潘勇良 程 鑫 胡中平

（作者單位：湘潭大學(xué)藝術(shù)學(xué)院）

近年來(lái)，隨著三維動(dòng)畫技術(shù)的不斷發(fā)展，部分動(dòng)畫技術(shù)逐漸被應(yīng)用于影視制片行業(yè)。影視制片已經(jīng)進(jìn)入了虛擬制片時(shí)代，虛擬制片的技術(shù)也正處于探索與發(fā)掘時(shí)期。國(guó)內(nèi)部分學(xué)者也已經(jīng)對(duì)虛擬制片技術(shù)展開(kāi)研究，但是關(guān)于虛擬制片對(duì)虛幻流程制作三維動(dòng)畫的反影響的研究還有一定探索空間。自三維動(dòng)畫誕生以來(lái)，制作者們?yōu)榱嗽鰪?qiáng)人物的表現(xiàn)力、提升畫面的表現(xiàn)效果和提高制片流程的效率等，不斷對(duì)動(dòng)畫的制作流程進(jìn)行革新。隨著游戲引擎的功能逐漸強(qiáng)大，三維動(dòng)畫行業(yè)開(kāi)始將目光投向虛幻流程，又開(kāi)始了一次重大變革。使用虛幻引擎的動(dòng)畫制作流程優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)三維動(dòng)畫制作流程，眾多資產(chǎn)庫(kù)為建模節(jié)省了大量時(shí)間。

1 虛擬制片時(shí)代的產(chǎn)生

伴隨著三維動(dòng)畫技術(shù)的提高，虛幻流程開(kāi)始應(yīng)用于動(dòng)畫影視行業(yè)，影視行業(yè)把目光從傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫（Computer Graphics, CG）制作轉(zhuǎn)向虛幻流程制作，于是虛擬制片技術(shù)逐漸產(chǎn)生。虛擬制片時(shí)代先后經(jīng)歷了三個(gè)主要的階段：電影“虛擬化”的首次提出、CG動(dòng)畫技術(shù)的發(fā)展和電影全程虛擬化制作。1977年，喬治·盧卡斯導(dǎo)演首次提出電影“虛擬化”的概念，在《星球大戰(zhàn)》的拍攝中，成功利用計(jì)算機(jī)對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行控制，這便是虛擬制片的雛形。1982年，美國(guó)迪士尼動(dòng)畫公司使用計(jì)算機(jī)圖像生成與真人實(shí)拍相結(jié)合的手段，制作了第一部特效科幻電影，正式邁入CG動(dòng)畫制片的新紀(jì)元。2009年，電影《阿凡達(dá)》使用虛擬制片技術(shù)的空前成功，使得虛擬制片技術(shù)被廣泛知悉。20世紀(jì)，約翰·基爾肯尼首次提出“電影全虛擬化制作”的概念。在2019年計(jì)算機(jī)圖形圖像特別興趣小組（Special Interest Group for Computer GRAPHICS,SIGGRAPH）會(huì)議上，虛幻引擎與合作伙伴們共同展示了一支“虛擬LED片場(chǎng)”和“攝影機(jī)內(nèi)特效”的演示視頻[1]，標(biāo)志著影視制片行業(yè)開(kāi)始進(jìn)入虛擬制片時(shí)代。

2 虛擬制片技術(shù)對(duì)影視制作行業(yè)的影響

如今，虛擬制片技術(shù)已成為影視產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要推動(dòng)力。通過(guò)虛擬制片技術(shù)，電影制片人和導(dǎo)演能夠打破傳統(tǒng)拍攝的限制，構(gòu)建出逼真的虛擬場(chǎng)景和特效，為觀眾呈現(xiàn)更加震撼和引人入勝的視覺(jué)盛宴。虛擬制片主要服務(wù)于實(shí)時(shí)可視化效果的呈現(xiàn)，其核心技術(shù)大致分為常見(jiàn)的四種類型：可視化預(yù)演、表演捕捉、混合虛擬制片和實(shí)時(shí)電子顯示背景墻[2]。

可視化預(yù)演是影片制作的核心，由預(yù)可視化發(fā)展而來(lái)，主要服務(wù)于導(dǎo)演及制片。影視行業(yè)一直在追求構(gòu)思畫面可視化，從希區(qū)柯克開(kāi)始，就已經(jīng)強(qiáng)調(diào)在電影開(kāi)機(jī)前就構(gòu)思好鏡頭，通過(guò)故事板來(lái)實(shí)現(xiàn)。隨后動(dòng)態(tài)分鏡誕生，迪士尼公司的插畫師對(duì)每頁(yè)故事板進(jìn)行剪輯與配樂(lè)，最后合成簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)故事板，以更加直觀敘述故事內(nèi)容和表達(dá)畫面效果[3]。從《星球大戰(zhàn)前傳》開(kāi)始使用CG動(dòng)畫技術(shù)實(shí)現(xiàn)可視化預(yù)演，到時(shí)下虛擬制片中實(shí)時(shí)渲染技術(shù)的出現(xiàn)，都離不開(kāi)畫面效果的即時(shí)反饋，可視化預(yù)演在每個(gè)時(shí)期都以不同角色服務(wù)于影視行業(yè)。

表演捕捉減少了CG動(dòng)畫的工作量。影視行業(yè)經(jīng)常使用藍(lán)綠幕布制作虛擬電影背景，用來(lái)減少實(shí)體場(chǎng)景搭建的工作，動(dòng)畫的制作也不例外。動(dòng)畫的制作過(guò)程比較復(fù)雜，存在制作周期長(zhǎng)、制作過(guò)程煩瑣，甚至動(dòng)畫效果不夠理想等問(wèn)題，于是影視行業(yè)將表演捕捉技術(shù)引入影視制片流程中，制片效率獲得了極大提高，動(dòng)畫效果也更加自然。

混合虛擬制作又被稱為“虛實(shí)拍攝技術(shù)”，是虛擬制片技術(shù)的關(guān)鍵，其核心原理是處理好攝像頭移動(dòng)時(shí)，動(dòng)畫元素與綠幕元素的透視與光影關(guān)系。虛擬拍攝技術(shù)有兩種應(yīng)用場(chǎng)景：一是實(shí)時(shí)混合虛擬制作，這種技術(shù)最早應(yīng)用于虛擬演播室；二是電影后期所采用的混合虛擬制作，即記錄下攝像機(jī)在綠幕環(huán)境下的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，在后期合成中將數(shù)據(jù)放入虛擬攝像機(jī)中，最后合成輸出圖像?；旌咸摂M制作技術(shù)意味著使用室內(nèi)的實(shí)拍鏡頭就可以與動(dòng)畫互相合成，從而使畫面更加逼真，也能記錄攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)軌跡，使動(dòng)畫中相機(jī)擬真更方便。

實(shí)時(shí)電子顯示背景墻技術(shù)的前身是藍(lán)綠幕布技術(shù)。與藍(lán)綠幕布相比，實(shí)時(shí)電子顯示屏幕的環(huán)境光更加真實(shí)，減去了CG動(dòng)畫后期摳像的煩瑣流程，演員更具有身臨其境的感覺(jué)等。2019年《曼達(dá)洛人》的播出，使得實(shí)時(shí)電子顯示背景墻技術(shù)逐漸被影視行業(yè)知曉。2021年，我國(guó)開(kāi)始對(duì)實(shí)時(shí)電子顯示背景墻進(jìn)行探索，僅花費(fèi)5天時(shí)間完成制作了《異星救援》，其中主要的背景呈現(xiàn)依靠實(shí)時(shí)電子顯示背景屏。對(duì)環(huán)境進(jìn)行修改后，能即時(shí)預(yù)覽場(chǎng)景效果，無(wú)須再像傳統(tǒng)制片等待合成之后才能預(yù)覽修改。

3 虛幻流程影響下的三維動(dòng)畫創(chuàng)作現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)

3.1 現(xiàn)狀：虛幻流程應(yīng)用于動(dòng)畫創(chuàng)作

虛幻流程是基于虛幻引擎制作三維動(dòng)畫的流程，從虛幻4開(kāi)始進(jìn)入動(dòng)畫影視行業(yè)。虛幻引擎于1998年誕生，虛幻引擎在第四代之前大部分都服務(wù)于游戲制作，因游戲場(chǎng)景畫面無(wú)可挑剔，且在彩色光照和紋理過(guò)濾上的軟件渲染性能已經(jīng)接近硬件級(jí)的加速，在保證畫面質(zhì)量下極大減少了公司硬件設(shè)置的成本，所以一經(jīng)上市，就得到了18款游戲的支持，包括著名的Unreal、《哈利·波特》等。2014年虛幻引擎4誕生后，三維動(dòng)畫制作逐漸將目光投向了虛幻流程，其優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)三維動(dòng)畫流程：動(dòng)作捕捉、實(shí)時(shí)預(yù)覽、聲音與音響的設(shè)置等技術(shù)的加入，使三維動(dòng)畫制作效率提高。

藍(lán)圖促進(jìn)了第三代電影的發(fā)展。動(dòng)畫電影屬于電影的一種表現(xiàn)形式，相對(duì)于傳統(tǒng)動(dòng)畫電影而言，動(dòng)畫電影更有利于第三代電影的發(fā)展。第三代電影最突出的特點(diǎn)是互動(dòng)性[4]，而虛幻引擎的智能化藍(lán)圖更有利于實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫電影的交互。虛幻流程中智能化藍(lán)圖交互制作優(yōu)于傳統(tǒng)的交互制作，雖然市面上的團(tuán)結(jié)引擎（Unity）也具有交互功能，但需一定編程基礎(chǔ)，而引擎的智能化藍(lán)圖降低了門檻，只需一定操作邏輯，就能輕松實(shí)現(xiàn)交互。引擎中的游戲關(guān)卡功能促使了第三代電影的發(fā)展，將關(guān)卡功能嵌入動(dòng)畫電影中，可以輕松解決故事的選擇性問(wèn)題，故事到一定階段或者人物到達(dá)一定場(chǎng)景，能讓觀眾作出不同的選擇，從而獲得不同的結(jié)尾。目前，動(dòng)畫師首先需要完善并優(yōu)化動(dòng)畫電影處于虛幻引擎制作環(huán)境的流程，使制作動(dòng)畫電影在當(dāng)前基礎(chǔ)上更加高效，其次才是插入關(guān)卡，使動(dòng)畫電影具有多種可能性。

實(shí)時(shí)渲染預(yù)覽打破了三維動(dòng)畫電影傳統(tǒng)的線性制作。實(shí)時(shí)渲染對(duì)傳統(tǒng)線性流程制作進(jìn)行了重構(gòu)，使得制作流程高度集約化。集約化的制作流程利于后期參與前期設(shè)計(jì)，能站在后期角度給前期設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見(jiàn)，從而減少修改次數(shù)。實(shí)時(shí)渲染能減少動(dòng)畫制作的制作時(shí)間與周期。引擎不僅可以輕松地添加燈光并能夠?qū)崟r(shí)看見(jiàn)燈光的效果，而且可以實(shí)現(xiàn)在引擎中剪輯，根據(jù)需要對(duì)分鏡中的鏡頭進(jìn)行修改，或者增減鏡頭，這些是傳統(tǒng)制作流程無(wú)法實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。比如，日本動(dòng)畫公司Marza使用Unity打造的動(dòng)畫片《禮物》，初步估算制作周期縮短25%，渲染時(shí)間大幅減少，因此制作成本也相應(yīng)降低。

虛擬攝像機(jī)與實(shí)體攝像機(jī)綁定利于相機(jī)擬真。動(dòng)畫電影中制作效果固然重要，攝像機(jī)的調(diào)度同樣重要。攝像機(jī)是畫面記錄的直觀體現(xiàn)，優(yōu)秀的攝像機(jī)調(diào)度往往能制造出獨(dú)特的影片風(fēng)格或者精彩的影視效果。純虛擬環(huán)境下攝像機(jī)調(diào)度有一定難度，對(duì)導(dǎo)演的專業(yè)要求比較高，而且在虛擬軟件中復(fù)雜的攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)軌跡難以控制。動(dòng)畫導(dǎo)演往往為了追求真實(shí)的攝像機(jī)效果，經(jīng)常會(huì)模擬真實(shí)的手持拍攝的效果直到獲得“真實(shí)攝像機(jī)”調(diào)度的效果。電影《深?！芳夹g(shù)總監(jiān)劉魯表示，導(dǎo)演對(duì)相機(jī)擬真非常重視，在虛擬相機(jī)路徑制作過(guò)程中，一方面相機(jī)動(dòng)態(tài)盡量符合手持拍攝的模擬，另一方面在后期合成中加強(qiáng)了各種光學(xué)鏡頭的效果擬真。虛擬制片中混合虛擬制作技術(shù)可以參與其中，錄制鏡頭所需要的運(yùn)動(dòng)軌跡，后期也只需要適當(dāng)調(diào)整，就可代替手持拍攝模擬過(guò)程。在此過(guò)程中，使用引擎搭建好場(chǎng)景并設(shè)置好燈光，在電子顯示背景屏實(shí)時(shí)預(yù)覽，能為導(dǎo)演與制作人員提供參考，極大提高動(dòng)畫的制作效率。

音效的設(shè)置功能打破了傳統(tǒng)音效添加的桎梏。引擎不僅可以為每個(gè)發(fā)聲物體賦予音頻，使觀眾獲得一個(gè)更加沉浸真實(shí)的空間，而且可以實(shí)時(shí)直接對(duì)音頻進(jìn)行修改。在傳統(tǒng)三維動(dòng)畫電影制作流程中，畫面與音頻的設(shè)計(jì)與制作相對(duì)獨(dú)立，只能后期對(duì)照畫面添加音效音軌；但是在引擎中，制作人員可以直接賦予物體音效，配合音效藍(lán)圖設(shè)置或更改參數(shù)，就可以達(dá)到空間音效的效果。

3.2 挑戰(zhàn)：時(shí)下虛幻流程并未普及

目前，部分國(guó)產(chǎn)三維動(dòng)畫電視劇把虛幻流程作為常用的技術(shù)流程，因?yàn)槭褂锰摶靡嬷谱鲃〖^長(zhǎng)的電視劇相對(duì)具有優(yōu)勢(shì)，虛幻引擎的資源庫(kù)為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提供了極大空間，制作效果相對(duì)于傳統(tǒng)流程更好，制作成本相對(duì)于傳統(tǒng)流程更低。國(guó)產(chǎn)動(dòng)畫《斗羅大陸》即是采用虛幻流程制作的三維動(dòng)畫電視劇，即可達(dá)到每周更新一集的速度。而時(shí)下部分國(guó)產(chǎn)三維動(dòng)畫沒(méi)有選擇虛幻流程的原因可能有以下三點(diǎn)：一是動(dòng)畫公司對(duì)于制作流程改變及管理模式改變的成本較高；二是虛幻流程暫時(shí)還未普及，制作三維動(dòng)畫時(shí)可能存在隱藏的諸多問(wèn)題；三是虛幻引擎渲染的質(zhì)量暫時(shí)不如傳統(tǒng)渲染流程的質(zhì)量。

4 虛擬制片時(shí)代基于虛幻流程的三維動(dòng)畫創(chuàng)作特點(diǎn)的轉(zhuǎn)變

4.1 內(nèi)容與形式更加多變

形式上向第三代電影方向發(fā)展，影片的交互性更強(qiáng)。2005年，第三代電影“交互式電影”的概念被提出。但是，目前因?yàn)橹谱髦芷陂L(zhǎng)、制作成本較高、對(duì)于導(dǎo)演的專業(yè)技能要求更高等，我國(guó)產(chǎn)出的交互式電影或者動(dòng)畫電影極少。若在虛幻流程中制作動(dòng)畫，可以在引擎中任意添加藍(lán)圖，在需要交互的地方加入程序，實(shí)現(xiàn)不同的故事發(fā)展，并且動(dòng)畫屬于虛擬拍攝，即所有制作流程可以直接在引擎中完成，藍(lán)圖與節(jié)點(diǎn)添加更便捷。

在內(nèi)容上與傳統(tǒng)敘事也大相徑庭。第三代電影敘事方式是非線性敘事方式。影院的觀眾可以在觀影環(huán)節(jié)中參與劇情的互動(dòng)，感受前所未有的體驗(yàn)，同時(shí)也能操控影片的劇情走向，觀眾也就更加專注于難以預(yù)知的故事結(jié)局。

題材上更偏向?qū)憣?shí)科幻。虛幻引擎善于制作寫實(shí)風(fēng)格的場(chǎng)景，目前大多數(shù)使用虛幻流程的動(dòng)畫場(chǎng)景都更加真實(shí)，如2022年上映的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫短片《誕辰》，即是采用虛擬制片技術(shù)制作出來(lái)的動(dòng)畫，其在人物造型、動(dòng)作和場(chǎng)景設(shè)計(jì)等方面風(fēng)格都更偏向科幻寫實(shí)風(fēng)格。

4.2 技術(shù)流程更加集約化

虛幻流程具有集約化的特點(diǎn)，不僅在管理層面集約化，而且在引入虛幻引擎的動(dòng)畫制作流程上也逐漸朝著全流程發(fā)展。虛幻流程中除了前期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，基本上可以實(shí)現(xiàn)流程全覆蓋。近期，虛幻引擎更新后可以實(shí)現(xiàn)骨骼綁定，并進(jìn)行關(guān)鍵幀繪制，虛幻引擎正在為動(dòng)畫制作的全流程不斷努力。相比傳統(tǒng)的制作技術(shù)工具，需要多種軟件互相配合才能實(shí)現(xiàn)最終影片的輸出。例如目前的影院動(dòng)畫，大部分都需要瑪雅（Maya）、3Ds Max制作模型，在SP中繪制貼圖，在Maya中制作與合成動(dòng)畫，最后到PR以及達(dá)芬奇軟件中進(jìn)行剪輯與調(diào)色，方可輸出成片[5]。

4.3 動(dòng)畫風(fēng)格上的改變

動(dòng)畫風(fēng)格更加寫實(shí)。虛幻引擎里的數(shù)字資產(chǎn)更多是通用化的寫實(shí)模型，一些動(dòng)畫公司為了節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本與時(shí)間成本，會(huì)對(duì)虛幻引擎中的數(shù)字資產(chǎn)稍作修改直接用于動(dòng)畫制作。同時(shí)，虛幻引擎擁有真實(shí)的物理引擎，為寫實(shí)風(fēng)格動(dòng)畫的制作提供了便利。

在虛幻中做出風(fēng)格化的角色與場(chǎng)景需要花費(fèi)一定時(shí)間，如果想要做出風(fēng)格化角色，動(dòng)畫公司需要付出更多。動(dòng)畫市場(chǎng)以動(dòng)畫電影與動(dòng)畫電視劇為主，動(dòng)畫公司制作動(dòng)畫電視劇時(shí)希望制作時(shí)間短并且收入可觀，所以很少愿意花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行風(fēng)格化設(shè)定，最后可能導(dǎo)致市場(chǎng)上大部分動(dòng)畫以寫實(shí)動(dòng)畫為主，缺乏一定的風(fēng)格化。所以在優(yōu)化三維動(dòng)畫的流程時(shí)，風(fēng)格化對(duì)于動(dòng)畫也是非常重要的一點(diǎn)，也有可能成為一部動(dòng)畫能否成功的關(guān)鍵。

5 結(jié)語(yǔ)

虛幻引擎很早便引入動(dòng)畫制作流程中，而目前虛擬制片借用動(dòng)畫虛幻流程中的技術(shù)，可以將兩項(xiàng)技術(shù)結(jié)合，為三維動(dòng)畫制作創(chuàng)造更好條件。雖然目前虛幻引擎仍有一些不足待完善與優(yōu)化，如實(shí)時(shí)渲染效果有待提高、軟件之間兼容性存在瑕疵等。但不可否認(rèn)，將虛幻流程引入三維動(dòng)畫電影制作將帶來(lái)以往沒(méi)有的眾多優(yōu)勢(shì)。例如，實(shí)時(shí)渲染技術(shù)讓動(dòng)畫的制作修改變得便捷，綁定虛擬攝像機(jī)技術(shù)讓相機(jī)擬真實(shí)現(xiàn)更輕松，交互功能使第三代電影實(shí)現(xiàn)更容易等。

三維動(dòng)畫是藝術(shù)與技術(shù)的交融，藝術(shù)一次次挑戰(zhàn)技術(shù)，技術(shù)一次次激發(fā)藝術(shù)。優(yōu)秀的影視作品往往離不開(kāi)富有創(chuàng)意的情節(jié)與深刻的人物，不能因?yàn)榧夹g(shù)的發(fā)展而破壞藝術(shù)的本質(zhì)。因?yàn)榧夹g(shù)的發(fā)展，創(chuàng)作者入門門檻得到了一定降低，但是他們?cè)诒３肿约簞?chuàng)作的熱情的同時(shí)，更需要重視自己的專業(yè)技能與文化素質(zhì)，提高自己的溝通與表達(dá)能力甚至是管理能力。筆者相信廣大三維動(dòng)畫創(chuàng)作者們，能夠完善并優(yōu)化三維動(dòng)畫的虛幻流程，助力我國(guó)動(dòng)畫影業(yè)的發(fā)展。