新生研讨课报告——图片处理在电影特效制作中的应用

电子科技大学格拉斯哥学院 2017级张志航
在新生研讨课上，曾院长给我们介绍了相关图片处理的知识和技术，比如RGB，作为一种颜色标准，主要是通过对红®、绿(G)、蓝(B)三个颜色之间叠加组合，从而得到各种颜色，并且几乎包括了所有人类视力能感知的颜色。但这简简单单的三种色彩是如何做出电影特效的呢？这让我这个电影迷想到了图片处理是如何在电影中应用的呢？电影中的那些华丽的场景，那些惊险的画面，超酷的飞船是如何制作出来的呢？接下来我将用我自己学到的或查阅到的相关知识给大家来说说电影特效。

一．背景

在上个世纪随着计算机技术的发展，慢慢的形成了一种全新的影视动画CG，Computer Graphics。CG基本上是通过计算机来制作动画的一种技术。一般我们习惯将利用计算机技术进行视觉设计和生产的领域通称为CG。它包括了很多的方面，如书面的设计、网页设计、三维动画（《玩具总动员》就是全用计算机制作）、影视特效、多媒体技术、等等。归根到底就是计算机科学的发展。

二．电影特效的制作

首先，我们要了解一下什么是电影特效，在电影中，被人工制造出来的假象和幻觉，被称为电影特效。电影摄制者有时利用它们来避免让演员处于危险的境地、减少电影的制作成本，或者理由更简单，只是利用它们来让电影更扣人心弦。（比如，由美国Autodesk公司出品的Autodesk Maya就是一款专业的影视制作的软件）

在说如何制作之前我们要先了解一些特效的专业术语：

流体

流体是基于动力学计算的，可以产生真实的流体运动效果。流体可以模拟雾、火焰、烟、云、水等效果。粒子是动力学的一部分，而动力学是物理学的一个分支，用来描述物理世界物体的运动方式

粒子

粒子在制作特效时是非常有用的，粒子有很多种表现形式，可以制作水花、火焰、沙尘、烟雾等等。比如用来表现船在海上航行与海面产生飞溅的水花，人站在甲板看到海里的鱼群，那些鱼群可以通过粒子来完成，先是得到粒子类似鱼群效果的运动路径，再让每一个粒子去替代不同类型的鱼模型，这样可以在每一个粒子的位置上放一个鱼上去，得到群集动画的效果

刚体

刚体则可以使三维软件中的物体模型参与动力学的解算，比如我手上一个物体掉到地上，在地上弹跳的过程，其实动画师可以根据运动规律的理解，去手动的定义这个动画过程。但如果是有无数碎块掉落相互碰撞的效果呢? 比如说有一面墙，一个炮弹打过去碎片四溅，这一系列复杂的运动过程由动画师逐一完成的话，工作量非常庞大，这就需要把物体碎块模型转化为刚体，转化为刚体就可以参与一系列的动力学解算，通过解算得到仿真的运动

柔体

简单说柔体就是柔软的物体，在Maya中通过动力学的解算，使物体得到柔软的运动。例如：衣服、国旗、有弹性的皮肤、窗帘或者是会随风飘动的毛发等等

以上是实际操作中我们需要学习如何制作的，现在我们可以举几个实例，看看到底如何制作特效的

其实我觉得主要分为两种，第一种就是需要大量建模，创造出一些现实中不存在的东西。现在举一个最简单的例子比如在《复仇者联盟》中，钢铁侠的那栋楼，就是通过建模实现，首先在Maya软件中需要建立出大概的轮廓，比如长方体，更复杂的就会由很多的形状组合而成。在下面的这栋楼之中我们也许就要用到长方体，圆形，三角锥等等。在此之后就是进一步的修饰工作，反正就是做的越仔细就会越真实。在经过一系列缩放，特殊复制，当然还要挤出各种条形。（这就要好好学学这个软件了）效果图就是下面这个样子的。

最后在建立了模型之后，需要的就是进一步的渲染补光等操作，比如阴影的处理，这些都是为了让房屋更加的真实，这里我就直接放图了，实际效果如下。

当然还有一部分是通过实际拍摄加上抠图实现，（这里主要是因为有一部分是由演员表演的，然后还要加上电脑制作的那一部分）比如实际拍摄效果如下。演员会模拟电影中的场景来拍摄，而真实场景中背景一般就会用蓝色或者绿色充当，在后期的处理中就会替换掉背景。

然后把人物抠出来，接到另一个背景上。（这里虽然就一句话，但是也很复杂，因为这也需要一定的处理好让人物融合到背景中，以至于看着不会太假）

但在建立飞船和人物模型时，就会用到上面所讲的知识，比如这里的爆炸的烟雾就是一种流体，在建模的过程中就需要考虑到物理力学的问题，所以这是个很复杂的过程（基本上使用电脑模拟的）。而在建立飞船飞行的模型时，就要用到粒子这个概念，我们首先需要模拟其运动的轨迹，并加上飞船的模型。经过无数个日日夜夜后我们就会得到下面的结果。

三．总结

这次的新生研讨课让我了解到了图片处理的重要性，也同时让我对图片处理有了更深刻的认识，最重要的是我对他有了更加浓厚的兴趣。希望以后自己也能做出很好的特效，也希望新生研讨课能激发更多同学的兴趣。

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