计算机三维动画概论

计算机三维动画概论计算机三维动画的发展计算机三维动画的特点计算机三维动画的制作计算机三维动画的发展1962年，美国麻省理工学院的萨瑟兰德博士在他的论文里第一次提出了CG（ComputerGraphics）理论。1974年举办了首届SIGGRAPH（SpecialInterestGroupforComputerGRAPHICS）年会。由美国ACMSIGGRAPH（美国计算机协会计算机图形专业组）组织的计算机图形专业年会。期间人们不断试验，利用CGI（ComputerGeneratedImage，计算机生成图像）技术制作一些视觉产物。这一系列的早期试验，为之后诞生的计算机三维动画奠定了理论基础，蓄积了技术储备。计算机三维动画的发展进入20世纪70年代后期，由计算机制作的CG图像开始出现于好莱坞的电影中。标志着计算机图像应用开始进入电影行业。系统仿真公司（SystemSimulation,Ltd）为《异形》（Alien）（1979年上映）制作CG画面。纯计算机动画开始使用在电影中。工业光魔公司（IndustrialLight&Magic，简称ILM）的诞生极大推动了计算机三维动画以及电影特效行业的发展。这一切都要归功于乔治·卢卡斯（GeorgeLucas）和他带领下的创制团队。计算机三维动画的发展工业光魔公司的创立1975年《星球大战（StarWar）》开拍。当时好莱坞电影特效制作的十分匮乏，相关资源奇缺。为了达到令人期待的视觉效果，卢卡斯整合资源，创立了专门从事电影特效创制的工业光魔公司。为了《星球大战》，卢卡斯和他的团队使用了一系列独创性的制作手法和技术，并计算机引入制作环节中。在之后的众多好莱坞电影中的视觉特效都来出自于卢卡斯的工业光魔公司。工业光魔公司时常为了达到某种视觉效果，会独自开发一套计算机视觉解决方案。而这一方案时常会对这个特效制作行业和计算机图形图学研究领域产生里程碑式的推动作用。将计算机图形图像学的最新研究成果转化运用于电影制作。同时在开发过程中，工业光魔的创造性发明也会反作用于图形图像学，从而促进研究工作的发展。这种产学相结合，相互促进的模式十分值得称道。同时这种模式也已成为当今计算机三维动画，计算机视觉特效行业研究开发和制作运行的通用模式。计算机三维动画的发展进入20世纪80年代，逐步提高的计算机硬件性能赋予了计算机程序人员开发具有较好交互功能的新型CG制作软件的自由度。许多新型图像算法的引入，让计算机三维动画的运用空间逐渐扩大。分型算法（Fractal）数学公式已经开始用于制作模拟逼真的地形地貌。光线跟踪（RayTracing）技术被用于模拟真实环境中的光线和照明。计算机三维动画的发展1982年迪斯尼公司发行的《电脑争霸（Tron）》一片中出现了时长30分钟的计算机三维动画。一段未来摩托车追逐竞驶的片段给观众留下了深刻的印象。1985年，计算机三维动画技术发展有出现了革命性的一幕。第一次出现了CGI电影角色，标志着业界的一次重大飞跃。《青年福尔摩斯（YoungSherlockHolmes）》一片中一扇彩色玻璃窗突然获得人性活了过来，与一位真实的牧师进行对话。而这短短的30秒CG镜头，卢卡斯的ILM公司竟花费了6个月才制作完成。可见其极高的制作难度。计算机三维动画的发展卢卡斯与拉萨特的分歧1986年，ILM公司下属的CG部门被乔治·乔布斯收购，大部分成员离开ILM，成立了能够独立制片的Pixar工作室。潜心制作纯三维动画影片。卢卡斯更倾向于创作真实的特效电影，计算机图像技术作为电影视觉效果的有益补充。拉塞特等人更倾向于创作纯三维动画。将现有的CG技术进行改进，把它作为一种讲述故事的手段。从此两股人分道扬镳，在各自的领域取得了惊人的成就。这一事件也从另一个角度改变了动画电影的格局。计算机三维动画的发展1988年,成立不久的Pixar工作室就拿出了自己的成绩单。《锡玩具（TinToy）》该片赢得了当年的奥斯卡最佳动画短片奖、第三届洛杉矶国际动画节一等奖以及美国电影协会蓝带奖。这是第一部获得奥斯卡奖的动画短片，也是之后轰动全球的《玩具总动员》的创意来源。计算机三维动画的发展从20世纪80年代末到90年代初，计算机三维动画以及电影电脑特效技术发展加快。可以说许多具有革命性的运用诞生于此时。计算机三维动画的发展1989年詹姆斯·卡梅隆（JamesCameron）委托ILM公司为他的影片《深渊（TheAbyss）》制作一只能模仿片中演员面部表情和动作的蛇形水怪。当然这个角色是虚拟的，全CGI图像。最终ILM公司制作出了让全世界的折服的惊人视觉效果。没有CG，这一惊人效果恐难实现。计算机三维动画的发展卡梅隆再接再厉，在其后的轰动全球的《终结者2：审判日（Terminator2:JudgmentDay）》中成功塑造了T1000这个金属液态机器人的反面角色。逼真的液态金属效果，无缝隙地变形过程。CG图像显示出从未有过的视觉力量。ILM公司为了完成这一具有里程碑式的角色塑造，制作超过100个CG素材。计算机三维动画的发展1991年，斯皮尔伯格开始根据迈克·克莱顿（MichaelCrichton）的畅销小说《侏罗纪公园（JurassicPark）》改编拍摄同名电影。这部塑造史前巨型恐龙的科幻冒险电影将CG技术推上了另一个高峰。在其后的续集中，CG恐龙完全代替了恐龙实体模型，几乎在每一个特效镜头中出现。计算机三维动画的发展1995年，Pixar工作室准备尝试一件电影业界从未尝试过的事情，制作一部完全意义上的计算机三维动画长片。这部影片就是《玩具总动员（ToyStory）》。抛开赚的钵满盆盈的全球票房，影片还获得了奥斯卡最佳剧本的提名和最佳动画长片奖。最为关键的是，它的诞生标志着全计算机三维动画长片的诞生，全CG动画片进入商业化模式，进入主流商业电影行列。之后全CG动画浪潮席卷全球。计算机三维动画的发展经过十余年的快速发展，全CG动画步入了全盛时期。之前的三维动画重要以技术吸引观众的眼球，而如今的三维动画已经着重处理故事情节与技术表现间的平衡关系。在视觉感染的同时，也注重心灵上的共鸣。计算机三维动画的发展Pixar工作室有句名言：我们现在最关注的是故事本身，如果没有引人入胜的故事情节，什么都无从谈起。三维动画跨越了以往“技术挂帅”的原始阶段，回归到以剧情的内在感染力为核心的动画制作模式中。计算机三维动画的发展计算机三维动画的特点定义由计算机生成，可以全方位，观看的物体立体动画。计算机三维动画有区别于传动二维动画的特殊性，它的造型理念更加强调对三维立体空间与三维体积感的追求，更接近视觉与运动的逼真感。计算机三维动画的特点艺术审美特性作为电影艺术的分支，三维动画同样应具备电影美学的一切特质。它涉及到场景、构图、景别、造型、灯光、色彩、音响、摄影机机位及角度等多方面的内容，是一门综合艺术，而它展现的核心规律就是视听语言艺术。三维动画的审美特点是非常技术化的多重感官的立体空间享受，极具视觉冲击力。它能够将实拍影片中较难表现的“幻想中的世界”轻易表达出来。计算机三维动画的特点审美要求和设计原则角色、场景、道具的设计要与整部影片总体风格相统一。注意呼应和对比的关系。注意层次感和空间感，不同的视角虚实效果的运用能让人领略到现实中不存在的，独具魅力的空间