Unreal Engine4在影视场景中的运用

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Unreal Engine4是传统的游戏软件,基于它强大的实时渲染功能,应用于影视特效制作时可以大大改善渲染速度,以适应4K 及其他节目的制作。

本文以大型纪录片《我们走在大路上》为例,介绍了Unreal Engine4在影视场景中的应用,对资源准备、场景搭建、场景制作等基本的制作流程进行了梳理。

Unreal Engine4 Level Sequence 特效效果 材质节点
今年是中华人民共和国成立70周年,中央电视台影视制作科应节目组要求,承接了24集大型纪录片《我们走在大路上》的特效制作任务。

基于之前的项目刚刚完成了Unreal Engine4项目团队组建,所以此次项目的全部制作流程均基于Unreal Engine4来完成。

Unreal Engine4是传统的游戏软件,基于它强大的实时渲染功能,应用于影视特效制作时可以大大改善渲染速度,以适应4K 及其他节目的制作。

同时Unreal Engine4的制作流程也会相应的发生改变。

本文遵循Unreal Engine4制作的基本流程逐一进行介绍。

一 资源准备
在每个项目开始之前,都需要进行基础的场景搭建,需要大量的基础模型。

基于每个项目的特定内容,
同年代需要展示相应年代的场景及模型,比如第一年代是基于上世纪70~80年代,第二年代是上世纪90年代到2000年左右改革开放的年代,第三年代是进入新世纪2010年之后。

这三个年代是有着鲜明的时代特点的。

每个年代的家居场景,办公场景,甚至每个场景里摆放的办公用品都是不同的。

制作上确定了Maya 建模,RizomUV/Unfold3D 展二 场景搭建
基于不同时代的场景搭建,为了使得制作及渲染时速度加快,需要先对搭建好的场景进行烘焙,分别制作不同年代的日光或灯光场景,把固定光源打好白天或夜晚光效之后,进行灯光烘焙,使得静止的物体被光照的效果固定下来,从而大大缩短了制作时的数据运算量,视觉效果也
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能保持完整统一性,确保流程化制作的效果统一,不因个人习惯而出现过大反差。

三 场景制作
之前在其他文章中简略提到了Unreal Engine4在镜头动画方面的应用,这次的项目对场景整个的镜头运动、灯光调试、阴影校正、带声音精剪,特殊效果的运用都有了进一步的尝试。

1. 镜头动画
镜头动画相对来说并不复杂,跟其他三维软件不同的是灵活的焦距运用。

首先给镜头手动设置一个目标点,这样镜头动画运动的时候会比较灵活方便。

根据不同的场景要求需要给不同的焦距,特别是一些展现文献重点字的部分,需要开大焦距,运用虚焦镜头强调重点。

UE4在虚焦方面功效十分便捷,且效果极佳。

可以做到将焦距聚焦在需要的某几行字上,而其他部分均为虚化,这种虚焦运用在这类片子中极为多见,即使较大一些的场景,依然可以通过设置关键帧动画实时在线调整虚焦位置,拉开远景、中景、近景,使得简单的画面可以通过虚焦立刻获得丰富的视觉效果。

对需要强调的画面重点做出清楚的交代,这是其他三维软件不能有的优势效果之一。

UE4还可以导入骨骼动画,制作出如翻书、胶片转动等非常重要的运动场景。

这些骨骼动画需要在Maya 中绑定好骨骼,并且同时输出骨骼模型和材质,直接导入到UE4所需场景中,通过将物体骨骼动画添加到Sequencer 的动画轨道即可完成。

2. Sequencer 轨道
当进入一个新场景之后,导入添加完场景所用到的模型、骨骼动画和材质及贴图等之后,就需要创建一个Level Sequence 来实现这些动画效果。

需要把所有要制作动画的
物体,都可以单独调节属性,调节运动轨迹和关键帧曲线。

比如添加进轨道的书,可以在轨道属性里增加事先导入的骨骼动画,此段骨骼动画可以在轨道上移动位置来决定何时开始和结束,还可以通过属性编辑器,调整此段动画的速度,避免了反复回到Maya 再次修改的麻烦。

同一个场景的每个镜头都可以创立一个单独的Level Sequence ,不同的摄像机及目标点,摄像机动画,物体动画,包括灯光的亮度、阴影、旋转方向等都可以在各自不同的Sequencer 轨道中完成。

添加到每个镜头的Level Sequence 物体,均只在这个Sequencer 中起作用,也就是只对这个镜头的Level Sequence 有影响,如果在这个镜头的
Sequencer 轨道中删除了这个物体,它依然存在于这个场景列表中,对全局产生作用,却不再单独对这个镜头有关键帧影响。

例如灯光,每个场景都会有一个全局照明,这个全局照明是可移动的灯光,它会对场景中可移动的物体产生阴影作用。

如果把这个灯光添加到第一个镜头的Sequencer 轨道中,并且进行了亮度及灯光旋转,那么它的这些变化只对这个镜头有作用,却不会影响到其他的镜头Sequencer 。

Sequencer 轨道还有一个重要的作用就是可以剪辑镜头。

以往的传统制作流程中,镜头的特效及剪辑都是需要通过后期软件来完成的。

而Unreal Engine4在这个方面表现出了强大的优越性。

传统的三维制作流程,需要分层渲染,然后进入后期Flame 等软件进行合成及剪辑,如果是需要制作4K 超高清节目,不仅对于三维渲染是个极大的困难,对于传统合成软件来说基本上就是一个不可能完成的任务了。

但Unreal Engine4通过将不同的镜头Sequencer ,集合到一个新的Level Sequence 中,同时可以添加音频轨道导入声音,即可实现精确的实时剪辑。

如果一个场景需要通过三个镜头来完成,那么可以通过建立第四个Level Sequence 来对之前的三个镜头进行剪辑,如果剪辑过程中遇到其中某个镜头有问题,随时可以切换回需要修改的镜头Sequencer 进行修改,再返回剪辑。

完成之后可以直接输出成品,并且渲染时间极短,几乎可以说是所见即所得。

这种优势是传统动画制作流程无法匹敌的。

3. Unreal Engine4的一些特效效果
这次实践中比较常用的是动态贴图效果。

UE4中有专门的Media 模块,通过ImgMediaSource 导入动态贴图连续
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帧,将其指定给相应的物体的材质贴图,然后可以直接在Sequencer 轨道添加Media 轨道,即可很方便地完成一个动态贴图制作。

同样的效果UE4还可以通过印章效果来完成。

当遇到模型法线翻转,因为复杂模型难以修改法线方向等原因时,也可以通过印章模式来添加动态贴图。

添加一个印章比较简
接上动态贴图,再在Sequencer 轨道添加Media 轨道即可完成。

需要说明的是,这两种方法的动态贴图需要事先在AE 里完成序列帧制作,然后才能通过ImgMediaSource 模块导入进UE4当中。

如果因为贴图过大出现在线播放卡顿的情况,可以在AE 中渲染一个1/4大小的动态贴图,便于观看实时的镜头效果,正式渲染时再替换成大尺寸的动态贴图进行渲染。

通过在Sequencer 轨道上制作动态贴图,加上镜头焦距等特效,可以快速完成比较好的效果。

除此之外,印章效果还可以运用到其他方面,比如大面积混合贴图,制作墙面贴图污渍等等。

总之灵活运用此类效果,可以方便快捷地实现很多类似效果,因为真正的大规模制作当中,会出现人力或设备的制约,如果用比较精细的制作方法,比
如大量连接材质节点的方法制作出复杂的贴图材质来说,此种简便的方法是可以很大程度上节约人力物力的办法。

4. 材质节点在场景制作中的运用
Unreal Engine4的材质节点非常丰富,如果灵活运用可
以达到非常多的效果。

即便是掌握一些基本节点,也可以解决材质运用中的很多问题,最大程度地避免返回之前的材质制作流程,极大地提高效率。

并且灵活运用这些节点,可以在场景中实现一些特殊功能。

这次项目中经常用到的标画红线,字体变红等等,都是非常典型的基础节点运用。

还可以使用这些节点,根据需要,实时在场景中做一些材质修改,比如用简单的Multiply 乘法节点,可以乘以一个常数,使得原本的贴图变得更亮或者更暗。

这样一个简单节点,就可
以避免由于场景不同光线下贴图的效果,返回Photoshop 中
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代理属性,将透明度或者线段长度设置成变量,然后添加到Sequencer 轨道上制作动态。

这样就可实现很多材质动态特效。

四 结语
综上所述,此次项目中进一步拓宽了Unreal Engine4在影
视场景中的运用方法。

完善制作流程,特别是对场景的制作和Level Sequence 的灵活应用达到了一个新的高度。

积累了一些比较实用的运用技巧,对场景的特效完成有着非常大的帮助。

尽管在这个项目的最终效果上,还不能突破传统意义上三维软件的效果,但对于Unreal Engine4的把控和使用的技术性能层面依然做到了不小的突破,这也为今后的进一步效果增强奠定了基础,通过这样的努力,一步步实现并超越传统动画软件效果。

(上接第113页)
骨骼与模型绑定后就可以进行动画了,首先进行的是书皮的动画,然后再进行正文的动画,单页的动画要把握好翻的姿态,每页之间翻的姿态要有差别,页与页之间翻的时间要多留点,以便在ue4里调节,动画调整好后就要到ue4里进行测试了。

首先把制作场景优化整理,清理不必要的,能合并的就要合并,清理历史记录,使场景达到最优化,选择file - Game Exporter - Animation Clips 调整选项输出。

然后打开ue4找到项目所在的目录,然后建立一个测试文件夹,在测试文件夹下调入文件,调入文件后检查模型是否有毛病、添加关卡序列,调入动画文件,检查动画是否正确,然后进入材质球调整材质,因为ue4的
材质不能与Maya 材质完全兼容,需要进行手动调节,如果材质是带mask 需要调整,双面贴图要在ue4增加TwoSidedTexturing 节点,进行双面贴图的设置,还要增加TextureCoordinate 这个节点,以调整贴图的坐标,在调整完贴图的设置后,再一次进行动画的检查,如果没有毛病就可以上传至项目所对应的文件夹中,置入到ue4的场景中进行进一步的制作。

一般情况要在Maya 与ue4之间进行几次调整,才能达到满意的程度,第一次调入到ue4里检查模型动态是否有毛病,有的话进行调整,没有就要对场景进一步进行深层次的刻画,比如对书进行做旧,动态的微调,材质的微调等等,以达到在ue4里的完美。

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