二維卡通片3D化的探索

重慶第二師范學(xué)院美術(shù)系 古 軍

隨著S3D技術(shù)的發(fā)展，世界電影注入革命性的新元素。這既是時(shí)尚的象征，也是電影市場(chǎng)前所未有的變革。截至2010年7月，在全國(guó)3070塊的2k數(shù)字銀幕中約有一半以上為3D銀幕。隨著3D銀幕的快速增長(zhǎng)，3D票房收入也在大幅增加，從2008年的《地心歷險(xiǎn)記》的6960萬到2010年的《阿凡達(dá)》9.87億。從上座率看，3D影片《冰川時(shí)代3》的上座率及平均票價(jià)遠(yuǎn)超出《哈利波特與混血王子》30%以上。S3D成像技術(shù)也推動(dòng)了國(guó)產(chǎn)3D影片的創(chuàng)作和生產(chǎn)，2008年的三部影片《樂火男孩》、《齊天大圣》、《超蛙戰(zhàn)士之初露鋒芒》上映后，也取得了不俗的票房成績(jī)。不過，在3d票房興旺的背后，我們也看到一些問題：某些類型的影片盲目跟風(fēng)，比如3d版《藍(lán)精靈》、2d+3d版《柯南》，在3d播映過程中出現(xiàn)了很多問題，票房很不理想。這樣客觀存在的事實(shí)，反映了3d成像技術(shù)并不是大眾所想象的完美，在很多地方仍需要不斷改進(jìn)。

1.S3D成像技術(shù)原理

一般情況下，人眼之間的距離約為6.3厘米，看物體時(shí)會(huì)因?yàn)橐暯遣煌a(chǎn)生雙目視差。雙目視差[1]是從有一定距離的兩個(gè)點(diǎn)上，觀察同一個(gè)目標(biāo)所產(chǎn)生的方向差異。經(jīng)視網(wǎng)膜傳到大腦里，產(chǎn)生遠(yuǎn)近的深度。這種深度的感覺與我們?cè)谏钪锌次矬w的感覺是一樣的，此所謂立體感。立體照相就是利用這種原理，將兩臺(tái)照相機(jī)分開至6.3厘米，相隔6.3厘米的兩個(gè)照相機(jī)代表雙眼照出兩幀影像，然后讓兩個(gè)相機(jī)一邊對(duì)著被攝體成像一次，這種原理與我們的眼睛觀察物體是一樣的。透過視網(wǎng)膜感知不同視角的畫面就可以使大腦產(chǎn)生景深的立體感了。這是所有3D顯示技術(shù)的基本原理，即S3D成像技術(shù)原理。S3d技術(shù)的應(yīng)用范圍極其廣泛，具體包括：3D軟件行業(yè)、3D硬件行業(yè)、數(shù)字娛樂行業(yè)、制造業(yè)、建筑業(yè)、虛擬現(xiàn)實(shí)、地理信息GIS、3D互聯(lián)網(wǎng)等等。可見，無論是軍事、教育、生產(chǎn)、娛樂、科研，還是醫(yī)學(xué)、航空、學(xué)術(shù)研究等領(lǐng)域都會(huì)涉及到3d技術(shù)的應(yīng)用。

2.二維數(shù)字動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)立體播映的條件

曾幾何時(shí)，《藍(lán)精靈》和《柯南》這種類型的經(jīng)典卡通動(dòng)畫片也被進(jìn)行了3d技術(shù)改造，大眾懷著好奇心去一睹3d版二維卡通片的風(fēng)采。從首映的效果來看，隨著動(dòng)畫制作技術(shù)的進(jìn)步和3D放映方式的成熟，即便是老套的合家歡劇情，也能營(yíng)造視聽上的美妙體驗(yàn)。不過要想真正把握住原版動(dòng)畫的精髓，喚起觀眾的童年回憶，引發(fā)共鳴，《藍(lán)精靈》的主創(chuàng)們?cè)谶@點(diǎn)上顯得力有不及?！端{(lán)精靈》為兒童觀眾打造了一個(gè)輕松、歡樂、新奇、有趣的樂園，卻沒能為他們的父輩們還原出“海的那邊、山的那邊......”的真實(shí)情境。索尼公司為了在電影《藍(lán)精靈》中植入更多的商業(yè)廣告，人為地將角色三維化?！端{(lán)精靈》中60%的真人表演外加40%的3d角色成為了3d電影版的主要特點(diǎn)，這完全顛覆了大眾內(nèi)心對(duì)二維卡通片傳統(tǒng)質(zhì)感與簡(jiǎn)約美的認(rèn)識(shí)，所以3d版的《藍(lán)精靈》無法成功喚起觀眾，尤其是成年觀眾兒時(shí)的回憶。之后，3d版《柯南》的播映效果雖然優(yōu)于《藍(lán)精靈》，但由于畫面內(nèi)容、風(fēng)格不統(tǒng)一，觀影的效果著實(shí)令人困惑。關(guān)于二維卡通片立體化播映效果不佳的問題，緣于盲目啟動(dòng)3d技術(shù)改造，在條件不成熟的情況下直接套用3d技術(shù)，最終適得其反。因此，為了保證卡通片既有傳統(tǒng)質(zhì)感和簡(jiǎn)約美感，也能通過3d得到完美顯示，必須滿足二維立體化播映的條件。

2.1 前期拍攝的條件

在研發(fā)S3D電影制作的過程中，必須擺脫2D攝影的思維定勢(shì)，立足S3D攝影，才有可能創(chuàng)作出一部制作精良、觀眾喜聞樂見的S3D電影。因此，從企劃劇本直至正式開拍，都必須考慮畫面的“立體效果及舒適度”，并考量、評(píng)估主要觀眾族群的需求條件。例如以小朋友為主要觀眾群的電影，其立體度的調(diào)整就要以小朋友兩眼的平均距離，為軸間距的設(shè)定（一般來說，孩童雙眼間距約4至5公分，成人間距約6.3至7公分）。這就是造成某些大人在觀賞3D兒童電影會(huì)感到不適，或是小朋友觀看大人3D影片在視覺上會(huì)有不同反應(yīng)的主要原因。此外，前期在分鏡上也要經(jīng)過設(shè)計(jì)，例如畫面中必須設(shè)計(jì)前景、中景、遠(yuǎn)景，以凸顯出畫面內(nèi)部的前后物體與攝像機(jī)的之間距離的深度信息。如果是拍攝一片大海（沒有明顯的近物），或是墻壁上的一幅畫（物件凸出不明顯），就要注意在畫面的前景或者中景位置必須人為地添加一些物品來營(yíng)造空間立體感。另外演員的走位、動(dòng)作等，也必須經(jīng)過設(shè)計(jì)，使其成為產(chǎn)生畫面立體效果的一種安排方式。

2.2 具備深度信息的Z-Depth貼圖條件

保持傳統(tǒng)卡通片的特色，合理利用3d技術(shù)提高卡通片的視聽享受是未來卡通片播映的發(fā)展趨勢(shì)。在電影《阿凡達(dá)》中，它的場(chǎng)景本身就具備3d特有的空間感視覺條件，再加上2臺(tái)高清攝像機(jī)的拍攝，因此，《阿凡達(dá)》的立體效果非常強(qiáng)。而卡通片之所以看起來平面化，是因?yàn)椴痪邆洹栋⒎策_(dá)》場(chǎng)景所特有的深度感和距離感。所以，為了使卡通片擁有立體的深度信息，必須人工為卡通片添加模擬的深度信息，即Z-Depth貼圖。Z-Depth貼圖又稱為深度通道[2]，它通過灰度圖來表示場(chǎng)景中每一個(gè)點(diǎn)到攝像機(jī)的深度信息。Z-Depth貼圖（深度通道）不是一般的圖像，既不是顏色又不是材質(zhì)，而是代表攝像機(jī)到物體距離精確的浮點(diǎn)數(shù)值。如果Z-Depth貼圖（深度通道）信息轉(zhuǎn)化為可視化的灰度圖像，就會(huì)成為256級(jí)的灰度色階圖（灰度圖）。目前，能得到這種灰度圖的途徑有兩種方式：第一種是直接利用軟件在渲染圖層中獲取Z-Depth貼圖（深度通道）。例如，在Maya中可通過渲染層獲取Z-Depth貼圖；在3DsMax中可通過Render Elements獲取Z-Depth貼圖。第二種獲取灰度圖的方法是對(duì)視頻拍攝素材進(jìn)行Z軸向的深度分離。二維卡通片的二維特征更傾向于視頻拍攝的素材。所以，對(duì)于純二維卡通形式的動(dòng)畫片要獲取其Z-Depth貼圖，必須采用蒙版繪制，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)跟蹤，摳像等手段。筆者經(jīng)過觀察和研究發(fā)現(xiàn)：目前一些常用軟件如Photoshop cs 6、Art CAM、After effect可以采取上述手段獲取Z-Depth貼圖。

2.3 具備立體觀影設(shè)備的后期分屏條件

在二維畫面擁有Z-Depth貼圖的條件下還無法完全實(shí)現(xiàn)卡通立體化，這是因?yàn)檫€未滿足與播映設(shè)備匹配的條件。目前，與立體電影播映匹配的設(shè)備中，有四種眼鏡用于S3D觀影：分時(shí)式、紅藍(lán)眼鏡、偏振眼鏡、觀屏鏡。在這四種里面，效果好、最經(jīng)濟(jì)的是觀屏鏡。3D觀屏鏡能輕而易舉地實(shí)現(xiàn)最頂級(jí)的影像。它看到的圖像明亮、細(xì)膩，它把兩個(gè)面積的像素集中到一個(gè)面積上，使空間感（深度）、層次感（灰度）、精細(xì)感（銳度、分辨率）、明亮感（對(duì)比度），以及電子顯示屏達(dá)不到的精細(xì)程度通過這種方式得到極大的提升。觀屏鏡的觀看方式為左右分屏，這就要求卡通片在制作過程中要進(jìn)行分屏處理，并且分屏處理是一定要注意人體工程學(xué)，特別是大人與和小孩兩眼之間的特定尺寸比例。

3.二維動(dòng)畫片立體顯示的市場(chǎng)前景與展望

S3D技術(shù)發(fā)展日益成熟，未來，將為二維3d化市場(chǎng)帶來更多的技術(shù)革命。二維卡通立體化的市場(chǎng)前景會(huì)更廣闊：將來，在游戲制造領(lǐng)域，可以將手機(jī)、游戲機(jī)、電腦中的所有二維游戲通過S3D技術(shù)立體化顯示，這會(huì)給游戲者更多不同體驗(yàn)；在動(dòng)畫制造領(lǐng)域，用S3D技術(shù)立體化二維和三維動(dòng)畫片及其周邊影像產(chǎn)品，為大眾帶去更多的視聽享受；在醫(yī)學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)、反向工程、建筑與軍事領(lǐng)域中，利用二維矢量圖形代替三維圖像進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的解算并立體化顯示，這樣即經(jīng)濟(jì)又能高效地完成項(xiàng)目的功能性預(yù)演示。綜上所述，筆者認(rèn)為，這是一個(gè)有著廣泛潛力的市場(chǎng)，只要不斷拓展S3D技術(shù)領(lǐng)域，完善二維圖形的立體顯示技術(shù)，就能夠把握先機(jī)，贏得占領(lǐng)機(jī)遇與發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)機(jī)。

[1]黃永剛,劉文文.基于視差照明原理的自由立體顯示幾何建模[J].液晶與顯示,2006,10.

[2][美]Jeremy Birn.《Digital Lighting &Rendering》Copyright 2000 by New Riders Publishing[M].page,279.