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第1章：数字合成技术概论1.1、初识合成动画艺术作为一门新兴产业已经越来越受到世界各国的重视，特别是一些发达国家，比如美国和日本，其中日本的动画产业已经变成了一个带动国家经济增长的支柱型产业。我国近几年来，由于得到国家的支持，各类动画公司（基地）如雨后春笋般涌现，当然也也现了一些相当数量的动画作品，从2002年前后开始，国内的一些雨后春笋，。，国防大学大中专院校也相继开设动画设计相关专业，呈现初级繁荣之势。和实拍的影视艺术相比较，动画艺术有着独特的艺术魅力，它通过生动活泼的动画形象，复杂多变的艺术表现手法，充分满足了人们各种神奇的视觉体验，激发着人们的想象力。现在大家都知道：动画的创作过程分三个环节：前期创意、中期绘制、后期合成，而后期合成是动画影视制作的工艺流程中最后的、也是必不可少的一个重要环节，动画的理论与技术很多都来源于影视，后期合成也成为片子最终效果的关键因素，那么什么是后期合成呢？本书将通过对软件combustion的学习，结合多年来创作和教学中所积累的经验，充分了解后期合成的涵义、镜头的运用、镜头画面的设计、数字特效处理、以及在动画片生产流程中的作用。总之，对于影视和动画来说，要给后期合成下一个定义的话，后期合成就是指将多种原始素材混合为单一复合画面的处理过程，它是将所有动画的源文件或者镜头合成一个有条理、有次序地制作过程，同时它也是决定一部动画片能否吸引住观众目光、能否具有视觉感染力的一个重要因素。我们学习后期合成，不仅仅是为了学习一种技术，更是学习一种视觉艺术，一种综和形象的思维观念。1.2、什么是数字合成技术后期合成它可以分为传统合成技术和数字合成技术。传统合成技术主要是用在胶片、磁带的摄制过程以及胶片洗印过程中实现的，在迪斯尼公司早期的动画片大都是利用传统的合成技术完成的，如白雪公主、小美人鱼及众所周知的猫和老鼠老所周知系列等。我国在世界上产生过巨大影响的水墨动画也属于传统合成技术范畴。后期出现运用赛璐珞片将活动的形象与背景相分离，把活动的形象画在赛璐珞片上，然后与静止的背景叠放在一起，一层层叠加，并进行逐格拍摄，这就是“手工动画”的经典制作方法，也是传统的合成技术。合成，是伴随着特效的发展而发展的。为了获得更真实的特效、更绚丽的视觉效果，随着计算机技术的发展，数字合成技术就应运而生了。数字合成技术则是相对于传统合成技术而言的，主要运用先进计算机图像学的原理和方法，通过计算机专门的软件系统将多种源素材有机混合成单一复合图像，然后再输出到磁带或胶片上，最终完成作品呈现在观众面前。随着科学技术的发展，特别是随着计算机处理速度的提高和计算机图像理论的发展，数字合成技术在动画制作过程中得到了较为广泛的运用，其合成技术也达到了很高的水平，近年来剧场动画电影版最终幻想系列，如美国版的Final Fantasy: The Spirits Within及日本版的Final Fantasy VII: Advent Children在后期合成上都堪称经典。另外，在这里不得不提一下另一部片子：蜀山传，虽然这是个实拍影片，但笔者认为蜀山传在动画特效制作上可以说达到了极高的水平，为了制作蜀山传的特效，导演徐克特地聘请好莱坞4家电脑特技公司助阵，在制作的过程中也使用了好莱坞电影中大量使用的专业软件如Maya和Softimage，制作出不存在于现实世界的虚幻空间。在图像计算方面，使用超过100台计算机连结成的图像，花了一年时间才完成，耗资4000多万港币，最终利用最先进的电脑影像合成技巧，让奇幻迷离的仙凡境界跃现于大银幕，成为后期特效的典范之作（电影本身的艺术性与票房另当别论）。再有，近两年上映的电视片虹猫蓝兔七侠传中那些让人眼花缭乱、难以置信但又非常逼真的特技镜头，渲染出了一个个很逼真而且非常浓烈的打斗气氛，同时了也很好地调动了观众的心理，达到另人惊异的视觉效果。这也是后期特效合成的功效在动画领域所取得的成功，是无可辩驳的事实。以上这些，都是传统的合成技术很难达到的。所以，动画艺术工作者在后期合成时，能够强烈感受到数字合成技术所带来的极大的便利性和手段的多样性。合成作品的效果比传统合成技术更为精美，更加不可思议，这成为推动合成技术发展的巨大动力。数字特效也不再是将前期拍摄的一些不理想的镜头加以修补，生成一些趣味的画面。但是笔者一向认为：软件再好，也只不过是我们学习艺术与制作的一个工具，只是我们通过这样的工具，能更好地掌握合成创作，这才是我们的最终目的。有些创作者为了追求数字特效时髦手段，在画面中填补一些特效镜头，使特效形式化，脱离了影片整体风格和结构，这也注定是违背我们创造数字特效的愿意的。数字特效是一种很强大的表现手法，它改变了传统动画片制作的方式，可以想象如果没有数字特效的衬托，动画片的发展将是一个什么样子。 综上所述，合成技术不仅仅是后期处理素材的工具，而是贯穿动画片生产每一道工序的重要环节，甚至是策划、编剧所不能忘记的因素，合成技术不是做一些生成虚拟人物等功能性的工作，而是创造一种现实，一种逼真但不存在的虚拟现实。和电影一样，动画片也是属于一种表现艺术，创作者通过视听语言讲述一个动人的故事，表现人物的情感，感染观众。我们有理由相信，随着人们对动画艺术认识的进一步提高，随着计算机的进一步发展，后期合成技术将以更为崭新的面目展现在人们面前，将建立一种全新的动画视觉语言样式和及其风格，为创作者提供无限的想象空间。后期合成在当前实际工作中的应用范围也很广泛，目前，合成技术主要用于：影视后期合成、广告后期合成、电视栏目包装、游戏动画片头等。1.3、主要影视特效合成软件介绍除了本书要详尽介绍的Combustion以外，下面针对几种主要的影视动画特效合成作软件一个简单介绍。 1.3.1 After EffectAfter Effect（简称AE）由Adobe公司出品，与著名的是平面处理软件 Photoshop 同属一家软件公司，由于 Photoshop被图像领域广泛的使用，这使得同样是Adobe公司产品的After Effect成为一款较常用的后期合成软件，它对硬件性能要求不高，适合对动画片作较好的后期合成，同时在特效合成中AE可以和大多数目的3D软件进行配合使用。综合起来，AE具有以下特性：1 和平面软件结合非常好，支持Photoshop、Illustrator等的文件格式。2 使用简单容易上手，使用初学者易理解的层的方式进行合成，适合做多层的合成效果。3 可以和大多的动画软件兼容。4 特效插件众多，非常适合做一些绚烂的光效，这正是后期合成需要做的最多的工作。5 对硬件要求很低，在PC机上就能完成制作，并且图像处理速度比较快。当然其缺点也是显而易见的：那就是它毕竟不是高端软件，有很多细微和复杂的特效还是要借助其它软件来帮助完成（例如有些精细的调色）。目前最新版本的Adobe After Effect CS4，新版本可以帮助用户高效、精确地创建无数种引人注目的动态图形和视觉效果。利用与其他 Adobe 软件的紧密集成、高度灵活的 2D 和 3D 合成，以及数百种预设的效果和动画，为电影、视频、DVD 和 Macromedia Flash 作品增添令人耳目一新的效果。 1.3.2 Shake另一个常用的后期软件就是Shake,其功能很强大，同时还有许多自己的特色。该软件后被苹果公司收购，有PC版和MAC版。shake同Digital FusionMAYA Fusion一样采用面向流程（树形节点）的操作方式，为影视动画提供了具有专业水准的校色、扣像、跟踪、通道处理等特效所需的所有工具，和经济实用的高质量的后期制作方案。 Shake的最大的特点就是采用树形节点方式做为添加特效的手法，一目了然，这也是它一直坚持的。电影指环王冰河世纪都是其成功的典范。 1.3.3 Digital Fusion还有合成高手偏爱的后期合成软件就是Digital Fustion，说来他和Maya有一定的渊源，当时Maya出到了版本3，面对Combustion与 3ds max 的整合， Alias 感觉没有一个和Maya配合的后期合成软件实在有点不太合适，于是将 Digital Fustion 购买过来发行了一个 Maya Fustion 的版本，很多人就是从那个时候开始使用Digital Fustion的。面对当时还比较幼稚的After Effect 使得用户感觉到了Digital Fustion是一款比较专业的PC 合成软件，于是被很多高手所接纳。另外，Digital Fusion是一款基于节点的后期处理软件，同时结合了2D/3D多处理器架构和高端的协同管理工作流程，属于专业级后期合成工具、高端合成软件1.3.4 Inferno/Flame/FlintInferno/Flame/Flint同属于Autodesk公司开发的软件。近年来它们的相互配合使用，得到了业内人士的好评。inferno是业界领先的在线视觉效果制作系统,可最有效地进行电影,数字影院,HDTV/DTV,高分辨率广告和视频项目(NTSC/PAL)的制作.inferno为在更高色深和空间图像分辨率上工作,提供了直观有效的工作流程和工具.从Action直观的三维设计环境到批处理工作流,inferno处理着世界上最复杂的生产制作.此外,它提供了一个更加改进了的功能选项板,包括三维和二维运动跟踪,颜色变形Colour Warper ,运动估算时间变形,模块化抠像,跟踪器,绘画,文字,24p通用主控格式编辑,与3ds max 动画软件集成的强大的二维/三维动画工具。Flame：虽然 After Effect 在电视包装中使用最多的后期软件，但是它并不是最专业的后期合成软件，最为专业的后期合成软件还是运行在SGI 工作站上的那些如Discreet公司的 Flame 等高端合成软件，不过那些软件毕竟价格极其昂贵。所以说比较适合普通的电视包装师的合成软件还是PC 机的这些合成软件，使用这些PC机的合成软件同样能制作出非常精彩的视觉效果。集创作的智慧，借平台的优势，新构建的64位Flame合成软件具有实时视觉特效设计与合成技术。它专为高清、多格式后期制作设计定制，从影像、高清电视到2K数字影院无所不能。这套曾获奥斯卡金项奖的系统能够提供超强的高清图像、更快速的合成、先进的运动图像和客户端驱动的交互式设计。Flame目前可以在两种平台上运行，既有基于SGI的IRIX版本，又有基于双核Linux平台的版本，为后期制作公司提供更多的平台支持选择。新一代的Flame工具具有三维合成环境，它使高级视觉特效创作、互动脑力激荡和客户端驱动设计更为方便，并能为客户参与制作的项目提供快速回馈。拥有了Flame, 创意总监便能与艺术家进行实时交流沟通和互动的创想构思。此外，Flame还能提供高效的工作流环境，有序管理所有媒介和工具，以便使用者快速访问。序列帧历史可为工作记录提供便捷的参照。Flint使艺术家们可以用最快的速度、在最佳的互动形式下创作出具有强烈冲击力的图像效果。Flint能在优化且富有创意的环境中对复杂合成、绘画、运动图像动画和视觉特效的制作提供即时回馈。它能以实时的视频输入输出处理高质量的RGB影像，提供先进的标准参照能力和功能强大的混合分辨率架构，并生成实时的标清视频和高清电视。Discreet Flint 9.5系统软件提供了一系列功能强大的新工具，包括新的基于分层的绘画系统, 同时在工作流上也有诸多改进。Flint是高性能的、交互式高清视觉特效制作系统，因此是广电与后期制作行业的理想选择。Flint专为标清和高清的高质量工作流而设计，能处理2K电影，并与Discreet Inferno、Discreet Flame、Discreet Smoke和Discreet Fire系统完全兼容。Autodesk公司推出后期合成产品解决方案Autodesk Inferno终极交互式高清视觉特效设计系统AutodeskFlame业界领先实时视觉特效设计及合成系统。Autodesk Flint用于后期制作和广播图像的高级视觉特效系统。Autodesk Toxik应用于电影制作流程的交互式协作型合成解决方案。 1.3.5 其它Autodesk ToxikAutodesk Toxik 软件通过实时交互、企业协作、三维合成、高动态范围 (HDRI) 处理、用户界面和自动化方面的突破性创新技术，简化了数字合成。它以更高的速度、灵活性和丰富性实现创想，是第一个提供集成化企业协作的故事片制作数字合成解决方案，让您感受未来的协作性数字媒体创作。Autodesk Toxik使反复跟踪镜头和元素的复杂任务自动化，协作完成复杂的合成，即时访问所有最新的数据。Toxik的集成式多版本处理能力提供了项目中任何镜头从开始到最终输出的完整历史记录。集中式的关系数据库能使制作公司的所有Toxik系统保持完全同步。集成的文件和元数据共享允许把合成细分成分量和分发到众多独立的工作站，比如合成和对位工作站，从而实现快速、并行的工作流程。数字色彩配光Discreet Lustre 2.7Discreet Lustre系统软件是另一款Autodesk传媒娱乐部的获奖产品，是用于2K和4K颜色渐变和效果生成的高性能数字中间片处理系统。它独特和超强的软件设计提供了实时的一级和二级校正能力和配光能力，并为高分辨率的图像及数字中间片提供丰富、功能强大的特征集。Discreet Lustre符合数字中间片处理的最高质量要求，能以最严格的标准配光，如美国摄影家协会(ASC)和DCI协会(由7家美国大型電影公司组织的业內团体)推荐的16位线4K模式。为满足专业摄影家和色彩专家们的特殊要求，Discreet Lustre 2.7版本新增数项强大功能，包括10位和16位2K扫描的实时一级配光功能，大量的可选（二级）颜色的校正工具，分辨率独立技术(包括4K)和精益求精的质量：32位/分量。Lustre还支持附属渲染与渲染服务器，从而为配光专家们提供了提升效率的转键系统。Lustre的Master、Command、支持站点和后台渲染节点可以连成强大网络，提供全套可扩展的、灵活的协作性工作流。Discreet Lustre 2.7和IncineratorLustre Incinerator主工作站：Lustre Incinerator主工作站为实时数字化配光提供超高性能的一体化解决方案。它专为色彩师与客户和电影摄影师进行高度交互式的制作而设计。Lustre Incinerator主工作站能够执行实时一级和二级配光，并具有一个完整的创造性工具包，包括用于更精细的视觉效果创造以及去斑点和对位等质量控制任务的广泛工具。该配置的一个不可或缺的部分是Autodesk Incinerator内联集群技术。Incinerator大大提高了系统性能和交互性。Incinerator资源管理软件允许用户在Lustre工作站之间共享计算能力，从而更加高效地处理创造性、辅助和后台渲染任务。资源管理器使用户能够把每个Incinerator节点的处理资源分配到预先定义的节点组，以供Incinerator网络中的任何Lustre系统使用。Lustre Incinerator主工作站目前仅可用于Linux平台。剪辑与完成Discreet Smoke 7.0Discreet Smoke 系统软件为设计师们提供了快捷、实时的互动能力和卓越的工作流程，是用于创作编辑行业领先的视觉特效工具。它是一个集所有功能于一体的创作剪辑和完成系统，提供从高清到2K的可扩展能力、无与伦比的速度和丰厚的投资回报。该产品充分利用了Autodesk传媒娱乐部曾获奥斯卡奖的Discreet Flame系统的视觉效果技术，同时集成了Autodesk传媒娱乐部产品的多主控编辑性能。Discreet Smoke 7.0提供一系列新的平台配置和价位，提供更多的选择和更大的灵活性，满足您的制作需求。Smoke SD具有价格经济的SD配置，提供了业界最全面的完成工具包。Smoke HD支持高质量实时HD，扩展了Smoke SD的功能。Smoke 2K是一个专门设计的具备SD、HD和2K强大处理能力的高性能解决方案。Smoke 2K可在强大的4处理器的SGITezro以及速度极快的双核Linux工作站上运行，提供终极的整合、剪辑和创作性完成能力。Discreet Smoke 7.0在编辑与精编方面新增的强大功能之一便是64位架构，它可提供更大可寻址存储空间，从而让创作人员能完成更复杂的项目。另外，借助其新的序列帧历史记录功能，可以在时间线上实现稳定的效果生成，并加强与Smoke、Fire、Inferno、Flame和Flint系统之间的协作。同时，Discreet Smoke 7.0内置Autodesk Burn后台渲染器，可以使客户更好地利用CPU计算能力，从而能更迅速地完成需要加强处理的复杂视觉效果制作，并且降低制作成本，缩短项目时间。Burn节点通过远程处理时间线和序列帧，可以腾出在线套件来专注于更具创意的工作。通过提供快速、高性价比的处理能力，Burn极大地增强了Smoke处理性能。目前在国内的影视制作领域里，已经有人在使用一种高级特效后期制作合成软件-5D Cyborg，它有先进的工作流程、界面*作模式及高速运算能力；能对不同的