淺談三維動畫材質的運用

張佳軍

摘 要：隨著科技的日益進步，動畫制作方式日趨多樣，二維動畫和三維動畫成為當今動畫制作方式的主流。與二維動畫相比，三維動畫有著獨特的藝術效果。三維動畫中的場景和人物角色往往是基于現實中的物體進行美化設計的，為了達到理想的視覺效果需要通過基礎模型和材質等手段來實現。本文從三維動畫中的材質貼圖的質感、材質、光感等剖析在三維動畫中不同材質質感的制作特性以及材質貼圖在三維動畫中的重要性和對整個影片的影響，從而得出三維動畫材質在影片中的意義。

關鍵詞：三維動畫;材質;貼圖

0 引言

目前，三維動畫電影已經發展為全世界動畫電影的主流，成為具有一定地位的電影類型之一。一部完美的三維動畫作品除了具有優秀的模型和良好的燈光渲染外，還需要精美的材質貼圖來表現。作為三維動畫中的重要元素，良好的材質貼圖已經成為塑造影片可信形象的重要環節。因此，未來三維動畫產業的發展，對三維動畫材質運用的研究是必不可少的重要環節之一。

1 材質、貼圖的概念

1.1 貼圖的概念

貼圖屬于材質質感的一種表現方式，貼圖和材質有著密不可分的關系。最早的貼圖概念源于計算機技術的高度發達。材質貼圖是物體著色方面最引人注目的也是最擬真的方法，同時也多為目前游戲軟件所采用。貼圖的出現可以減少對材質的計算，更方便地表現模型的逼真性，提高制作動畫或者其他領域的效率。

1.2 材質的概念

關于材質，是指現實生活中物體本身所具有的一些特性。貼圖屬于材質質感的一種表現方式，所以材質在三維動畫中的運用是必不可少的一部分。例如，布料和玻璃是兩種不同屬性的物質，其在三維動畫制作中表現方式也千差萬別。材質用來指定物體的表面或者數個面的特性，它決定這些平面在著色時的特性，如顏色、光亮程度、自發光及不透明度等。不同特性的物體在三維動畫制作中通過不同材質球來控制，以達到逼真的效果以及通過Blinn材質球來模仿玻璃、金屬等帶有明顯高光的物體。不同的物體具有不同材質的特性，通過材質來模擬不同的物體。在影片《機器人總動員》中，運用次世代的原理在瓦力身上運用多層貼圖，表現了劃痕、破舊但卻頑強的感情，加深觀眾對影片的投入感;張云輝在其著作《三維動畫材質渲染》中也多次提到模型的質感來源于材質的基礎，這是貼圖無法表現出來的。可見材質的質感的重要性。

2 材質質感的表現

2.1 物體材質及其表面所形成的視覺特征

對物體材質質感的認識是實現三維動畫影片所需物體設計的前提和保障，物體材質及其表面所形成的視覺特性包括生理屬性，指物體材質表面用于人的觸覺和視覺系統，在三維動畫中最重要的非視覺系統莫屬，不同的物體材質及其表面讓人的視覺系統產生不同的反應，如粗獷與細膩的，粗糙和光滑的，嶄新與破舊的，堅硬與柔軟的等。還有就是物理屬性，就是指物體材質和表面向人傳達的知覺系統的意義信息，也就是物體材質的類別和性能等。主要體現為物體材質表面的幾何體特征和理想化類別，所以在三維動畫運用中把握好物體材質及其表面質感對其整體影片向觀眾傳達準確的視覺，知覺系統起到關鍵性作用。例如，《大圣歸來》影片中的所有物體元素給觀眾傳達了一種魔幻視覺效果同時能給人分辨不同的物體所運用的不同材質質感以區分不同的物體，以及不同的場合地點給觀眾不同的感受（有溫馨，有無奈，有急促，有平緩）等。在影片《阿凡達》中，潘多拉星球的發光植物和質感表現將整個星球的視覺感受提高，讓人們對潘多拉星球的崇拜和迷戀更深一步。這就是模型的貼圖和材質給人的視覺帶來的影響。

2.2 不同材質對光的吸收和反射的性質

在現實生活中，不同的材質對光的影響也帶來不同的效果，光就構成材質質感的靈魂而存在。不同的物體對光的吸收和反射各具不同。不同的物體對光的反射能力與物體表面的粗糙程度有關。例如，玻璃對光的反射與布料相比就要強很多，布料在生活中沒有明顯高光而玻璃明顯比布料強很多。不同的材質對光的吸收也有差別。金屬對光能吸收很強烈而相對塑料比較弱一些。在《光之使者》中光線在機器人的指示器上進行互動，在油燈條件下的質感和在電燈條件下的質感進行對比，真實感油然而生。

3 材質質感在三維動畫中的作用

3.1 給觀眾逼真的視覺感受

數字技術開拓了動畫美學的可能性，是一種藝術標準的確立，它滿足了觀眾的審美心理，像《阿凡達》《魔獸》之類的電影是實拍所達不到的效果，通過三維數字技術來模擬人們渴望達到如此逼真的奇觀影像。相對實拍，動畫的拍攝并非僅僅是客觀存在，而是通過以造型物和材質質感以及光感的表現為主，人為的設定，添加動作描寫，令原本不具生命的物體或元素如獲生命一般活動起來。在《生化危機》中采用的三維技術營造的恐怖氛圍，就是三維和現實相互結合所展現的，材質質感在其中也起到關鍵性作用，這樣才能把觀眾帶入該氛圍中。所以，影片要想表達出真實的環境，材質質感的體現是離不開的。

3.2 決定一個動畫作品的色彩風格

不同的動畫影片風格除了通過物體等體現之外，其材質質感也起到重要作用，不同風格的材質質感會給影片帶來不同的色彩風格。在影片《冰河世紀》中，影片描述在冰河紀這個充滿驚喜與危險的蠻荒時代，電影所呈現的逼真場景和角色材質效果使該片在視覺、氛圍和真實感上都令人耳目一新。影片中的場景偏冷色調，但通過角色的暖色調來相互襯托，最終使整個影片的色彩效果非常統一。

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