電影CG技術，將理想在熒幕實現

CG是Computer Graphics（計算機圖形學）的英文縮寫。隨着以計算機為主要工具進行視覺設計和生產的一系列相關產業的形成,國際上習慣將利用計算機技術進行視覺設計和生產的領域通稱為CG。它既包括技術也包括藝術，幾乎囊括了當今電腦時代中所有的視覺藝術創作活動，如平面印刷品的設計、網頁設計、三維動畫、影視特效、多媒體技術、以計算機輔助設計為主的建築設計及工業造型設計等。本次我們就來討論一下應用於電影的CG技術，計算機動畫（Computer Animation），是藉助計算機來製作動畫的技術。雖然這個詞通常被認為是指三維圖形，事實上同時包括了二維圖形以及視頻處理。

從二維到三維，從平面印刷、網頁設計行業到三維動畫，影視特效行業，CG隨着技術的不斷提高，應用的領域也在不斷的壯大着，現今更是形成了一個可觀的經濟產業。

發展歷程

從1991年的《終結者2》到2010年的《阿凡達》，我們感受到了CG在質上的飛躍。如今影視特效、3D動畫製作與3D遊戲製作已成為CG領域發展的前沿。世界上第一部完全用計算機動畫製作的電影《玩具總動員》突破了數字技術在電影業中的運用限制，給電影製作開闢了一條全新的道路。與此同時，2005年推出的《魔獸世界》就是最好的例子，它以恢宏的場面、美輪美奐的背景、高度仿真的環境、扣人心弦的故事，讓無數魔獸玩家體會到了CG的神奇魅力。

2011年《變形金剛3》《怪物史瑞克3》站上電影票房之巔。無不預示着電影動畫的發展前景。在這短短十幾年，CG以高端科學技術為依託，以無限的創意為內容，徹底顛覆了傳統視覺時代，開闢了流光溢彩的圖像新時代，CG動畫給影視和遊戲強國帶來了近千億美元的經濟利潤。可以說，CG已經在美國和日本等國形成了一種產業，深刻影響着他們的經濟和文化發展。

CG技術對電影的影響

CG動畫的製作比起傳統動畫片的製作來說是非常有效率的。首先在CG動畫製作本身方面，已經節省了一定開支。一部動畫影片，若普通傳統動畫公司，整個從業人員約有3000到4000人，每月產量可以達到200本，這種工作效率是非常驚人的。當然，這忽略了人力物力的投入。而CG動畫無需實質性的紙張，幾乎完全動用計算機製作，節省了物理成本，也有助於環保。由於CG動畫的製作不像傳統動畫那麼多工序，速度方面也遠遠比傳統動畫更快。一般需要2年便可完全完成一部電影作品。當然，想創作一部好的CG動畫，往往需要在細節上花費更多的時間。

其次在收益方面，CG動畫的電影收入也比較可觀。拿《玩具總動員2》來說，全球票房收入為4.85億美元，《泰山》的全球票房收入為4.35億美元。《怪物史萊克》票房更是達到5.289億美元，可想而知，全CG動畫電影成為好萊塢最賺錢的電影類型。

當然，CG「很效率」「很節省」其實未必準確，我們不能以偏概全。因為CG動畫寫實的製作費用非常高昂。舉例來說，若要拍攝一個窗帘在陽光下輕輕飄動的鏡頭或者是一片樹葉隨風飄落的過程，恐怕搭景拍攝要比用CG作成同樣效果來得方便廉價得多。

同時，在真人電影方面，使用CG技術同樣能夠減少不少拍攝場地的限制，以《蝙蝠俠大戰超人》為例，有多少人想到這個場景是在綠幕前拍攝的呢？

但是，若要拍一個成千上萬人大場面的全景，用CG絕對會更划算了。所以，若是靈活運用CG技術，只是在影視方面就可帶來無窮的效益。

概述電影CG

簡單地說，CG的主要研究內容就是研究如何在計算機中表示圖形、以及利用計算機進行圖形的計算、處理和顯示的相關原理與算法。圖形通常由點、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線型、線寬等非幾何屬性組成。從處理技術上來看，圖形主要分為兩類，一類是基於線條信息表示的，如工程圖、等高線地圖、曲面的線框圖等，另一類是明暗圖，也就是通常所說的真實感圖形。

上述所講的點、線、面以及灰度、色彩等因素通過共同協作，最後產生出讓觀眾最後看到的，讓人賞心悅目的畫面。為此，必須創建圖形所描述的場景的幾何表示，再用某種光照模型，計算在假想的光源、紋理、材質屬性下的光照明效果。正因為有着諸多因素的變化，因此在某種時候CG的製作成本也是相當大，我們在屏幕上看到的短短几秒畫面，可能就需要設計師花上幾個小時甚至一天的時間。

有多少電影鏡頭是真的？

在電影拍攝中，除去科幻類電影以及三維動畫可能需要大量的CG畫面外，你是不是也認為其餘所有電影片段都是現實拍攝呢？一個很現實的例子：不少電影都會有環境拍攝片段的鏡頭，可能是樹木蔥蘢的森林，也有可能是高樓林立的城市。深林環境暫且不說，如果拍攝的是處於繁華城市的擁擠地段，豈不是要阻塞交通，擾亂現場秩序才能進行拍攝？

筆者以本年年初的電影《唐人街探案2》為例，據筆者網上查閱，整部影片一共500多個特技鏡頭，其中涉及複雜的三維鏡頭就有200多個。其中包括了汽車旋轉、抓住半空的國旗、第五大道撞車等等的戲份。就這樣，一部看起來頗為「寫實」的電影完成了不少看似「不可能」的操作。整個過程到底是怎樣的呢？稍微懂得電影中特效的人都知道，在製作特效時，拍攝組總會在視頻拍攝的地點加上綠幕，以方便後期摳圖替換背景等操作，但更加細節的步驟怎麼做？請看下面。

CG到底是怎麼做出來的

作為一個影視作品，想要做出CG片段，首先需要構思好整個影片。到底需要一個怎樣的畫面構造？不少人只看到屏幕前CG領域的從業者在幕前向人們展示着精美的CG片段，卻不知道CG製作人為了構思整個畫面所做出的努力。

筆者看到過某專業CG領域從業者對CG製作過程的描述：前期準備的充分程度將很大程度上決定着整個作品的製作效率和成敗，過早上手，帶着很多不確定的想法和技術問題，製作往往會陷入創作的泥潭，最後作品只能糾結、抑鬱、而終…

有了製作的想法以及構思後就需要去測試現實中的可行性了，天馬行空的思維固然是好，但現實中CG製作的過程往往受到了時間、技術、精力等一系列主觀及客觀因素的影響。畢竟不是每個人都能做出像好萊塢一般的CG效果的。第二階段的製作過程可以說是現實以及理想的磨合期了，畢竟在現實生活中不少例子都告訴我們理想和現實是有一定差距的。

確定技術的可行性後，就到了真正動手操作的時間了，這時候CG製作者需要把CG內容的具體元素（人物構造、場景、打光…等等的內容）分別展示到監製的面前。目前CG一是直接都用Maya、Max或者其他3D軟件的多邊形建模工具把模型製作出來，除了造型和美感，還要考慮多邊形布線以方便後面流程的人給角色做動畫和表情。這一階段充分考驗了CG模型製作者的美術功底，與我們平時看到的修圖工具PS不同，CG製作起來所需的時間和精力絕對比起修平面圖要多。

PS修圖一般是二維平面圖，所構造的圖由點——線——面組成，CG則需要更高的操作性從點——線——面，延伸到多面組合而成的三維圖像，目前在國內，真正有這種獨立製作好CG能力的人還是比較少的。CG的製作方法並不僅限於上述的步驟，目前還有很多軟件支持CG模型的製作。在西方電影中，為了保證CG的真實性，他們甚至會對電影元素製作實物模型，然後通過3D掃描製作出相當真實的圖像。

有了模型後就需要對模型進行上色了，通過專業的工具，CG製作者對CG元素進行顏色貼圖。可能不少人會好奇三維平面怎麼染色貼圖，筆者上面也提到過，三維其實就是多個平面的組合，在貼圖步驟中，CG製作者通常需要將三維圖展開變成二維圖像，對每個分割面進行染色，染色後還原為當初製作的三維圖像，就形成了我們常常在電視上看到的電影模型。