基于After Effects中Form濾鏡下的三維粒子特效研究與應(yīng)用

王少豪

摘要：After Effects作為Adobe公司推出的一款圖形視頻后期處理軟件，在很多影視作品的特效制作中都有廣泛的應(yīng)用，有著非常強(qiáng)大的功能和受眾群體。同時(shí)，還有很多第三方為其設(shè)計(jì)生產(chǎn)各種效果插件，其中，目前行業(yè)中流行的粒子特效更是頻頻出現(xiàn)在各大影視、節(jié)目與廣告作品之中。本文將以Form粒子特效為例，對(duì)粒子特效中難以把握的復(fù)雜設(shè)置與粒子空間運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行深入的研究。

關(guān)鍵詞：Form；粒子；Base Form；貼圖；三維

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）28-0211-02

Form濾鏡是Trapcode公司發(fā)布的一款基于網(wǎng)絡(luò)的三維粒子插件，有六大類、61種預(yù)置效果，內(nèi)置的音頻分析可以將音樂節(jié)奏與色彩、透明度等參數(shù)相互關(guān)聯(lián)，與AE完美結(jié)合。和以往的粒子效果如particular不同，F(xiàn)orm粒子沒有物理學(xué)設(shè)置，沒有產(chǎn)生、壽命與死亡等基本屬性，它的粒子一開始就已經(jīng)存在。可以通過不同的貼圖置換圖層與場(chǎng)來調(diào)整控制粒子的大小形狀等屬性生成動(dòng)畫。非常適合制作抽象復(fù)雜的幾何圖形以及模擬現(xiàn)實(shí)世界流水、附著水滴、沙體、煙霧及火焰等特效。有了Form粒子的幫助，Particular粒子也可以制作出更加逼真的雨雪效果。本文將從具體實(shí)例出發(fā)，對(duì)Form粒子進(jìn)行研究。

1 Form濾鏡簡(jiǎn)介

Form濾鏡主要通過11個(gè)選項(xiàng)系統(tǒng)來模擬粒子形態(tài)。Base Form為粒子的基本形態(tài)系統(tǒng)；Particle作為控制粒子的基本屬性系統(tǒng)；Quick Maps為快速貼圖系統(tǒng)；Layer Maps則是將圖層貼圖置換給粒子的圖層貼圖系統(tǒng)；Audio React是一套音頻與粒子關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)，如音頻節(jié)奏賦予給粒子，從而產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的變化；Disperse and Twist為控制粒子旋轉(zhuǎn)分散等形狀設(shè)置的分離扭曲系統(tǒng)；Fractal Filed是分形噪波系統(tǒng)，常在貼圖動(dòng)畫時(shí)配合使用；Kaleidospace為鏡像系統(tǒng)，主要用于制作背景時(shí)通過中心對(duì)稱的粒子來制作紋理；Transform World系統(tǒng)通過Z軸設(shè)置，開啟粒子的三維屬性；Visibility系統(tǒng)控制粒子的距離和范圍；最后是Render Mode系統(tǒng)作為合成最后的預(yù)覽模式。

2 Form濾鏡使用方法

與一般的濾鏡使用方法相同，通過在合成窗口中新建一個(gè)固態(tài)層來添加應(yīng)用Form特效，然后就可以通過預(yù)置效果或者11個(gè)選項(xiàng)系統(tǒng)來進(jìn)行具體的參數(shù)設(shè)置。另外，在設(shè)置粒子的3D運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用三維空間中創(chuàng)建攝像機(jī)位移動(dòng)畫比設(shè)置圖層空間屬性更加容易與便利，所以往往不會(huì)通過更改固態(tài)層的空間位置屬性來完成粒子的運(yùn)動(dòng)，而是通過建立攝像機(jī)位置與目標(biāo)點(diǎn)屬性動(dòng)畫來達(dá)到最后的目的。

3 Form濾鏡實(shí)例研究

針對(duì)不同的類型特效需要設(shè)置不同的系統(tǒng)參數(shù)，以制作沙化文字與火焰效果為例，對(duì)Form進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置與粒子運(yùn)動(dòng)控制。

3.1 沙化文字制作

將“After Effects”文字制作成沙化效果，主要考慮到Base Form與Fractal Field兩大系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

1）類似于Particular粒子發(fā)射器的設(shè)定，Base Form主要對(duì)網(wǎng)格類型、大小、位置、旋轉(zhuǎn)以及粒子密度等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如圖所示，考慮設(shè)計(jì)成網(wǎng)格類型，需要注意的是，Particles in X、Y、Z為在范圍內(nèi)X軸Y軸Z軸方向上粒子的數(shù)量，由于硬件渲染速度限制，特別是在Z軸上的數(shù)值，因此設(shè)定Z軸數(shù)量為5。

2）Fractal Field系統(tǒng)實(shí)際是一種模擬四度空間的程序貼圖，它在常規(guī)的三維空間中，加入了時(shí)間概念，可以說，粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)主要取決于該系統(tǒng)。系統(tǒng)基于X軸Y軸Z軸方向，并且根據(jù)時(shí)間的變化而產(chǎn)生波浪分型噪波。其中，Affect Size定義了噪波影響粒子大小程度；Opacity影響到粒子的不透明度；Displacement Mode置換模式設(shè)置噪波的偏移方式。在本例中，設(shè)計(jì)Displace Mode模式為XYZ Linked同時(shí)控制XYZ三個(gè)軸進(jìn)行粒子運(yùn)動(dòng)，粒子大小不透明度設(shè)置為默認(rèn)。另外，F(xiàn)low Evolution控制噪波運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的流動(dòng)速度，設(shè)置Flow Evolution隨機(jī)數(shù)值為20使噪波運(yùn)動(dòng)。分形和Fractal Sum有兩個(gè)算法選項(xiàng)，Noise和abs（noise），考慮到abs是在原噪波的基礎(chǔ)上加入了一個(gè)絕對(duì)噪波值，渲染產(chǎn)生的噪波邊緣將比較尖銳，而想讓分型噪波的四度空間運(yùn)行更為平滑，將設(shè)定Fractal Sum算法為Noise，在原噪波的基礎(chǔ)上疊加一個(gè)有規(guī)律的波浪噪波，整個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)將更加貼合。作為調(diào)節(jié)噪波的Gamma屬性，設(shè)置值越小，則噪波亮度對(duì)比越大，反之越小。F縮放定義了噪波的尺寸大小，值越小則產(chǎn)生的噪波越平滑，值越大，產(chǎn)生的噪波細(xì)節(jié)越多。Complexity（復(fù)雜度）設(shè)置組成波浪噪波函數(shù)噪波層的數(shù)量，值越大，噪波的細(xì)節(jié)越多。具體設(shè)置參數(shù)如圖。

此外由于要將沙化賦予給文字合成，還需要設(shè)置layer Maps圖層貼圖。圖層貼圖與快速貼圖相似，本例中，將貼圖文字模式Map over轉(zhuǎn)化為XY平面內(nèi)顯示的圖像，而粒子的顏色則采用貼圖的顏色，因此Functionality屬性設(shè)置為RGBA to RGBA。為了細(xì)化粒子的效果，還可以通過發(fā)散扭曲、變換、運(yùn)動(dòng)模糊等參數(shù)進(jìn)行細(xì)化設(shè)置。而粒子運(yùn)動(dòng)的3D深度觀感則可以通過攝像機(jī)屬性進(jìn)行設(shè)置，最后生成如圖所示的效果。

3.2 火焰特效制作

不同類型特效需要設(shè)置參數(shù)不同，和沙化文字相比，火焰的制作主要區(qū)別在于Base Form為球形Sphere-Layered、Particle火焰顏色與透明度設(shè)置、調(diào)整Fractal Field的參數(shù)使其貼近火焰的屬性以及Quick Maps快速貼圖設(shè)置，這里重點(diǎn)研究快速貼圖設(shè)置。

當(dāng)Base Form設(shè)計(jì)為球體時(shí)，圖層貼圖將自動(dòng)不可用，而此時(shí)，我們通過快速貼圖來設(shè)計(jì)火焰的平滑與層次，使火焰更加逼真。快速貼圖與圖層貼圖的區(qū)別在于不需要借助于圖層合成，可以在Form濾鏡中直接制作，同時(shí)也可以提高粒子的渲染速度。快速貼圖的設(shè)置共分兩種，數(shù)值與顏色。在本例中主要考慮設(shè)置3種數(shù)值貼圖制作火焰，如圖所示。

數(shù)值貼圖主要分三塊區(qū)域：手動(dòng)繪制區(qū)域、預(yù)制區(qū)域以及命令區(qū)域。在手動(dòng)繪制區(qū)域中，從上至下代表的數(shù)值由大到小，可以利用鼠標(biāo)繪制的方法繪制出自己想要的曲線圖形，快速置換到粒子層面。同時(shí)，通過預(yù)置的六種曲線圖形生成想要的圖案也是不錯(cuò)的方法。此外，在命令區(qū)域中，可以通過五條命令來使貼圖效果更佳豐富：smooth（平滑）、Random（隨機(jī)）、Flip（翻轉(zhuǎn)）、Copy（復(fù)制）、Paste（粘貼）。考慮到火焰為自下而上燃燒，且火苗粒子噴射的隨機(jī)性因此Map#1設(shè)計(jì)成Y軸方向size隨機(jī)曲線，粒子有大有小，同時(shí)又兼顧到了火苗粒子的透明度；Map#2設(shè)計(jì)為Y軸方向的火焰強(qiáng)弱曲線，很好地控制了火焰的大??；最后Map#3設(shè)計(jì)為火焰自下而上的透明度，下層較為不通透，而上層則漸漸隱去。最后，火焰頂層視圖如圖所示。

4 渲染輸出

粒子運(yùn)動(dòng)常常還會(huì)伴隨一定的光感效果，在After Effects中，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光感，同時(shí)也可為三維圖層創(chuàng)建陰影效果，可以考慮添加light燈光層，通過light settings燈光設(shè)置，調(diào)整燈光的類型、強(qiáng)度、角度以及羽化等參數(shù)。此外還可以考慮添加各類光效濾鏡如Trapcode公司的starglow等增加粒子光感的效果。最終的合成渲染需要通過Advanced 3D渲染器進(jìn)行渲染，而在渲染燈光陰影時(shí)，采用陰影貼圖渲染方式由計(jì)算機(jī)自行計(jì)算陰影的分辨率。

本文從具體實(shí)例出發(fā)，主要探討了三維粒子Form在設(shè)計(jì)制作一些具體特效時(shí)如何考慮設(shè)計(jì)屬性參數(shù)來把握具體的粒子空間運(yùn)動(dòng)，最后達(dá)到想要的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王少偉，陳曉青，李頌.影視特效粒子系統(tǒng)研究[J].軟件導(dǎo)刊，2012（4）.

[2] 劉雪梅.數(shù)字影視特效設(shè)計(jì)制作與動(dòng)畫合成方法的運(yùn)用[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用 2014.

[3] 臧冠男.淺析After Effects在影像制作中的應(yīng)用[J].吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2010.