南宁数字水城动画制作

陈龙，杨娟

(南宁市勘察测绘地理信息院，广西南宁 530022)

1 引言

手绘地图与手绘建筑写生、风景写生一直以来是人们过去对于记录不同时代城市的布局及记录城市变迁的主要方式。20世纪下半叶，随着计算机图形学发展出以数字化建模为基础的数字化城市，由此诞生了数字城市开始取代手绘图像在城市规划中的传统地位。

数字城市是信息技术发展与人类进步的必然产物，是城市信息化、管理科学化、生活现代化的高科技技术手段。数字城市能让人们清晰地了解一个城市的整体面貌。数字城市是运用3ds Max软件制作出的三维场景，并通过“以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用遥感、全球定位系统、地理信息系统、航测、仿真－虚拟等技术，对城市进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，即利用信息技术手段把城市的过去、现状和未来的全部内容在网络上进行数字化虚拟实现。”现实生活中接触到的如好莱坞大片创造的幻想世界、房地产三维楼盘动画广告等等就是在这种技术的支持下创造出来的。可以说，数字城市动画已成为大众化、具影响力的媒体形式之一，无时无刻不在深刻地影响着人们的生活。

2 南宁市数字城市建设“水城”项目情况综述

南宁别称邕州，“邕”字从字面上的解释是四方被水环绕的都邑，据史料记载，古时邕州很多水域，有百湖城之称。后因城市道路交通变迁、人为的原因，原先的河、湖、塘、池都被填平。近年，为打造树绿水美的城市形象，南宁市政府启动了南国水城工程，引水源，开运河，拓水面，疏航道，治臭沟，旨在还水于民、还绿于民，并于2009年正式提出了将南宁市打造成“中国水城”的战略举措。

正是基于南宁市城市发展的这样一个方向，本单位利用自身的数据资源、技术优势，提出了数字水城的建设思路:以南宁从古至今水系的变迁为脉络，全方位表现其古今的空间与风貌，综合展现城市在建筑形态、社会习俗、人文历史、生活情趣、城市拓展等方面的特色。这是对自2002年南宁市提出发展“数字南宁”的建设目标，“以地理空间框架为定位基准，集城市自然、社会、经济、人文、环境等综合信息于一体”的建设思路很好的一次诠释。它将进一步改变我们的传统思维模式和管理模式，使得城市让生活更美好的愿望成为现实。可以说，“水城”在南宁数字城市建设的大环境里是具有代表性的，在数字城市的打造过程中也具有重要意义。

3 “水城”项目动画制作流程

水城动画不仅是三维场景的展示制作，也包含了大量的图片、影片、文字信息。考虑到水的历史发展演变，在动画的制作处理方面有别于一般的传统数字城市动画制作，如图1所示。

图1 水城动画片头

水城的总体结构分为:“一江(邕江)、两库(老口梯级水库和邕宁梯级水库)、两渠(江北、江南连通渠);六环(石灵湖环、大相思湖环、南湖环、凤凰湖环、亭子冲环、五象湖环)、十八河(大岸冲、马巢河、凤凰江、亭子冲、良凤江、良庆河、楞塘冲、八尺江、石灵河、石埠河、西明江、可利江、心圩江、二坑溪、朝阳溪、竹排冲、那平江、四塘江)、八十湖”。在制作的过程中考虑了整个城市水系河湖相通、水水相连的贯穿性，故通过镜头语言进行了城市平面布局分析、区位分析、景观节点分析、道路分析、水体年代对比分析，选取相思湖、可利江、南湖—竹排冲、民歌湖四个重要节点运用二维平面和三维场景相互交织的展影方式说明水与城、水与人、水与自然和谐共处的美好环境。

3.1 前期制作

市场人员沟通了解水城的规划情况以及局部实施过程，制作详细的水城动画策划大纲。编导进行水城动画分镜头脚本的沟通制作，提前预知动画制作过程中遇到的难题，制定合理的解决方案。动画的制作思路是以展现南宁水城优美风光以及水城建成后人们安居乐业的生活景象为主。以水城的历史发展演变为轴心，将拍摄影像、历史照片、图片、地图、三维场景、背景音乐多种表现方式糅合，使整体画面唯美，意境悠远，突出水城韵味和人们安居的生活。实地拍摄了许多与水城有关的录像、照片，并对这些照片和收集来的资料进行整理、编排。

3.2 中期制作

(1)收集资料、建模

首先，收集从清代至今的南宁地图，以整个南宁的城市水体发展变化作为动画发展的脉络。地图资料整理完后，开始查找南宁自清代以来城市发展的书籍和照片，根据《雍正·广西通志》的手绘图文进行了清代古城池的三维虚拟还原，采用3ds Max软件制作出模型(图2)。接下来，把镜头推向20世纪40年代～50年代的南宁，根据地图和收集来的老照片，还原了当时南宁百货大楼一带的建筑，制作三维场景(图3)。然后，根据水城动画策划大纲所需要展现的镜头，制作了现今南宁水城建设项目的相思湖、可利江、南湖—竹排冲、民歌湖四个重要节点的三维场景模型(图4)。由于这些三维场景非常大，3ds Max软件无法渲染那么大的模型场景，故分区域把模型在3ds Max软件里制作好再导入伟景行软件生成数字城市。生成数字城市必须具备以下数据:DEM(卫星影像)、DLG(1∶500地形图)、激光测量与扫描数据、规划图纸、实地采集的照片、录像。将这些数据组合而成一个庞大的系统工程。不需要导入伟景行数字平台的3D模型，镜头制作完毕后，进行模型线框的预演。将镜头和背景音乐进行融合渲染出最初的线框模型动画。建模这个阶段起着至关重要的作用，也是耗时最久的阶段，制作完成后能让制作人员把握整个场景的大体感觉从意象变为具象。

图2 三维虚拟还原清代南宁古城池

图3 三维虚拟还原20世纪40年代～50年代南宁

图4 三维展现现今南宁水城建设项目

(2)分镜头场景布置

这个阶段是整个动画制作的核心阶段。在每个不同的年代的场景布置上，需要根据不同的建筑风格、景观环境进行相应的场景布置，贴材质，布置灯光。渲染烘托那个年代的气氛与特点。

分镜头场景布置完后根据之前找好的背景音乐控制镜头的节奏。镜头调节好后用3D渲染插件Vray渲染分镜头场景序列帧，而用伟景行软件生成的大型场景部分则在该软件里直接渲染场景序列帧。

3.3 后期制作

一部完整的动画是前期制作和后期特效的完美结合。前期所想象和制作的画面，只有到了后期合成以后，才能看到动态的画面，所以在模型制作过程中，团队里的每个制作成员都据每个场景进行了许多的沟通和交流。后期合成师从刚开始拿到的水城动画的策划大纲后，开始收集素材资料、背景音乐并制作片头片尾特效。

图6 时代变迁下不断发展的南宁水域

(1)后期合成

根据模型师渲染出的高清带通道静帧序列图片(TGA格式的图片)进行剪辑合成。为了突出“水”，我们把地图中的江、河、湖、池都在Adobe Photoshop绘图软件里做了分层(图5)，然后导入Adobe AfterEffects专业影视特效软件做成流动的动态水，然后再把每个年代的地图按从古到今的顺序与动态水一起做成演化与更替的效果，让大家看到一个个时代变迁下不断发展的南宁水域(图6)。

分别把拍摄和采集的影视素材、制作素材、渲染的静帧序列图片导入Adobe AfterEffects合成软件，根据策划大纲(脚本)按分镜头的形式进行整理、剪辑、调色、加字幕、特效的处理。如加入光晕、水波、变形、字体特效、背景抠像等特殊效果。在合成过程中注意整个视屏的整体色调及风格，加强镜头表现力。

整个动画的合成剪辑处理完成后，依次按脚本的先后循序，渲染分镜头，保存为视频文件(为了保证最后面的视频输出的清晰度，一般保存为AVI或MOV无损压缩模式)。

(2)声音录制

一部动画，背景音乐起着烘托情感的作用，具有非常强烈的情感感染力。人声解说不仅起到声音与画面相互印证、增强空间节奏感和真实性的作用，同时向受众解说水城的过去、现在和未来。我们运用Adobe Audition录音软件进行了人声解说的录制。

(3)后期非线性编辑

采用Vegas非线性编辑软件对Adobe AfterEffects渲染出来的分镜头视频进行组接、转场，合成背景音乐和人声解说。在合成音效时应注意把握整个音乐节奏和视屏的转场过度，以免导致音乐和画面的脱节和不和谐。

(4)视屏合成输出

整个水城动画制作完毕，合成输出成片。输出类型为WMV格式，画面尺寸为1280×720的高清晰度。

4 结语

数字城市是构成虚拟城市面貌的细胞，是储存城市文化的主要载体。通过高科技的现代电脑硬件软件不仅可以复原不同时期的建筑及环境样貌，而且可以表达出与实际拍摄不同的意境与风格。水城动画项目作为南宁市数字城市建设的代表成果之一，它的成功，定会在今后南宁市数字城市的建设上积累更多更丰富的经验，促使我们更快更直观地做好信息化产业，服务于政府、企业和广大人民大群。

参考资料

［1］ 姚勇，鄢竣．3ds Max建筑表现实例教程［M］．北京:中国青年出版社，2006:67～115．

［2］ 赖明．数字城市导论［M］．北京:中国建筑工业出版社，2001．

［3］ 承继成．数字城市－理论方法和应用［M］．北京:科学出版社，2003．

［4］ 张立平．数字城市浅析［J］．中国市场，2009(13):150～151．

［5］王洪松．GIS在城市规划信息系统中的应用［J］．计算机与现代化，2004(3):47～67．