給動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作插上數(shù)學(xué)運(yùn)算的翅膀

費(fèi)英 余波 郭麗莉

摘要：After Effects是影視后期合成與動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的專業(yè)軟件，AE表達(dá)式是AE特效制作的高階技術(shù)，本文著重探討了適宜表達(dá)式創(chuàng)作的三種動(dòng)畫(huà)類型，并總結(jié)了AE表達(dá)式在具有時(shí)空規(guī)律性與隨機(jī)性以及多元素間交互驅(qū)動(dòng)和制約這三類動(dòng)畫(huà)類型方面的實(shí)踐體會(huì)。

關(guān)鍵詞：After Effects;AE表達(dá)式;表達(dá)式動(dòng)畫(huà);時(shí)空節(jié)奏;規(guī)律性;隨機(jī)性;

中圖分類號(hào)：TP317? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）23-0171-02

1 AE動(dòng)畫(huà)表達(dá)式的簡(jiǎn)介

在傳統(tǒng)理解上，數(shù)學(xué)編程是邏輯思維主導(dǎo)，而動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作更多的是形象思維的產(chǎn)物，數(shù)學(xué)編程在影視動(dòng)畫(huà)制作領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，擴(kuò)展了動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的手段，推動(dòng)著動(dòng)畫(huà)、特效制作的速度和自由度極大提高。After Effects作為影視后期合成和動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的專業(yè)軟件，主要通過(guò)AE表達(dá)式實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算和動(dòng)畫(huà)制作的聯(lián)接。

AE表達(dá)式本質(zhì)上是一小段軟件代碼，通過(guò)主菜單【動(dòng)畫(huà)】→【添加表達(dá)式】命令，可將其添加給任意可進(jìn)行動(dòng)畫(huà)設(shè)置的屬性。它的計(jì)算結(jié)果可確定某一特定時(shí)間點(diǎn)單個(gè)元素對(duì)應(yīng)屬性的值，優(yōu)先級(jí)別高于關(guān)鍵幀。表達(dá)式的功能強(qiáng)大，許多優(yōu)秀的AE作品，通過(guò)表達(dá)式與關(guān)鍵幀、特效插件的配合實(shí)現(xiàn)了令人驚嘆的效果。

2 適宜用AE表達(dá)式創(chuàng)作的動(dòng)畫(huà)類型

實(shí)踐工作中，以下三種類型的動(dòng)畫(huà)更適宜用表達(dá)式創(chuàng)作。一是極富變化規(guī)律的動(dòng)畫(huà)，二是極不富規(guī)律的隨機(jī)動(dòng)畫(huà)，三是動(dòng)畫(huà)元素或?qū)傩蚤g存在交互驅(qū)動(dòng)或牽制關(guān)系的動(dòng)畫(huà)。

2.1 極富變化規(guī)律的動(dòng)畫(huà)

不論是平面設(shè)計(jì)還是動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作中，排列與重復(fù)是設(shè)計(jì)的常用法則。工作中常需搭建在時(shí)間和空間排列上極富規(guī)律的動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景，如時(shí)空的周期變化和等差變化，形態(tài)符合某種數(shù)學(xué)變化規(guī)律的動(dòng)畫(huà)等。

時(shí)空周期變化動(dòng)畫(huà)：如鐘表指針運(yùn)動(dòng)、人或動(dòng)物行走、活塞運(yùn)動(dòng)等等，都屬于有明顯運(yùn)行周期規(guī)律的動(dòng)畫(huà)，如圖1。動(dòng)畫(huà)參數(shù)的變化符合數(shù)學(xué)周期函數(shù)規(guī)律的應(yīng)用，如圖2所示。

時(shí)空等差排列動(dòng)畫(huà)：包括時(shí)間等差和空間等差兩個(gè)概念。時(shí)間等差動(dòng)畫(huà)，典型的指一組元素的運(yùn)行軌跡相同，呈現(xiàn)方式一致，僅在時(shí)間線上以相同的間隔差開(kāi)，呈現(xiàn)出一組元素排列出現(xiàn)的動(dòng)畫(huà)形式。如圖3所示;空間等差動(dòng)畫(huà)常見(jiàn)的有空間位置、旋轉(zhuǎn)角度上的等差變化，可在二維和三維空間上實(shí)現(xiàn)，如圖4、圖5所示。

2.2 極不富規(guī)律的隨機(jī)變化

隨機(jī)變化是適宜用表達(dá)式制作的第二種典型類型，由于屬性值變化的隨機(jī)性，通過(guò)傳統(tǒng)的關(guān)鍵幀方法設(shè)定極為煩瑣，而擅用表達(dá)式中的隨機(jī)函數(shù)random和隨機(jī)擺動(dòng)方法wiggle，可高效的仿真物理世界中的隨機(jī)變化。此類動(dòng)畫(huà)常見(jiàn)的有特效光斑強(qiáng)度的隨機(jī)變化、粒子大小的隨機(jī)發(fā)生、文本元素內(nèi)容的隨機(jī)跳動(dòng)、三維場(chǎng)景中點(diǎn)光源的隨機(jī)閃爍、攝像機(jī)的震動(dòng)等等。

2.3 動(dòng)畫(huà)元素或?qū)傩蚤g存在交互驅(qū)動(dòng)或牽制關(guān)系的動(dòng)畫(huà)

在動(dòng)畫(huà)屬性間存在明顯的交互控制或驅(qū)動(dòng)關(guān)系的動(dòng)畫(huà)類型，而這種驅(qū)動(dòng)和牽制關(guān)系又不能簡(jiǎn)單地通過(guò)屬性鏈接或父子關(guān)系來(lái)完成，其間的關(guān)聯(lián)有時(shí)還需判斷一些前提條件。這時(shí)，AE表達(dá)式就成了唯一的實(shí)現(xiàn)途徑。

這類動(dòng)畫(huà)比較典型的有：齒輪傳動(dòng)動(dòng)畫(huà)中大小齒輪旋轉(zhuǎn)的速度與每個(gè)齒輪的半徑的正比關(guān)系;仿真小景深攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫(huà)時(shí)，場(chǎng)景中各元素的清晰程度變化與該層與攝像機(jī)焦點(diǎn)的距離相關(guān);通過(guò)音樂(lè)頻率大小控制粒子發(fā)射速率，形成可視的音樂(lè)波形動(dòng)畫(huà)等。

3 AE表達(dá)式在三種特定類型動(dòng)畫(huà)中的實(shí)踐應(yīng)用

以下通過(guò)一個(gè)綜合的實(shí)例進(jìn)一步加深對(duì)AE表達(dá)式直觀體驗(yàn)。

實(shí)例中，運(yùn)用表達(dá)式分別實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)景中圖片元素在三維空間上的沿Z軸的等差排列，光斑特效插件強(qiáng)度的隨機(jī)變化，圖片的透明度隨著與攝像機(jī)的距離變化而逐漸變大。它們分別代表動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作中極富規(guī)律，極不富規(guī)律、動(dòng)畫(huà)屬性間互相驅(qū)動(dòng)制約這三類適宜用AE表達(dá)式創(chuàng)作的動(dòng)畫(huà)類型，具體效果如圖6所示。其制作思路和步驟如下。

3.1 搭建動(dòng)畫(huà)基礎(chǔ)場(chǎng)景

在網(wǎng)上收集實(shí)例展示的圖片素材，并通過(guò)Photoshop或Acdsee等圖像處理軟件統(tǒng)一其分辨率和尺寸。創(chuàng)建AE工程文件，將所有圖片導(dǎo)入至工程中。新建合成 “表達(dá)式綜合實(shí)例”， 采用高清HD1080預(yù)設(shè)，分辨率1920*1080，幀速率取25fps，時(shí)間長(zhǎng)度10秒。把系列圖片拖曳到合成中，并將所有的圖片圖層轉(zhuǎn)換為3D圖層。

3.2 實(shí)現(xiàn)圖片素材在Z軸向上的自動(dòng)等距排列

1） 創(chuàng)建一個(gè)空層，起名 “control”，添加表達(dá)式特效“滑塊控制”，“滑塊”值設(shè)為3600（Z軸上的間隔，可實(shí)時(shí)調(diào)整）。

2） 選圖片1，在position屬性上添加動(dòng)畫(huà)表達(dá)式，具體代碼如表1所示。

3） 選好position屬性，執(zhí)行【動(dòng)畫(huà)】→【保存動(dòng)畫(huà)預(yù)設(shè)】 命令，起名arrangeZ.ffx。

4） 選中所有圖片，執(zhí)行【動(dòng)畫(huà)】→【應(yīng)用動(dòng)畫(huà)預(yù)設(shè)】命令，選取自定義的arrangeZ.ffx預(yù)設(shè)。則每一個(gè)圖片自動(dòng)按照設(shè)計(jì)好的間隔沿Z軸均勻分布。

3.3 實(shí)現(xiàn)圖片透明度隨著自身與攝像機(jī)的距離變化智能變化

5） 創(chuàng)建攝像機(jī)，選單節(jié)點(diǎn)攝像機(jī)， 50毫米鏡頭，開(kāi)啟景深，光圈設(shè)為2.4，保證鏡頭具備小景深效果，按動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景需求調(diào)整攝像機(jī)角度。

6） 再次選取圖片1，在透明度屬性上，添加表達(dá)式，代碼如表2所示。

7） 選擇透明度屬性，將透明度的動(dòng)畫(huà)也預(yù)存為動(dòng)畫(huà)預(yù)設(shè)，起名“opacity_distance”，并應(yīng)用到所有圖片圖層。

3.4 實(shí)現(xiàn)背景鏡頭光斑的隨機(jī)閃爍

8） 新建一純色圖層，黑色，在其上添加AE鏡頭光暈插件Optical Flares特效。

9） 在特效的強(qiáng)度屬性上添加表達(dá)式，wiggle（10，80），則光斑自動(dòng)以每秒10次的頻率，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度上下不超過(guò)80的隨機(jī)閃爍。

至此，我們通過(guò)一個(gè)綜合實(shí)例成功展示了用AE表達(dá)式的典型應(yīng)用，其間，還應(yīng)用了自定義的動(dòng)畫(huà)預(yù)設(shè)，為場(chǎng)景中的代碼重復(fù)錄入找到了一個(gè)輕松實(shí)現(xiàn)的途徑。

4 AE表達(dá)式應(yīng)用的實(shí)踐體會(huì)

在實(shí)踐中，一些理解上的問(wèn)題時(shí)常困擾初學(xué)者，有時(shí)甚至動(dòng)搖了其繼續(xù)鉆研表達(dá)式的信心。具體如下。

4.1 關(guān)于表達(dá)式的作用機(jī)制

主要體現(xiàn)在對(duì)賦值號(hào)“=”的理解困惑。首先，表達(dá)式不同于腳本，它不負(fù)責(zé)告訴電腦執(zhí)行什么操作，只負(fù)責(zé)計(jì)算出一個(gè)值賦予所選的動(dòng)畫(huà)屬性。因此AE表達(dá)式結(jié)束時(shí)不需要使用“=”號(hào)執(zhí)行屬性賦值操作，最后一行代碼計(jì)算出來(lái)的結(jié)果將自動(dòng)賦予動(dòng)畫(huà)屬性。而“=”號(hào)則多用于在多行表達(dá)式的中間過(guò)程中為臨時(shí)變量賦值。

4.2 表達(dá)式與關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)的交互作用

表達(dá)式的優(yōu)先級(jí)高于關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)，并不意味表達(dá)式動(dòng)畫(huà)與關(guān)鍵幀設(shè)置毫無(wú)瓜葛。在許多情況下，表達(dá)式需要與關(guān)鍵幀密切配合，以實(shí)現(xiàn)精巧的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)。如追隨動(dòng)畫(huà)中，表達(dá)式需調(diào)用特定時(shí)間自身屬性值參與運(yùn)算，而自身屬性值可由關(guān)鍵幀事先確定;在周期循環(huán)動(dòng)畫(huà)中，常用到的loopOut、loopIn等循環(huán)函數(shù)需調(diào)用關(guān)鍵幀的位置以確定循環(huán)的時(shí)間范圍等。

4.3 關(guān)于代碼復(fù)用問(wèn)題

AE動(dòng)畫(huà)表達(dá)式中雖然沒(méi)有公共函數(shù)庫(kù)，全局函數(shù)和全局變量的概念，卻為代碼復(fù)用提供了一些替代解決方案。如全局變量功能，可創(chuàng)建空層，作為動(dòng)畫(huà)參數(shù)控制層，在其上添加表達(dá)式特效，如“滑塊控制” “角度控制”等，實(shí)現(xiàn)全局參數(shù)傳遞功能。公用函數(shù)的作用可通過(guò)“存貯自定義動(dòng)畫(huà)預(yù)設(shè)”來(lái)替代實(shí)現(xiàn)，差別在于除程序代碼外，AE會(huì)將所選屬性的關(guān)鍵幀信息一并保存。

5 小結(jié)

AE表達(dá)式在后期影視特效制作中的合理應(yīng)用，不僅能提高特效制作的效率，更重要的是為動(dòng)畫(huà)制作插上了數(shù)學(xué)運(yùn)算的翅膀，為創(chuàng)作者提供更自由廣闊的平臺(tái)。同時(shí)，也對(duì)創(chuàng)作者的素養(yǎng)能力提出更高的要求。我們既要堅(jiān)持對(duì)藝術(shù)美感的終生修煉，更不能放棄對(duì)技術(shù)認(rèn)知的深入鉆研。我們要掌握好AE表達(dá)式這個(gè)動(dòng)畫(huà)創(chuàng)作的利器，在不斷學(xué)習(xí)、觀摩和試驗(yàn)中提高AE動(dòng)畫(huà)的創(chuàng)作水平。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】