After Effects“模块化”学习策略之三维空间的应用

吉家进

在复杂的项目制作中，普通的二维图层已经很难满足设计师的需求以及视觉表现的要求。After Effects中为设计师提供了较为完善的三维系统，在这个系统里可以创建三维图层、摄像机和灯光等进行三维合成操作，这些3D功能为设计师提供了更为广阔的想象空间，同时也给作品增添了更强的视觉表现力。

● 基本概念

“维”是一种度量单位，表示方向的意思，三维空间分为一维、二维和三维，如图1所示。由一个方向确立的空间为一维空间，一维空间呈现为直线型，拥有一个长度方向；由两个方向确立的空间为二维空间，二维空间呈现为面型，拥有长、宽两个方向；由3个方向确立的空间为三维空间，三维空间呈现为立体型，拥有长、宽、高3个方向。

对于三维空间，可以从多个不同的视角去观察空间结构，如图2所示。随着视角的变化，不同景深的物体之间也会产生一种空间错位的感觉，如在移动物体时可以发现处于远处的物体的变化速度比较缓慢，而近处的物体的变化速度则比较快。

● 三维属性

After Effects提供的三维图层功能虽然不能像专业的三维软件那样具有建模能力，但在After Effects的三维空间系统中，图层与图层之间同样可以利用三维景深的属性来产生前后遮挡的效果，并且此时的三维图层自身也具备了接收和投射阴影的功能。

在After Effects中通过摄像机的属性就可以来完成各种透视、景深及运动模糊等效果的制作，如图3所示。

对于一些较复杂的三维场景，可以采用三维软件（如Maya、3ds Max、Cinema 4D等）与After Effects结合来制作。只要方法恰当，再加上足够的耐心，就能制作出非常漂亮和逼真的三维场景，如图4所示。

在After Effects的三维坐标系中，最原始的坐标系统的起点是在左上角，x轴从左向右不断增加，y轴从上到下不断增加，而z轴是从近到远不断增加，这与其他三维软件中的坐标系统有比较大的差别。

在操作三维图层对象时，可以根据轴向来对物体进行定位。在Tools（工具）面板中，共有3种定位三维对象坐标的工具，分别是Local Axis Mode（局部坐标系）、World Axis Mode（世界坐标系）和View Axis Mode（视图坐标系）。

（1）Local Axis Mode（局部坐标系）是采用对象自身的表面作为对齐的依据，对于当前选择对象与世界坐标系不一致时特别有用，可以通过调节Local Axis Mode（局部坐标系）的轴向来对齐世界坐标系。

（2）World Axis Mode（世界坐标系）对齐于合成空间中的绝对坐标系，无论如何旋转3D图层，其坐标轴始终对齐于三维空间的三维坐标系，x轴始终沿着水平方向延伸，y轴始终沿着垂直方向延伸，而z轴则始终沿着纵深方向延伸。

（3）View Axis Mode（视图坐标系）对齐于用户进行观察的视图轴向。例如，在一个Custom View（自定义视图）中对一个三维图层进行Rotation（旋转）操作，并且在后面还继续对该图层进行各种变换操作，它的轴向仍然垂直于对应的视图。

对于摄像机视图和自定义视图，由于它们同属于透视图，所以即使z轴垂直于屏幕平面，但还是可以观察到z轴；对于正交视图而言，由于它们没有透视关系，所以在这些视图中只能观察到x、y两个轴向。

● 灯光系统

结合三维图层的材质属性，可以让灯光影响三维图层的表面颜色，同时还可以为三维图层创建阴影效果，在After Effects中可以创建四种不同的灯光系统。

（1）Parallel（平行光）类似于太阳光，具有方向性，并且不受灯光距离的限制，也就是说光照范围可以是无穷大，场景中的任何被照射的物体都能产生均匀的光照效果，但是只能产生尖锐的投影。

（2）Spot（聚光灯）可以产生类似于舞台聚光灯的光照效果，从光源处产生一个圆锥形的照射范围，从而形成光照区和无光区。Spot（聚光灯）同样具有方向性，并且能产生柔和的阴影效果和光线的边缘过渡效果。

（3）Point（点光源）类似于没有灯罩的灯泡的照射效果，其光线以360度的全角范围向四周照射出来，并且会随着光源和照射对象距离的增大而发生衰减现象。虽然Point（点光源）不能产生无光区，却也可以产生柔和的阴影效果。

（4）Ambient（环境光）没有灯光发射点，也没有方向性，不能产生投影效果，不过可以用来调节整个画面的亮度，可以和三维图层材质属性中的Ambient（环境光）属性一起配合使用，来影响环境的色调。

● 摄像机系统

摄像机的运动拍摄方式主要包含推、拉、摇、移等形式，而运动摄像符合人们观察事物的习惯，在表现固定景物较多的内容时运用运动镜头，可以让固定景物变为活动的画面，增强画面的活力和表现力。

在After Effects中创建一个摄像机后，可以在摄像机视图中以任意距离和任意角度来观察三维图层的效果，就像在现实生活中使用摄像机进行拍摄一样方便。After Effects中的摄像机是以图层的方式引入到合成中的，这样可以在一个合成项目中对同一场景使用多台摄像机来进行观察和渲染。

对于摄像机图层，可以通过调节Position（位置）和Point of Interest（目标点）属性来设置摄像机的拍摄内容。在移动摄像机时，除了采用直接调节参数以及移动其坐标轴的方法外，还可以通过直接拖拽摄像机的图标来自由移动其位置。

摄像机的Point of Interest（目标点）主要起定位摄像机的作用。在默认情况下，Point of Interest（目标点）的位置在合成的中央，可以使用调节摄像机的方法来调节目标点的位置。

在After Effects中，有4个摄像机控制工具可以来调节摄像机的位移、旋转和推拉等操作，分别是：①Unified Camera Tool（统一摄像机工具）：选择该工具后，使用鼠标左键、中键和右键可以分别对摄像机进行旋转、平移和推拉操作。②Orbit Camera Tool（摄像机旋转工具）：选择该工具后，可以以目标点为中心来旋转摄像机。③Track XY Camera Tool（摄像机XY平移工具）：选择该工具后，可以在水平或垂直方向上平移摄像机。④Track Z Camera Tool（摄像机Z平移工具）：选择该工具后，可以在三维空间中的Z轴上平移摄像机，但是摄像机的视角不会发生改变。

本期专栏的介绍到此结束，在后续的专栏中笔者将继续介绍和讲解其他模块的具体技术。