數字技術下的影視特效技術研究

摘? 要：隨著現代信息技術的飛速發(fā)展，數字化的新時代已經到來。現如今計算機技術已被廣泛地應用在影視作品的制作中，影視特效技術也隨之取得了長足的進步。數字技術下的影視特效技術為影視作品平添了許多動人心魄的視覺奇觀，為影視傳媒行業(yè)帶來更大的發(fā)展空間。為此，從影視特效的概念與發(fā)展出發(fā)，探索影視特效技術具體的操作方法及流程，進而對影視特效技術進行全面的剖析與研究。

關鍵詞：影視特效技術;計算機;數字化

中圖分類號：TP39 ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2022）04-0100-05

Research on Film and Television Special Effects Technology under Digital Technology

WANG Xiangjun

（Shandong Huayu University of Technology， Dezhou? 253034， China）

Abstract： With the rapid development of modern information technology， the new era of digitization has come. Nowadays， computer technology has been widely used in the production of film and television works， and film and television special effects technology has made great progress. The film and television special effects technology under the digital technology has added many soul stirring visual wonders to the film and television works， and brought greater development space to the film and television media industry. Therefore， starting from the concept and development of film and television special effects， this paper explores the specific operation methods and processes of film and television special effects technology， and then makes a comprehensive analysis and research on film and television special effects technology.

Keywords： film and television special effects technology; computer; digitization

0? 引? 言

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，信息傳播越發(fā)快速高效。電影、電視、網絡等媒體在業(yè)內取得了很多令人矚目的成就。影視傳媒行業(yè)經過數百年的發(fā)展，也逐漸形成了自身成熟、豐富、自成一體的視覺語言藝術。近些年也開始將多種媒體、學科與技術相融合，形成理論與技術完美契合的綜合類學科，并呈現出蓬勃發(fā)展的良好態(tài)勢。其中影視特效技術尤為突出，成為推動影視傳媒行業(yè)繁榮發(fā)展的重要部分。

影視特效通過計算機圖像生成、數字影像處理、虛擬現實技術以及動畫合成技術的有機組合，實現了鏡頭連接和特殊效果創(chuàng)造，為人們呈現出許多嘆為觀止的畫面，讓許多不可能實現的畫面成為可能。

1? 影視特效概述

1.1? 影視特效的概念

影視特效又稱“VFX”，是英文單詞Visual Special Effects的縮寫，直譯過來就是“視覺特效”，指除真人拍攝之外所用到各種各樣的工具和手段創(chuàng)造出的圖像。簡單來說就是在影視作品中人工制造出來的假象和幻覺。一方面，影視制作者可以通過影視特效來避免演員身處危險的境地，減少影視作品的制作成本;另一方面，也使影視作品能夠呈現出更具震撼力的畫面。

1.2? 影視特效技術的發(fā)展

1.2.1? 傳統的影視特效技術

在早期的膠片時代，計算機技術還沒有被廣泛運用到影視作品中，影視后期只能做到簡單的剪輯、拼貼。傳統的影視特效主要是利用化妝、搭景、煙火等方式制作特效。例如大家熟知的86版《西游記》片頭孫悟空翻筋斗云的畫面，是利用蹦床跳上去，后期再加入森林、天空的背景，體現出孫悟空一個筋斗十萬八千里的效果，如圖1、圖2所示。接下來孫悟空在空中騰云駕霧的畫面，則是利用棉花制作出云朵的形態(tài)，再將背景和演員拼貼上去來實現的，如圖3所示。片中的背景都是先進行實體搭建，再放入煙霧，營造天宮的氛圍，如圖4所示。片中所有的妖魔鬼怪均是由化妝、戴面具來實現，如圖5所示。

1.2.2? 數字時代的影視特效技術

隨著科技的創(chuàng)新發(fā)展，影視作品的后期制作過程也開始廣泛使用計算機技術，這大大提高了人們觀看影視作品的感官體驗。傳統的化妝、布景等方式實現的影視特效已經無法滿足人們日益提高的觀影體驗。影視作品開始利用計算機來實現特效，影視特效進入CG的時代。CG是英文Computer Graphics的縮寫，也叫計算機動畫，意指利用計算機技術進行視覺設計和生產。利用CG特效幾乎可以實現任何超乎人類想象的畫面，使影視作品的畫面得到極大的豐富。

數字化時代下，影視特效技術基于計算機軟硬件，利用計算機圖形圖像原理及動畫合成技術將所拍攝的畫面進行后期的加工與制作。目前，影視特效不僅廣泛應用于科幻類、戰(zhàn)爭類、神話類、動畫類等影視作品中，在影視作品的片頭、片尾以及影視廣告中也應用頗多。

2? 影視特效制作流程

2.1? 場景搭建

在影視特效制作過程中，為創(chuàng)造出真實世界中不存在的角色或環(huán)境，首先需要模擬建立現實世界中沒有的場景，場景的搭建主要分為人物面容造型及環(huán)境搭建。

2.1.1? 人物面容造型

影視作品中，人物的面容造型技術自電影誕生之日起就隨之出現，包含兩種形式：一種是傳統的特效化妝，另一種則是基于CG技術實現的“數字整形”，這兩大部分組成了現如今的特效化妝技術。

2.1.1.1? 特效化妝

隨著科學技術的飛速發(fā)展，傳統的特效化妝也開始運用計算機技術。特效化妝是一系列復雜的工作過程：首先要繪制草圖，使用計算機三維軟件依照草圖進行建模;然后對演員的頭部進行翻模，準確得到演員的石膏頭模后，依照之前的草圖及模型，在石膏頭模上進行雕塑，得到能夠粘貼在演員面部或身體上的假皮。利用化妝技術將假皮貼合到演員面部，再利用色彩和畫筆進行細節(jié)的定妝，大到骨骼的塑造，小到肌膚的紋理，使之形成惟妙惟肖的效果。例如《權力游戲》中“夜王”的面部形象就是通過特效化妝實現的，如圖6所示。

2.1.1.2? 數字整形

數字整形是影視特效技術進入CG時代才開始出現的一種技術，即運用動作捕捉、3D建模術和面部捕捉等CG技術進行數字整形。例如，電影《魔獸》中獸人的面部就是通過面部標記點，配合高分辨率頭戴式相機設備與姿態(tài)捕捉系統，捕捉演員面部微小表情，追蹤面部標記，同時利用三維軟件改變或重構角色形象，如圖7所示。

2.1.2? 環(huán)境搭建

環(huán)境搭建的常用手段主要有布景與實物模擬，由美術置景部門完成，布景主要是為了滿足實景拍攝的需要而建立實物背景。實物模擬則屬于影視特效的范疇，主要指特效影片中常見的“綠幕”“藍幕”等，即按照1：1比例搭建的不具備實際效果的背景。目的是方便后期摳像制作。

2.2? 計算機合成技術

計算機合成是影視特效制作中的重要環(huán)節(jié)，隨著計算機技術的普及，合成技術也逐步成熟，現在的影視作品，利用計算機合成技術與3D技術的有機結合，使影視特效邁入高效率、高分辨率、高水平的時代，影視特效合成的影視作品也越來越精致。

2.2.1? 二維合成技術

影視特效技術所使用的專業(yè)二維合成軟件主要是AfterEffect，從軟件操作界面與操作方式上，可以看出其最根本的設計理念是基于圖層進行制作。以摳像等主要手段實現圖層的合成。例如，顏色鍵摳像（Color Key）如圖8所示，運用指定一種色彩來進行摳像的方式操作;亮度鍵摳像（Luma Key）如圖9所示，通過指定圖像的亮度或對比度摳出該層圖像上所有區(qū)域的指定色彩信息;線性顏色鍵摳像（Linear Color Key）如圖10所示，通過指定色彩上的RGB、色調或飽和度信息以建立透明度的方式進行操作等。通過多種摳像手段實現各種難度的合成。通過蒙板軌道（TrkMat）、遮罩（mask）以及邊緣處理等特效來調整細節(jié)，實現實景與特效的完美融合。使諸多原本不可能實現的畫面變?yōu)榭赡堋?/p>

2.2.2? 計算機三維動畫合成技術

影視特效中三維合成技術運用到軟件主要有3Dmax、Maya、Cinema 4D、Realfow等三維軟件。這些軟件都有各自的側重點，例如3Dmax具有先進的渲染和仿真功能，強大的繪圖、紋理和建模工具集以及流暢的多應用工作流，其更加側重于場景、建筑、環(huán)境等方面的設計;Maya改善了多邊形建模，通過新的運算法則提高了性能，所擁有的多線程支持可以使其充分利用多核心處理器的優(yōu)勢，從而大大提高了其在電影、電視、游戲等領域開發(fā)、設計、創(chuàng)作的工作流效率，更加側重于影視、動畫領域大規(guī)模的生產運作;而Cinema4D的制作效率與簡潔性更高，在平面設計、UI設計方面有很多更強大的模塊，所以更多地應用于影視后期包裝;Realfow則能夠模擬較為真實的流體動力學，更適合制作出較為真實的河流、瀑布、火焰等效果。這些功能強大的三維軟件為影視作品創(chuàng)造了更多的可能性，使蒙太奇的最小單位“鏡頭”解構出更多的元素，將二維的視頻畫面進一步細分出三維場景中的更多模型與元素。

影視后期特效中的三維動畫合成技術需要執(zhí)行一系列復雜的流程：

首先，需要根據草圖進行模型與場景的構建（建構模型之前需要先確定適用的模型）。建模的種類通常包括多邊形（polygon）建模，主要通過細分、擠壓、拉伸、平滑等多種方式將幾何圖形捏出最終的模型，如圖11所示;非均勻有理B樣條建模（Non-Uniform Rational B-Spline， NURBS），一般是基于點線面的原理，按照由點呈線、由線成面、由面成體的思路，通過旋轉、放樣、擠出、平面化等命令最終制作出模型，如圖12所示;細分曲面建模（subdivision surface）則是將復雜的物體制作過程簡單化。與NURBS建模和多邊形建模相比，細分曲面建模結合了兩種建模方式的優(yōu)點，既擁有靈活的拓撲結構，又能夠最大限度地保持平滑，如圖13所示。

其次，需要對建構好的模型及場景進行材質的添加和燈光的設置，材質的選擇需要根據不同物體的表面屬性來確定，通過顏色、透明度、環(huán)境、自發(fā)光以及凸凹、高光、鏡面、漫反射、反射、折射等物理屬性來調整，以求達到更加真實的效果。

再次，需要對模型進行動畫處理。也就是使前期制作而成的模型“動”起來，動畫處理主要包括模型動畫處理、虛擬攝像機處理以及骨骼動畫、表情動畫動力學等細節(jié)的處理，通過關鍵幀和路徑兩種方式進行處理。利用虛擬攝像機調整場景的機位方向、高度、角度、虛實、遠近、景深、聚焦等參數設置;骨骼動畫和表情動畫等細節(jié)處理可通過真人演員的面部表情捕捉、動作捕捉進行制作。而動力學主要是針對自然界的粒子、流體進行模擬，例如輕煙、爆炸、火焰、水、風，等等。

最后，需要對三維模型及場景進行渲染和輸出。一般是輸出帶有Alpha通道的圖片序列文件，再導入AfterEffect軟件與實景進行合成。

3? 數字技術下影視特效技術的意義

3.1? 時空觀念的革新

影視特效技術的介入使影視作品在時空觀念上產生了革新，影視創(chuàng)作者獲得了逆轉時空的能力，促使一系列超現實主義影片、科幻片、魔幻片、驚悚片的藝術價值與商業(yè)價值得到了質的飛躍。例如在視覺特效領域具有劃時代意義的電影《黑客帝國》，影片中的“子彈時間”就突破了傳統電影中時空的束縛，利用計算機輔助的攝影技術改變正常的畫面速度，實現變速，最終實現使慢鏡頭得到強化或是使時間停止的效果，如圖14、圖15所示。這種浪漫化的鏡頭處理方式使影視作品中的時空被延長、場景及空間得以加強，美學效果也得到了提升。這一系列革新都要歸功于影視特效技術，而影視特效技術的發(fā)展也使《黑客帝國》系列電影由最初需要幾十臺移動攝影機按軌道環(huán)繞拍攝的傳統拍攝形式演變成更為高級的全息捕捉技術、虛擬現實技術等，呈現出讓人無比震撼的時空靜止畫面，使人們重新審視了真實世界的時空觀念。

3.2? 打破傳統視聽語言的傳播內容

傳統的視聽語言是一種利用聲音對人類聽覺器官的刺激而完成信息傳遞的藝術語言，在視聽感官上具有二維的局限性。而加入了影視特效技術的視聽語言，給觀眾帶來的視聽感受更加豐富，3D影音特效、杜比音效、虛擬現實空間體驗、交互式影音等多種視聽模式，更是極大程度上調動了人的感知器官，為觀眾帶來極富刺激的視覺體驗，同時也拓寬了影視創(chuàng)作者的表現空間。

3.3? 革新了影視后期制作手段

影視特效技術伴隨著計算機技術的發(fā)展，為影視制作提供了強大的技術支撐，例如影視作品的色彩與光影運用特效技術，基于計算機虛擬現實場景，在實際拍攝中利用計算機視頻處理軟件進行優(yōu)化，可以隨意更改銳化、白平衡、對比度、透明度等參數，實現現實世界無法呈現的色彩與光影，增強了創(chuàng)作者對光影的表現力，而光影與色彩也逐漸成為影視創(chuàng)作者表達主題與思想的美學語言。

影視工作者運用影視特效技術使影視后期制作得到了很大程度上的革新。數字化技術下的影視特效時代，影視作品不再像傳統拍攝中所經歷的簡單過程：先進行場景、造型設計，攝像師進行拍攝，剪輯師在剪輯臺上進行拼接最后進行放映;而是先由美工師利用3D軟件進行場景和角色的建模設計，使前期的概念圖可以得到全方位的展示，大大提高了畫面的視覺效果，使工作人員后期的工作流程更加清晰，并可以根據需要隨時調整。在拍攝的過程中則可以運用3D高清攝像機完成很多傳統拍攝手法無法實現的畫面，達到更優(yōu)的畫面效果。后期則運用計算機處理技術、特效合成技術對影片進行剪輯與合成，給影視后期制作人員提供更多施展創(chuàng)意的平臺，并使后期制作流程得到簡化，使整部影視作品的質量得以提升。

數字化技術下的影視特效技術革新了影視后期制作手段，將許多不可能在現實世界中看到的景象呈現在人們眼前，創(chuàng)造出令人無限神往的夢幻世界。

3.4? 優(yōu)化了觀眾的觀影體驗

數字技術下的影視特效技術給影視產業(yè)帶來了跨越式的變革，IMAX巨幕電影院3D、4D數字電影的出現，大大提升了影視作品的視覺體驗，為觀眾帶來身臨其境的強烈沖擊，使觀眾與影片實現了互動與交流。數字影視特效技術對人體結構進行解構，為觀眾呈現出如阿凡達、金剛、綠巨人、變種人、機器人、喪尸等一系列超越人體生理極限的生物;利用虛擬現實技術建構出無限的異世界，為人們帶來了前所未有的影像奇觀。

數字影視特效技術還打破了電影、電視、網絡之間的界限，使各種娛樂模式得到了融合發(fā)展，不但給人們帶來多層次的體驗，也帶動了人們娛樂方式的變革。

4? 結? 論

影視特效技術從誕生之初的淺顯粗陋到如今的新奇精湛離不開數字科技的發(fā)展，數字化的影視特效技術，在道具制作、三維動畫、后期合成、配光等方面都是基于計算機技術，運用計算機強大的合成技術、影像處理技術、數字運算能力使影視作品能夠為觀眾帶來高品質，極富沖擊力的視覺奇觀，不斷提高人們的觀影體驗，持續(xù)創(chuàng)新，使人們的精神生活得到前所未有的滿足。

參考文獻：

[1] 夏冠湘.數字影視特效制作技術淺析 [J].科技傳播，2017，9（6）：48-50.

[2] 王星博.數字影視設計中的特效研究 [D].長春：吉林藝術學院，2016.

[3] 姚睿，牛波波.從特效化妝到“數字整形”：電影面容造型技術的演變發(fā)展 [J].電影新作，2021（3）：135-142.

[4] 李慧婷.淺析數字影視特效制作技術 [J].明日風尚，2018（14）：381.

[5] 趙書英.數字技術下的影視特效設計和動畫合成技術 [J].微型電腦應用，2018，34（10）：53-55.

[6] 藍雪銘.數字技術下影視特效設計和動畫合成技術探討 [J].科技傳播，2019，11（17）：86-87.

作者簡介：王湘君（1997—），女，漢族，黑龍江雞西人，教師，碩士，研究方向：新媒體藝術。