优秀的三维动画往往是商业与艺术的完美结合体。商业注重效率和盈收,艺术注重创意与表现形式。单单注重商业,就会造就大量粗制滥造、质量低下的动画,单单注重艺术,往往造成很多优秀的动画创意团队被扼杀在摇篮中,那如何找到商业效率和艺术创意之间的平衡呢?很长一段时间以来,动画产业都在寻求既能够保证动画创作质量,也能够提高整个制作过程效率的方法。正在此时,实时动画渲染技术正逐渐引起动画制作人的关注。
1 三维动漫发展概况
动画逐步发展成为今天一个庞大的全球性产业。电子图形技术的进步推动着三维动画的发展,在三维世界中创作动画模型,同时将材质与色彩给予动画模型,并仿照真实世界创建灯光,并使动画角色在虚构的三维空间中表演,在一定程度上摆脱了二维动画繁复的手工制作,制作程序更简便、更高效、更具表现力,在业界得到越来越广泛的应用,例如赫赫有名的迪士尼、梦工厂、华纳兄弟动画等大型影视动画公司所制作的三维动画电影不断创下票房之最,创造了巨大的经济效益和产生了空前的文化影响力。
三维动画在我国的发展受到极大的关注,逐渐成为支柱产业,对广告业、教育、影视、房地产等行业都产生了极大的影响力。随着三维动画的快速发展,随之而来的问题也慢慢浮现,传统的三维动画,通过基础模型创建、角色绑定、材质调节、创建灯光、调节动画、制作后期特效、动画渲染等步骤来完成,然而这样的制作流程有一个缺点,就是以上所有这些步骤完成的最终效果,只能是通过电脑计算渲染合成后才能知道效果是否符合预期效果,而动画渲染的过程根据所使用的模型复杂程度、加入灯光多少、特效复杂程度来决定,往往十分缓慢,对于刚起步的中小型动画创作团队来说,反复修改镜头动作和灯光特效等是极耗时间和精力的,因为在动画制作前期中有某一个步骤出错,就可能意味着后期渲染合成要重新来过,这对于一些富有创意但缺乏资金的创作团队来说往往是致命的。
2 实时渲染技术的特点及优势
实时技术是近年来随着电子计算机硬件设备的进步基于游戏引擎崛起的新技术,主要特点是利用计算机强大的图形处理能力,避开以往“模型、材质贴图、灯光——计算机CPU渲染——完整的画面”的传统模式,使用“模型、材质贴图、灯光——完整画面”的新流程。
不同于传统三维动画创作流程,实时渲染技术在动画创作的时候,可以通过计算机实时构建光线预览动画片,立即看到光照、特效完成后的效果,不需要再像传统方式进行长时间的渲染,可以很方便地对前期放入的模型、调节的动画、灯光和特效进行调整。
3 实时渲染技术在三维动画创作中的运用特点
实时技术的特点为创作者节约了大量的渲染时间,让艺术创作者的注意力集中的创作的本身,而且在前期就能够预览到画面最后的效果(在以往的时候,最终画面效果必须要等到全部渲染完成,比较常见的情况是一天的时间完成了动画的动作调节,而且要经过3天的时间渲染才能够看见最终效果),所以都是不可逆的,完全没有足够的时间反复修改,同时也浪费了许多宝贵的创作时间。以实时技术为基础的3D动画创作实践过程,首先从原画设计到基础模型的创建,这是和传统动画流程是一致的,然后在三维软件当中需要对所有的模型进行展2UV处理,这是以往过程中没有的选项,展2UV的过程相对复杂,此处应该着重对学生进行训练,在处理好全部UV后,让学生进入导入模型的环节,就是把动画所涉及的所有数据资源全部导入游戏引擎中,在引擎中完成贴图的制作以及灯光的创建,然后实时调节动作即可,无需繁琐的渲染步骤。
4 实时渲染技术在三维动画创作中的实践
创作准备阶段
创作前期应完成动画分镜头脚本、角色场景3D模型的制作,在制作3D模型的时候应以简洁概括为主,在表现尽可能多的细节的前提下节省模型面数的使用量,以及杜绝3D模型“重面”、“漏面”的情况,保证模型面的整齐和完整。因为在后期渲染的过程中,模型面数影响实时渲染的帧速率(帧速率决定画面是否会有卡顿感),而模型面的正确性则会影响后期实时渲染中会不会出现“黑面”、“漏光”等穿帮、错误的画面。
在准备好模型后,因为实时渲染中主要是“光子烘培”的光线技术,需要对所有动画模型进行展2UV处理,这也是不同于传统三维动画制作过程的地方。在展2UV的过程中,需要注意的原则是,在动画中观众看到越多的地方,比如建筑物的墙面、地面、关键道具、关键角色模型,对应展开的uv面积应越大,观众看不见的地方,则应尽量缩小UV面积,这样做的目的是优化实时渲染质量和效率。
中期制作阶段
在前期准备好后,我们可以进入游戏引擎中(实时动画渲染主要的平台是游戏引擎)对我们导入的动画模型进行材质贴图进行调节。相比较传统三维动画制作,实时渲染动画对材质的要求更为苛刻,首先是材质贴图的尺寸不能太大,太大会加重计算机的符合,造成崩溃的可能;其次是要进行多通道的制作,比如“漫反射贴图”、“法线贴图”、“反射贴图”等等;还有就是实现贴图的效果可以用实时渲染引擎中材质蓝图内部运算来实现,比如动画模型使用的法线贴图凹凸强度不够,则可以通过实时渲染引擎内部蓝图数据运算达到效果,避免反复导入新贴图,造成数据负担。
后期渲染阶段
在整个制作中,这个过程是最不同于传统三维动画制作的地方,实时渲染动画在前、中期工作全部完成后,根据制作要求加入灯光、特效等内容,因为实时渲染,所有的效果都是立马可见的,灯光是强是弱?特效是否合适?都可以反复的进行调节,直到达到比较好的效果。实时渲染技术减少了因渲染而浪费的时间,让创作者从硬件、技术等因素中抽身出来,专注于作品本身。艺术指导可以在第一时间看到成品,更容易更改画面。对动画的创作者来说,实时动画渲染技术提高了动画制作效率,大幅度压缩了制作周期和制作成本。
仍存在的问题及应用展望
实时动画渲染目前与传统三维动画相比在图像细节和质量上仍存在差距,所以相比较大型动画电影,实时渲染技术更适合动画连续剧的制作。实时渲染技术目前除了在动画电影方面,在军事、医疗、电影、教育等行业领域都得到了设计者和需求者的青睐,作者有理由相信,随着计算机技术和数字媒体技术的不断发展与成熟,实时渲染技术在不久的将来在更多的领域的发挥其应用的价值
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