三维动画创作光效使用技巧及应用

吴建德　吴增荣

摘 要：三维动画是在计算机、软件技术基础上发展起来的在二度空间上表现物体三维空间的新技术。这一技术彻底改变了动画的表现手法，也改变了影视动画作品呈现方式。布光在三维软件中操作快捷、方便，能模拟出现实生活中所有真实的光线效果，并能根据创作意图渲染出梦幻般的色彩，这不但提高了动画作品在艺术上表现力，也大大提高了动画影片的质量，成为影视动画中不可缺少的重要元素之一。

关键词：三维动画；布光；间接照明

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1673-2596（2014）08-0243-02

一、光的概念及分类

光是人眼可以看见的一系列电磁波，也称可见光谱。光是间接传达人与物之间的一种媒介，是一种让生活更加有意义的存在。在无声动画、无彩动画时代，动画作品完全靠角色的表演与黑白的光线变化来向观众传达情感。三维影视动画的制作要求我们在布光的运用上要有更高的水准，只有这样才能在市场上赢得一席之地。在现实世界中，光分为两大类：自然光与人工光，自然光即天然光源发出的光，其主要光源是太阳；人工光即用人工造光源发出的光。而按照光的性质可以分为硬光和软光，硬光即当光线直接照射到被摄物体上，能使其产生明显投影的光线，软光即呈散射状态的照明，不能使被摄物体产生明显投影。按照光的方向又可把光分为顺光、测光、逆光、顶光、高位光、脚光。光不仅能够满足观众的视觉需求，还能影响到观众的审美心理变化，在视觉领域中，光的艺术价值越来越重要。

二、光的使用原则

电脑动画（Computer animation）技术的兴起大概已有几十年了，高校三维动画教学模式也逐渐成熟。虚拟的电脑动画提供给动画人士更多的表现空间，在三维动画中如何使光、影达到我们想要的程度是动画制作的关键。投射在被射物体上的光线因为方向和角度不同，致使阴影位置和面积发生改变，而被摄体也会显现出不同的视觉效果。在动画影片中，布光不只是要凸显我们的主体，也要插入艺术性的语言，让描绘的对象即鲜明又不落俗套，不缺乏艺术感染力，这要求我们有意识地去运用光来表达我们想要的虚拟的现实。无论是模拟阳光还是灯光，无论是电脑动画还是虚拟现实，创作者都要以现实生活为出发点。阳光照在物体上，影子以及阴影遮挡住的物部分都应该与现实生活相一致，否则会让观众感到太虚假，不真实。我们知道，在绘画中是近实远虚，近处物体色彩鲜艳光线偏暖，远处物体则色彩暗淡光线偏冷，这些一样可用在三维动画布光上。在动画创作中，场景、角色、道具，每一个画面中都是有主次之分的。在光的运用上，一个场景可能会采用上百个光源，而主光源只能有一个，其他的都是辅助光源。一旦所有光源都一样，那就失去了光存在的意义，画面失去纵深感和主次感。

三维动画区别于二维动画的一个特点就是三维软件的操作界面是一个虚拟的三维空间，操作界面有X、Y、Z三个轴向。用好这一优势，造成主体与背景的差异性，画面的深度感就会增强。在这里，我们要掌握一个基本的布光方式——三点布光，这是最常用的一种布光方法。一个场景中有几十台灯光，不同的灯光师可以打造出不同的光线效果，但是布光的基本原则没有太大的差异，都由主光与辅助光、背景光构成。背景光大都是从主体的背后偏上方打过来的，可增强主体的轮廓线；辅助光可根据需要进行添加。在一个大的场景中我们可以采用多个三点布光来完成，有了一个主光源，在需要突出的物体上为每个单位创建一个小范围的三点布光模式，这样才会有实有虚，使得画面更加丰富多彩。

三、三维动画创作光效的使用技巧

（一）用光技巧

1.全局光的使用

高校动画专业学生在三维动画短片创作中如何在有限的时间内运用有限的硬件资源完成一部有质量的短片，这是我们应该考虑到的。mental ray渲染器的功能非常强大，能满足大部分人的创作需要。在mr中的全局光（Global Illumination）间接照明的使用技巧也是需要每一位学生应该掌握的。当光源发射出来后，碰到障碍物反射，光线经过无数次的反射和折射，物体表面和角落都会有光感，这就是间接照明。在绘画中画家虽然没有考虑过间接照明这个概念，但是绘画过程中他已经有意识地把间接照明运用到画面中去，当光线发出并在两个以上物体表面之间相互反射或折射，最终两个物体表面色彩会产生渗透效果。从下面两幅图中我们可以对比无间接照明图（1）与有间接照明图（2）的区别。我们可以看到图（1）的阴影是没有任何变化，图（2）中整个场景因为间接照明画面明亮而柔和，物体与地面（阴影部分）、物体与物体之间有了相互颜色的嵌入。

2线追踪的使用

光的运用不仅能够增强空间感，还能创造出真实的光线追踪效果。在三维动画创作中，创作者对色彩、动画节奏、特效、灯光等等都需要充分考虑到，做到在小范围的创作中凸显大范围的细节变化，这样作品才会有更加丰富的内涵。三维短片创作不但要掌握全局光的应用，根据需要还要巧妙地应用光线追踪与焦散效果。光线追踪在动画、广告、虚拟现实中应用广泛，作品中使用光线追踪可以达到极逼真的光影效果。在《汽车总动员》中，在绚丽的车身上我们看到了汽车折射周围物体、天空所带来的真实光影质感。在比赛的一个场景中，借助光线追踪，我们看到了由75000个汽车模型组成观众席的恢弘效果，灯光师使用了1000多盏灯源，这让观众叹为观止。

（二）光的应用

光影是电影视听语言中的重要组成元素，在动画影片中，光线色调的运用与组织也是相当重要的。它总是以一种颜色作为主要基调，使整个场景充满某种意义上的色彩倾向。此外，光还能够模拟现实，让影片更加具有视觉冲击力。

三维动画软件功能的强大已经在众多动画影片中显现出来，例如《海底总动员》影片中光线穿过海水的镜头，已经达到了淋漓尽致的地步，让观众叹为观止。光对动画剧情的发展也具有推动作用。《小鸡快跑》虽是一部粘土动画，但作品中光的运用可以说非常的经典，整部影片精彩的故事情节都是发生在夜晚，其中一个画面里我们没有看到主角，整个画面都是角色影子的动作，这给作品增添了一份趣味与神秘感。影视动画中的光也会随着动画情节的发展而变化。在影片的开始部分，场景往往是偏暖的，明快的，而当剧情到达高潮时，光会偏冷，偏暗，光在动画情节发展中的使用始终与观众的心紧紧连在一起。光在影视动画中对大环境氛围的衬托起着举足轻重的作用，例如动画影片《驯龙高手》里维京人生活的环境，绿草、蓝天，画面以暖色调为主，而龙族生活的地方则以冷调为主，给人一种压抑感。《圣诞夜惊魂》中万圣节城的基本色调是黑色，制造了大量人物、建筑的黑色阴影，营造出一种神秘的气息。

在绚丽的光影作品中，光已经是不可或缺的元素。在数字技术飞跃发展的今天，三维动画已经成功运用到各行各业，在三维动画制作中，光是必须用到的技术手段，如果没有光的合理衬托，动画中物体间的过度会显得生硬，如何用光用好光也成为动画成功的关键。用好光可以增加作品梦幻般的意境，也可以展现作者自身想要的意图，光让作品有了更加丰富多彩，富有内涵，光的应用已成为我们不可忽视的一门艺术。

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参考文献：

〔1〕P.H. Christensen， J. Fong."Ray Tracing for the Movie 'Cars'" [R] IEEE Computer Society ，2006.

〔2〕余为政.动画笔记[M].北京：京华出版社，2009. 55-58.

〔3〕Gavin Carver. Computer Visualization for the Theatre： 3D Modelling for Designers [M]. 英国，Focal Press出版社，2003.52.

（责任编辑 姜黎梅）endprint