令觀眾產生一種真實的假象，盡可能呈現給觀眾最為真實的感受。而誠意則體現在特效制作者們對畫面效果的不斷探索，為營造出最接近真實的畫面，而發掘出與數字技術相結合的計算機輔助手段。在營造逼真效果方面，可以追溯至世界上特效制作第一人——梅里愛，他所創作出的《貴婦人的失蹤》，可以發現特效的精髓就在于如何騙過觀眾的眼睛，如何產生最真實的感受。

2 影視特效的發展過程

特效伴隨著影視的出現而出現，當人們的視聽感官不再滿足于簡單而實際的普通剪輯效果，那么特效的出現則成為一種必然。在CG技術出現之前的傳統特效手段歸結為以下幾種：二次曝光、固定遮片、活動遮片、玻璃接景與模型接景、動畫臺與合成臺、鏡子合成與逐格攝影。然而伴隨著CG技術而來的影視特效較之于以往發生了巨大變革。

3 數字影視特效制作技術

3.1 模擬場景

模擬場景是指模擬出真實景物拍攝之外的由人工制作的場景，目的是創造出真實生活中所沒有的角色和環境，擴展現實的世界和實際的感官體驗。在使用方面模擬場景可以概括為兩大類：人物模擬、環境模擬。

3.1.1 人物模擬

人物模擬是指利用特殊手段，制作出現實生活當中不可能存在或不可能實現的人物形象。人物模擬的方式有兩種：一是化妝技術，在早期的影視作品中所呈現出來的妖魔鬼怪大多是由演員經過長時間的化妝扮演的，化妝師通過各種化妝材料與顏料的使用塑造出鬼怪的形象。

3.1.2 環境模擬

在環境模擬中，影視作品常用的手段有布景與實物模型，兩者皆由美術置景部門設計并完成制作。布景屬于正常的美術置景，是為滿足拍攝要求而建立的實物背景，而實物模型則屬于特效的范疇。布景一般是按照1：1的比例搭建起來的，不具有實際拍攝效果的背景，如攝影棚中常見的“藍背”與“綠背”。

3.2 合成技術

3.2.1 合成技術介紹

合成技術一直是影視作品中數字特效制作中的關鍵環節，由于早期影視作品制作年代計算機硬件軟件技術的不成熟，致使合成技術一直是數字特效制作中的瓶頸，而現在計算機合成技術與計算機3D技術的結合讓特效擺脫了低效率、低畫質的束縛。當下的合成技術對素材的門檻要求大大降低，并且合成（層、軌道、節點）次數幾乎沒有限制，所合成的影像也越來越精致。

3.2.2 二維合成技術

業內專業的合成技術軟件主要有Flame，Nuke，After Effects等，從軟件界面和操作方式來看，這些軟件區分出兩種截然不同的設計理念：基于節點和基于圖層。但不管是基于節點還是基于圖層，這些軟件在合成上都以摳像為主要手段。例如：通過直接調節不透明度（opacity）和直接嵌入Alpha通道實現最簡單的合成，通過具體的亮度摳像、色度摳像以及純手工摳像等具體的摳像手段可以實現中等難度的合成，通過遮罩（mask）或蒙版（matte）及其邊緣處理等細節的調整可以實現人物與環境的完美融合即實現復雜的合成。

3.3 三維動畫與特效技術

3.3.1 功能強大的三維動畫軟件

業內知名的三維動畫軟件主要有3ds Max、Maya、Softimage XSI、Cinema 4D、Houdini、Realflow等，每種軟件的功能都很強大，都可以獨立完成從建模→材質燈光→動畫→渲染的整個流程，但不同的軟件在功能上也有不同的側重。比如：3ds Max側重建筑動畫、環境藝術設計、游戲，Maya和Softimage XSI側重角色動畫和影視特效，Cinema 4D側重制作效率和簡便性主要用來完成電視后期包裝，Houdini則追求高端，不但能做三維還能做合成，Realflow能模擬逼真的流體動力學。三維動畫軟件在影視作品中的應用標志著導演們能夠對影視視聽語言中蒙太奇的最小單位“鏡頭”中的內容元素進行進一步的解構，即可以從平面化的二維視頻畫面繼續細分為三維場景和擺放布置在三維場景內的各個主體元素（模型）。

3.3.2 三維動畫與特效的制作流程

影視三維動畫與特效的制作流程主要有：

一是構建模型和場景，在建模之前根據任務和制作的便利性確定模型的種類，一般有polygon（多邊形）模型，NURBS（非均勻有理B樣條）模型以及subdivision surface（細分曲面）模型。多邊形建模一般由原始的基本幾何體開始通過不斷的細分、擠出、拉伸最后平滑得到最終的模型。NURBS建模一般遵循由點成線，由線成面，由面成體的建模思路，通過旋轉、放樣、平面化、擠出等命令得到的模型非常平滑。細分曲面建模可以簡化復雜物體的制作過程，它吸取了多邊形建模和NURBS建模兩種建模方式的技術優勢，不但擁有多邊形建模靈活多變的拓撲結構，而且還能像NURBS物體一樣保持模型的圓滑。當然直接通過3D掃描構建實物模型也是可以的。

二是添加材質紋理和燈光設置，選擇不同的材質來決定物體表面的基本屬性，包括顏色、透明、環境、自發光、凹凸、漫反射、高光、反射、折射等特性，以獲取更逼真的效果。

三是動畫處理，既·包括模型動畫和虛擬攝像機動畫這樣的基礎動畫，也包括骨骼動畫、表情動畫、動力學這樣的高級動畫。模型動畫主要通過關鍵幀動畫和路徑動畫兩種方式來實現，虛擬攝像機動畫也叫場景動畫，除了要調整虛擬攝像機的機位方向高度、焦距、景深等參數以外，最關鍵的問題是要保證虛擬場景和真實拍攝場景在空間透視上的一致性，這可以通過對真實拍攝素材進行攝像機反求來實現，將反求得到的軌跡和運動數據綁定到虛擬攝像機，只有這樣才能達到以假亂真的效果，骨骼動畫和表情動畫則可以直接進行真實演員的動作捕捉以及面部表情捕捉，動力學主要涉及自然界中粒子、流體的模擬，如煙、火、水、風等。

四是渲染，在建模、材質燈光、動畫全部完成后可以對三維場景進行渲染輸出，一般是從三維動畫軟件中輸出帶有Alpha通道的圖片序列文件，再導入合成軟件中進行最終的合成，而不是直接輸出成視頻文件。

3.4 后期特效

3.4.1 后期特效簡述

后期特效主要包括剪輯流程中的影調和色彩調整，而影視作品中影調和色彩調整是通過美術置景、攝影攝像以及后期配光的綜合結果。

當前的后期技術可將后期配光分為膠片配光和數字調光。傳統膠片配光的反差關系固定不變，多數影視作品攝影師不需要依賴于后期洗印時的調整；而數字調光具有較強的靈活性，可以靈活地調整畫面的亮度、對比度、色彩，甚至還可以分暗部、中間部、亮部進行分區調節或局部二次色校正。

3.4.2 后期配光技術

對于膠片配光而言，主要是指將底片直接拷貝，底片翻正，以及翻底拷貝等工藝流程。在膠片配光中，部分攝影師會使用留銀工藝、前閃以及“加沖”“減沖”改變膠片洗印條件，以產生特殊的畫面效果。而在數字調光中，調光設備有兩種基本操作思路，一種來源于視頻領域，另一種來源于數字領域。利用調光師的判斷能力以及自身的創造性進行適當的影視作品基調的調整。如在配光中徹底去掉藍通道，用紅和綠加色混合再轉補色可得到一種新的藍通道，可產生特殊的基調感覺。

4 新的探索——立體影視

4.1 立體影視的發展

要獲得立體影像的核心是要拍攝一對有左右視差的影像，并讓觀眾的左右眼分別能看到這對影像。從1832年英國物理學家查爾斯發明了立體鏡，并證明了立體視覺的存在之后，有多位科學家借助早期照相技術做出了立體照片，并應用進影視作品中被做成左右一對圖片，用各種各樣的立體眼鏡進行觀看。

直到20世紀30年代偏振3D系統問世，使得影視作品的色彩保真度與雙眼視覺平衡都得到改善，即在提高技術的同時觀眾的觀看質量與舒適度也得到大幅度提高。一直到2009年立體電影《阿凡達》的問世，讓人們感受到立體影視作品的希望。

4.2 立體影視的前景

改善立體影視觀看的舒適度標志著當代立體影視技術的進步，也是制作技術人員不斷追求的目標。在這方面，要求電視標準負視差通常不超過顯示屏幕寬度的2%，而電影標準負視差不超過銀幕寬度的1.5%，屏幕越大，觀眾能夠獲得的舒適感的正負視差范圍越小。在立體影視作品的制作過程中，調整各種匹配、會聚、正負視差關系至適當的程度，觀眾才可獲得良好的觀影體驗。

5 特效制作的協調與配合

影視是通過視覺與聽覺來敘述故事的藝術，特效制作是使其高質量化、高效益化不可或缺的部分。在參與制作人員中，涉及工種眾多，接觸專業廣泛，將一個團隊結合起來并互相協調和配合顯得尤為重要，這將直接影響到特效制作的效率和最終畫面效果。例如在法國導演雅克·貝漢的紀錄片《遷徙的鳥》制作過程中，共有500多人先后參與了制作過程，其中包括3名導演、15名攝影師、12名飛行員以及6個常設的攝影隊，在4年的時間里奔赴世界各地400多次才完成制作。可以發現越是大制作的影視作品，團隊的合作就越顯得重要。在充分協調各自的能力、默契配合之下，整個團隊才能以高效率、高品質的態度完成影視作品的制作，以獲取精益求精的特效效果。

6 結論

影視作品的特效制作伴隨著數字科技的發展而發展，在道具的制作、三維動畫、后期配光等方面充分運用數字技術，利用計算機強大的數據運算能力和圖形處理能力，獲得更加精美、更加逼真的畫面視覺效果。同時，立體影視在人們的觀影體驗上不斷創新、不斷改進，以獲得觀眾舒適的觀影體驗為追求目標。影視特效制作可以說是一種誠信，一種制作者對于觀眾的誠信態度，即呈現給觀眾最為真實的畫面效果。