摘 要

三维动画是一个艺术与技术相互结合的产物。而光影是一种为影视动画服务、烘托画面氛围、展示故事情节、完成戏剧冲突服务的空间造型艺术。

光影在一部三维动画中的意义不言而喻，一方面要利用光影艺术充分辅助体现三维动画的场景造型、空间、色彩艺术，另一方面要结合三维动画的视觉表达特点，打造出极具有视觉体验的画面。

三维动画的光影艺术形式不同于传统动画，在三维制作流程的各个方面都有涉及。结合原创三维动画短片《妙有》的制作经验，浅析场景设计中的光影艺术形式，将光影艺术的理解融入三维流程的方方面面。总之，只有理解三维动画的三维特点，结合丰富的艺术想象力和应有的艺术修养，再利用特殊的计算机三维手段，才能打造出令人眼前一亮的三维动画作品。

关键词：三维动画；光影；艺术形式；造型；质感；明暗；色彩

Abstract

Three-dimensional animation is a product of the combination of art and technology. Light and shadow is a kind of space modeling art for movie and TV animation service, screen atmosphere, storytelling and drama conflict service.

The meaning of light and shadow in a three-dimensional animation is self-evident. On the one hand, it is necessary to make full use of light and shadow art to fully assist the scene modeling, space and color art of three-dimensional animation. On the other hand, we should combine the visual expression features of three-dimensional animation to create a very visual experience.

The art form of three-dimensional animation is different from traditional animation, and it involves in every aspect of the three-dimensional production process. Combined with the production experience of the original 3D animation film "Miao Yu", the light and shadow art form in the scene design is analyzed, and the understanding of light and shadow art is integrated into all aspects of the three-dimensional flow. In a word, only by understanding the three-dimensional features of the 3D animation, combining the rich artistic imagination and the proper artistic accomplishment, and using the special computer three-dimensional means, can we create a bright three-dimensional animation.

Key Words： 3D animation; light and shadow; artistic form; modeling; texture; light and shade; color

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第1章 绪论 1

1.1 《妙有》动画短片创作背景 1

1.1.1三维动画发展的新形势 1

1.1.2全球性的CG热潮 1

1.1.3 中国的CG发展趋势 2

1.2光影的概念和特点 2

1.2.1光影的概念 2

1.2.2三维动画中光影的特点 3

1.3 本文研究范围 3

第2章 三维动画中的光影艺术形式的应用 4

2.1光影的物理学原理 4

2.2三维动画中光影艺术形式的应用 4

2.2.1 造型的塑造 4

2.2.2 质感的表达 5

2.2.3 明暗对比 6

2.2.4 色彩氛围 6

第3章 浅析光影艺术表现形式在短片《妙有》中的应用 8

3.1造型 8

3.2材质 8

3.3灯光 9

第4章 结语 10

第1章 绪论

1.1 《妙有》动画短片创作背景

1.1.1三维动画发展的新形势

随着时代的变化，计算机技术的迅猛发展为人类提供了千奇百怪的视觉体验。人们的精神消费需求与日俱增，新技术、新产品层出不穷。新技术的开发对动画的形式产生的重大的影响，这不仅仅体现在其对传统动画的影响上，还从根本上促使了全新动画形式的产生。三维动画是来随着计算机技术的发展而不断发展的一种艺术形式。我们结合计算机技术构建出虚拟的世界，通过生动的镜头和身临其境的声效，带给观众别具匠心的视觉、感官体验。

移动端、互联网的普及更是让精神消费娱乐方式层出不穷。三维设计软件的开发也随着娱乐方式的改变而不断发展，随着三维软件功能的日趋完善，虚拟引擎的开发也一日千里。传统意义上的用户界面已经不能满足人们的消费需求。三维软件对虚拟视觉空间的模拟更加真实，因此三维技术的革命性飞跃和人们的消费需求之间的关系是相辅相成的。与此同时，三维技术作为交互产品之间沟通的重要形式，虚拟现实的三维技术快速融入了人们的生活并趋于自然化、人性化、智能化。三维动画就是这样一种应用三维技术的特殊的艺术形式，在电影、广告、游戏宣传等众多领域都有广泛的运用。

1.1.2全球性的CG热潮

近年来三维动画的潮流不断兴起，国外动画电影的发展日新月异。三维动画应用范围已经不仅仅局限于动画片，更是融入了电影艺术和游戏。正是与各个年龄层次对这种精神娱乐的需求以及他们对电影和游戏的热度，刮起了席卷全球的CG热潮。CG产业已经成为了全球性的大型产业，三维动画所带来的影响力与经济效应与日俱增。仅仅十年，从《玩具总动员》到《阿凡达》，再到《奇幻森林》，开启了影视动画革命性的颠覆。CG动画的实践创作过程中，影片对软件技术、硬件的要求逐渐提高。The foundry和Quixel公司分别推出Mari、Megascans两款软分别是在上述的两部影片制作的过程中开发出来的。这两款软件在短片《妙有》的制作流程中都有所运用。技术与艺术的结合让人不禁叹服，只有将艺术融入制作流程的方方面，才有了这些惊世骇俗的影视动画作品。

1.1.3 中国的CG发展趋势

在这席卷全球的CG风暴之中，中国的发展也是众人瞩目的。不论是计算机的软件技术、还是设备的硬件设备；无论美术从业者的艺术修养，还是中国博大精深的文化特色都是不容忽视的发展优势。中国，作为世界上历史悠久的四大人名古国之一，本身的丰富的文化底蕴，为剧本的取材提供了便捷。动画片《功夫熊猫》、《大圣归来》等富有中国文化特色的电影，在尊重原创的基础上，增添了符合当代审美的创作亮点。这无疑是传统文化与三维动画成功结合的艺术的结晶。

然而在这些发展优势和中国经济发展现状之下，也暴露了一些快速发展中的弊病。不难发现，市面上的一些优秀CG短片大多是作为游戏衍生动画、游戏过场动画或是游戏宣传动画，很少有原创的足矣与迪士尼所匹敌的动画电影。只有投入相应资金，才会得到相应质量的作品，也很少有企业家愿意投入资金去研发一部中国人自己的开发的有风险的天价动画电影。一方面是投入的原因，另一方面也有一些三维动画企业的原因。本身企业的自主创新意识不强，再加上从业者的艺术修养、文化素养、技术能力差强人意，这两点成为了企业缺乏创新能力的源泉。很多三维动画的创作盲目抄袭外国成功的先例，而忽视了本土文化传统的应用，反而将自己的文化特色拱手让人，让国外的影视巨头先一步创作出中国特色的三维动画作品。

正是在这样的一个富有发展前景却又需承受辛酸奋斗历程的时代背景下，作为中国三维动画人，在承担起自己的社会责任的同时，更要坚守自己的职业信念。本着对中国传统文化的热爱和对三维动画的憧憬，我们创作了具有中国文化特色、中国传统风格的CG动画短片《妙有》，无论成功与否，都是一个将三维动画和中国传统文化相结合的巨的挑战和实践。

1.2光影的概念和特点

1.2.1光影的概念

光影纯粹的用字面意义理解就是“光”和“影”。在画面中的光影，就是光线作用在形体上而形成的光域和黑域。然而光域并不是纯粹的亮，黑域也不是纯粹的黑。在物理光学的影响下，光域和黑域变得有虚实、冷暖。光和这些具有形体、具有颜色的物体相互作用，产生了颜色丰富的光影。光影的灵活运用，已经成为设计、师表现视觉效果的不可或缺的手段。

1.2.2三维动画中光影的特点

在整个动画作品创作的过程中，不论是二维动画还是三维动画，光影设计都是其中不可或缺的关键环节。在一部动画作品中，光影是整个动画风格的表现。三维动画中，光影往往是通过模拟真实世界的光影效果，通过视觉效果的表现，引起观众思想和情感上共鸣，给观众一种影片的代入感，从而达到渲染气氛，烘托情感的效果。

三维动画的光影的实现方式不同于二维动画，呈现光影的空间是一个全息的立体空间。三维动画的光影设计因此也不仅仅停留在平面化、单一化的镜头设计上，其中不仅包括单个镜头中的光影设计，还包括了多个相连镜头的场景转变的光影设计。在空间变化的同时，还应结合时间的变化，塑造时空艺术，让三维场景趋于四维化。因此三维动画中的光影设计是一门多维度的空间造型艺术，要求在同一个虚拟世界的前提下，利用光影打造出丰富的、多层次的、富有视觉体验的画面。

作为视觉艺术，动画是以运动的形象所呈现的造型艺术，因此动画的特征在于它的运动性。以此类推，三维动画中的光影也有其运动性。因其三维性，三维动画中的光影层次分明，更富有动势。光影在不同时空不断变化，动画作品中音乐的韵律也进一步加强了光影变化的节奏感。

1.3 本文研究范围

从以上对光影的概念和特点的分析可知，光影设计在三维动画短片创作中起着至关重要的意义，并且三维动画制作是一个繁复、杂糅的流程，单凭个人的能力很难在短期内完成一部动画短片，只有集结团队人员力量，发挥个人优势，整体统筹规划工作内容，才能制作出三维动画的作品。

基于制作三维动画的可行性，集结了本校另外两名在三维领域有所研究的同学，尝试制作三维动画实验短片《妙有》，尝试通过动画短片实现C4D场景角色一体化制作渲染。而本人所承担的主要工作内容则是场景设计制作和渲染。在场景设计艺术形式的表现中单独对光影艺术和其表现形式进行研究，实质上是一种三维场景制作和渲染的光影设计方案，是一种将个人艺术修养与计算机技术相结合，利用技术表达艺术的思路。通过这个方案在场景制作和渲染中的应用，以达到提高光影艺术审美眼光，提高场景渲染质量的目的。

第2章 三维动画中的光影艺术形式的应用

2.1光影的物理学原理

在物理学上，光指能发出一定波长范围的的电磁波的物体。一般来说光源的种类分为三种：一是热效应产生的光，即自然光，就是太阳光、火光这一类，此类光会随着温度的变化改变颜色。二是原子光，原子光有其独自的基本色彩，即我们常说的人造光。三是同步加速器发光，是一种携带强大能量的光，在日常生活中很难接触到这一类。

我们在三维动画中的光线主要分为前两种自然光和人造光。在主流三维软件即3DMAX、MAYA、C4D中，灯光分类也主要分为太阳光（即自然光）和人造光，人造光的范畴内又包括区域光，点光源，聚光灯，直线光，环境光等。这些灯光给人的视觉体验都是遵从物理光学原理的。从三维渲染的模式上来说，渲染方式一般都有物理渲染和光线跟踪两种渲染模式，在大多数的渲染软件中都有所区分这两种模式，物理渲染即PBR（Physically based rendering），其物理光学原理通俗得讲是这样的：光子从光源出发，沿着直线飞行直至击中物体表面，光子改变方向前往下一处，如此反复，直到一粒幸运的光子击中我们的视网膜，得以产生一个彩色亮点。

光学的物理原理为三维软件的光线模拟奠定了基础。三维软件中的灯光模拟的效果，光域的形成，正是一种光线组成的变量效果，光源的大小、方向、强度、分布、颜色、衰减都直接影响了光域的形状，明暗，颜色、通透性等。要在三维设计中运用好光线，就必须先了解光的物理原理。

2.2三维动画中光影艺术形式的应用

2.2.1 造型的塑造

光影在的在造型中起着重要的作用。若没有光线，物体的形体、造型就不会通过反射传输到我们的视网膜，就不会有形体的感念。在现实世界中，没有光线，世界则是一片漆黑，也就不存在视觉的概念。