数字绘景中提升空间真实感的方法研究

王 玮

(国家中影数字制作基地,北京 101400)

1 数字绘景中的空间

1.1 空间的概念

空间是与时间相对的一种物质客观存在形式,它通过长度、宽度、高度、大小而表现出来。通常指四个方向的上下构成。人脑对物体在空间内的存在形式会产生直接或者间接的、总结性和预判性的反映。呈现在人脑中的空间涉及形状、大小、远近、深度、方位等因素(见图1),它是基于视觉的基础上建立起来的,是对空间知觉的总的抽象与概括,由此构建出日常的物理空间甚至宇宙空间。

图1 物理空间示意图

1.2 数字绘景中的空间

在场景设计中依据空间的自然特性,通过具体绘制为剧情提供故事发生的场所,而这个场景的绘制如同为戏剧搭建的舞台,画面需要呈现出空间的特性,这就是数字绘景中的空间,这个虚构的空间不但需要还原真实世界的物理性,而且需要符合剧情的需要,同时还可以具备一定的气氛渲染。接下来就以常见的3种空间绘制为例进行讲解。

1.2.1 真实空间的延伸

在影视实际拍摄中,寻找一个完美契合故事内容的空间作为电影场景非常难,往往需要花费大量时间、精力、人力等资源,效果却差强人意。这就需要在已获得的场景元素的基础上,通过数字绘景来精进。利用数字绘画的手段可以构建出更加符合影片中所需的故事场景。所以在后期制作中,数字绘景师常常需要在已经拍摄的实景空间中进行进一步的补充和延伸,比如拍摄实景自然空间中只有前景没有远景,或者画面层次不够,气氛效果不佳等,这时就需要通过数字绘制技术进行对现有空间的完善和进境。

1.2.2 基于剧本和导演意图的订制

概念设计图是依据情节需要和导演的构思完成的,初步表现了该空间场景所要传达的信息。在一些故事场景中,特别是玄幻题材的空间场景,甚至连部分实拍都很难实现,这就需要数字绘景师通过反复理解故事背景、明确导演意图,结合参考概念图,对所需元素逐一绘制并整合,最终可以构建出一个完全符合故事发展、满足导演需要的空间场景,从而将存在意识中的世界“真实”地呈现出来。

1.2.3 与三维模型的整合

将三维模型与数字绘制相结合,是后期制作中常见有效的空间呈现手段之一。通过匹配三维模型,数字绘景师可以精准把握空间透视、角度转换,以及光线的要求。通过对模型绘制自然世界的真实纹理,以及添加模拟自然光感,使空间的表现力增强,甚至可以缔造出超出创作预期的超现实题材的空间。

2 绘景中呈现物理真实空间的作用

2.1 使得镜头画面真实可信

数字绘景也被称为是“高级的移花接木”,一副数字绘景作品往往需要融合大量的元素来构建一个并不存在的虚幻空间,这个空间只有参考模拟真实的物理空间的特性,才能使其脱离虚构,达到视觉感受上的真实,在幻与真之间作出完美的艺术呈现,毕竟“求真”是人类的感官本能。

2.2 加深了观众的电影进入感

电影镜头是带观众走进故事的载体,通过镜头观众可以感同身受,数字绘景是镜头的组成部分。如果缺乏真实可信的空间感,很容易使得观众的思绪游离于镜头之外,从而无法达到沉浸其中的观影体验,所以追求真实地还原物理空间的特性是引导观众沉浸式观赏的必要前提。

2.3 有助于剧情的展开

在科幻题材的影片中,数字绘景更是把真实感追求到了极致,导演们希望发生在超现实世界的故事能被观众深信不疑,就必须在他们的脑海中构建一个合理又真实的超现实世界,让观众感同身受,由此剧情的发展才能更好地步步推进,展开完美的演绎。

3 如何建构数字绘景中的空间感

3.1 参考图是建构物理空间依据

图2 数字绘景技术参考图

如图2所示,通过分析大量的参考图是数字绘景师在着手绘制前的必要工作准备,这些参考图展现了真实的物理环境在光线、天气、植被等作用下的真实状态。比如,夕阳下的山谷中,山、树、石在日暮中都会产生细微变化,这些细节都是来自物理世界的真实呈现,需要制作人员通过仔细研究和观察,对比分析不同参考图的光线、色调、氛围等一些参数,找出符合导演意图和剧情需要的关键参考图,并将它们进行恰当提取,作为当下数字绘制内容,或者有关的核心要素,为下一步工作做准备。

3.2 明度阶梯的表现

图3 明度示意图

如图3所示,在真实的物理空间中,即便是同一光源,空间中不同的物体由于排列组合方式、材质、状态等元素的不同,在明度的表现上并不是一成不变的,而是以差异化的方式呈现的。特别是在自然空间中,这种差异化表现更为显著,所以数字绘景在空间创作中一定要体现出明度的阶梯感和差异化。通过利用去色模式、调整明暗对比度等,可以直观地对现有画面进行精确调整,亮度的变化使画面具有了层级的差异,比如近景偏暗,远景偏亮等,从而更好地模拟还原出物理空间的真实感。

3.3 强化对比关系

对比关系也是影响构建画面空间真实的关键因素之一。如连绵起伏的群山,处于前景的山体受光和背光的相关部分都需要给予考虑,将其对应的参数设置为具有一定的强对比,而处于远景的山体受光和背光就需要弱化对比参数,受物理空间中大气的影响其对比关系可能若有似无,甚至没有。这些物理空间中的细微变化一定要合情合理地出现在绘制的过程中,通过利用曲线编辑器、色阶、蒙版等工具调整相关参数,对画面内元素进行增加或者削弱对比关系对于提升空间真实存在感很有必要。

3.4 体现色彩饱合度变化

受物理空间的影响,色彩饱和度与光线强弱及在不同波长的强度分布有关。在波长分布不变的情况下,光强度越弱则色度越低。在数字绘制过程中也需要遵循这些自然规律,利用cc色彩校正技术对画面的色彩饱和度进行反复调整。一般来说,前景中物体的色彩饱和度高,而远景受大气和空气中尘埃性质、颗粒大小、气体中吸附质的性质及浓度、吸附平衡等因素影响,色彩饱和度相对较低。在数字绘制的过程中合理呈现不同区域饱和度的变化,从而获得更加真实的物理空间感。

3.5 不可忽略的边缘处理

实践中结合参考图,我们发现处于空间中物体的边缘并不都是清晰可见的。前景的物体外轮廓相对锐利而清楚,然而远处的物体外轮廓相对虚化。以山体绘制为例,一般来说处于前景的山体边缘需要硬笔刷绘制边缘,硬挺而棱角分明。而远景就需要适当打破这种硬性边缘,运用蒙版、柔边、软笔刷等,精心绘制表现这种边缘的不同。虽然是细微的改变,但数字绘景就是任何小环节都注重才能使得画面真实有力,同时有助于画面整体在视觉上让前景更近,远景更远,从而制造出符合真实空间的景深。

3.6 合理添加细节

为已有场景进行细节添加是数字绘景经常要处理的工作。这些细节不但丰富了电影镜头,而且使得场景更丰富。细节决定成败,在细节的绘制上始终要以模拟真实自然空间的特性为前提,不同的物体在不同的位置和层级上显示的细节丰富程度是有差异的。前景、中景、远景中不同的层级细节的变化会随着空间存在顺序而逐渐减弱。比如,海岸的礁石当处于前景中,那么礁石上散布的苔藓和水渍就需要细化,如果礁石处于远景,那这样的细节就可能是零星可见。类似这样的变化在绘制中需要重视并被表现出来。

3.7 利用色温表现空间

色彩的冷暖感主要是通过色彩对视觉的刺激作用而使人体产生的一种主观感受,在数字绘景中色彩的冷暖一部分来自空间的影响,我们在创作中也需要注意画面中色温的差异,并把这些差异表现在数字绘景中,这样有助于我们更好地模拟真实可信的自然环境。比如,天空笼罩下的戈壁,相对前景,远处的物理空间由于大气尘埃、微粒等干扰相对偏暖,近处的要偏冷一些,这就需要我们结合色平衡、色相以及曲线编辑多方面进行调整,最终绘制出这些细微的变化从而制作出令人信服的真实空间。

3.8 绘制符合空间的大气感

大气感在物理空间中无处不在,由于大气特性所造成的光线折射率的起伏、光波散射等物理过程,会使得空间产生相应变化,所以可以根据这些变化,反演大气的特性。特别是需要渲染气氛的空间场景中,会给观众带来对某个故事情节即将发生的期待,如弥漫散开的雾气中,一袭白衣的侠客即将泛舟独行,有可能是误入仙境,也有可能是杀气重重故事情节的前奏……总之,将大气感植入二维的数字绘景中绝对是有效提升空间真实感的灵魂之笔。根据笔者产业经验,目前最常见的是制作扬沙和添加云雾效果,在具体制作中通过利用蒙版、色彩明度、色彩平衡等参数调整,努力做出符合环境的扬沙和云雾,不但能让平面的画面灵动起来,也有效地提升画面空间层次的真实感。

4 总结与展望

从最早运用Matte painting的电影《Missions of California》到如今,借助计算机图像(CG)的技术,以各种软件中“层”的概念取代历史中绘景师笔下的“玻璃板”,是一个漫长而又充满挑战的过程,通过Matte painting创建完整的空间场景或者对已有空间进行扩充修饰也一直在提高制作效率,节约成本。伴随技术的发展,数字绘景正变得更为精确、更易操作、更具创造性,往往可以创造出令人意想不到的影片场景,当我们观赏由彼得·杰克逊(Peter Jackson)导演的电影魔戒三部曲(The Lord of the Rings)中那些由Matte painting创建出想象中的中土世界里的场景时,观众置身其中难以自拔,会信以为真。这就是数字绘景的魅力,用真实感表现虚构的精彩。

如今,伴随VR、AR技术的兴起,这些虚拟现实技术具有更强大的空间环境营造优势。通过结合全景渲染以及立体显示与立体声合成技术能够更好地演绎故事情节,这种新的互动体验方式使空间环境意境的传递更具感染力。所以虚拟空间环境更需要表现真实空间的物理性特征,呈现虚实共存空间场景的描绘,这样更有利于凸显空间环境的张力。相信在未来,数字绘景技术与新兴的特效技术的结合,一定能创造出令人惊叹、虚实结合的艺术化空间。这不但是未来数字绘景设计与创新的需求,也是促进虚拟现实技术不断完善与精进的必经之路。

注释

①《数学辞海》委员会. 数学辞海.第6卷[M].山西教育出版社, 2002.