大型場(chǎng)景建筑漫游動(dòng)畫制作的探索與研究

摘 要：本文分析了基于3dmax的大型場(chǎng)景建筑漫游動(dòng)畫中除了核心建筑之外，其周邊存在的復(fù)雜環(huán)境，包括花草樹(shù)木、天空等，進(jìn)而分析了建筑動(dòng)畫中涉及的關(guān)鍵技術(shù)的多種解決方案，以期在提高建筑漫游動(dòng)畫的藝術(shù)性和真實(shí)性方面起到一定的積極作用。

關(guān)鍵詞：3dsMax；建筑漫游動(dòng)畫；關(guān)鍵技術(shù)；鏡頭表現(xiàn)

三維動(dòng)畫在建筑物表現(xiàn)運(yùn)用中的制作流程和關(guān)鍵技術(shù)：

1 第一步：分析項(xiàng)目

制作建筑動(dòng)畫前需要大量的準(zhǔn)備工作，如客戶信息溝通、項(xiàng)目計(jì)劃、腳本制作、人力資源調(diào)度等等。要根據(jù)項(xiàng)目的類型、要求制作不同的解決方案。在制作建筑動(dòng)畫前制作者必須制作一個(gè)詳細(xì)的計(jì)劃，然后根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模、類型、特點(diǎn)、重點(diǎn)來(lái)準(zhǔn)備資料與素材，其中的資料包括設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方案、地質(zhì)資料以及一些相關(guān)影像資料、建設(shè)資料等、詳細(xì)充分的準(zhǔn)備是整個(gè)項(xiàng)目順利進(jìn)行的重要保障。

2 第二步：開(kāi)始模型制作、構(gòu)思策劃、制作腳本

建筑模型是建筑動(dòng)畫制作的基礎(chǔ)。在創(chuàng)建模型的時(shí)候，對(duì)鏡頭表現(xiàn)的建筑要精細(xì)制作，對(duì)配體建筑要根據(jù)影片作用而采用不同的建模標(biāo)準(zhǔn)。制作模型時(shí)要盡量精簡(jiǎn)面數(shù)和物體數(shù)。

腳本制作是指分鏡頭運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)、音樂(lè)和解說(shuō)詞的設(shè)定以及配合。編寫創(chuàng)作腳本是計(jì)劃中的一部分，但反過(guò)來(lái)也將決定計(jì)劃中各分項(xiàng)工作的內(nèi)容。其中用到的有如下關(guān)鍵技術(shù)：

2.1 優(yōu)化場(chǎng)景的主建筑模型

場(chǎng)景整理與優(yōu)化。為表現(xiàn)建筑的整體面貌，就必須用到鳥(niǎo)瞰鏡頭，這樣的鏡頭中模型個(gè)數(shù)較多。場(chǎng)景渲染所需要的時(shí)間與場(chǎng)景的面數(shù)和物體的數(shù)量成正比，所以需要盡量刪減場(chǎng)景中看不見(jiàn)的模型的面，塌陷使用相同材質(zhì)的物體，減少物體面數(shù)和物體的個(gè)數(shù)，從而減輕系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，加速場(chǎng)景的渲染。一般來(lái)說(shuō)，如果場(chǎng)景的物體個(gè)數(shù)超過(guò)300個(gè)，總面數(shù)超過(guò)80萬(wàn)個(gè)時(shí)，就要進(jìn)行優(yōu)化精簡(jiǎn)后再使用Vray渲染器，否則以目前的主流配置機(jī)器渲染也是很慢的。

首先，需要拖動(dòng)攝像機(jī)觀察鏡頭能看見(jiàn)的建筑有哪些，在視圖中選擇這些建筑模型，將看不見(jiàn)的模型刪除。需認(rèn)真仔細(xì)地刪除模型，要不時(shí)地在攝像機(jī)視圖中拖動(dòng)時(shí)間滑塊，觀察是否誤刪。其次，對(duì)攝像機(jī)中看不見(jiàn)的面或者看不見(jiàn)的細(xì)小模型進(jìn)行處理。背對(duì)攝像機(jī)的面，細(xì)小的窗框裝飾，這些小物體在鳥(niǎo)瞰鏡頭中根本看不見(jiàn)，所以我們直接將這些模型刪除。最后，有些模型可以根據(jù)攝像機(jī)可視范圍，刪除一些看不見(jiàn)的元素和內(nèi)表面，只留外表面。

2.2 精簡(jiǎn)場(chǎng)景的模型數(shù)量

一個(gè)場(chǎng)景渲染所需要的時(shí)間與場(chǎng)景中的面數(shù)和物體的數(shù)量成正比，所以減少物體的個(gè)數(shù)也是很重要的一步。如果要減少物體個(gè)數(shù)，可以在材質(zhì)編輯器窗口中，用按材質(zhì)選擇工具來(lái)選擇物體，在工具面板中用塌陷工具將使用該材質(zhì)的物體塌陷成一個(gè)物體。依次將場(chǎng)景內(nèi)所有的物體進(jìn)行塌陷，如果遇到材質(zhì)性質(zhì)相近時(shí)，盡量把它們塌陷成一個(gè)物體，以減少物體數(shù)量，加速操作和渲染的速度。

2.3 省面的方法

合理地采用省面的方法，可以提高工作效率。（1）減少場(chǎng)景中物體的個(gè)數(shù)，因?yàn)閳?chǎng)景中物體的個(gè)數(shù)的多少直接影響場(chǎng)景的調(diào)整速度和渲染計(jì)算速度。（2）減少物體面數(shù)，如建筑內(nèi)側(cè)、建筑底部、結(jié)構(gòu)相銜接或重疊部分的面都要?jiǎng)h除，該焊接的地方一定要焊接。（3）優(yōu)化模型的段數(shù)，如不符合項(xiàng)目要求，要加以增或減。（4）將場(chǎng)景中多余的線刪掉。（5）塌陷相同材質(zhì)的物體，塌陷同一屬性的物體，如配樓、行道樹(shù)、綠化樹(shù)木和路燈等。注意使用forest制作的大面積樹(shù)木不要塌陷，之后的分鏡制作中還要拾取相機(jī)，如場(chǎng)景過(guò)大，可將forest單獨(dú)保存出來(lái)。

2.4 制作材質(zhì)

材質(zhì)是指附著在物體表面的紋理和屬性，如玻璃、石料、金屬等。在模型制作完畢后基本可以看到建筑的結(jié)構(gòu)布局，但效果并不逼真，所以，還要貼上材質(zhì)。這里有一個(gè)重要的關(guān)鍵技術(shù)，即max的貼圖烘焙技術(shù)。貼圖烘焙技術(shù)也叫Render To Textures，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是一種把max光照信息渲染成貼圖的方式，而后把這個(gè)烘焙后的貼圖再貼回到場(chǎng)景中去的技術(shù)。這樣光照信息就變成了貼圖，不需要CPU再去費(fèi)時(shí)的計(jì)算，只要按普通貼圖計(jì)算，所以速度極快。

2.5 制作配景

建筑動(dòng)畫制作中比其他項(xiàng)目更大量地用到配景，配景一般不要求精致，但是形狀的變化也是必不可少的，如果每一個(gè)配景都要單獨(dú)創(chuàng)建，再將它們調(diào)整出不同的形狀、大小和高度，是需要耗費(fèi)很多時(shí)間，也成為建筑動(dòng)畫的瓶頸。

3 第三步：與客戶溝通、調(diào)整思路

在制作模型和構(gòu)思策劃、制作腳本階段，要及時(shí)與客戶進(jìn)行交流，這樣可以確保項(xiàng)目制作的進(jìn)度和準(zhǔn)確性。

4 第四步：制作線框預(yù)演、配好音樂(lè)

在腳本制定的過(guò)程中，應(yīng)該在總平面圖的基礎(chǔ)上，制作一套簡(jiǎn)模。簡(jiǎn)模基本上由立方體塊組成，高度、大小與相應(yīng)建筑物保持一定比例，基本平面充當(dāng)?shù)孛妫褂脝我簧驶虬粗鞔喂δ艿茸鲞m當(dāng)區(qū)分即可。然后根據(jù)腳本進(jìn)行鏡頭動(dòng)畫制作，或者使用創(chuàng)建好的建筑模型進(jìn)行相框預(yù)演。

腳本確定完成時(shí)，各分鏡頭相機(jī)動(dòng)畫也就基本設(shè)置完成。在后續(xù)的工作中，只需在最終場(chǎng)景中根據(jù)建筑具體形態(tài)或其他如樹(shù)木、燈桿、雕塑等具體位置做相應(yīng)調(diào)整即可。

5 第五步：確認(rèn)模型、影片預(yù)演

模型和腳本制作好后，請(qǐng)客戶確認(rèn)模型，確認(rèn)影片預(yù)演，確保項(xiàng)目的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

6 第六步：分鏡渲染

Vray渲染大場(chǎng)景，模型和材質(zhì)的制作要求比較高，要保證渲染正常，需要嚴(yán)格按照操作規(guī)范制作場(chǎng)景。動(dòng)畫網(wǎng)絡(luò)渲染是大量處理渲染任務(wù)或作業(yè)的方式，其中最高效的方式是使用在網(wǎng)絡(luò)上連接的多個(gè)計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行渲染任務(wù)，通常用來(lái)渲染具有數(shù)百或數(shù)千幀的動(dòng)畫。3dmax的網(wǎng)絡(luò)渲染功能十分強(qiáng)大，Vray這樣優(yōu)秀的渲染器也完全支持網(wǎng)絡(luò)渲染使其發(fā)揮強(qiáng)大的威力。網(wǎng)絡(luò)渲染的原理就是讓所有的計(jì)算機(jī)一起參加運(yùn)算，每臺(tái)機(jī)器計(jì)算一幀圖片，計(jì)算好后空閑計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)找到還沒(méi)有計(jì)算的圖片進(jìn)行計(jì)算，這樣就讓原本需要計(jì)算多個(gè)小時(shí)的動(dòng)畫序列的計(jì)算量平均分配到了網(wǎng)絡(luò)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)中。

7 第七步：后期制作

用專業(yè)影視特效軟件，將三維軟三維動(dòng)畫在建筑設(shè)計(jì)中的運(yùn)用——建筑動(dòng)畫中所渲染出來(lái)的動(dòng)畫導(dǎo)入，做后期特效。在將后期軟件處理后的文件導(dǎo)入剪輯軟件中，做最后的視頻剪輯，并加入音頻，最終合成成品。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉通科.建筑動(dòng)畫漫談[J].南方建筑，2003（4）：21-23.

[2] 王儉.建筑動(dòng)畫設(shè)計(jì)探討[J].中外建筑，2006（3）：17-19.

[3] 陳玉飛.建筑動(dòng)畫的藝術(shù)表現(xiàn)[J].美術(shù)大觀，2004（11）：11-12.

[4] 范永明.淺析建筑三維動(dòng)畫技術(shù)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2008（24）：32-34.

[5] 王智峰.建筑漫游動(dòng)畫制作技術(shù)精粹[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

作者簡(jiǎn)介：劉娟（1976—），女，山東煙臺(tái)人，碩士，副教授，研究方向：藝術(shù)設(shè)計(jì)。