實現(xiàn)建筑三維動畫的工作重點及思路
三維動畫已經(jīng)發(fā)展了很多年，從最初的三維物體造型，發(fā)展到目前的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在三維模擬的建立手段、計算方法以及三維真實效果等方面，具備了很高的技術(shù)水平。用三維動畫表現(xiàn)內(nèi)容主題，具有概念清晰、直觀性強(qiáng)、視覺效果真實等特點，特別適用于學(xué)校教學(xué)、科研、產(chǎn)品介紹、廣告設(shè)計以及軍事領(lǐng)域。三維動畫同時也是多媒體產(chǎn)品中比較常見的媒體形式。
在三維動畫技術(shù)的實現(xiàn)過程中，需要對整個動畫方案形成一套完整的思路，并且在三維技術(shù)的具體實現(xiàn)過程中要有不同的工作側(cè)重點，下面就以目前國內(nèi)在三維技術(shù)應(yīng)用方面比較熱門的建筑三維動畫為例，談一談其工作重點及思路。
建筑動畫不是單幀的效果圖表現(xiàn)，它是一個動態(tài)的表現(xiàn)。在制作方面，要求熟練使用三維軟件，靈活運用多種軟件。從制作流程來講，包括創(chuàng)建模型、貼圖、特殊材質(zhì)繪畫、動畫設(shè)計與實現(xiàn)、燈光與材質(zhì)調(diào)、建立環(huán)境、渲染輸出、后期處理、特效加工和最終的作品打包整合。從思路來說，建筑動畫里需要有較強(qiáng)的攝影藝術(shù)打底，是一種導(dǎo)演指揮全局的制作思想，也是一種整體藝術(shù)的表現(xiàn)。
一、構(gòu)思
任何一個電腦圖形（Computer Graphics，CG）作品都要有鮮明突出的主題，這樣才能吸引人，所以在制作之前的構(gòu)思就顯得很重要，否則只靠出色的渲染效果是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。構(gòu)思主要是確定作品所要表達(dá)的重點，對每一個作品都將由專業(yè)的策劃人員構(gòu)思制作腳本，給客戶以創(chuàng)新的構(gòu)思思路。
制作建筑動畫很講究制作思路、制作方向等，作者的制作水平和技巧都會在動畫中表現(xiàn)出來。建筑動畫在制作前要充分設(shè)計好動畫腳本，即動畫劇本，需要制定好所表現(xiàn)的主體，設(shè)計好分鏡頭及每個鏡頭的表現(xiàn)手法，制定好特效的制作方案，這樣有利于后期制作，也有利于團(tuán)隊的分工合作。在建筑物或是城市的漫游動畫中，至少有兩種思路存在：
其一，為整個大場景的制作和動畫設(shè)計，想要得到流暢、高質(zhì)量、高清的畫面效果，必須保證畫面中的構(gòu)筑物和自然景觀模型的總面數(shù)不超過5萬個左右。在這種思路的引導(dǎo)下，建筑物的單體模型將會由面數(shù)極簡的幾何體構(gòu)成，這就需要通過尺寸合適、比例合理、畫面逼真的貼圖來實現(xiàn)該建筑單體模型的制作。另外，自然景觀也建議盡可能使用插件進(jìn)行制作，一方面其后期效果較好，制作的模型已經(jīng)進(jìn)行了優(yōu)化，并且其參數(shù)功能利于動畫制作；另一方面也比在三維動畫開發(fā)軟件中進(jìn)行制作的效率高。
其二，在強(qiáng)調(diào)細(xì)部特征的表現(xiàn)時，在設(shè)定好一個動畫漫游線路之后，按照該線路所要表現(xiàn)的建筑單體的具體形象，進(jìn)行科學(xué)的建筑單體的建模工作。在構(gòu)思表現(xiàn)手法時，還要突出三維技術(shù)優(yōu)異于實景拍攝的特點，可以利用在實景拍攝中無法完成的，以建筑物結(jié)構(gòu)線框表現(xiàn)的畫面實現(xiàn)方法。
總體來說，在構(gòu)思上一定要多參考影視作品中大制作畫面，既要做到突出主題，又要在畫面的鏡頭處理上強(qiáng)調(diào)視覺效果。
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二、繪制草圖
繪制草圖就是將構(gòu)思先簡單地表現(xiàn)出來，當(dāng)然也不是一定要這樣，尤其是一些強(qiáng)調(diào)電腦制作技術(shù)的項目中，如果只是制作一些簡單的內(nèi)容，那么只要在頭腦中形成大致的輪廓就可以了，如果要完成一些較大的、需要多領(lǐng)域合作的項目，那么最好是將繪制出的不同領(lǐng)域的表現(xiàn)草圖互相溝通，完成復(fù)雜的動畫制作。
在建筑漫游動畫中，繪制草圖的過程實際上就是制作故事板的過程，鏡頭如何處理、畫面中需要有哪些元素、最終這些鏡頭如果進(jìn)行剪輯、后期數(shù)字合成過程中需要添加哪些效果等等。
當(dāng)然，對于強(qiáng)調(diào)技術(shù)實現(xiàn)的三維動畫制作過程，由于設(shè)計和制作者多為計算機(jī)工作人員，可能會缺乏扎實的繪圖基礎(chǔ)，因此繪制草圖不是一項在三維動畫技術(shù)實現(xiàn)過程中的重點部分，甚至是在動畫的調(diào)試過程中，由系統(tǒng)開發(fā)平臺所提供的動畫功能，就能實現(xiàn)最初設(shè)計過程中所想象不到的畫面效果。
三、建模
在準(zhǔn)備工作完成后，就可以開始建模了。將客戶提供的建筑物平面資料或是城市規(guī)劃圖紙等以三維模型展現(xiàn)出來，建模不僅需要耐心，還要有一些技巧，原則是應(yīng)該在表現(xiàn)出必要細(xì)節(jié)的前提下，盡量整體大氣地反映項目的確立點和優(yōu)勢點。
在創(chuàng)建三維模型時，傳統(tǒng)的做法是首先按照平面圖中標(biāo)注的尺寸，通過建筑CAD軟件進(jìn)行平面圖的繪制，然后再將文件導(dǎo)入到三維動畫制作軟件中，通過參數(shù)化編輯器生成三維模型，以確保模型能夠科學(xué)、準(zhǔn)確地反映目標(biāo)實體。但是隨著三維動畫開發(fā)工具軟件的不斷改進(jìn)和升級，現(xiàn)在一個比較快速而且準(zhǔn)確的做法是：直接通過掃描設(shè)備將建筑物平面圖轉(zhuǎn)化為數(shù)字化圖像文件，在三維動畫開發(fā)軟件中，將其調(diào)用為工作區(qū)域的背景，按照圖上的線條進(jìn)行三維鎖定后直接描出可編輯的二維樣條，此二維樣條通過參數(shù)化編輯修改器直接轉(zhuǎn)化為三維模型，同時保留堆棧，以便修改。這種方法既快捷又能根據(jù)客戶的變更而隨意進(jìn)行模型的改動，其方便性及靈活性都是傳統(tǒng)方法所不能比擬的。
在建模的過程中，應(yīng)依據(jù)整體和個體統(tǒng)一原則?？傮w上講，建筑動畫可分為室外建筑動畫、室內(nèi)建筑動畫、環(huán)境規(guī)劃動畫三種形式，而在要表現(xiàn)大場景的環(huán)境建筑規(guī)劃動畫中主要的建模工作會圍繞著制作外墻壁模型、玻璃及玻璃門模型、窗臺模型、動態(tài)人物模型、噴泉模型、流水瀑布模型、遠(yuǎn)景樹林模型、中景樹木模型、灌木群體植物模型、土丘模型、山體模型、流動車輛群體模型等進(jìn)行。建模的過程是動畫實現(xiàn)的最基本保障，模型的合理性、準(zhǔn)確性直接反映著動畫的制作水平。這部分工作是整個動畫制作過程中的重點部分，其工作量約占整個動畫制作過程的一半以上，需要由許多動畫制作師共同協(xié)作完成。
四、材質(zhì)燈光
在制作建筑動畫時，材質(zhì)與燈光對整個動畫的效果至關(guān)重要，會直接影響到整個動畫的真實效果和視覺效果，這也是一個相當(dāng)復(fù)雜的制作和調(diào)整過程。在材質(zhì)與燈光的關(guān)系中，不同屬性的光源照射到物體上會產(chǎn)生不同的變化，如燈光的顏色、燈光的強(qiáng)度、燈光的照射角度、燈光的距離等都會對物體材質(zhì)產(chǎn)生較大的影響，而不同的物體材質(zhì)屬性也會影響到燈光照射物體的亮度、高光區(qū)、過渡色、反射等。
為使整個建筑動畫場景更加真實，場景材質(zhì)的顏色和屬性應(yīng)與實際的物體相似。在調(diào)整材質(zhì)時除了要考慮個別物體的特殊性外，還要注意材質(zhì)色調(diào)的整體協(xié)調(diào)。要控制好材質(zhì)的反射和折射數(shù)量，否則會在最終渲染時耗費大量的時間。要充分利用好材質(zhì)貼圖的特性對整個場景和物體表面的控制，如遠(yuǎn)近物體的表現(xiàn)，物體表面的凹凸屬性等。
建筑動畫的燈光控制相對靜幀效果圖的制作要復(fù)雜一些，建筑效果圖只是單一方向的視覺表現(xiàn)，對整個場景可任意調(diào)整燈光的位置、角度、強(qiáng)弱等來達(dá)到單一方向燈光的光感效果，對建筑動畫而言，則要進(jìn)行多角度的調(diào)整和觀察。建筑動畫的室外和室內(nèi)場景有較明顯的燈光差別，室外場景除了一些特殊環(huán)境，如夜景、舞臺布景等需要有很強(qiáng)的照明效果和光感反差外，通常都是高強(qiáng)度的單一光線照射，具有充足的日照效果。在進(jìn)行后期渲染時往往需要將燈光替換為日光型，以達(dá)到陰影細(xì)節(jié)部位的室外真實效果。當(dāng)然這需要付出時間的代價，通過將多臺計算機(jī)網(wǎng)聯(lián)為工作站，通過網(wǎng)絡(luò)渲染可以提高渲染工作效率。
總之，材質(zhì)和燈光應(yīng)該是緊密相連的，制作者應(yīng)將其各種技術(shù)參數(shù)進(jìn)行細(xì)致調(diào)節(jié)，反復(fù)比對靜幀效果，以達(dá)到動畫畫面更具有真實性和藝術(shù)性。
