使用CGI技术制作群集镜头

(中影动画产业有限公司，北京 101400)

人类是一种视觉动物，自古以来用双眼认识世界的人类就对巨型的物体、宏大的场面有着一种近似于病态的痴迷。电影是一种视觉艺术，影片中的“大场面”恰恰能够满足观众们的视觉需求，成为整部影片的高潮，对影片起到画龙点睛的作用。所以我们可以在各类影片中看到各种“大场面”的镜头(图1)，尤其是在以特效为主要卖点的电影中，“大场面”几乎已成为该类影片的标配。

图1 电影《海王》中的群集镜头

在影视工业中，把上文所述的“大场面”称为群集镜头。群集，字典中的解释是指集合状态下的人群。在实际制作中，群集镜头中不仅会出现人物，还会包括动物、植物、各种道具等。

传统的群集镜头制作方式一般是根据预先规划进行分区拍摄，之后通过后期手段将拍摄素材整合在一起。近些年伴随着CGI技术的蓬勃发展，直接使用CG 虚拟角色制作，或者将CG 虚拟角色与实拍角色相结合的方式，逐渐成为群集镜头的主流制作方法。本文讨论的就是使用CG 虚拟角色进行的群集镜头制作方法。

1 CGI技术制作群集镜头的常用方法

使用CGI技术制作群集镜头主要有三种方法。

1.1 动画法

动画法是由动画师按照导演的要求，在镜头中为每个群集角色添加关键帧动画。

由于每部影视作品中所涉及的群集镜头一般不会只有一个，而且每个群集镜头中会涉及多个角色，为了在保证作品质量的前提下，尽可能地提高工作效率，我们一般会在资产阶段使用已经完成绑定的群集角色，设置几套完整的关键帧动画，作为动作库备用。在制作镜头时，按照要求导入群集角色，在动作库中找相应的关键帧动画，再通过动画曲线调节群集角色的动画节奏、时间点等。

动画法的优点是对每个群集角色的动画表演都可以进行精细调整。但也正是因为该方法需要动画师对每个群集角色的动画都进行调整，所以该方法更适合制作群集角色不多的镜头(实际生产中一般是在100人以内)，或者是导演对群集角色表演有特殊要求的镜头。

1.2 粒子替代

使用制作软件中的粒子工具确定镜头中群集角色的位置、运动方向、运动轨迹等，再使用粒子替代功能将这些粒子替代为设置好动画的群集角色。

使用该方法制作需要提前规划好群集角色的运动路径、运动范围，还需要准备群集角色的动作库。

粒子替代法在实际制作中又可分为精灵粒子替代、几何体粒子替代等不同的制作方法，其具体制作流程本文不进行详细讨论。粒子替代法的优点是可以制作大规模的群集效果，但考虑到后期的渲染压力，不建议使用该方法制作群集角色数量过多的镜头。使用粒子替代的群集角色的动画一般都比较简单，不能针对某个群集角色的动画进行精细调整。所以该方法较适合制作角色较多的中远景镜头，或者是对动画表演要求不高的群集角色镜头(比如大量的箭矢、车辆、昆虫等)。另外，在制作过程中有时会需要动画师使用程序代码对粒子进行控制，所以该方法要求动画师要有一定的编程基础。

1.3 专业插件

为了更好地解决群集镜头的制作问题，很多专业的团队开发出了多种基于三维制作软件的专用插件，例如Golaem Crowd、Atoms Crowd、Miarmy 等。

此类插件的操作相对都比较容易掌握，而且此类插件基本都考虑到了群集渲染输出的问题。所以只要按照插件要求的操作规范和操作流程进行制作，基本上能满足影视作品中大部分群集镜头的需求。但是此类插件基本都是收费的，只有付费用户才可以享受开发团队的技术支持、版本更新等服务，所以该方法更适合企业用户。

上述三种方法各有利弊(表1)，在实际生产中我们一般会根据具体要求，将这三种方法结合在一起使用。

表1 三种方法的比较

2 CGI技术制作群集镜头时需要注意的事项

群集镜头的制作生产涉及到了从剧本、前期设计、摄影、模型、贴图、绑定、动画、特效、灯光渲染、后期合成、音效等几乎整个制作流程中的每一个环节。由于制作生产涉及的环节比较多，所以在整个过程中需要注意的事项就比较多，笔者认为以下几点尤为重要：

2.1 前期规划

正如上文所述，群集镜头的制作是一件涉及环节较多的综合性、系统性工作，制作此类镜头的时间成本、人力成本、财务成本都比较高，要在规定的周期内保质保量地完成工作，需要负责制作的团队对整个项目有充分了解。制作团队最好从项目启动之初就开始跟进，通过汇总所掌握的信息，制定一份详尽的制作规划，以确保项目的顺利进行。

首先，要根据剧本和分镜，再结合导演的要求，确定整部片子所有群集镜头的数量。群集镜头虽然有利于烘托影片气氛，容易“出彩”，但考虑到群集镜头的制作周期相对较长，制作成本也相对较高，所以在整部影片中所占的比重一定要合理。笔者和同事们在制作中坚持的原则是：除非剧情发展必须需要，否则不要强行加入群集镜头，以免画蛇添足。

其次，要再进一步统计出这些群集镜头的详细信息(表2)。

表2 需统计的信息

在进行前期规划时，前期设定与分镜脚本是两个比较重要的环节，接下来笔者会用一些篇幅进行简单的介绍。

2.1.1 前期设定

前期设定是指在影片开始全面摄制之前，根据剧本确定整部影片的美术设计、场景设置、人物造型、角色性格、音乐风格等内容，为接下来的摄制工作确定构架与方向。

在进行前期设定时，需要确定群集镜头所涉及的角色、道具、场景等。在CGI制作的群集镜头中，角色与道具都会有一定的重复性，过于特殊的设计会影响最终画面效果，转移观众的关注点，甚至影响故事的讲述。所以群集镜头的角色、道具设计要遵循有特色而不特殊的原则，设计要保证突出故事的特色，但不能抢戏。

群集镜头对场景设计的要求：场景的大小、空间布局要合理，要能够满足群集表演的需求。

2.1.2 分镜脚本

分镜脚本又被称为摄制工作台本，是在文字文本的基础上，经过巧妙构思和独特的艺术设计，从而将死板的文字转换为灵动的立体视听影像的中间媒介。分镜脚本不仅要充分反映导演的创作意图，还应以简洁的画面，表达出每个镜头在影片中的定位及效果。

在分镜脚本中需要明确标识出下列与群集相关的信息：群集的规模、群集在镜头中的位置分布、群集的状态(原地表演、在运动中表演)、群集的运动轨迹、群集角色的动画动作等(表3)。在一些特定的镜头中，由于故事的需要，可能还需单独标识出一个或几个群集角色的运动。

表3 脚本中需标注的信息

2.2 中期制作

当完成前期规划，进入中期制作后，需要关注的两大部分就是资产文件与动画文件。

2.2.1 资产文件

将前期规划中的各种需求转化为CGI的数字文件，即是资产文件。资产文件是中期制作的基础，资产文件的优劣将直接影响到中期制作的质量与效率。资产文件一般包括：模型资产、贴图资产、绑定资产等。

因为群集镜头会涉及到大量的角色，实际制作时无论使用动画法、粒子替代，还是专业插件中的任何一种方法，数据运算量都会随着制作环节的增加，而进行几何级数的递增。有些时候由于工作中的疏忽，在前端环节遗留一个垃圾节点，后端环节的数据运算都会因此有海量的增长。所以为了保证后端环节有效的运算量，尽量减少运算资源的浪费，提高工作效率，在准备资产文件时必须保证文件的简洁与规范。具体来说有以下几点：

(1)一定要遵循有特色而不特殊的原则；

(2)要按照已确定的前期设定进行制作；

(3)资产文件要严格按照制作规范进行制作，保证模型面数最优、形态正确、布线合理，并及时清除垃圾节点；

(4)制作模型与贴图时，角色的高矮、胖瘦、大小、颜色等，可以在前期设定的基础上有发挥，但不能过于夸张；

(5)制作生物角色，尤其是类人生物角色时，可按身体不同部分制作，之后以排列组合的方式拼接出最终可以使用的群集角色。例如可将角色分为：头发/头饰、头、上半身、下半身、脚/鞋等五部分，则最终可使用的群集角色数量=头发/头饰×头×上半身×下半身×脚/鞋；

(6)群集角色的绑定文件，骨骼要规范、简洁；

(7)在绑定文件中，群集角色骨骼节点的父子层级关系要完整，不能断开(图2)。如果群集角色有道具，道具也需要连接到这套骨骼上。

图2 骨骼节点层级

2.2.2 动画文件

使用CGI 技术制作群集镜头时，群集角色的动画都是以事先准备好的动作库为基础，根据镜头的需求按一定顺序进行组合、循环等操作后得到的。所以群集镜头的动画文件一般分为两部分：第一部分是基础动画，即动作库；第二部分是镜头中的动画。

对第一部分动作库的动画要求，依然是遵循有特色而不特殊的原则，表演要完整，能体现角色特点，有特色，但不能过于夸张，不能抢戏。

对第二部分镜头中的动画，制作时需要注意两点：一是要选择适合镜头需求的动作；二是不同动作衔接时要平滑过渡，不允许生硬切换。

2.2.3 工作流程

在中期制作中，制作人员要经常与导演以及各个指导们审看镜头、调整效果。但是由于群集镜头制作文件都比较大，进行很多操作的时间成本都比较高。所以如何进行有效的审看，也需要进行提前规划。

首先要注意的是，不能等一个群集镜头全部完成后再提交审看，这时如果需要修改，时间成本无法承受。最好在制作开始前，就制定好一个镜头需要审看的次数，以及每次审看时主要关注的内容，做到有的放矢。例如一共审看四次，第一次审看时通过替代物拍屏动画确定群集的范围及数量(图3)，第二次审看时通过素模拍屏动画确定群集的动态(图4)，第三次审看时通过静帧确定渲染效果，第四次审看即最终审看。

图3 替代物拍屏

图4 素模拍屏

2.3 后期制作

在群集镜头的后期制作阶段，渲染是最容易出现问题的环节。由于群集镜头角色多、文件大，渲染的时间成本非常巨大，在制作中稍有不慎就会出现中期做得完，后期渲染不完的尴尬情况。

为了避免出现上述的情况，在制作中我们会对渲染环节进行一定的规划与管理：

(1)资产的规范与优化

资产文件的规范与优化在群集镜头的制作中非常重要，我们在前文讨论“中期制作”的制作注意事项时已经提过，这里不再重复。

(2)缓存与渲染器的匹配

群集镜头中角色的表演，最终都会以缓存的方式输出并保存，缓存一般分为两种：通用缓存、专用缓存。渲染时设备会按需求调用缓存，制作时对缓存使用的选择，这时就会影响到渲染的时间成本与财务成本(表4)，所以需要提前进行规划。

表4 缓存的分类

(3)分区渲染

在实际制作中，经常会遇到由于群集镜头文件过大、渲染设备硬件限制、制作周期限制等原因，导致一个镜头中的所有群集角色不能同时进行渲染。此时就要考虑对镜头进行分区渲染，之后再在后期软件中进行最终合成。由于使用此种方法要考虑很多因素，如遮挡关系、光影效果、镜头移动等。所以必须在渲染工作开始前，进行相应的测试和规划，并制定相应的解决方案。

3 结语

电影工业是一个复杂的现代工业体系，群集镜头的制作又是整个电影工业中较复杂的部分。以上是笔者结合日常工作，对群集镜头的制作略陈浅见，希望这部分内容的分享能为各位热爱电影事业的同仁们的工作提供些许帮助。