使用CGI技术制作群集镜头

2021-04-02

现代电影技术 2021年3期

(中影动画产业有限公司，北京 101400)

人类是一种视觉动物，自古以来用双眼认识世界的人类就对巨型的物体、宏大的场面有着一种近似于病态的痴迷。电影是一种视觉艺术，影片中的“大场面”恰恰能够满足观众们的视觉需求，成为整部影片的高潮，对影片起到画龙点睛的作用。所以我们可以在各类影片中看到各种“大场面”的镜头(图1)，尤其是在以特效为主要卖点的电影中，“大场面”几乎已成为该类影片的标配。

图1 电影《海王》中的群集镜头

在影视工业中，把上文所述的“大场面”称为群集镜头。群集，字典中的解释是指集合状态下的人群。在实际制作中，群集镜头中不仅会出现人物，还会包括动物、植物、各种道具等。

传统的群集镜头制作方式一般是根据预先规划进行分区拍摄，之后通过后期手段将拍摄素材整合在一起。近些年伴随着CGI技术的蓬勃发展，直接使用CG 虚拟角色制作，或者将CG 虚拟角色与实拍角色相结合的方式，逐渐成为群集镜头的主流制作方法。本文讨论的就是使用CG 虚拟角色进行的群集镜头制作方法。

1 CGI技术制作群集镜头的常用方法

使用CGI技术制作群集镜头主要有三种方法。

1.1 动画法

动画法是由动画师按照导演的要求，在镜头中为每个群集角色添加关键帧动画。

由于每部影视作品中所涉及的群集镜头一般不会只有一个，而且每个群集镜头中会涉及多个角色，为了在保证作品质量的前提下，尽可能地提高工作效率，我们一般会在资产阶段使用已经完成绑定的群集角色，设置几套完整的关键帧动画，作为动作库备用。在制作镜头时，按照要求导入群集角色，在动作库中找相应的关键帧动画，再通过动画曲线调节群集角色的动画节奏、时间点等。

动画法的优点是对每个群集角色的动画表演都可以进行精细调整。但也正是因为该方法需要动画师对每个群集角色的动画都进行调整，所以该方法更适合制作群集角色不多的镜头(实际生产中一般是在100人以内)，或者是导演对群集角色表演有特殊要求的镜头。

1.2 粒子替代

使用制作软件中的粒子工具确定镜头中群集角色的位置、运动方向、运动轨迹等，再使用粒子替代功能将这些粒子替代为设置好动画的群集角色。

使用该方法制作需要提前规划好群集角色的运动路径、运动范围，还需要准备群集角色的动作库。

粒子替代法在实际制作中又可分为精灵粒子替代、几何体粒子替代等不同的制作方法，其具体制作流程本文不进行详细讨论。粒子替代法的优点是可以制作大规模的群集效果，但考虑到后期的渲染压力，不建议使用该方法制作群集角色数量过多的镜头。使用粒子替代的群集角色的动画一般都比较简单，不能针对某个群集角色的动画进行精细调整。所以该方法较适合制作角色较多的中远景镜头，或者是对动画表演要求不高的群集角色镜头(比如大量的箭矢、车辆、昆虫等)。另外，在制作过程中有时会需要动画师使用程序代码对粒子进行控制，所以该方法要求动画师要有一定的编程基础。

1.3 专业插件

为了更好地解决群集镜头的制作问题，很多专业的团队开发出了多种基于三维制作软件的专用插件，例如Golaem Crowd、Atoms Crowd、Miarmy 等。

此类插件的操作相对都比较容易掌握，而且此类插件基本都考虑到了群集渲染输出的问题。所以只要按照插件要求的操作规范和操作流程进行制作，基本上能满足影视作品中大部分群集镜头的需求。但是此类插件基本都是收费的，只有付费用户才可以享受开发团队的技术支持、版本更新等服务，所以该方法更适合企业用户。

上述三种方法各有利弊(表1)，在实际生产中我们一般会根据具体要求，将这三种方法结合在一起使用。

表1 三种方法的比较

2 CGI技术制作群集镜头时需要注意的事项

群集镜头的制作生产涉及到了从剧本、前期设计、摄影、模型、贴图、绑定、动画、特效、灯光渲染、后期合成、音效等几乎整个制作流程中的每一个环节。由于制作生产涉及的环节比较多，所以在整个过程中需要注意的事项就比较多，笔者认为以下几点尤为重要：

2.1 前期规划

正如上文所述，群集镜头的制作是一件涉及环节较多的综合性、系统性工作，制作此类镜头的时间成本、人力成本、财务成本都比较高，要在规定的周期内保质保量地完成工作，需要负责制作的团队对整个项目有充分了解。制作团队最好从项目启动之初就开始跟进，通过汇总所掌握的信息，制定一份详尽的制作规划，以确保项目的顺利进行。

首先，要根据剧本和分镜，再结合导演的要求，确定整部片子所有群集镜头的数量。群集镜头虽然有利于烘托影片气氛，容易“出彩”，但考虑到群集镜头的制作周期相对较长，制作成本也相对较高，所以在整部影片中所占的比重一定要合理。笔者和同事们在制作中坚持的原则是：除非剧情发展必须需要，否则不要强行加入群集镜头，以免画蛇添足。

其次，要再进一步统计出这些群集镜头的详细信息(表2)。

表2 需统计的信息

在进行前期规划时，前期设定与分镜脚本是两个比较重要的环节，接下来笔者会用一些篇幅进行简单的介绍。

2.1.1 前期设定

前期设定是指在影片开始全面摄制之前，根据剧本确定整部影片的美术设计、场景设置、人物造型、角色性格、音乐风格等内容，为接下来的摄制工作确定构架与方向。

在进行前期设定时，需要确定群集镜头所涉及的角色、道具、场景等。在CGI制作的群集镜头中，角色与道具都会有一定的重复性，过于特殊的设计会影响最终画面效果，转移观众的关注点，甚至影响故事的讲述。所以群集镜头的角色、道具设计要遵循有特色而不特殊的原则，设计要保证突出故事的特色，但不能抢戏。

群集镜头对场景设计的要求：场景的大小、空间布局要合理，要能够满足群集表演的需求。

2.1.2 分镜脚本

分镜脚本又被称为摄制工作台本，是在文字文本的基础上，经过巧妙构思和独特的艺术设计，从而将死板的文字转换为灵动的立体视听影像的中间媒介。分镜脚本不仅要充分反映导演的创作意图，还应以简洁的画面，表达出每个镜头在影片中的定位及效果。

在分镜脚本中需要明确标识出下列与群集相关的信息：群集的规模、群集在镜头中的位置分布、群集的状态(原地表演、在运动中表演)、群集的运动轨迹、群集角色的动画动作等(表3)。在一些特定的镜头中，由于故事的需要，可能还需单独标识出一个或几个群集角色的运动。

表3 脚本中需标注的信息

2.2 中期制作

当完成前期规划，进入中期制作后，需要关注的两大部分就是资产文件与动画文件。

2.2.1 资产文件

将前期规划中的各种需求转化为CGI的数字文件，即是资产文件。资产文件是中期制作的基础，资产文件的优劣将直接影响到中期制作的质量与效率。资产文件一般包括：模型资产、贴图资产、绑定资产等。

因为群集镜头会涉及到大量的角色，实际制作时无论使用动画法、粒子替代，还是专业插件中的任何一种方法，数据运算量都会随着制作环节的增加，而进行几何级数的递增。有些时候由于工作中的疏忽，在前端环节遗留一个垃圾节点，后端环节的数据运算都会因此有海量的增长。所以为了保证后端环节有效的运算量，尽量减少运算资源的浪费，提高工作效率，在准备资产文件时必须保证文件的简洁与规范。具体来说有以下几点：

(1)一定要遵循有特色而不特殊的原则；

(2)要按照已确定的前期设定进行制作；

(3)资产文件要严格按照制作规范进行制作，保证模型面数最优、形态正确、布线合理，并及时清除垃圾节点；

(4)制作模型与贴图时，角色的高矮、胖瘦、大小、颜色等，可以在前期设定的基础上有发挥，但不能过于夸张；

(5)制作生物角色，尤其是类人生物角色时，可按身体不同部分制作，之后以排列组合的方式拼接出最终可以使用的群集角色。例如可将角色分为：头发/头饰、头、上半身、下半身、脚/鞋等五部分，则最终可使用的群集角色数量=头发/头饰×头×上半身×下半身×脚/鞋；

(6)群集角色的绑定文件，骨骼要规范、简洁；

(7)在绑定文件中，群集角色骨骼节点的父子层级关系要完整，不能断开(图2)。如果群集角色有道具，道具也需要连接到这套骨骼上。

图2 骨骼节点层级

2.2.2 动画文件

使用CGI 技术制作群集镜头时，群集角色的动画都是以事先准备好的动作库为基础，根据镜头的需求按一定顺序进行组合、循环等操作后得到的。所以群集镜头的动画文件一般分为两部分：第一部分是基础动画，即动作库；第二部分是镜头中的动画。

对第一部分动作库的动画要求，依然是遵循有特色而不特殊的原则，表演要完整，能体现角色特点，有特色，但不能过于夸张，不能抢戏。

对第二部分镜头中的动画，制作时需要注意两点：一是要选择适合镜头需求的动作；二是不同动作衔接时要平滑过渡，不允许生硬切换。

2.2.3 工作流程

在中期制作中，制作人员要经常与导演以及各个指导们审看镜头、调整效果。但是由于群集镜头制作文件都比较大，进行很多操作的时间成本都比较高。所以如何进行有效的审看，也需要进行提前规划。

首先要注意的是，不能等一个群集镜头全部完成后再提交审看，这时如果需要修改，时间成本无法承受。最好在制作开始前，就制定好一个镜头需要审看的次数，以及每次审看时主要关注的内容，做到有的放矢。例如一共审看四次，第一次审看时通过替代物拍屏动画确定群集的范围及数量(图3)，第二次审看时通过素模拍屏动画确定群集的动态(图4)，第三次审看时通过静帧确定渲染效果，第四次审看即最终审看。

图3 替代物拍屏

图4 素模拍屏

2.3 后期制作

在群集镜头的后期制作阶段，渲染是最容易出现问题的环节。由于群集镜头角色多、文件大，渲染的时间成本非常巨大，在制作中稍有不慎就会出现中期做得完，后期渲染不完的尴尬情况。

为了避免出现上述的情况，在制作中我们会对渲染环节进行一定的规划与管理：

(1)资产的规范与优化

资产文件的规范与优化在群集镜头的制作中非常重要，我们在前文讨论“中期制作”的制作注意事项时已经提过，这里不再重复。

(2)缓存与渲染器的匹配

群集镜头中角色的表演，最终都会以缓存的方式输出并保存，缓存一般分为两种：通用缓存、专用缓存。渲染时设备会按需求调用缓存，制作时对缓存使用的选择，这时就会影响到渲染的时间成本与财务成本(表4)，所以需要提前进行规划。

表4 缓存的分类

(3)分区渲染

在实际制作中，经常会遇到由于群集镜头文件过大、渲染设备硬件限制、制作周期限制等原因，导致一个镜头中的所有群集角色不能同时进行渲染。此时就要考虑对镜头进行分区渲染，之后再在后期软件中进行最终合成。由于使用此种方法要考虑很多因素，如遮挡关系、光影效果、镜头移动等。所以必须在渲染工作开始前，进行相应的测试和规划，并制定相应的解决方案。