“三渲二”和二維技術在動畫制作中的應用研究

梁天昊 柴艷霞

河北傳媒學院,河北石家莊 051430

隨著科學技術的不斷進步,三維動畫的制作以及制作流程已經(jīng)非常完善,且達到了驚人的水平,諸如《冰雪奇緣》《哪吒之魔童降世》《蜘蛛俠:平行宇宙》《我叫江小白》等優(yōu)秀作品層出不窮,而以“三渲二”技術渲染的動畫制作流程還處于發(fā)展階段,市場上涌現(xiàn)出諸如《我是江小白》《斬服少女》《寶石之國》等優(yōu)秀動畫,也證明了“三渲二”動畫已經(jīng)被觀眾所認可,2019年,《我失去了我的身體》“三渲二”動畫獲得昂西動畫節(jié)水晶球大獎,也體現(xiàn)出“三渲二”這種動畫表現(xiàn)形式已經(jīng)受到了業(yè)界的關注與認可。從二維動畫市場逐漸走低、三維動畫出現(xiàn)到三維動畫制作流程的成熟與完善,再到 “三渲二”動畫的融合應用,表明動畫市場正在發(fā)生著變革且趨向融合。

1 二維技術和“三渲二” 技術

1.1 二維技術

二維動畫一般指平面動畫,平面動畫最初制作方式為紙質(zhì)手繪,后隨著電腦的出現(xiàn),電腦手繪成為二維動畫創(chuàng)作的主要方式。二維動畫的表現(xiàn)效果以平面為主。二維動畫的主流制作過程是以手繪方式將動畫人物和場景展現(xiàn),并隔幀逐個繪制,然后錄入電腦通過隔幀繪制的動畫進行補幀處理,然后再對動畫進行配音配樂剪輯,最終成為完整流暢的二維平面動畫。二維平面動畫極具藝術表現(xiàn)力,可以實現(xiàn)各種不同風格類型的動畫。但是二維動畫逐幀繪制的制作過程費時費力,這是二維動畫先天的劣勢,但是二維繪制的自由性以及夸張表現(xiàn)手法的應用,也讓平面動畫一直作為一種重要的動畫形式存在。

1.2 “三渲二”技術

隨著電腦技術的發(fā)展與普及,三維動畫技術不斷發(fā)展,三維動畫通過軟件來提供虛擬的三維空間進行人物與環(huán)境的創(chuàng)作,利用建模、材質(zhì)、燈光、渲染工具來實現(xiàn)真實立體的生活場景與角色模型,有著更加立體的表現(xiàn)效果。而為了利用三維動畫技術的高效性來實現(xiàn)二維動畫風格,“三渲二”技術應運而生?！叭侄敝饕侵咐萌S動畫技術來實現(xiàn)二維平面動畫風格的技術,這是一種為了塑造非真實感藝術風格而誕生的渲染技術。動畫制作人員需要在三維軟件中,對動畫人物或環(huán)境進行建模,為模型進行骨骼綁定、材質(zhì)指定、創(chuàng)建燈光以及渲染成片,最后通過后期合成軟件對動畫效果進行合成剪輯配音,最終成片。其中最重要的部分在于材質(zhì)指定,需要為模型進行二維材質(zhì)綁定,這樣才能使最終呈現(xiàn)效果風格接近二維平面動畫?！叭侄奔夹g既具有三維動畫技術的高效率也具有二維手繪技術的夸張表現(xiàn)方式,同時其動畫風格既具有三維動畫立體生動的特點也具有二維動畫平面風格的多樣性。

1.3 二維技術與 “三渲二”技術之間的對比與結(jié)合

二維動畫與“三渲二”動畫在技術上有著共通之處,也有一定的差異。首先二維技術與“三渲二”技術在造型流程上有一定相似之處,造型作為動畫前期制作的核心部分,決定了整體動畫的風格走向,不論是二維技術還是 “三渲二”技術都需要在造型部分進行動畫角色的繪制,包括正面、側(cè)面、3/4側(cè)面以及背面等不同角度的繪制。此外,在突出手法上二維技術通常運用手繪讓物體的動作夸張化,而“三渲二”中物體運動遵循軟件內(nèi)的一些運動規(guī)律,并且還會通過材質(zhì)、燈光來豐富物體的質(zhì)感。由于二維動畫與三維動畫在技術上的差異,使兩者風格有所區(qū)別:二維動畫在場景與人物動作的立體感上遠不及三維動畫真實,而三維動畫沒有二維動畫極具表現(xiàn)力的風格與多元性。“三渲二”動畫將二維動畫與三維動畫的優(yōu)勢巧妙融合,取長補短。二維技術與“三渲二”技術的最大區(qū)別在于逐幀手繪與三維模型搭建,逐幀手繪可以完成幾乎所有風格,但是其繪制效率很低,三維模型搭建渲染動畫的效率很高,同時在 “三渲二”中又可以通過對線條的單獨繪制來彌補三維動畫缺失的夸張表現(xiàn)手法。“三渲二”技術在一定程度上將二維動畫技術與三維動畫技術相互結(jié)合,優(yōu)勢互補,突出了兩者在動畫制作流程上的優(yōu)勢。

2 “三渲二” 與二維技術結(jié)合應用的方式

2.1 “三渲二”場景與二維角色結(jié)合

在“三渲二”的場景中融入二維角色動畫,就是指利用三維動畫的空間感優(yōu)勢,在三維軟件中對動畫場景進行建模,然后將二維人物逐幀動畫插入到三維場景中,利用三維軟件的攝像機來讓二維動畫呈現(xiàn),并對三維場景施以二維材質(zhì),將二維動畫人物融入其中,從而保證畫面的一致性。這種表現(xiàn)方式可以突出二維人物的張力,通過二維動畫獨特的扭曲力和彈性力來體現(xiàn)人物的特性,并且可以充分利用“三渲二”下的立體感來增加動畫的真實感,并且保留了二維動畫的風格與特色。在一些粒子動畫中利用“三渲二”形式制作場景可以提高動畫的制作效率,降低動畫制作成本,使用這種方法的影視動畫作品已相繼涌現(xiàn),比如在 《小馬王》中的遠景鏡頭中,搖曳的草地以及遠處馬群的奔跑都是由三維制作渲染為二維,因為大場景中大量的草地粒子,如果用二維繪制將會十分耗費人力。三維粒子動畫簡化了傳統(tǒng)二維繪制粒子動畫的難度,諸如草地、煙霧、雨、雪等粒子動畫都可以通過三維技術制作,提高動畫制作效率,避免二維手繪每幀粒子的復雜過程,在動畫中利用材質(zhì)渲染出 “三渲二”的質(zhì)感來與二維角色相結(jié)合,提高動畫的質(zhì)量與制作效率。

2.2 “三渲二”角色與二維場景結(jié)合

在二維場景中融入 “三渲二”角色,是指動畫內(nèi)的背景是由手繪完成,而動畫內(nèi)的人物是三維動畫二維材質(zhì)。使用這樣的方法可以利用三維軟件中的虛擬攝影機,固定畫面透視視點,并且可以對透視點進行自由調(diào)整,這樣有助于人物動畫與場景背景更好地融合統(tǒng)一,確保人物動作的立體,并且保留了二維場景的獨特風格。比如在國產(chǎn)動畫 《我是江小白》中部分鏡頭便是使用 “三渲二”加動作捕捉制作的角色動畫與二維手繪背景結(jié)合,從細節(jié)來看,“三渲二”的制作人物擁有三維空間感的同時也解決了三維動畫渲染造成的線條僵硬死板的問題,通過二維技術對畫面精修讓很多特寫鏡頭質(zhì)量更高。在一些動畫人物特寫鏡頭中背景往往較為單一,所以使用二維繪制場景降低成本的同時提升動畫制作效率?！叭侄苯巧c二維場景在一些鏡頭中巧妙結(jié)合,在整個動畫中切換不同的制作方式,在確保畫面統(tǒng)一的同時,也帶給觀眾較為理想的視覺效果。

2.3 “三渲二”與二維質(zhì)感結(jié)合

在“三渲二”動畫中實現(xiàn)二維動畫質(zhì)感,是指通過降幀,將流暢的一拍一人物動畫輸出為傳統(tǒng)二維動畫的一拍二,從而實現(xiàn)傳統(tǒng)二維動畫的質(zhì)感,并且通過將三維動畫中的動態(tài)模糊關閉并對動作動畫進行重新繪制,來模擬實現(xiàn)二維動畫中人物動作動畫的獨特質(zhì)感,最后便是 “三渲二”獨有的強烈燈光質(zhì)感與二維材質(zhì)來實現(xiàn)二維動畫中陰影、手繪線的特性,“三渲二”中的燈光與三維中傳統(tǒng)的平滑光照不同,“三渲二”中的陰影與高光部分的顯示為顏色塊,而不是呈梯度式漸變的,這讓三維模型看起來更加平面。這樣的 “三渲二”動畫也呈現(xiàn)了很多優(yōu)秀作品,例如 《蜘蛛俠:平行宇宙》中便使用了“三渲二”來實現(xiàn)二維美漫的質(zhì)感,片中人物動畫運用了大量的一拍二來實現(xiàn)漫畫質(zhì)感,但是為保證動作的流暢在一些激烈運動中讓一拍二變?yōu)榱艘慌囊?或使用二維進行了重新繪制來讓動作更加偏向二維動畫,并且在運動模糊上也不再使用三維動畫中的動態(tài)模糊,而是使用了傳統(tǒng)二維動畫的動作模糊技術——Smear,這種傳統(tǒng)二維動畫技術是為了讓激烈運動的動畫產(chǎn)生過渡,而利用視覺暫留的疊影,重新繪制而成的,這極大地加大了這部影片的二維質(zhì)感,同時也讓物體的運動更富有運動感。并且這部影片利用了二維線條和漫畫式的分鏡轉(zhuǎn)場來實現(xiàn)極為相似于二維美漫的質(zhì)感,這讓觀影者會體驗到具有立體感漫畫的感覺,這是三維與二維碰撞的結(jié)果,這是 “三渲二”和二維結(jié)合上動畫影像實驗的成功案例。《蜘蛛俠:平行宇宙》將 “三渲二”與二維材質(zhì)結(jié)合的技術進一步進行了美學拓展,將三維立體感的動畫賦予二維動畫的夸張、變形等藝術特點,并在二維材質(zhì)上進行了美漫風格的拓展,對“三渲二”動畫有了更多的探索。

3 “三渲二” 軟件實現(xiàn)與優(yōu)化——以Blender為例

3.1 Blender

隨著計算機技術的不斷發(fā)展進步,計算機三維動畫軟件也遍地開花,計算機圖形軟件也在不同領域得到了很好的應用。隨著三維動畫的出現(xiàn),三維圖形渲染軟件也變得越來越多,市場上主流的三維軟件有Cinema 4D、Maya、Houdini、3Ds Max、Blender等,每個三維軟件都有自己獨有的優(yōu)勢,所以在三維動畫的軟件制作選擇上也各有不同,并且隨著三維動畫的發(fā)展和需求的增大,三維動畫制作流程也變得越來越爐火純青,但是對于 “三渲二”這種相對更加新興的渲染制作方式,各個三維軟件都可以實現(xiàn)“三渲二”的效果,但是缺少對于 “三渲二”軟件制作流程的優(yōu)化。Blender作為一款開源三維軟件制作工具,其擁有對 “三渲二”流程所特有的優(yōu)化與渲染,Blender在2020年推出的2.8版本后的Grease Pencil對“三渲二”的工作流起到了提升效率的作用。并且Blender也是很多優(yōu)秀 “三渲二”動畫作品的制作軟件之一,例如戛納國際電影節(jié)國際影評人周單元——最佳長片獎和法國昂西國際動畫電影節(jié)水晶獎、安妮獎最佳獨立故事片的“三渲二”動畫《我失去了我的身體》,并且Blender也受到很多藝術家的青睞,例如法國動畫藝術家Dedouze利用Blender讓2D 動畫與3D 結(jié)合碰撞出了更加立體的二維效果,如圖1所示。所以Blender是“三渲二”動畫制作軟件中較為合適的選擇之一,其開源、免費、獨有的對 “三渲二”制作流程有所提高的Grease Pencil工具使Blender在未來必定會成為“三渲二”動畫制作流程中不可或缺的軟件之一。

圖1 法國漫畫、動畫藝術家Dedouze利用Blender軟件制作的3D與2D結(jié)合的動畫作品

3.2 Grease Pencil

Grease Pencil是Blender內(nèi)的二維動畫工具,它的作用是賦予二維動畫的繪畫圖層,它在Blender的2.8版本之前是作為在三維空間中起稿的輔助線工具,而在Blender 2020 年推出2.8 版本后,Grease Pencil工具得到了大幅的優(yōu)化與提升,它對于二維平面繪制的運行效率以及泛用性得到了巨大提升,是使用Blender制作 “三渲二”動畫中不可或缺的工具。

首先,在傳統(tǒng)的動畫制作流程中,動畫的前期美術環(huán)節(jié)是非常重要同時也是較為耗費時間的一個流程,通常需要在美術初稿中不斷修改才能最終定稿動畫中的場景或者角色,這樣會使得動畫制作的周期變長,降低整個“三渲二”動畫制作流程效率,而Blender中的Grease Pencil在很大程度上提高了美術環(huán)節(jié)的效率,Grease Pencil可以讓動畫師直接在三維動畫圖層中進行繪制的操作,這樣就可以直接在制作層面來進行對于初稿的繪制和參考。同時在利用傳統(tǒng)的二維軟件進行美術繪制時,可能在后期動畫制作時精度達不到或者軟件不適配,這就需要在三維動畫軟件中進行重新調(diào)整。例如市面上較為流行的位圖平面軟件Photoshop存在精度較低的缺點,矢量平面軟件AI存在著與三維軟件兼容的問題,而使用Grease Pencil就可以很好地替代二維平面軟件。首先,由于Grease Pencil可以在三維圖層上直接繪制的特性,它可以直接在三維軟件中開始美術的前期工作,并且Grease Pencil的畫筆所繪制的圖形都為矢量圖形,這樣既保證了前期美術初稿的精度同時也不存在不同軟件的兼容問題。這樣較大地提高了“三渲二”動畫在美術階段的效率。

其次,Grease Pencil所繪制的矢量線條并不像市面中的一些繪制軟件圖形與其他工具是獨立的存在,例如CSP只能柵格化圖層后再操作,而Grease Pencil所繪制的線條與Blender其他所有工具都是通用的,也就是說一些三維建模的工具可以直接使用在Grease Pencil所繪制的圖形上,提高了整個“三渲二”動畫流程的效率。

最后,Grease Pencil所繪制的圖層都是三維空間中平面建模,那么不同的圖層就可以實現(xiàn)不同空間位置的畫布,這樣就可以很輕松地實現(xiàn)三維動畫的優(yōu)勢縱深效果和空間感。一些二維動畫師也可以通過Blender來輕松創(chuàng)作“三渲二”的動畫作品。

隨著計算機圖形技術的不斷進步和發(fā)展,三維動畫制作流程上軟件的進步日新月異,三維圖形軟件不斷地進步發(fā)展,功能也愈加強大,市面上也出現(xiàn)了很多不同用途的三維圖形軟件,并且Blender也具有Grease Pencil工具使得 “三渲二”動畫的制作更加地輕松,這推動了 “三渲二”動畫的發(fā)展,為三維與二維動畫的碰撞提供了更加便捷的方式,為動畫的發(fā)展也提供了更多動力,這才是“三渲二”軟件層面所應有的改進。

3.3 Blender優(yōu)勢及對“三渲二”動畫發(fā)展的意義

Blender作為一款免費開源的3D 動畫制作軟件,其擁有無限可能,官方設立的社區(qū)內(nèi)會將優(yōu)秀易用的插件通過軟件版本的迭代加入到軟件里,這讓Blender有非比尋常的效率和可持續(xù)發(fā)展的能力。軟件內(nèi)對于“三渲二”獨有的便捷工具Grease Pencil以及多種多樣插件的支持,讓設計者在高效率的同時也讓動畫制作者減少了版權方面的糾紛,讓動畫制作成本大大降低,受到了很多個人動畫制作者的歡迎。同時Blender是目前同類軟件中集合功能最強的軟件之一,它集成了建模、動畫角色骨骼、物理模擬引擎、材質(zhì)貼圖編輯器、控制紋理通道的節(jié)點編輯器、渲染器、音頻處理、視頻剪輯等一系列動畫短片制作功能,讓Blender擁有媲美Zbrush的雕刻能力,也擁有Maya、3Ds Max的建模能力,這樣讓建模師、動畫師、材質(zhì)師、后期剪輯師不必在不同的界面進行切換與導出,降低了創(chuàng)作者在整個動畫制作中軟件的切換頻率,這讓個人動畫創(chuàng)作者能夠更加高效率創(chuàng)作。Blender相較于市面流行的三維動畫制作軟件資源需求較少。在渲染器方面Blender自帶了Eevee與Cycles兩個免費渲染器,在實時渲染上Eevee的速度相較其他渲染器會更加快速,降低動畫制作成本的同時也加快了渲染出圖的效率,更加適合原型設計和概念設計。

Blender的開源與對整個動畫制作流程上的優(yōu)化與整合,讓我們可以在軟件中完成優(yōu)秀的雕刻、三維動畫中使用二維筆刷以及較好的流體效果等,這些讓制作動畫的門檻降低,同時軟件對 “三渲二”獨有的便捷工具讓動畫制作更加高效。Blender擁有開放性的社區(qū)供所有動畫設計師以及動畫愛好者交流學習,讓更多的動畫愛好者可以獲得免費的教學與資源,這對“三渲二”這種較為新型的技術發(fā)展有著很好的推動作用,讓所有人都可以走進 “三渲二”制作中來,對社區(qū)中的人進行提問、討論、相互進步。Blender的出現(xiàn)滿足了個人動畫創(chuàng)作者制作“三渲二”效果藝術作品的發(fā)展需要,并且在發(fā)展快速的信息時代,通過自身開源的優(yōu)勢不斷對軟件進行優(yōu)化,不斷提高軟件對 “三渲二”效果的制作效率,在“三渲二”動畫的發(fā)展中起到了很大的作用。

4 “三渲二” 技術應用前景

單一的二維動畫或三維動畫風格已經(jīng)變得十分成熟,已經(jīng)逐漸無法滿足觀眾的審美需求。在這樣的背景下,“三渲二”這種非真實的渲染技術所制作的動畫逐漸受到制作者的青睞。二維動畫與三維動畫在持續(xù)不斷地發(fā)生藝術和技術上的碰撞,“三渲二”動畫在不斷沖擊著二維動畫和三維動畫的市場。

三維動畫、“三渲二”動畫本質(zhì)都是動畫藝術的探索,沒有孰強孰弱,只有藝術風格的區(qū)別。將“三渲二”技術與二維技術的優(yōu)勢結(jié)合,利用技術來實現(xiàn)動畫影像的藝術風格,才是將各自優(yōu)勢充分發(fā)揮的正確方式。

著眼未來,“三渲二”動畫這種將二維動畫制作流程與三維動畫制作流程上的優(yōu)勢結(jié)合、取長補短,將是未來動畫的發(fā)展走向,這會使得動畫制作流程得以優(yōu)化,打破二維與三維動畫的風格壁壘,制作出更多風格化的優(yōu)秀動畫,而將二維動畫與 “三渲二”動畫結(jié)合,首先從空間上二維動畫可以通過“三渲二”來快速高效實現(xiàn)更加生動的畫面效果;其次二維動畫的藝術風格更加成熟與多樣,“三渲二”可以在藝術效果上向二維動畫學習補充;最后便是可以從制作層面來讓整個動畫制作流程向二者各自更高效的方法來制作。將傳統(tǒng)的手繪技法以及各種二維風格與三維動畫更優(yōu)秀的空間感結(jié)合,以及與更高效的軟件結(jié)合,追求更卓越的表現(xiàn)。只有這樣動畫行業(yè)才可以更快地發(fā)展與進步,這才是 “三渲二”技術與動畫影視發(fā)展的必然趨勢。