解析創(chuàng)新設(shè)計(jì)獲獎(jiǎng)作品《www.唐.cg》的創(chuàng)作與制作

曹 鈺， 陳 茜

(陜西科技大學(xué) 設(shè)計(jì)與藝術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710021)

0 引言

科技飛速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)幾乎可以幫助人們實(shí)現(xiàn)所有能夠想象到的效果，借助CG技術(shù)，我們可以隨心所欲地感受不同于這個(gè)時(shí)代的遠(yuǎn)古或未來的文明與藝術(shù)，體驗(yàn)穿越時(shí)空的奇妙感覺.CG表現(xiàn)作品《www.唐.cg》是陜西科技大學(xué)設(shè)計(jì)與藝術(shù)學(xué)院動(dòng)畫系師生聯(lián)合創(chuàng)作的優(yōu)秀動(dòng)畫作品.它運(yùn)用現(xiàn)代的CG繪圖工具和語言，以當(dāng)代大學(xué)生的理解力，去展示和解讀大唐盛極一時(shí)的人文藝術(shù)及建筑成就，表達(dá)了對(duì)于那段歷史的榮耀感與自豪感.該系列作品包含CG場景效果圖設(shè)計(jì)、CG人物角色設(shè)計(jì)、CG怪獸角色設(shè)計(jì)、CG室內(nèi)效果圖設(shè)計(jì)等.《www.唐.cg》憑借其新穎的創(chuàng)意、精良的技術(shù)勇奪第三屆“全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”總決賽一等獎(jiǎng).在肯定作品創(chuàng)新價(jià)值的同時(shí)，還驗(yàn)證了陜西科技大學(xué)動(dòng)畫專業(yè)近年來在教學(xué)改革與教學(xué)實(shí)踐方面所取得的突出成效.

1 技術(shù)綜述

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)CG(Computer Graphics的縮寫)是一門融合了技術(shù)與藝術(shù)，幾乎包含了當(dāng)今數(shù)碼時(shí)代所有視覺創(chuàng)作的學(xué)科，被廣泛應(yīng)用于影視、動(dòng)畫、漫畫、游戲、廣告、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑等行業(yè)，內(nèi)容形式包含有二維(2D)、三維(3D)、靜幀表現(xiàn)、動(dòng)畫等.CG靜幀表現(xiàn)是相對(duì)于動(dòng)態(tài)形式的一個(gè)概念，它的創(chuàng)作思路自由、表現(xiàn)方法多樣，可選擇的應(yīng)用軟件眾多，例如Photoshop、Painter、CorelDRAW、Illustrator、3ds Max、Maya、Zbrush、Poser、Freehand等，甚至用Windows畫圖工具都能創(chuàng)作出驚人的CG作品.

作為一門包容性非常強(qiáng)的綜合學(xué)科，單純掌握以上軟件和技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，CG創(chuàng)作還要求藝術(shù)家具備超前的理念、開闊的思維、全方位的知識(shí)結(jié)構(gòu)，以及對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)流程的熟悉.在這個(gè)追求創(chuàng)新的時(shí)代，唯有能夠博得眾人眼球的作品才是好作品.因此不斷尋求新突破是推動(dòng)CG行業(yè)不斷向前發(fā)展的原動(dòng)力.

陜西科技大學(xué)動(dòng)畫專業(yè)(數(shù)字方向)所培養(yǎng)的是以三維動(dòng)畫制作為核心的，具有原創(chuàng)精神和動(dòng)手能力的專業(yè)動(dòng)畫人才.要求學(xué)生在大學(xué)三、四年級(jí)時(shí)，能夠?qū)⒃谛Ｆ陂g所累積的專業(yè)理論知識(shí)、多元學(xué)科常識(shí)，以及動(dòng)畫技術(shù)能力等綜合轉(zhuǎn)化為藝術(shù)創(chuàng)作，例如三維模型制作、三維動(dòng)畫創(chuàng)作、CG表現(xiàn)創(chuàng)作等.作品《www.唐.cg》正是運(yùn)用三維技術(shù)，一方面將創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)的概念性創(chuàng)意傳達(dá)給觀眾，另一方面則展示出陜西科技大學(xué)動(dòng)畫專業(yè)學(xué)生在校期間所學(xué)之成效.該系列作品是學(xué)生在日積月累地操作練習(xí)后，切實(shí)地將動(dòng)畫知識(shí)和三維技術(shù)，純熟應(yīng)用到作品中的成功范例.

該作品在制作時(shí)主要使用三維軟件3ds Max，并結(jié)合功能強(qiáng)大的雕刻軟件ZBrush進(jìn)行模型制作，拓?fù)淠Ｐ秃笤诓寮NFOLD3D中進(jìn)行UV拆分，之后在Zbrush和Photoshop中進(jìn)行顏色貼圖的繪制，同時(shí)在xNormal中烘焙出低面數(shù)模型所需要的法線貼圖、AO貼圖和cavity貼圖，最后在Vary中進(jìn)行燈光、渲染設(shè)置，以達(dá)到最終照片級(jí)別的良好效果.從創(chuàng)意產(chǎn)生到最終制作完成，《www.唐.cg》系列靜幀作品共耗時(shí)十五天，九人參與創(chuàng)作，最終奪得一等獎(jiǎng)的桂冠，傾注了主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)大量的心血.下面，就讓我們一同穿越時(shí)空，進(jìn)入《www.唐.cg》的奇幻世界，了解制作的全部過程.

圖1 《丹鳳朝陽》設(shè)計(jì)草圖

2 前期創(chuàng)意

三維CG創(chuàng)作不同于繪畫，制作前期往往需要收集大量的資料，例如歷史文獻(xiàn)、建筑結(jié)構(gòu)圖、人物造型參考圖、服飾配飾資料、道具資料、圖案花紋資料等.之后，將創(chuàng)作靈感轉(zhuǎn)化為文字記錄下來，同時(shí)根據(jù)所搜集到的資料，開始設(shè)計(jì)草圖.在《www.唐.cg》系列靜幀作品中，作為開篇的《丹鳳朝陽》是擁有著宏大場景的CG效果圖設(shè)計(jì)，主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)將遠(yuǎn)古文明與現(xiàn)代科技相結(jié)合，借助CG技術(shù)的力量，讓觀眾全方位感受到那來自盛唐的大氣磅礴與不同凡響，其設(shè)計(jì)草圖如圖1所示.

作品《丹鳳朝陽》的主體設(shè)計(jì)來源于世界歷史上最為宏偉的宮殿建筑群之一——大明宮.整組建筑氣魄雄偉，反映出唐代宏大、嚴(yán)整而又開朗的建筑風(fēng)格，代表了當(dāng)時(shí)高度發(fā)達(dá)的文化技術(shù).建筑以青瓦、紅柱、白墻、金色瓦片等來表現(xiàn)，體現(xiàn)簡樸中所透出的華麗之感，給人莊重典雅的視覺享受.斗拱的設(shè)計(jì)可以通過三維模型的制作，表現(xiàn)出其錯(cuò)落有致的木架結(jié)構(gòu)特點(diǎn).為呈現(xiàn)出一個(gè)與眾不同的長安盛景，主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)在場景中添加了很多現(xiàn)代及未來的元素，例如金屬質(zhì)感的外星飛船、現(xiàn)代西方的石材建筑、遠(yuǎn)景中高聳入云的摩天大樓等，顯示出盛唐文化與現(xiàn)代文明的強(qiáng)烈碰撞，從而體現(xiàn)出古今，以及與未來相互融合的設(shè)計(jì)理念.

3 作品實(shí)現(xiàn)

經(jīng)過對(duì)前期設(shè)計(jì)的細(xì)化和分析整理，參照最終草圖，就可進(jìn)入精細(xì)的三維效果實(shí)現(xiàn)階段.三維制作階段主要是三維模型制作、材質(zhì)貼圖賦予、燈光設(shè)置、渲染設(shè)置，以及后期特效的制作.《丹鳳朝陽》的最終效果圖如圖2所示.

3.1 模型制作

圖2 《丹鳳朝陽》最終效果圖

模型制作是整個(gè)CG創(chuàng)作中的基礎(chǔ)，其它效果及操作都需要依附在這個(gè)模型之上.開始制作模型時(shí)，創(chuàng)作者可先根據(jù)草圖，在3ds Max軟件視圖窗口創(chuàng)建出建筑物的整體框架，然后使用可編輯多邊形命令，進(jìn)行模型細(xì)節(jié)的制作和調(diào)整.唐朝建筑棱角分明、布局對(duì)稱統(tǒng)一，使用對(duì)稱命令不僅可使模型左右整齊劃一，還能起到節(jié)省面數(shù)，提高效率的作用.作品《丹鳳朝陽》的場景比較復(fù)雜，景物偏多，需要?jiǎng)?chuàng)作者在模型的制作上嚴(yán)格控制面數(shù).

例如，屋頂瓦片的制作就主要使用面片建模方式，通過手繪材質(zhì)貼圖和凹凸貼圖等來展現(xiàn)瓦片立體效果，既節(jié)省了資源，又不失其真實(shí)效果.但材質(zhì)貼圖的立體效果，與模型真實(shí)的結(jié)構(gòu)質(zhì)感，還是存在一定的差距，因此在制作唐代建筑中的斗拱模型時(shí)，仍沿用了傳統(tǒng)的多邊形堆砌建模，使建筑物帶有大量細(xì)節(jié)的同時(shí)，又增添了厚重之感.

除使用傳統(tǒng)建模手段外，主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)還嘗試用新的建模技術(shù)，完成更為復(fù)雜的場景制作.圖2畫面中位于左側(cè)的麒麟圣獸造型是皇家的象征，威武雄壯，象征著大唐文明的守衛(wèi)者.這一造型材質(zhì)制作的難點(diǎn)是，一方面要表現(xiàn)出動(dòng)物的肌肉走向和皮膚紋理，另一方面又不能占用太多資源空間，因此選用法線貼圖的方式進(jìn)行制作.法線貼圖是CG行業(yè)的一大主流技術(shù)，CG表現(xiàn)、影視大片、三維游戲等都需要法線貼圖對(duì)模型細(xì)節(jié)表現(xiàn)，它是一種可以應(yīng)用到3D表面的特殊紋理，作為凹凸紋理的擴(kuò)展，它能夠在平淡無奇的事物上創(chuàng)建出多種特殊的立體外形，是一種在硬件水平不足的情況下，能夠表現(xiàn)更多物體細(xì)節(jié)的建模方式.法線貼圖所制作出的細(xì)節(jié)，要比普通的凹凸貼圖，呈現(xiàn)出更多真實(shí)的紋理與質(zhì)感.

在完成麒麟圣獸這一高精模型時(shí)，我們先在3ds Max軟件中制作出一個(gè)低精模型，將其進(jìn)行UV展開，導(dǎo)入Zbrush中進(jìn)行雕刻，運(yùn)用筆刷制作出表現(xiàn)麒麟圣獸肌肉走向和皮膚紋理的高精模型，之后正確生成法線貼圖，再將其應(yīng)用到物體的低精模型上，從而達(dá)到以低面數(shù)模型展現(xiàn)高精效果的目的.法線貼圖最大的優(yōu)勢就在于既有真實(shí)的凹凸質(zhì)感，又能達(dá)到節(jié)省面數(shù)資源的效果，這也是制作團(tuán)隊(duì)大量選用這種方法的原因.

3.2 材質(zhì)貼圖

材質(zhì)貼圖是CG制作中至關(guān)重要的一環(huán)，可說是模型的靈魂，它能賦予模型活靈活現(xiàn)的質(zhì)感，讓一個(gè)普通的造型頓生異彩.在這個(gè)次世代游戲盛行的時(shí)代，材質(zhì)貼圖的效果直接影響著模型的質(zhì)量.三維軟件的材質(zhì)庫都是以現(xiàn)代材質(zhì)為主，例如水泥、不銹鋼、瓷磚等，因此《www.唐.cg》系列作品需要依靠大量手繪材質(zhì)，才能最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果.通常手繪材質(zhì)的制作，需要將完成的三維模型在修改面板中轉(zhuǎn)為可編輯多邊形，為模型添加 Unwrap UVW命令，通過點(diǎn)、線、面等級(jí)別對(duì)其進(jìn)行編輯，使其形狀與三維模型相符，之后對(duì)展開的UV進(jìn)行設(shè)置及渲染輸出.隨后在Photoshop中對(duì)UV圖進(jìn)行更為細(xì)致的繪制和紋理的添加，最終達(dá)到貼圖與模型相適配的藝術(shù)效果[1].

位于畫面右側(cè)的外星飛船是未來的造訪者，流線形的設(shè)計(jì)，配合磨砂的金屬材質(zhì)，營造出一種神秘、科技的氛圍，更加能夠襯托出盛唐的古韻魅力.在制作外星飛船時(shí)，我們使用Vary進(jìn)行金屬質(zhì)感的渲染.Vary是一款可以達(dá)到照片級(jí)別、電影級(jí)別的渲染插件，它能夠使CG效果更加逼真.在調(diào)節(jié)飛船表面材質(zhì)時(shí)，可以先將Diffuse漫射參數(shù)設(shè)置為黑色，Reflect反射參數(shù)設(shè)置為淺灰色，以此得到金屬的色澤和質(zhì)感，之后，通過調(diào)節(jié)光澤度來控制金屬表面的磨砂效果，最后使用VaryHDRI高動(dòng)態(tài)反射貼圖進(jìn)行環(huán)境效果的營造.高動(dòng)態(tài)反射貼圖是一種特殊的貼圖類型，主要用于大場景的環(huán)境貼圖，還可以將其當(dāng)做光源，使材質(zhì)的反光中呈現(xiàn)出周邊倒影，讓反射效果更加真實(shí)[2].

3.3 渲染輸出及后期

在作品《丹鳳朝陽》的后期處理上，我們主要使用Vary的分層渲染技術(shù).通常規(guī)模較大的場景，渲染起來速度都比較慢，當(dāng)電腦的硬件設(shè)備承載不了過大負(fù)荷時(shí)，就可以選擇將場景中的景物進(jìn)行分層渲染.和二維動(dòng)畫片的制作一樣，三維渲染中也可將場景分為背景、遠(yuǎn)景、中景、近景，對(duì)其進(jìn)行分別渲染.合理的分層渲染不僅能夠提高速度，還可以方便地在后期軟件中調(diào)節(jié)出各種效果，因此它是動(dòng)畫生產(chǎn)流程中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié).我們對(duì)場景中的各部分進(jìn)行分層渲染后，將文件渲染保存為有通道的圖片格式，例如“.tga”格式.在渲染設(shè)置上使用1200×476的寬屏比例，使整個(gè)畫面達(dá)到電影級(jí)別的效果，更加符合觀眾的黃金視覺比例.

談到后期制作，大家容易想到的是Premiere或After Effects等軟件，但這些軟件更為適合運(yùn)用到動(dòng)態(tài)作品之中.主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)在作品《www.唐.cg》中，主要運(yùn)用Photoshop進(jìn)行后期特效的合成處理.制作時(shí)將分層渲染的文件按順序逐一合成，之后加入天空，進(jìn)行統(tǒng)一校色.制作者根據(jù)畫面效果加入了霧效、飛禽、遠(yuǎn)景，增加整幅作品的層次感和深度感，營造出一種大氣飄渺的感覺，將觀眾帶入到一場古韻與現(xiàn)代科技完美結(jié)合的視覺盛宴中.

4 結(jié)束語

從十五年前的《泰坦尼克號(hào)》，到兩年前的《阿凡達(dá)》，再到2012年上映的《大鬧天宮3D版》，不難發(fā)現(xiàn)CG技術(shù)已然與我們的現(xiàn)代生活融為一體了，而三維靜幀表現(xiàn)，正是CG技術(shù)中，正在冉冉升起的一顆新星，亟待人們?nèi)グl(fā)掘[3].

借助CG的力量，作品《www.唐.cg》獲得了全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽總決賽的認(rèn)可.主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)將美學(xué)知識(shí)、軟件技術(shù)、人文素養(yǎng)等加以融合，通過運(yùn)用創(chuàng)新設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)作激情與青春活力，為觀眾展示出一幅當(dāng)代大學(xué)生眼中的盛唐景象.通過本次創(chuàng)作體驗(yàn)，創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)在取得榮譽(yù)的同時(shí)，也提升了原創(chuàng)能力、實(shí)踐能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，極大地激發(fā)了大學(xué)生的創(chuàng)作熱情，實(shí)現(xiàn)了大學(xué)期間自我的人生價(jià)值.

[1] 鄭 艷，徐 慧，李少勇.3ds max2012入門與提高[M]．北京：印刷工業(yè)出版社，2011：81-90．

[2] 鄭勇群．3ds Max/Vray印象燈光/材質(zhì)/渲染技術(shù)精粹2[M]．北京：人民郵電出版社，2011：136-145．

[3] 曹 鈺，曹巨江．夢工廠VS皮克斯，引爆一場華麗的數(shù)字影像對(duì)決[J]．電影評(píng)介，2009，368(3)：19-20．