计算机图形学在影视中的应用

计算机图形学在影视中的应用

摘要: 计算机图形学(Computer Graphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。计算机图形学是随着计算机及其外围设备而产生和发展起来的，作为计算机科学与技术学科的一个独立分支已经历了近40年的发展历程。一方面,作为一个学科,计算机图形学在图形基础算法、图形软件与图形硬件三方面取得了长足的进步,成为当代几乎所有科学和工程技术领域用来加强信息理解和传递的技术和工具。另一方面,计算机图形学的硬件和软件本身已发展成为一个巨大的产业。

关键词：opengl，计算机图形学，计算机动画

在当今时代下，计算机图形学（简称CG）动画已经成为时尚科技的代名词。CG是通过计算机软件所绘制的一切图形的总称。从二维到三维，从平面印刷\网页设计行业到三维动画，影视特效行业，CG随着技术的不断提高，应用的领域也在不断的壮大着。。现今更是形成了一个可观的经济产业。同时它在影视界已经的地位也是无人能撼。

CG动画概念

动画是通过连续播放一系列画面，给视觉造成连续变化的图画。它的基本原理是视觉原理。人类具有“视觉暂留”的特性，就是说人的眼睛看到一幅画或一个物体后，在1/24秒内不会消失。利用这一原理，在一幅画还没有消失前播放出下一幅画，就会给人造成一种流畅的视觉变化效果。动画的概念分类随着科技水平的提高不断变化着。现今动画可分为以手工绘制为主的传统动画和以计算机为主的电脑动画。CG动画，CG技术与传统动画的完美结合。CG动画指电脑制作动画，就是电脑原先就制作好了的动画，主机只需要播放就可以了。跟它相对应的是即时演算动画，是一段程序需要主机进行计算才能播放出的动画。相比较传统动画，CG动画节省了很多的纸张，无论是在人力方面还是在物力方面，都是一种质的进化。一般来说，CG动画的画面要比即时演算的强上不少，占用的空间也比即时演算的要少。

CG动画在影视上的发展

众所周知，CG最先起源于美国，作为拥有世界顶级计算机技术的国家，美国率先将CG技术引用到影视制作中，随着时间的变化，CG在影视制作中发挥着越来越重要的作用，它在影视方面带来的为美国带来的了客观的经济利益，深刻影响了美国的经济发展。

其实很多人都不知道什么是CG，它有什么用处。其实它就在我们身边。想必大家都看过电影吧，其实电影面的很多特效都是用CG动画制成的。比如说：在《变形精钢》中各种机器人的变身以及战斗时的激烈画面。在《侏罗纪公园》中CG几乎全部取代取代了原有的传统动画，出现每一个特技镜头中。现在3D电影在我们生活中已经是“家常便饭”了，几乎随处可见，这说明2D电影的时代已经过去，我们迎来了新的3D电影时代。很多人很疑惑为什么会有3D这么神奇的效果，感觉就像发生在眼前一样的。那么现在就来谈谈3D电影！

3D是一个虚拟的“真实世界”，因为二维世界所描述的画面真实度不高，缺乏立体感。3DCG动画技术能够去弥补这个缺陷带给人们一种立体感。随着技术的发展，3DCG动画技术的成熟应用，使得动画模拟真实世界成为现实。人们可以从三度空间的视角中去感受所创造的立体画面，把想象和现实融合在一起，其真实程度可完全以假乱真。二维动画艺术的主要表现形式与传统绘画有着姊妹般的血缘关系，其手法以绘画语言为主，虽然CG动画也有2D法，但它们都局限在二维空间，想表现立体视觉空间却难有作为。二维空间的概念就是在平面上，由最基木的点为基础再组成线，再由线勾成平面，这个平面就称之为二维空间。

顾名思义，二维空间只有两个纬度，因此在专业的角度其概念是任意点在二维空间上的表现法为(X, Y)坐标轴。由于受以上条件的限制，二维动画在视觉空间的表现上只能采用绘画透视法来营造视觉空间，形象、场景逼真度的表现上也只能采用绘画写实法。绘画者都知道，作一幅写实的画面极为耗时，二维动画所有的帧(每秒24幅，除CG2D法)都需要手工绘制，如果写实难度可想而知。三维动画则不同，从二维增加到三维空间，对象由面变化为体，也就是由平面转化为立体，在空间上多了一个坐标轴，三维空间的任意点位置表现为(X,Y,Z)。由于多了一个轴，就多了一个深度差别，因此也就形成三度视觉空间。由于所建立的形象、物体、场景不再是一个平面而是像现实一样的三维立体物，设计师可以自由的对所创建物体、场景进行旋转、移动、放大，缩小，而形象、场景可一次完成，也不再需要逐帧描绘，只需要设定关键帧。加上可对三维形象、场景任意的贴图、建立灯光、捆绑动作、设置特效，再依赖CG技术通过计算机强大的运算能力进行渲染最终可实现模拟现实。运用3D动画技术我们最终打破二维动画表现立体空间的局限，人们可以在一个虚拟的空间里随意塑造和创建我们心灵理想的立体动世界，而在这个虚拟世界里人们看到了二维动画无法想像的立体画而，真实而又虚幻、详尽而又遥远。我们看到了另外一个既虚幻又真实的立体世界，一个“虚拟世界"。

总的来说，3D动画的创作是一件艺术和技术紧密结合的工作。在制作过程中，一方面要在技术上充分实现创意的要求，如对所表现的事物起到一定的美化作用等。另一方面，还要在画面色调、构图、明暗、镜头设计组接、节奏把握等方面进行艺术的再创造。3D动画的制作，它更多的是按影视艺术的规律来进行创作。因此，如果是从创作艺术作品和先进文化的角度来说，CG技术就好像画家手中绝好的画笔，非常的好用，它能够让动画艺术家们更好的创作，但它不是万能的，最重要的应该是怎么样把技术、艺术以及剧情故事与影视语言相结合，它需要很好的艺术家来控制和运用，才能创作出优秀的3D动画。所以，我们在正确的去运用CG技术的同时，要在内在修为上不断提升，使艺术和视觉表演更好的呈现出来，并为此努力的、不断的研发出新的技术为我们服务。

CG动画技术的未来

一些权威人士对CG动画的应用还是存在担忧的。在CG乱真的时代中，观众的意识起着关键的杠杆作用：我们也许压根不知道《泰坦尼克号》中的海浪没有一个H2O分子；我们或许不在乎《角斗士》看台上黑压压的人群并非“血肉之躯”；我们明知那恐龙是无数个0和1组合的产物，但惊叹它毫无破绽的逼真；我们对乍看似真、细看是假的脸部特写却仍意尤未尽，星战之父乔治-鲁卡斯也曾说过：我需要能与我心灵相通的演员来领会我的用意并加以演绎发挥，而虚拟演员始终不可能达到如此具有智慧和能动性的高度。而曾制造出潘多拉星球的斯皮尔伯格的回答更干脆：虚拟演员代替真正演员？这不可能，这根本就是一个不值得讨论的问题！至今对于大多数电影人来说，虚拟时空仍然还是只停留在幻想的阶段。CG时代的来临，使我们遭遇了纷繁迷乱、前所未有的视觉景观和文化现象。在信息时代，如何把握媒介对人的塑造作用，如何更好地感受世界、认识自我和社会，如何实现自主批判、信息理性的当代教育？时代的发展，赋予了视觉素养教育更多的使命，也引发了我们更多的思考。CG动画已经广泛运用于各类游戏、动画领域。这一领域代表公司有台湾大宇公司、北京新天地、晶合，上海育碧、深圳金智塔、珠海金山公司的下属西山居游戏制作室等。这些企业目前在中国CG制作中处于龙头地位，代表了中国CG行业的领先水平。虽然与国外的水平还有相当的差距，但是发展速度相当快。相比较传统动画，CG动画节省了很多的纸张，无论是在人力方面还是在物力方面，都是一种质的进化。

参考文献：