基于3D计算机图形在影视实物特技模型加工中的应用

2011-08-15孙宇

科技传播 2011年15期

关键词：特技样条实物

孙宇

吉林科技职业技术学院数字艺术系，吉林长春 130123

0 引言

现代影视特技技术的发展对实物特技模型的仿真化程度提出越来越高的要求。因此提高实物特技模型的真实性、艺术性已成为业界迫切的要求。

1 国内外应用的现状

实物特技模型的意义在于通过视觉了解事物的现象，它除具有极高的影视艺术欣赏价值外，在教育、科学研究、工业建设和军事技术等方面也有着极大的作用。以影视艺术创作为例[2]，如电影《泰坦尼克号》[1]中的泰坦尼克号游轮，为拍摄需要，导演（詹姆斯·卡梅隆）要求道具师参照该船的原始资料分别制作了1:1和1:4的实物特技模型，影片中泰坦尼克号因撞上冰山不幸沉没，约1 500人不幸遇难，让所有的观众再次重温了那场灾难到来的全过程。《泰坦尼克号》这部影片共投入拍摄预算2亿多美元[3]，一度成为史上耗资最昂贵的电影之一。但也因其完美的特技效果获得了超过18亿美元的票房收入，悲伤过后使得我们不禁叹服实物特技模型在现代影视创作中的强大作用。

1.1 实物特技模型的功能与特点

实物特技模型的功能在于已虚拟的技术创造强烈的视觉气氛，在扩展和重现世界的同时融合对现代艺术理念的追求[1]。当今实物特技模型的具体特点集中在经济性、易毁性。借用真实的物体进行影视拍摄的过程中，有时根据剧情的发展，常会出现一些特殊的需求，如：爆炸、坠毁、沉没等镜头的需要，直接在真实物体上进行创作，将导致影片拍摄成本不断升高。所以，必须在影视拍摄之前以艺术的需要为基本点，严格仔细的模仿真实事物，加工全比例或缩小比例的实物特技模型，创造完美的影视艺术效果。

1.2 实物特技模型的缺陷

实物特技模型在影视剧拍摄中主要是以道具的形式出现，是电影美术创作的具体内容之一。在电影美术创作的过程中，对道具提出了严格的要求[2]，具体是指无论何种道具都不能失真，并应和时代、与特定环境相配。

目前，造成实物特技模型加工水平不高的主要原因是外型失真、比例失调这两大问题，这些问题严重影响了道具的艺术效果。只有不断地提高道具的仿真虚拟效果和加工工艺，才能使实物特技模型在影视创作中真正发挥“以假乱真”的作用。

2 技术实现

计算机图形学（Computer Graphics，简称CG）的研究内容非常广泛，运用计算机图形学开展三维图形的制作，创建三维仿真模型，在三维图形软件中模拟具体的实验，能够有效地提高图形的精度，可节省大量的绘图时间。通过模块化的设计，可精确地掌握图形的尺寸，同时避免因设计失误造成资金和物质材料的浪费。

2.1 总体方案

使用3DS MAX软件可以完全满足制作计算机三维特技模型的需要，选择使用3DS MAX软件配合加工实物特技模型有两方面的原因：一是通过Poly（多边形几何建模）[5]功能将现实世界中的事物真实的模仿出来，要求从整体上必须维持原有事物的比例特征，并模仿其中的每个细节，随后则根据尺寸及比例的要求制作出缩小型和放大型。当理想的效果出现后，使用二维样条线提取模型中每个结构面，将每个结构面根据加工的需要进行组合，产生施工图纸，最后将图纸打印输出用于加工制作。通过此方法完成的实物特技模型，完全提高了实物特技模型的真实度、精确度，有效地解决了以往特技模型外型失真的技术问题。二是3DS MAX三维图形软件中“系统单位设置”[5]可提供1:1的实际比例，系统中设置的图形尺寸与成品尺寸完全相同。

2.2 计算方法

2.2.1 样图的扫描

样图在这里是指事物的出样四视图，使用样图进行反向制作，可帮助计算机尽最大可能模仿原有事物的比例特征。扫描样图工作是指使用数字平板扫描仪，利用CCD技术将样图信息采集到计算机中，样图文件在计算机中以像素的形式存在，扫描的过程中应注意如下问题：1）注意扫描图像的分辨率；2）注意扫描图像的色彩模式；3）注意存储的格式；

2.2.2 创建二维样条线

二维样条线又称“贝赛尔曲线”，创建和编辑二维样条线的目的在于为制作三维图形做准备。如何在扫描的图像信息中提取有作用的二维样条线是一项很重要的工作。

一般认为在3DS MAX软件中通过描绘图像产生二维样条线在技术上是可行的，但是因图像文件在导入置3DS MAX软件中清晰度会大大降低，造成描绘的二维样条线偏差大、精度低，所以必须要选择更佳合适的方法来创建二维样条线。Adobe Photoshop图像处理软件[4]是在处理各类图像的理想软件，具备创建“贝赛尔曲线”的功能，更加关键的是由该软件创建的“贝赛尔曲线”可以方便地导入置3DS MAX软件中。

2.2.3 创建三维仿真模型

在3DS MAX软件中需要将导入二维样条线生成为三维仿真模型，以下简称“三维模型”。首先通过Extrude（挤出修改器）、Belvel（倒角修改器）等修改器命令进行形状上的转换，再得到基本三维模型后，选择Poly（多边形几何建模）命令对三维模型进行进一步细化。其中要参考大量的影像资料，清晰地再现出真实的结构布局，从而得到逼真的三维模型效果。

2.2.4 采集结构面

使用3DS MAX软件中“Line（线）”描绘三维模型中各个关键的结构面，选择结构面将有利于下阶段的加工与组装。每个结构面只是代表某个结构部件的大小，还必须考虑实物特技模型的颜色和图案，所以就需要将所有的结构面进行着色的处理。但3DS MAX软件不能满足高标准的着色需求，需要将结构面调入到能够进行着色和质感加工的软件中。通过illustrator软件可以对各个结构尺寸面进行后期的着色处理，从而使实物特技模型产生更加逼真和美观的艺术效果。