數(shù)字繪景中提升空間真實(shí)感的方法研究

王 瑋

(國(guó)家中影數(shù)字制作基地,北京 101400)

1 數(shù)字繪景中的空間

1.1 空間的概念

空間是與時(shí)間相對(duì)的一種物質(zhì)客觀存在形式,它通過(guò)長(zhǎng)度、寬度、高度、大小而表現(xiàn)出來(lái)。通常指四個(gè)方向的上下構(gòu)成。人腦對(duì)物體在空間內(nèi)的存在形式會(huì)產(chǎn)生直接或者間接的、總結(jié)性和預(yù)判性的反映。呈現(xiàn)在人腦中的空間涉及形狀、大小、遠(yuǎn)近、深度、方位等因素(見圖1),它是基于視覺(jué)的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的,是對(duì)空間知覺(jué)的總的抽象與概括,由此構(gòu)建出日常的物理空間甚至宇宙空間。

圖1 物理空間示意圖

1.2 數(shù)字繪景中的空間

在場(chǎng)景設(shè)計(jì)中依據(jù)空間的自然特性,通過(guò)具體繪制為劇情提供故事發(fā)生的場(chǎng)所,而這個(gè)場(chǎng)景的繪制如同為戲劇搭建的舞臺(tái),畫面需要呈現(xiàn)出空間的特性,這就是數(shù)字繪景中的空間,這個(gè)虛構(gòu)的空間不但需要還原真實(shí)世界的物理性,而且需要符合劇情的需要,同時(shí)還可以具備一定的氣氛渲染。接下來(lái)就以常見的3種空間繪制為例進(jìn)行講解。

1.2.1 真實(shí)空間的延伸

在影視實(shí)際拍攝中,尋找一個(gè)完美契合故事內(nèi)容的空間作為電影場(chǎng)景非常難,往往需要花費(fèi)大量時(shí)間、精力、人力等資源,效果卻差強(qiáng)人意。這就需要在已獲得的場(chǎng)景元素的基礎(chǔ)上,通過(guò)數(shù)字繪景來(lái)精進(jìn)。利用數(shù)字繪畫的手段可以構(gòu)建出更加符合影片中所需的故事場(chǎng)景。所以在后期制作中,數(shù)字繪景師常常需要在已經(jīng)拍攝的實(shí)景空間中進(jìn)行進(jìn)一步的補(bǔ)充和延伸,比如拍攝實(shí)景自然空間中只有前景沒(méi)有遠(yuǎn)景,或者畫面層次不夠,氣氛效果不佳等,這時(shí)就需要通過(guò)數(shù)字繪制技術(shù)進(jìn)行對(duì)現(xiàn)有空間的完善和進(jìn)境。

1.2.2 基于劇本和導(dǎo)演意圖的訂制

概念設(shè)計(jì)圖是依據(jù)情節(jié)需要和導(dǎo)演的構(gòu)思完成的,初步表現(xiàn)了該空間場(chǎng)景所要傳達(dá)的信息。在一些故事場(chǎng)景中,特別是玄幻題材的空間場(chǎng)景,甚至連部分實(shí)拍都很難實(shí)現(xiàn),這就需要數(shù)字繪景師通過(guò)反復(fù)理解故事背景、明確導(dǎo)演意圖,結(jié)合參考概念圖,對(duì)所需元素逐一繪制并整合,最終可以構(gòu)建出一個(gè)完全符合故事發(fā)展、滿足導(dǎo)演需要的空間場(chǎng)景,從而將存在意識(shí)中的世界“真實(shí)”地呈現(xiàn)出來(lái)。

1.2.3 與三維模型的整合

將三維模型與數(shù)字繪制相結(jié)合,是后期制作中常見有效的空間呈現(xiàn)手段之一。通過(guò)匹配三維模型,數(shù)字繪景師可以精準(zhǔn)把握空間透視、角度轉(zhuǎn)換,以及光線的要求。通過(guò)對(duì)模型繪制自然世界的真實(shí)紋理,以及添加模擬自然光感,使空間的表現(xiàn)力增強(qiáng),甚至可以締造出超出創(chuàng)作預(yù)期的超現(xiàn)實(shí)題材的空間。

2 繪景中呈現(xiàn)物理真實(shí)空間的作用

2.1 使得鏡頭畫面真實(shí)可信

數(shù)字繪景也被稱為是“高級(jí)的移花接木”,一副數(shù)字繪景作品往往需要融合大量的元素來(lái)構(gòu)建一個(gè)并不存在的虛幻空間,這個(gè)空間只有參考模擬真實(shí)的物理空間的特性,才能使其脫離虛構(gòu),達(dá)到視覺(jué)感受上的真實(shí),在幻與真之間作出完美的藝術(shù)呈現(xiàn),畢竟“求真”是人類的感官本能。

2.2 加深了觀眾的電影進(jìn)入感

電影鏡頭是帶觀眾走進(jìn)故事的載體,通過(guò)鏡頭觀眾可以感同身受,數(shù)字繪景是鏡頭的組成部分。如果缺乏真實(shí)可信的空間感,很容易使得觀眾的思緒游離于鏡頭之外,從而無(wú)法達(dá)到沉浸其中的觀影體驗(yàn),所以追求真實(shí)地還原物理空間的特性是引導(dǎo)觀眾沉浸式觀賞的必要前提。

2.3 有助于劇情的展開

在科幻題材的影片中,數(shù)字繪景更是把真實(shí)感追求到了極致,導(dǎo)演們希望發(fā)生在超現(xiàn)實(shí)世界的故事能被觀眾深信不疑,就必須在他們的腦海中構(gòu)建一個(gè)合理又真實(shí)的超現(xiàn)實(shí)世界,讓觀眾感同身受,由此劇情的發(fā)展才能更好地步步推進(jìn),展開完美的演繹。

3 如何建構(gòu)數(shù)字繪景中的空間感

3.1 參考圖是建構(gòu)物理空間依據(jù)

圖2 數(shù)字繪景技術(shù)參考圖

如圖2所示,通過(guò)分析大量的參考圖是數(shù)字繪景師在著手繪制前的必要工作準(zhǔn)備,這些參考圖展現(xiàn)了真實(shí)的物理環(huán)境在光線、天氣、植被等作用下的真實(shí)狀態(tài)。比如,夕陽(yáng)下的山谷中,山、樹、石在日暮中都會(huì)產(chǎn)生細(xì)微變化,這些細(xì)節(jié)都是來(lái)自物理世界的真實(shí)呈現(xiàn),需要制作人員通過(guò)仔細(xì)研究和觀察,對(duì)比分析不同參考圖的光線、色調(diào)、氛圍等一些參數(shù),找出符合導(dǎo)演意圖和劇情需要的關(guān)鍵參考圖,并將它們進(jìn)行恰當(dāng)提取,作為當(dāng)下數(shù)字繪制內(nèi)容,或者有關(guān)的核心要素,為下一步工作做準(zhǔn)備。

3.2 明度階梯的表現(xiàn)

圖3 明度示意圖

如圖3所示,在真實(shí)的物理空間中,即便是同一光源,空間中不同的物體由于排列組合方式、材質(zhì)、狀態(tài)等元素的不同,在明度的表現(xiàn)上并不是一成不變的,而是以差異化的方式呈現(xiàn)的。特別是在自然空間中,這種差異化表現(xiàn)更為顯著,所以數(shù)字繪景在空間創(chuàng)作中一定要體現(xiàn)出明度的階梯感和差異化。通過(guò)利用去色模式、調(diào)整明暗對(duì)比度等,可以直觀地對(duì)現(xiàn)有畫面進(jìn)行精確調(diào)整,亮度的變化使畫面具有了層級(jí)的差異,比如近景偏暗,遠(yuǎn)景偏亮等,從而更好地模擬還原出物理空間的真實(shí)感。

3.3 強(qiáng)化對(duì)比關(guān)系

對(duì)比關(guān)系也是影響構(gòu)建畫面空間真實(shí)的關(guān)鍵因素之一。如連綿起伏的群山,處于前景的山體受光和背光的相關(guān)部分都需要給予考慮,將其對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)置為具有一定的強(qiáng)對(duì)比,而處于遠(yuǎn)景的山體受光和背光就需要弱化對(duì)比參數(shù),受物理空間中大氣的影響其對(duì)比關(guān)系可能若有似無(wú),甚至沒(méi)有。這些物理空間中的細(xì)微變化一定要合情合理地出現(xiàn)在繪制的過(guò)程中,通過(guò)利用曲線編輯器、色階、蒙版等工具調(diào)整相關(guān)參數(shù),對(duì)畫面內(nèi)元素進(jìn)行增加或者削弱對(duì)比關(guān)系對(duì)于提升空間真實(shí)存在感很有必要。

3.4 體現(xiàn)色彩飽合度變化

受物理空間的影響,色彩飽和度與光線強(qiáng)弱及在不同波長(zhǎng)的強(qiáng)度分布有關(guān)。在波長(zhǎng)分布不變的情況下,光強(qiáng)度越弱則色度越低。在數(shù)字繪制過(guò)程中也需要遵循這些自然規(guī)律,利用cc色彩校正技術(shù)對(duì)畫面的色彩飽和度進(jìn)行反復(fù)調(diào)整。一般來(lái)說(shuō),前景中物體的色彩飽和度高,而遠(yuǎn)景受大氣和空氣中塵埃性質(zhì)、顆粒大小、氣體中吸附質(zhì)的性質(zhì)及濃度、吸附平衡等因素影響,色彩飽和度相對(duì)較低。在數(shù)字繪制的過(guò)程中合理呈現(xiàn)不同區(qū)域飽和度的變化,從而獲得更加真實(shí)的物理空間感。

3.5 不可忽略的邊緣處理

實(shí)踐中結(jié)合參考圖,我們發(fā)現(xiàn)處于空間中物體的邊緣并不都是清晰可見的。前景的物體外輪廓相對(duì)銳利而清楚,然而遠(yuǎn)處的物體外輪廓相對(duì)虛化。以山體繪制為例,一般來(lái)說(shuō)處于前景的山體邊緣需要硬筆刷繪制邊緣,硬挺而棱角分明。而遠(yuǎn)景就需要適當(dāng)打破這種硬性邊緣,運(yùn)用蒙版、柔邊、軟筆刷等,精心繪制表現(xiàn)這種邊緣的不同。雖然是細(xì)微的改變,但數(shù)字繪景就是任何小環(huán)節(jié)都注重才能使得畫面真實(shí)有力,同時(shí)有助于畫面整體在視覺(jué)上讓前景更近,遠(yuǎn)景更遠(yuǎn),從而制造出符合真實(shí)空間的景深。

3.6 合理添加細(xì)節(jié)

為已有場(chǎng)景進(jìn)行細(xì)節(jié)添加是數(shù)字繪景經(jīng)常要處理的工作。這些細(xì)節(jié)不但豐富了電影鏡頭,而且使得場(chǎng)景更豐富。細(xì)節(jié)決定成敗,在細(xì)節(jié)的繪制上始終要以模擬真實(shí)自然空間的特性為前提,不同的物體在不同的位置和層級(jí)上顯示的細(xì)節(jié)豐富程度是有差異的。前景、中景、遠(yuǎn)景中不同的層級(jí)細(xì)節(jié)的變化會(huì)隨著空間存在順序而逐漸減弱。比如,海岸的礁石當(dāng)處于前景中,那么礁石上散布的苔蘚和水漬就需要細(xì)化,如果礁石處于遠(yuǎn)景,那這樣的細(xì)節(jié)就可能是零星可見。類似這樣的變化在繪制中需要重視并被表現(xiàn)出來(lái)。

3.7 利用色溫表現(xiàn)空間

色彩的冷暖感主要是通過(guò)色彩對(duì)視覺(jué)的刺激作用而使人體產(chǎn)生的一種主觀感受,在數(shù)字繪景中色彩的冷暖一部分來(lái)自空間的影響,我們?cè)趧?chuàng)作中也需要注意畫面中色溫的差異,并把這些差異表現(xiàn)在數(shù)字繪景中,這樣有助于我們更好地模擬真實(shí)可信的自然環(huán)境。比如,天空籠罩下的戈壁,相對(duì)前景,遠(yuǎn)處的物理空間由于大氣塵埃、微粒等干擾相對(duì)偏暖,近處的要偏冷一些,這就需要我們結(jié)合色平衡、色相以及曲線編輯多方面進(jìn)行調(diào)整,最終繪制出這些細(xì)微的變化從而制作出令人信服的真實(shí)空間。

3.8 繪制符合空間的大氣感

大氣感在物理空間中無(wú)處不在,由于大氣特性所造成的光線折射率的起伏、光波散射等物理過(guò)程,會(huì)使得空間產(chǎn)生相應(yīng)變化,所以可以根據(jù)這些變化,反演大氣的特性。特別是需要渲染氣氛的空間場(chǎng)景中,會(huì)給觀眾帶來(lái)對(duì)某個(gè)故事情節(jié)即將發(fā)生的期待,如彌漫散開的霧氣中,一襲白衣的俠客即將泛舟獨(dú)行,有可能是誤入仙境,也有可能是殺氣重重故事情節(jié)的前奏……總之,將大氣感植入二維的數(shù)字繪景中絕對(duì)是有效提升空間真實(shí)感的靈魂之筆。根據(jù)筆者產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn),目前最常見的是制作揚(yáng)沙和添加云霧效果,在具體制作中通過(guò)利用蒙版、色彩明度、色彩平衡等參數(shù)調(diào)整,努力做出符合環(huán)境的揚(yáng)沙和云霧,不但能讓平面的畫面靈動(dòng)起來(lái),也有效地提升畫面空間層次的真實(shí)感。

4 總結(jié)與展望

從最早運(yùn)用Matte painting的電影《Missions of California》到如今,借助計(jì)算機(jī)圖像(CG)的技術(shù),以各種軟件中“層”的概念取代歷史中繪景師筆下的“玻璃板”,是一個(gè)漫長(zhǎng)而又充滿挑戰(zhàn)的過(guò)程,通過(guò)Matte painting創(chuàng)建完整的空間場(chǎng)景或者對(duì)已有空間進(jìn)行擴(kuò)充修飾也一直在提高制作效率,節(jié)約成本。伴隨技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字繪景正變得更為精確、更易操作、更具創(chuàng)造性,往往可以創(chuàng)造出令人意想不到的影片場(chǎng)景,當(dāng)我們觀賞由彼得·杰克遜(Peter Jackson)導(dǎo)演的電影魔戒三部曲(The Lord of the Rings)中那些由Matte painting創(chuàng)建出想象中的中土世界里的場(chǎng)景時(shí),觀眾置身其中難以自拔,會(huì)信以為真。這就是數(shù)字繪景的魅力,用真實(shí)感表現(xiàn)虛構(gòu)的精彩。

如今,伴隨VR、AR技術(shù)的興起,這些虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有更強(qiáng)大的空間環(huán)境營(yíng)造優(yōu)勢(shì)。通過(guò)結(jié)合全景渲染以及立體顯示與立體聲合成技術(shù)能夠更好地演繹故事情節(jié),這種新的互動(dòng)體驗(yàn)方式使空間環(huán)境意境的傳遞更具感染力。所以虛擬空間環(huán)境更需要表現(xiàn)真實(shí)空間的物理性特征,呈現(xiàn)虛實(shí)共存空間場(chǎng)景的描繪,這樣更有利于凸顯空間環(huán)境的張力。相信在未來(lái),數(shù)字繪景技術(shù)與新興的特效技術(shù)的結(jié)合,一定能創(chuàng)造出令人驚嘆、虛實(shí)結(jié)合的藝術(shù)化空間。這不但是未來(lái)數(shù)字繪景設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的需求,也是促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷完善與精進(jìn)的必經(jīng)之路。

注釋

①《數(shù)學(xué)辭?！肺瘑T會(huì). 數(shù)學(xué)辭海.第6卷[M].山西教育出版社, 2002.