檀曉翔

摘 要：本文首先闡述了當前3D游戲產(chǎn)品在游戲視覺特效中的傳統(tǒng)視覺表現(xiàn)方式，其次介紹了3D攝影技術(shù)“子彈時間”特效的應(yīng)用表現(xiàn)形式，最后分析了3D攝影技術(shù)“子彈時間”特效在三維游戲產(chǎn)品中，其游戲場景視覺特效設(shè)計的應(yīng)用創(chuàng)新的可行性。

關(guān)鍵詞：3D攝影;子彈時間;游戲視覺

近年來，隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，人們對精神文化生活的需求逐漸提升。游戲就是一種精神娛樂方式，人們通過體驗不同類型的游戲，可以在短時間內(nèi)擺脫朝九晚五的社會工作，脫離家庭壓力，去感受其他的生活，在這種短暫的脫離中，他們的精神和身體都獲得了不同程度的放松，為了下一次重回現(xiàn)實而補充能量，這就是游戲作為娛樂的最大意義。在游戲中，這種脫離現(xiàn)實的體驗主要是由游戲場景視覺來引導產(chǎn)生的，視覺引導可以讓人們扮演現(xiàn)實中不可能扮演的角色，感受現(xiàn)實中不可能接觸的世界。但是多年來，隨著游戲類型風格的成熟，傳統(tǒng)的游戲場景設(shè)計方式逐步穩(wěn)固下來，視覺的表達方式也基本相同，因此，人們在體驗一款游戲之后，希望去體驗另一款游戲，來獲得不同的沉浸感受，結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)視覺呈現(xiàn)方式大同小異。因此，將3D攝影技術(shù)引入三維游戲產(chǎn)品，實現(xiàn)創(chuàng)新的視覺呈現(xiàn)特效，是本文探討的一種可行方案。

1 當前不同類型游戲產(chǎn)品的視覺設(shè)計狀況

當前，游戲產(chǎn)品并沒有統(tǒng)一的分類方法，通常我們按照游戲方式、游戲內(nèi)容、游戲載體、游戲平臺、游戲地區(qū)、玩家人數(shù)等方面進行劃分。比如，通過行動力完成關(guān)卡的，叫作動作游戲;游戲中角色公平地對戰(zhàn)，互相攻擊，直到將另一方擊敗，此類為格斗游戲;以第一人稱視角為游戲體驗方式，廣泛應(yīng)用于射擊體驗的游戲題材;采用第三人稱視角，以故事為核心，有探險、探索元素為冒險游戲。此外還有FTG、STG、SLG、RTS、RTT、RPG等其他類型。

不同類型的游戲產(chǎn)品擬定的用戶視角雖然不同，但是同一個視角類型的游戲視覺體驗基本相同。視覺方式基本遵循了客觀世界人類實際的觀看事物的基本方式，在視覺呈現(xiàn)的感受上沒有太多創(chuàng)新。打破傳統(tǒng)，勇于創(chuàng)新，引入一種超乎尋常的嶄新視覺方式，成為增強游戲產(chǎn)品視覺體驗的關(guān)鍵。

2 3D攝影技術(shù)“子彈時間”特效的應(yīng)用表現(xiàn)形式

一種使用在電影、電視廣告或舞臺特效中，用計算機輔助的攝影技術(shù)來模擬視頻變速特效，實現(xiàn)強化的慢鏡頭、時間靜止等效果的技術(shù)，近年來被廣泛研究和應(yīng)用。這種技術(shù)早些年在好萊塢華納兄弟電影公司出品的電影《黑客帝國》中被大量使用而名聲大噪，其中經(jīng)典的場景視覺片段是影片中男主角Neo仰身躲過子彈的慢動作鏡頭，“子彈時間”也因此得名。這是典型的3D攝影技術(shù)的藝術(shù)表現(xiàn)形式。

子彈時間的視覺攝影方式起初是由一定數(shù)量圍繞被拍攝內(nèi)容的真實靜止的照相機（而非攝影機）實現(xiàn)的。這些排列的照相機被設(shè)置成同時或者按照特定順序觸發(fā)快門，此后再將各個照相機拍攝的序列幀照片按照一定邏輯組合起來，就可以讓物體靜止的視角旋轉(zhuǎn)起來，創(chuàng)造了一種動態(tài)效果或者超級慢鏡頭效果，打破了我們對視覺方式的傳統(tǒng)認知，帶來了富有創(chuàng)意的嶄新視覺體驗。

3 3D攝影技術(shù)應(yīng)用于游戲產(chǎn)品的可行性

根據(jù)實踐分析，3D攝影技術(shù)“子彈時間”的拍攝方法通常有相機陣列式、單相機拍攝式、場景靜止式、CG虛擬攝像機動畫原理、多機位重復拍攝式五種方式。從時間效率和成本角度來分析，在現(xiàn)實環(huán)境中最常用的攝影方式是相機陣列式;而虛擬環(huán)境中通常采用CG虛擬攝像機動畫原理方式。

三維游戲產(chǎn)品基于游戲引擎開發(fā)，其中游戲場景和角色都是在虛擬的游戲引擎內(nèi)交互和呈現(xiàn)視覺效果。游戲玩家的游戲視角就是由游戲引擎中架設(shè)的虛擬攝像機按照相機設(shè)定的鏡頭參數(shù)和獲取的角度畫面，實時渲染生成并呈現(xiàn)的內(nèi)容。游戲場景的虛擬環(huán)境可采用CG虛擬攝像機動畫原理方式，還原3D攝影技術(shù)。

首先，在現(xiàn)實環(huán)境中，搭建一套相機陣列式的矩陣系統(tǒng)。通常我們基于拍攝內(nèi)容和形式的考慮，會選擇半開放或者封閉空間進行軌道搭建，軌道類型可根據(jù)內(nèi)容呈現(xiàn)的設(shè)計效果設(shè)計，可以是圓環(huán)形的整圈系統(tǒng)、半圓弧的半圈系統(tǒng)、螺旋形的多圈系統(tǒng)，甚至可以是多重組合的復合系統(tǒng)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，需要根據(jù)拍攝半徑，考慮分段卷彎拼接，便于攜帶組裝等因素，通常采用不銹鋼方管卷彎工藝，采用萬向夾固定相機并調(diào)節(jié)相機角度。相機焦距和角度等需要嚴格調(diào)節(jié)，不然畫面會有跳躍感，導致拍攝失敗。在虛擬游戲環(huán)境中，應(yīng)用游戲三維設(shè)計軟件的繪制工具，繪制相同空間尺寸的多義線段，以此作為虛擬攝像機架設(shè)的3D攝影矩陣系統(tǒng)的框架，模擬圓環(huán)形的整圈系統(tǒng)、半圓弧的半圈系統(tǒng)、螺旋形的多圈系統(tǒng)、多重組合的復合系統(tǒng)，通過劃分線的段數(shù)來分配虛擬攝像機的機位角度及數(shù)量，行之有效。

其次，現(xiàn)實環(huán)境中搭建的相機陣列式的矩陣系統(tǒng)中，相機選型通常需要綜合比較性能、價格、軟件支持等諸多因素，相機類型也呈現(xiàn)多樣化，有Gopro運動相機、單反相機、卡片式相機、IP攝像頭、手機等等。相機性能質(zhì)量差異大，鏡頭參數(shù)特征不盡相同。在三維設(shè)計軟件中可以靈活設(shè)置虛擬相機的類型和屬性參數(shù)，達到任意理想的鏡頭效果，拍攝質(zhì)量完全取決于計算機的渲染設(shè)置，不受真實鏡頭物理屬性條件的制約，甚至可以附加各種鏡頭特效。

再次，現(xiàn)實環(huán)境中搭建的相機陣列式的矩陣系統(tǒng)需要照明系統(tǒng)的配合，拍攝效果很大程度上取決于照明的合理布局。在游戲三維設(shè)計軟件中，利用強大的燈光系統(tǒng)以及游戲引擎中的光照設(shè)定，可以隨意設(shè)定，獲取穩(wěn)定的照明。

最后，現(xiàn)實環(huán)境中搭建的相機陣列式的矩陣系統(tǒng)，需要與之相匹配的硬件控制系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)。控制矩陣系統(tǒng)的拍攝，通常通過觸發(fā)器觸發(fā)相機。觸發(fā)器采取級聯(lián)觸發(fā)，單個觸發(fā)控制器可控制N臺相機，通過電纜連接相機和控制器。控制器同步時間可達us級別，系統(tǒng)同步時間受制于單反相機機械快門抖動，在連續(xù)光照下可以做到1～2ms，單個控制器還可觸發(fā)一路閃光燈，閃光燈同步時間約為0.01秒，相機通過軟件系統(tǒng)進行編號，編號從1到N，照片通過USB接口直接讀入電腦，并按照編號進行照片組織和合成處理。在游戲設(shè)計開發(fā)工具中，軟件工程師可以通過編寫腳本代碼，控制、獲取、制定虛擬攝像機的拍攝結(jié)果，并實現(xiàn)在游戲引擎中的實時渲染與合成，創(chuàng)造多種變化，在特定環(huán)節(jié)或關(guān)卡中呈現(xiàn)給游戲玩家，使游戲玩家獲得富有創(chuàng)意的嶄新視覺效果體驗。

4 結(jié)語

在游戲視覺中，通過在游戲引擎中架設(shè)一定數(shù)量的虛擬攝像機，3D攝影技術(shù)特效可以充分模擬相機陣列和多機位重復拍攝方式和系統(tǒng)控制技術(shù)。將“子彈時間”特效3D攝影技術(shù)原理應(yīng)用于游戲場景畫面實時渲染環(huán)節(jié)，可創(chuàng)造富有創(chuàng)意的嶄新視覺體驗，優(yōu)化三維游戲場景的視覺設(shè)計。

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