《阿麗塔：戰(zhàn)斗天使》：一位天使的誕生

CG：我就在你身邊

CG是Computer Graphics的英文縮寫，中文翻譯為電腦圖像，泛指使用電腦數(shù)字技術(shù)制作的圖形圖像。廣義的CG涵蓋范圍非常廣，比如貼在墻上的海報里的文字和圖案、打開手機時的開機動畫、手機桌面的應(yīng)用程序圖標(biāo)、我們玩的游戲、我們看的動畫片、電影特效等，基本都是使用電腦制作出來的。但我們這里要講的是其中最耀眼的部分——CG電影特效中的數(shù)字人物，比如圖①這位酷酷的女孩阿麗塔。

阿麗塔誕生記

這么可愛帥氣的姐姐是怎么用電腦制作出來的呢？

演員+三維動畫！對，就是這兩個詞語。如果要再具體一點，那就是把真人演員做成三維動畫里的人物。演員，我們基本都能明白，就是在電影里飾演電影角色的那些人。事實上，那些演員除了比較擅長在鏡頭前表達(dá)自己的情感以外，和我們相比本質(zhì)上沒有區(qū)別。所以對我們來講，演員沒有什么神秘的。那么就剩下三維動畫人物了。三維動畫人物就是用電腦三維動畫軟件制作的人物。他們是通過下面的流程、方法來制作一個人物的。

電影《阿麗塔：戰(zhàn)斗天使》中的主角阿麗塔（供圖 / 劉躍軍）

阿麗塔的設(shè)計圖（供圖 / 劉躍軍）

人物設(shè)計——模型制作——貼圖制作——骨骼設(shè)定——驅(qū)動骨骼，讓模型產(chǎn)生動作——驅(qū)動面部模型，讓角色產(chǎn)生表情——讓角色的動作、表情與聲音同步起來，角色就有生命了——有生命的三維角色就可以像真人演員一樣表演。

首先，要設(shè)計一個人物，包括人物的頭部、全身以及服裝、道具細(xì)節(jié)等。圖②就是阿麗塔的設(shè)計圖。這一步方法很簡單——畫。會畫就可以，如果我們愿意，也可以畫一張自己喜歡的人物。

然后，就是制作模型。將前面設(shè)計的人物制作成一個三維的模型。這個環(huán)節(jié)復(fù)雜嗎？稍微有點兒。但是如果家里有臺電腦，就可以上網(wǎng)去找一個免費版本的Maya軟件，安裝上去，你就可以做三維的模型了。別小看這個軟件，能耐可大了，全世界最大的電影特效公司也是用它來制作電影模型，包括阿麗塔。圖③就是使用三維軟件制作的阿麗塔的3D模型。模型表面那些黑色的線就是模型結(jié)構(gòu)線，正是這些線構(gòu)成了模型的表面。

阿麗塔的3D模型（供圖 / 劉躍軍）

紋理貼圖和材質(zhì)（供圖 / 劉躍軍）

接下來的步驟是貼圖制作，給建好的模型制作紋理貼圖和材質(zhì)，讓三維角色擁有像真人一樣的表面紋理和質(zhì)感。紋理是什么？是物體表面的圖案，比如衣服表面的圖案、手心手背的紋路等。質(zhì)感是什么？就是物體的材料物理屬性，比如強反光的鏡子、粗糙的橘子皮、白里透紅的皮膚等。圖④顯示了紋理貼圖和材質(zhì)，左邊兩張圖分別是皮膚和布料的紋理貼圖，右邊兩張分別是金屬和皮膚的材質(zhì)圖。

圖⑤是給阿麗塔制作紋理貼圖和材質(zhì)后的效果。我們可以看到她的眼睛像水晶球一樣反光和清澈，白里透紅的皮膚光潔細(xì)膩，頭發(fā)烏黑發(fā)亮?？雌饋硎遣皇且呀?jīng)很像一個真人了？

當(dāng)模型和材質(zhì)貼圖制作完成后，我們就需要讓她能夠像真人一樣動起來。電腦三維動畫是怎么讓角色動起來的呢？首先需要給模型裝備骨骼，然后去驅(qū)動骨骼，這樣模型就可以在骨骼的帶動下像真人一樣運動起來。圖⑥顯示的是阿麗塔模型和模型上裝配的骨骼。

?制作完成貼圖和材質(zhì)后的阿麗塔（供圖 / 劉躍軍）

阿麗塔模型和身上裝配的骨骼（供圖 / 劉躍軍）

接下來就是驅(qū)動這些骨骼，給骨骼制作動畫，讓骨骼帶動模型表面運動，進(jìn)而產(chǎn)生像真人一樣的動作。在電影特效制作中，我們通常會使用專業(yè)的捕捉設(shè)備，對真人演員的動作進(jìn)行捕捉，進(jìn)而得到真人演員準(zhǔn)確細(xì)膩的表演動作。當(dāng)我們把捕捉的動作賦予三維人物的骨骼后，我們就能夠看到三維角色像真人演員一樣表演了。前面講到的“演員+三維動畫”中的演員就是指這里的演員，即參與動作捕捉的演員。圖⑦顯示的就是捕捉真人演員動作的過程。演員身上白色的點就是進(jìn)行動作捕捉的骨骼關(guān)節(jié)跟蹤點，捕捉設(shè)備可以把這些骨骼關(guān)節(jié)的空間信息記錄下來，然后傳遞給三維動畫中的骨骼，最后去驅(qū)動三維人物模型進(jìn)行表演。

在三維人物表演的過程中，除了動作以外，還有豐富的表情，我們也需要將這些豐富的表情捕捉下來并應(yīng)用到三維人物面部模型上。圖⑧顯示了真人演員的面部捕捉和三維人物的表情驅(qū)動。左圖演員面部的黑點是專門貼上去用來捕捉面部肌肉變化的，右邊三幅圖則是三維模型眉弓變化的驅(qū)動效果。

真人演員正在進(jìn)行動作捕捉并驅(qū)動阿麗塔三維模型進(jìn)行表演（供圖 / 劉躍軍）

真人演員的面部捕捉和三維人物的表情驅(qū)動（供圖 / 劉躍軍）

有了對真人演員表演過程中身體骨骼動作和面部表情的完美捕捉后，就可以讓三維人物進(jìn)行非常豐富的表演了，這包括生活中所有的細(xì)節(jié)動作和表情。

如果在電影制作過程中，有非常專業(yè)的電影演員，我們就可以捕捉到專業(yè)演員級別的豐富的動作和細(xì)膩的神態(tài)，進(jìn)而賦予我們的三維角色喜怒哀樂和豐富的情感。

如果我們再找來一些高水平的武術(shù)冠軍，那么我們就可以輕易地將他們高水平的武術(shù)動作捕捉下來，應(yīng)用到三維人物的身上。這樣我們就可以看到一位既有專業(yè)電影明星表演才能，又有武林高手一樣的功夫技能的三維人物。于是阿麗塔這樣一位漂亮帥氣、又情感豐富、惹人喜愛的武林高手就這樣誕生并呈現(xiàn)在電影銀幕上了。

在真人演員動作捕捉驅(qū)動下三維人物進(jìn)行各種豐富的表演（供圖 / 劉躍軍）

?真人演員專業(yè)的表演賦予了三維人物豐富的情感（供圖 / 劉躍軍）

小貼士：何為動作捕捉？

動作捕捉（Motion capture，簡稱Mocap）是在運動物體的關(guān)鍵部位設(shè)置跟蹤器。由動作捕捉系統(tǒng)捕捉跟蹤器的位置，再經(jīng)過計算機處理后得到三維空間坐標(biāo)的數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)被計算機識別后，可以應(yīng)用在動畫制作、步態(tài)分析、人機工程等領(lǐng)域?！栋Ⅺ愃簯?zhàn)斗天使》中阿麗塔動作的產(chǎn)生就是動作捕捉在動畫制作方面的典型應(yīng)用。

（責(zé)任編輯/江盼 ? 美術(shù)編輯/劉強）