After Effects“模塊化”學(xué)習(xí)策略之三維空間的應(yīng)用

吉家進(jìn)

在復(fù)雜的項(xiàng)目制作中，普通的二維圖層已經(jīng)很難滿(mǎn)足設(shè)計(jì)師的需求以及視覺(jué)表現(xiàn)的要求。After Effects中為設(shè)計(jì)師提供了較為完善的三維系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)里可以創(chuàng)建三維圖層、攝像機(jī)和燈光等進(jìn)行三維合成操作，這些3D功能為設(shè)計(jì)師提供了更為廣闊的想象空間，同時(shí)也給作品增添了更強(qiáng)的視覺(jué)表現(xiàn)力。

● 基本概念

“維”是一種度量單位，表示方向的意思，三維空間分為一維、二維和三維，如圖1所示。由一個(gè)方向確立的空間為一維空間，一維空間呈現(xiàn)為直線(xiàn)型，擁有一個(gè)長(zhǎng)度方向；由兩個(gè)方向確立的空間為二維空間，二維空間呈現(xiàn)為面型，擁有長(zhǎng)、寬兩個(gè)方向；由3個(gè)方向確立的空間為三維空間，三維空間呈現(xiàn)為立體型，擁有長(zhǎng)、寬、高3個(gè)方向。

對(duì)于三維空間，可以從多個(gè)不同的視角去觀(guān)察空間結(jié)構(gòu)，如圖2所示。隨著視角的變化，不同景深的物體之間也會(huì)產(chǎn)生一種空間錯(cuò)位的感覺(jué)，如在移動(dòng)物體時(shí)可以發(fā)現(xiàn)處于遠(yuǎn)處的物體的變化速度比較緩慢，而近處的物體的變化速度則比較快。

● 三維屬性

After Effects提供的三維圖層功能雖然不能像專(zhuān)業(yè)的三維軟件那樣具有建模能力，但在A(yíng)fter Effects的三維空間系統(tǒng)中，圖層與圖層之間同樣可以利用三維景深的屬性來(lái)產(chǎn)生前后遮擋的效果，并且此時(shí)的三維圖層自身也具備了接收和投射陰影的功能。

在A(yíng)fter Effects中通過(guò)攝像機(jī)的屬性就可以來(lái)完成各種透視、景深及運(yùn)動(dòng)模糊等效果的制作，如圖3所示。

對(duì)于一些較復(fù)雜的三維場(chǎng)景，可以采用三維軟件（如Maya、3ds Max、Cinema 4D等）與After Effects結(jié)合來(lái)制作。只要方法恰當(dāng)，再加上足夠的耐心，就能制作出非常漂亮和逼真的三維場(chǎng)景，如圖4所示。

在A(yíng)fter Effects的三維坐標(biāo)系中，最原始的坐標(biāo)系統(tǒng)的起點(diǎn)是在左上角，x軸從左向右不斷增加，y軸從上到下不斷增加，而z軸是從近到遠(yuǎn)不斷增加，這與其他三維軟件中的坐標(biāo)系統(tǒng)有比較大的差別。

在操作三維圖層對(duì)象時(shí)，可以根據(jù)軸向來(lái)對(duì)物體進(jìn)行定位。在Tools（工具）面板中，共有3種定位三維對(duì)象坐標(biāo)的工具，分別是Local Axis Mode（局部坐標(biāo)系）、World Axis Mode（世界坐標(biāo)系）和View Axis Mode（視圖坐標(biāo)系）。

（1）Local Axis Mode（局部坐標(biāo)系）是采用對(duì)象自身的表面作為對(duì)齊的依據(jù)，對(duì)于當(dāng)前選擇對(duì)象與世界坐標(biāo)系不一致時(shí)特別有用，可以通過(guò)調(diào)節(jié)Local Axis Mode（局部坐標(biāo)系）的軸向來(lái)對(duì)齊世界坐標(biāo)系。

（2）World Axis Mode（世界坐標(biāo)系）對(duì)齊于合成空間中的絕對(duì)坐標(biāo)系，無(wú)論如何旋轉(zhuǎn)3D圖層，其坐標(biāo)軸始終對(duì)齊于三維空間的三維坐標(biāo)系，x軸始終沿著水平方向延伸，y軸始終沿著垂直方向延伸，而z軸則始終沿著縱深方向延伸。

（3）View Axis Mode（視圖坐標(biāo)系）對(duì)齊于用戶(hù)進(jìn)行觀(guān)察的視圖軸向。例如，在一個(gè)Custom View（自定義視圖）中對(duì)一個(gè)三維圖層進(jìn)行Rotation（旋轉(zhuǎn)）操作，并且在后面還繼續(xù)對(duì)該圖層進(jìn)行各種變換操作，它的軸向仍然垂直于對(duì)應(yīng)的視圖。

對(duì)于攝像機(jī)視圖和自定義視圖，由于它們同屬于透視圖，所以即使z軸垂直于屏幕平面，但還是可以觀(guān)察到z軸；對(duì)于正交視圖而言，由于它們沒(méi)有透視關(guān)系，所以在這些視圖中只能觀(guān)察到x、y兩個(gè)軸向。

● 燈光系統(tǒng)

結(jié)合三維圖層的材質(zhì)屬性，可以讓燈光影響三維圖層的表面顏色，同時(shí)還可以為三維圖層創(chuàng)建陰影效果，在A(yíng)fter Effects中可以創(chuàng)建四種不同的燈光系統(tǒng)。

（1）Parallel（平行光）類(lèi)似于太陽(yáng)光，具有方向性，并且不受燈光距離的限制，也就是說(shuō)光照范圍可以是無(wú)窮大，場(chǎng)景中的任何被照射的物體都能產(chǎn)生均勻的光照效果，但是只能產(chǎn)生尖銳的投影。

（2）Spot（聚光燈）可以產(chǎn)生類(lèi)似于舞臺(tái)聚光燈的光照效果，從光源處產(chǎn)生一個(gè)圓錐形的照射范圍，從而形成光照區(qū)和無(wú)光區(qū)。Spot（聚光燈）同樣具有方向性，并且能產(chǎn)生柔和的陰影效果和光線(xiàn)的邊緣過(guò)渡效果。

（3）Point（點(diǎn)光源）類(lèi)似于沒(méi)有燈罩的燈泡的照射效果，其光線(xiàn)以360度的全角范圍向四周照射出來(lái)，并且會(huì)隨著光源和照射對(duì)象距離的增大而發(fā)生衰減現(xiàn)象。雖然Point（點(diǎn)光源）不能產(chǎn)生無(wú)光區(qū)，卻也可以產(chǎn)生柔和的陰影效果。

（4）Ambient（環(huán)境光）沒(méi)有燈光發(fā)射點(diǎn)，也沒(méi)有方向性，不能產(chǎn)生投影效果，不過(guò)可以用來(lái)調(diào)節(jié)整個(gè)畫(huà)面的亮度，可以和三維圖層材質(zhì)屬性中的Ambient（環(huán)境光）屬性一起配合使用，來(lái)影響環(huán)境的色調(diào)。

● 攝像機(jī)系統(tǒng)

攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)拍攝方式主要包含推、拉、搖、移等形式，而運(yùn)動(dòng)攝像符合人們觀(guān)察事物的習(xí)慣，在表現(xiàn)固定景物較多的內(nèi)容時(shí)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)鏡頭，可以讓固定景物變?yōu)榛顒?dòng)的畫(huà)面，增強(qiáng)畫(huà)面的活力和表現(xiàn)力。

在A(yíng)fter Effects中創(chuàng)建一個(gè)攝像機(jī)后，可以在攝像機(jī)視圖中以任意距離和任意角度來(lái)觀(guān)察三維圖層的效果，就像在現(xiàn)實(shí)生活中使用攝像機(jī)進(jìn)行拍攝一樣方便。After Effects中的攝像機(jī)是以圖層的方式引入到合成中的，這樣可以在一個(gè)合成項(xiàng)目中對(duì)同一場(chǎng)景使用多臺(tái)攝像機(jī)來(lái)進(jìn)行觀(guān)察和渲染。

對(duì)于攝像機(jī)圖層，可以通過(guò)調(diào)節(jié)Position（位置）和Point of Interest（目標(biāo)點(diǎn)）屬性來(lái)設(shè)置攝像機(jī)的拍攝內(nèi)容。在移動(dòng)攝像機(jī)時(shí)，除了采用直接調(diào)節(jié)參數(shù)以及移動(dòng)其坐標(biāo)軸的方法外，還可以通過(guò)直接拖拽攝像機(jī)的圖標(biāo)來(lái)自由移動(dòng)其位置。

攝像機(jī)的Point of Interest（目標(biāo)點(diǎn)）主要起定位攝像機(jī)的作用。在默認(rèn)情況下，Point of Interest（目標(biāo)點(diǎn)）的位置在合成的中央，可以使用調(diào)節(jié)攝像機(jī)的方法來(lái)調(diào)節(jié)目標(biāo)點(diǎn)的位置。

在A(yíng)fter Effects中，有4個(gè)攝像機(jī)控制工具可以來(lái)調(diào)節(jié)攝像機(jī)的位移、旋轉(zhuǎn)和推拉等操作，分別是：①Unified Camera Tool（統(tǒng)一攝像機(jī)工具）：選擇該工具后，使用鼠標(biāo)左鍵、中鍵和右鍵可以分別對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移和推拉操作。②Orbit Camera Tool（攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)工具）：選擇該工具后，可以以目標(biāo)點(diǎn)為中心來(lái)旋轉(zhuǎn)攝像機(jī)。③Track XY Camera Tool（攝像機(jī)XY平移工具）：選擇該工具后，可以在水平或垂直方向上平移攝像機(jī)。④Track Z Camera Tool（攝像機(jī)Z平移工具）：選擇該工具后，可以在三維空間中的Z軸上平移攝像機(jī)，但是攝像機(jī)的視角不會(huì)發(fā)生改變。

本期專(zhuān)欄的介紹到此結(jié)束，在后續(xù)的專(zhuān)欄中筆者將繼續(xù)介紹和講解其他模塊的具體技術(shù)。