数字光照与三维动画电影的视觉表达

黄晶

摘要：本文介绍了数字光照的基本概念，通过具体案例分析数字光照在三维动画电影制作中所能达到的包括画面塑造、时空关系、气氛渲染等视觉目标，以此来论证数字光照在三维动画电影制作过程中的重要性。

关键词：三维动画；数字光照；电影制作0引言

“数字”一词来源于英语单词“digital”，在三维动画的世界，所有物体、对象和场景均是以几何方法定义的，是一种虚拟的被数字化了的描述。在三维动画的制作过程中有着虚拟数字光源、光照、渲染等种种基于计算机图形真实感的图形图像的重要技术。数字光照是以数字化特征的计算机为创作平台，通过几何方法定义的虚拟的被数字化了的光线描述。它以现实生活中真实的光照原理为基础，采用数字化的技术手段，还原生活中各种形式的自然及人工光线现象。在赋予艺术形象独特的造型感、空间感的同时，提升画面的视觉艺术美感，并以此达到渲染三维动画电影气氛的效果。

美国学者Arnold Gallardo曾提到有关光照在三维艺术创作中作用：“通过光照，你只需要改变主颜色和整体照明程度，就可以改变场景中物体给人的印象和感觉。光照和好的动画、物体细节相结合可以产生令人信服和诱人的3D环境。”在三维动画电影中，数字光照與现实世界的特定艺术性光照一样都扮演着重要的角色，完美地控制数字光照能够在视觉上突出画面的重点，让观众在情感上与影片进行互动，从而提升电影艺术感染力。大致来讲，数学光照对三维动画电影画面视觉表达的具体功用主要体现在以下三个方面。

1数字光照对画面主体的塑造

就像其他传统艺术门类，如绘画、摄影、实拍电影一样，三维动画电影也需要在镜头画面中表现出主体角色或场景，并根据情节进行重点刻画，必要时通过种种数字灯光特效来达到突显角色性格的效果。

2010年7月上映的美国Illumination Entertainment公司制作了该公司的第一部三维动画长片《卑鄙的我》。这部三维动画电影，故事情节虽然比较老套，但整体的视觉画面，尤其是灯光对角色性格塑造的表现却非常突出。电影一开场就交代了主人公格鲁的家，场景中道具物体很多，俯视的机位造成主角的形体在空间中不够明显的状况。这种情况下，如果灯光设置不好，就很容易形成画面过于拥堵，主体不明确的情况。但是，制作者以穿过玻璃窗的光线，在画面中形成强烈的明暗对比，一下子就达到了确立画面的主体，吸引观众视线的视觉目标，同时也从侧面反映了主角外表坚强，内心空虚的人物性格。

另一场戏是主角格鲁正在为盗月计划做动员，这一场戏的数字灯光采用了传统实拍电影光照中比较少用的顶光和逆光来表现角色的性格。在实拍电影光照中，顶光和逆光容易造成面部有较多的阴影，且补光用起来不是很方便，容易让角色显得较为阴险狡诈，画面也会很堵，影响视觉。但动画电影中数字光照不受这些影响，在虚拟的三维空间中，可以架设大量的辅灯来减少面部的阴影，且随着光阴追踪、全局光照这类专业灯光渲染技术的大量运用，画面的阴影部分渲染得越来越柔和。在画面中，顶光与大量辅光的完美配合，虽然面部处于阴影中，但并不过于阴暗，反而突显了主角表面凶恶，内心善良的性格特征。

2数字光照对时空关系的表达

现实生活中我们依靠光线感知世界万物，从时间、空间、外观构造到所有一切可被感知的细节。在三维动画为我们创造的虚拟空间里，这一切都需要数字光照为我们达成，通过光影来塑造三维空间的真实感。通过准确的光线及阴影表现，我们才能更好地理解画面中物体与物体之间的时空关系，并将其与故事情节结合起来，从而更好地融入其中。

2009年美国皮克斯动画工作室制作的《飞屋环游记》，是由曾执导《怪物公司》的彼得·道克特导演的皮克斯的第十部动画长片，作为戛纳电影节60多年历史上的第一部动画开幕片，以美轮美奂的视觉画面赢得了第82届奥斯卡最佳动画长片奖，创造了全球七亿三千万美元票房的好成绩。在这部动画电影的制作中，皮克斯动画工作室应用了一项自行开发的全新的CGI技术——基于点的渲染技术Pixar RenderMan（PointBased Rendering），最终的成片中有大约90%的镜头都使用了这项技术，它的诞生使电影产品渲染中的全局光照效果变得比以前更加实用和高效。创造了超出光线追踪和光能传递之外的更灵活和高效的数字灯光渲染解决方案。

电影初始，有老先生卡尔和爱妻艾莉幼年初识时的破旧小屋里，动画灯光设计师充分展示了数字光照对空间环境的塑造能力。室外的充足阳光透过已经残旧不全的屋顶照射进来，代表着冒险精神的蓝色气球就在阁楼的深处，小卡尔在小艾利的怂恿下正要走过去。画面通过灯光雾很好地交代了光源的方向，将阁楼和屋顶的环境关系及破损程度表现得淋漓尽致，两个孩子完全处于室内阴影下的空间位置交代的也很清晰。在光线的总体色调上不失温馨，采用了较温暖的色调，让整个小屋都充满了梦幻的色彩。当故事发展到小卡尔受伤后，艾利晚上偷偷溜到他家去看他。在这一场戏中，动画灯光设计师又通过数字灯光对故事发生的时间进行了准确表现。画面中浅浅的蓝色光线准确地塑造了有着朦胧月光的夜景，室内橘色的灯光在卡尔的面部形成了极具好莱坞特色的边缘光，既表达了故事的时间又体现了角色的空间关系，同时还通过光线的色彩对比，将小主人公忐忑的心理表现出来。

3数字光照对场景气氛的渲染

光线的强弱、明暗、色彩变化造就了不同的自然环境关系，也让三维动画的空间关系变得更有层次感。在与画面构图的协同作用下，环境气氛被逐步渲染提升，给观众形成种种心理暗示，帮助故事情节变得高潮迭起。

在《飞屋环游记》中，老年的卡尔为了让艾莉开心而带她回到年轻时常去野餐的地方。这个室外场景动画灯光设计师选择了黄昏的时间段，以此来反衬两人已进入了暮色之年。黄昏场景的数字灯光着力刻画画面暗部，这时的画面暗部比较透，阴影也比较长。薄暮作为黄昏的延续，主光采用了灯光阵列来显示天空中柔和的散射效果。画面色调温馨，为了配合故事情节，阴影的色调也选择了偏红的颜色，整体营造了一种夕阳无限好只是近黄昏的情感氛围。当老卡尔在妻子去世后，为了表达出角色的悲痛心情，动画灯光设计师将整体色彩氛围设定为忧郁的深紫色。通过使用全局光照结合点云渲染技术，将室内本身的紫色的光线与从玻璃窗中微微射入的橘色阳光进行互补，并将室内墙面上形成的色溢现象真实地表现出来，营造了一种不失真实又满怀忧伤的情绪氛围。

4结束语

不难看出数字光照其实与传统电影布光一样，是营造动画电影画面的关键因素，如何让画面给观众留下深刻的印象，怎样通过灯光造型更好地塑造角色形象，是每个灯光师都在不断研究的课题。因为光线就和音乐一样，可以穿越我们的理性思维而直接作用于我们的情感，数字光照设计的优劣决定了光照能否在镜头中达成视觉目标，并获得令人满意的视觉效果。参考文献：

[1] 丁翠红.试析二维与三维动画影片的视觉艺术特征[J].现代视听，2011（08）.

[2] JeremyBirn（美）.数字绘图中的光照与渲染技术[M].清华大学出版社，2008.

[3] 杨晓林.世界影院动画精品解读[M].上海大学出版社，2007.