1.1 三維特效動畫內涵

隨著電腦動畫制作技術的不斷發展及動畫師們對特效動畫表現的不斷研究，特效動畫的視覺效果已經達到了真假難辨的程度。雖然本書是一本主講三維特效動畫制作技術的書籍，但是一開始，還是有必要介紹一下什么是三維特效動畫。

提起特效動畫，人們馬上就會想起當前影院里上映影片中的各種燃燒、爆炸、煙霧彌漫、山崩地裂等特效鏡頭，這些特效有些可以通過實拍獲取，有些則無法實拍，只能通過計算機來進行三維特效動畫制作。例如電影《2012》里的樓房倒塌鏡頭，是絕對無法去真的爆破幾棟高層樓房來進行拍攝的，如圖1-1所示。《復仇者聯盟》里的鋼鐵俠盔甲動畫鏡頭也沒法去研發一個可以變形的飛行裝甲，如圖1-2所示。同樣，電影《博物館奇妙夜》中的火山爆發鏡頭和電影《霍比特人》中的火龍噴火鏡頭，也只能依靠高端三維特效動畫制作技術來進行特效表現制作，如圖1-3、圖1-4所示。

三維動畫是一門技術含量較高的動畫藝術相較于藝術類專業里的大多數專業來說，動畫是一門年輕的學科，也是一門正在成長的學科，隨著計算機的普及，動畫藝術作品已成為當前主要的流行文化載體三維動畫根據不同的表現內容及行業標準可以分為建筑動畫、角色動畫、特效動畫、片頭動畫等。世界著名的迪士尼動畫公司在1930年時只有兩名從事特效動畫制作的員工，而在不到十年的時間內，該公司的特效部規模已達到百人以上。從1995推出的三維動畫片《玩具總動員》開始，如圖1-5所示，三維動畫技術被廣泛地應用到了迪士尼公司所生產的三維動畫影片及真人動畫影片中，同時，特效動畫的制作技術也相應地完成了由手繪動畫至三維計算機動畫的轉型發展。由此可見，就像大多數學科一樣，特效動畫也經歷了一段從無到有、從被人忽視到備受矚目的歷史時期。

毫無疑問，無論是想學好特效動畫技術的動畫師，還是想使用特效動畫技術的項目負責人，首先，都必須給予三維特效動畫技術足夠的重視、肯定及尊敬。提起三維特效動畫，人們首先想到的是制作方便、效果逼真。的確，使用計算機來制作特效動畫，不再需要像傳統的手繪一樣去逐幀進行繪制，例如制作一段火焰燃燒動畫，特效師只要在三維軟件中進行一系列的參數設置，經過一段時間的計算機計算，電腦就會生成這一鏡頭每幀的火焰燃燒形態，這種使用電腦來計算動畫結果的制作方式，讓很多人誤認為當今學習計算機動畫很輕松，只要學習幾個參數，就可以制作一段效果逼真的燃燒特效動畫。但是，三維特效動畫的制作真的如此簡單嗎？答案當然是否定的。電腦只是幫助動畫師去計算火焰的形態，而制作火焰燃燒所需要的動畫設置技術卻遠遠比人們想象的要復雜得多。圖1-6所示為Pete Draper（2008）在其著作《3ds Max經典教程高級篇——創作真實世界（第3版）》一書中，為讀者講解了使用3ds Max軟件的“粒子流源”對象創建的效果極佳的火焰燃燒特效所使用的粒子結構設置圖，在這里，粒子操作符的使用就多達52個，當然，這還不包括場景中復雜的燈光及材質設置技術

早在20世紀80年代左右，計算機制圖技術剛剛發展，工業光魔資深視覺特效師Dennis Muren想要將計算機制圖技術應用于他們所拍攝的電影中時，但是由于不懂得計算機技術，由恐慌導致的否定情緒不斷產生，使得這一計劃遭到了很多電影人的強烈反對。使用電腦技術來代替傳統的影片拍攝手法讓很多技術轉型的人心存不滿，甚至擔心自己將來會因此而失業。在紀錄片《ILM-Creating the Impossible》中，工業光魔美術師Jean Bolte表示在剛剛進行計算機繪圖技術的學習時，也曾遭到了大家的很多指責，但是，數碼影像后來獲取了整個模型部的認可，CG技術的廣泛使用最終在電影里取得了很大的成功。在后來的日子里，工業光魔將膠片時代改寫為全新的數字時代，并獲取了15次奧斯卡最佳特效獎和23次奧斯卡提名，如圖1-7所示。

三維特效動畫制作技術一直是三維軟件學習中的一個難點，同時，這一技術也不僅限于之前所說的燃燒、爆炸、煙霧，還有諸如植物生長、建筑生長、破碎動畫、變形動畫等，都屬于特效動畫的技術范疇。那么，什么是特效動畫呢？美國動畫特效專家Joseph Gilland（2009）認為，特效動畫是表現諸如地震、火山、閃電、雨水、煙塵、波浪、雪花等自然界存在的以及不存在的魔法等特殊效果的一門獨立的藝術形式這一描述也基本上涵蓋了本書所要制作和講解的表現內容，所以在本書中，三維特效動畫僅狹義定義為在計算機上使用三維動畫軟件制作燃燒、爆炸、浪花、液體、破碎、植物生長等特殊的視覺效果動畫。

在各個動畫公司中，三維特效部都是一個大雜燴部門，當其他部門遇到了難以制作的高難度動畫鏡頭，最終都會一股腦兒地扔給特效部。每一種類型的特效動畫制作技術都差異巨大，并且，就算是制作同一類型的特效動畫，在三維軟件中也需要掌握多種技術手法，才能滿足不同的項目要求。所以，能在特效部堅持下來的動畫師基本上每人都精通最高端、最前沿的三維動畫技術。

仍然以制作火焰特效動畫為例，在Autodesk公司出品的旗艦級動畫軟件Autodesk 3ds Max中，就有多種技術手段來進行制作表現。3ds Max最早為用戶提供了一種使用“大氣效果”來制作火焰的動畫解決方案，這一技術設置簡單，但是效果卻差強人意，如圖1-8所示。之后，三維藝術家們發現使用“噴射”粒子來制作火焰燃燒的動畫效果也不錯，并廣泛將其應用于游戲動畫制作當中，如圖1-9所示。到了3ds Max 6這一版本，新增的“粒子流源”這一工具，使得三維藝術家們對粒子的設置又有了新的認識，圖1-10所示為使用“粒子流源”對象創建的火焰燃燒特效，很顯然這一效果看起來更為真實一些。另外，在3ds Max中，還可以使用第三方軟件公司所生產的付費插件來制作火焰燃燒的效果，如圖1-11所示。