光影表现方法在CG制作上之应用.docx
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光影表现方法在CG制作上之应用
光影表現方法在CG製作上之應用
主講人:
大法師Kazuya
一、緣起:
透納曾經說:
「畫進光裡去」,寫實的繪畫最重要的原則就是製造空間和體積,透過畫面上的光影變化讓每個畫面都很美,然而,更重要的一點,就是光的動機。
動機明確的光線,讓畫面能夠幫助故事的發展,引發觀眾的情緒,強調人物的個性讓快樂的氣氛跳躍起來,讓感動的時刻留下漣漪。
這樣子的光線,才會永留人心。
在科技進步的今天,打光已不再是一件難事,不管是傳統的3D軟體或是EZ3D,我們都可以輕輕鬆鬆的打光,藉由電腦的模擬來觀察光線帶來的效果,不過也因為如此,在製作CG時由於打光的方法太容易,使得我們忽略掉最基本的概念與原則,一個製作細緻的模型或是精心設計的場景,如果沒有適當的光線作為襯托,表現出作者想傳達的感覺,那這張CG作品就算是徹底失敗了,因此,傳統光影的概念非但不會因為3D軟體打光介面的便利而式微,反而更加重要,本次講座就是要說明傳統的光影表現方法在CG上的應用。
一如往例,在講應用方法之前,我們先介紹光影的概念,讓大家對光影的有初步的認識之後,再講進階的應用方法。
二、光線的概念
觀賞者的眼睛很容易感受到外在景象中明暗區域之間的對比,因此畫面的明暗對比,必然使觀賞者的眼睛隨之移動,我們就是要利用這樣的視覺原理,藉由打光的方式來導引觀賞者的眼睛,讓我們把人類的幾個視覺生理現象列舉出來:
(一)物體色
在自然界中,人眼睛所看到的顏色,其實並不是光本身的顏色,而是物體反射光的顏色,在3DCG的製作中,如果要表現出物體反射光,必須要修改物體的貼圖屬性中Diffuse這個項目,Diffuse就是控制物體受光照後所反射出來的顏色。
(二)環境色
因為有空氣,所以越遠的物體,等於是隔了越厚的空氣在觀看,環境色便會越重。
清晨的陽光下環境光偏黃色,潮濕的黃昏中環境光偏橘色,一般情況下,環境光則可以考慮用藍色或紫色,在選擇環境光的顏色時,必須要考慮到畫面的主要色調是否有衝突的情況,如果畫面上的東西大多是紅色的,就不應該以藍色做為環境色,因為紅色和藍色是會衝突的互補色,在3DCG的製作上,環境光的打法有很多種,有些軟體本身即具有自然光源的設計,有些則是要用點光源模擬,不過只要掌握了環境色的原則,在打光時就不會讓畫面出現突兀的現象。
(三)影補色
同一個物體而言,人的眼睛在影子裡會看到亮處的補色,越近距離越明顯。
近的東西亮處顏色鮮明(物體本身的顏色),暗處陰影的顏色中亮處之補色成分微重,因此光影之間變化強烈,遠處的東西物體本身的顏色較不明顯,因為亮處和暗處都參了環境色,在3DCG的製作中,如果要表現出物體的影補色,必須要修改物體的貼圖屬性中Ambient這個項目,Ambient就是控制物體受環境光照的影補色,適當的修改Ambient屬性,可以讓做出來的CG感覺更真實。
三、陰影的概念
(一)圓滑與銳利
藉由描繪物體背光面的陰影,我們可以呈現物體形狀上的圓滑與銳利,影子在從亮到暗的過程中,應該會有一種漸層的呈現,因此描繪一個區域的時候,明暗漸層區域越廣越均勻,就是要告訴觀眾這裡是很圓滑的,否則若是亮面直接就接著暗面,那表示這個地方是很銳利的。
在一般3D的軟體中,都可以調整陰影的屬性,以Bryce為例,調整陰影的ShadowAmbient、SoftShadow和EdgeSoftness這三個屬性,便可控制陰影的漸層和銳利程度。
(二)緊接與相鄰
兩件物體之間,令人感覺它們之間是有空隙的,就表示光是透得過去的,所以最暗的地方絕對不會是在兩件物體相鄰的地方,而且一件物體甚至會有另一件物體的影子,如果是兩件圓滾滾的物體,那麼最暗的地方非但不在物體相鄰的地方,而且絕對不在物體的輪廓線上(因為光透得進來),反之,要表現兩件物體是緊接的,就是將它們畫面上相接地方的陰影變黑,有時受限於3D軟體打光的限制,較難做到介面處的陰影處理,這時就要利用後製的技巧,把細部的陰影給勾勒出來,視畫面上各物件的關係,給予不同明暗的陰影。
(三)灰階與彩色
大多數人對陰影顏色的感覺就是黑或灰色,但事實上陰影並非只有灰階的顏色,印象派的畫家根據長時間的自然觀察發現,陰影的顏色會隨著外在環境光而改變,是彩色的,在光亮的地方,陰影會帶著粉色的環境光,在較暗的地方,陰影則會帶著偏藍紫色的環境光,室內的陰影表現亦然,只是陰影的顏色還會帶有物件的反射光,在3DCG的製作中,我們可以適當調整陰影的顏色,把環境光源的影響修正進去,或是在後製作時將環境光源的顏色補上,這樣可以讓整個畫面的視覺效果更豐富。
三、光影表現方法
(一)明暗對照法
1.自然明暗法
這是常用的表現明暗的技巧,明暗按現實光線繪製,這個部分對現在的3DCG來說,早已不是問題,我們只要把場景中原本預定的光源設計進去,光的屬性調整好,就可以得到自然光影的效果,如果想要讓對比更強烈些,只需在後製作時針對前述的光影概念加強即可。
上圖是米開朗基羅在西斯汀教堂的天井畫《創世紀》,人體身上的光影與明暗採用自然光處理。
2.觀念明暗法
在20世紀後光影則偏向觀念性的明暗表現,光影的呈現是否依據自然法則已不重要,重要的在於整體畫面的呈現感覺,光影的表現已由原本被動的反應場景改為主動的呈現作品意涵,藉由明暗的對比將主題表現出來,這樣的表現方式,可讓整個作品更加的生動。
上圖是畢卡索的立體派畫作《彈曼陀林的女孩》,將人物分解成多面,面與面間用觀念性的明暗對照法處理光影的變化。
上圖是清代惲壽平的《牡丹》,中國山水畫山石的皴法或花卉的花瓣,都是運用觀念性的明暗對照法畫成,形象的空間感更加簡潔生動。
在製作3DCG時,明暗的表現法則視要視創作的題材而定,如果是場景類的作品,表現法應該採用自然明暗法,因為場景類的作品,性質屬中性,因此不宜對畫面的光源做觀念上的調整,不然整個畫面會顯得突兀,未來放置人物進去時,將造成困擾;若是人物類的作品,表現法可採觀念明暗法,因為人物類的作品,往往要凸顯人物的特色或是故事氣氛,如果採自然明暗法,會使得主題不明顯,如果以觀念明暗法來打光,就可以輕鬆表現出想傳達的感覺或意念。
(二)色彩引導法
色彩是眼睛受光的刺激所引起的感覺作用。
它存在於生活中的每一個角落,也是我們每天會使用的生活語言。
視覺藝術家透過色彩,有時做出大膽的表現,使人精神振奮,有時做出肅穆與嚴謹的安排,使觀賞者產生寧靜的感覺。
色彩的特性有三個要素,包括「色相」﹝Hue﹞、「明度」﹝Value﹞、「彩度」﹝Intensity﹞,凡是任何一個「有彩色」﹝color﹞,都具備著這三要素,「無彩色」﹝non-color﹞如黑、灰、白等則只有色相和明度兩個要素。
色相或稱為「色度」,是指色彩的名稱。
明度是指顏色的明暗程度。
彩度是指顏色的鮮豔度或稱色彩的純度,任何顏色的純色,其彩度高。
色料的原色﹝primarycolors﹞有紅色、黃色、藍色;色光的原色則為紅、綠、藍色光。
原色為不能經由混色而成的色彩,其他色彩則由此三原色混合來構成的。
藉由三原色兩兩相互混合,形成綠色、橙色、紫色,稱為「次色」﹝secondaryhues﹞,再由原色與相鄰的次色相混合,形成黃綠色、黃橙色、藍綠色、藍紫色、紅橙色、紅紫色,稱之為「間色」﹝intermediatehues﹞。
將原色、次色和間色依照相混的順序排列成環狀造型,則稱為「色環」﹝colorwheel﹞。
1.互補色法
從色環上觀察,凡在色環相對的顏色稱之為「補色」﹝Complementarycolors﹞或稱「對比色」﹝colors﹞,如紅色與綠色、藍色與橙色、黃色與紫色等互為補色,亦即色環上形成180度的兩個顏色,稱為補色或對比色。
上圖是波納爾的《花園裡的飯廳》,這張作品就是利用互補色繪圖的最佳範例。
「補色」在色彩的應用上宜有大小的面積區分,才能獲致相互為用的優點,如自然中萬「綠」叢中一點「紅」。
2.類似色法
色環上相鄰近的色彩,稱為「類似色」﹝Analogouscolors﹞,如紅色、紅橙色、橙色等。
換言之,凡在色環上小於九十度內的鄰近色彩均屬之,類似色表現在作品上有調和的感覺。
上圖是韓舞麟的《石》,這張作品是應用類似色的範例,我們可以發現因為類似色的關係,使得石頭與石頭之間,石頭和沙之間彼此互相融合,完全沒有突兀的感覺。
由此我們可以知道,要根據物件的屬性來決定顏色的使用時機,如果要讓觀眾覺得某幾個物件是一群的,這時可以使用類似色來表現,反之,如果要凸顯某些物件,則可以利用對比色來作設計,色彩引導法與明暗對照法並不互相衝突,可交互使用,能把主題意涵清楚表現給觀眾才是最重要的。
上圖是庫爾貝的《蘋果和石榴》,這是張應用明暗對照法及色彩引導法的成功範例,我們會發現這幅油畫中明暗區域似乎呈現了另外一種品質。
因為在這幅畫中,我們的印象不僅止於明暗區域間各種不同「亮度」的對比,更會注意這些區域的色彩表現。
四、光影表現方法在CG上的應用
在CG製作中,會運用到很多的方法,有些人在軟體中直接打光,有些人則是粗略打光後再後製,其實不管你是用哪種方法作圖,都脫離不了光影表現方法,如果表現方法錯誤,你做出來的圖就會很突兀,相對來說,想要傳達給觀眾意念就會大打折扣,以下就針對在CG製作時,談光影表現方法的應用
(一)打光技巧
1.主光、補光與背光
在打光時,有分主光、次光和補光,主光通常是指場景中最主要的光源,如天花板的大燈、日光、月光等,整個場景的光影主要是依據主光的改變而改變,次光則是為了加強主光的效果,補足主光所照射不到的細節所打的光,背光顧名思義是打在角色的背後,目的是為了要凸顯角色的輪廓,加強主光的效果所打的光,這三種光環環相扣,善用這三種光可以讓你的角色有畫龍點睛之效!
上圖為只打主光的人物,各位不難發現,只打主光的結果,雖然能反映自然狀態,但往往會讓整個人物的黑白對比太過明顯,反而造成一種殘破感
上圖為只打補光的人物,當然在製作CG的時候,是不會有人這麼無聊只打補光的,因為補光往往是依據主光的不足處加以補強,沒有把主光打出來之前,是不知道補光該怎麼打的,根據主光打出來的結果,我發現人物的左臉、右腿和左手肘部分的光線不足,需要補強,因此設計的補光如上圖,現在讓我們打上補光看看效果如何
上圖是主光加補光的效果,各位不難發現,同樣不影響主光的效果下,補光把主光不足的地方給補強了,讓人物的輪廓更明顯,但又不會失去原本主光造成的明暗對比
上圖是只打背光的效果,其實一般來說,主光加補光已經可以有不錯的效果了,但如果你要更加強人物的輪廓,讓觀眾把視覺焦點放在人物上的話,那背光就有其必要性了,各位不難發現,打上背光後的人物,周圍有一層淡淡的光暈,這可以使人物的輪廓更加的凸顯,現在讓我們把背光打上去,看看三種光加起來的效果如何
上圖是三種光加起來的效果,跟右邊第一張只打主光的圖比起來,很明顯的左邊的獸人帶給觀眾較為清楚且完整的印象
2.光的強度
打光的時候,需要注意光的強度,就算光的角度、位置、顏色.....等要素都正確,但是強度錯了,整張圖給人的感覺會很糟糕!
調整光的強度可以到屬性當中的intensity去調整,至於怎麼樣算是正確,只有靠不斷的試誤了
光線過暗,整個角色不清楚,暗面會讓觀眾的眼睛很吃力
光線適中,角色清楚
光線過強,亮面使得觀眾的眼睛很不舒服
(二)打光方法
1.動機表現
同一個場景,同樣的人物,在不同的光線效果下,所表現出來的感覺是完全不一樣的,換言之,我們可以利用光線來說「故事」,不需形於文字,只要光線使用正確,便能清楚的傳達出動機
這光線要表現的是「誰」進到這個房間裡
這光線要表現的是「有人進房間」這個狀況,至於是誰並不是畫面的重點
這光線要表現的是「正在看的那個東西」
2.時間表現
同一個場景,同樣的人物,在不同的光線效果下,所表現出來的時間是完全不一樣的,只要善用光線的強度和顏色,不需時鐘,便能清楚的表現目前的時間
這是清晨的時間
這是上午的時間
這是中午的時間
這是傍晚的時間
這是晚上的時間
3.氣氛表現
光的顏色是決定氣氛的第一要素,一個場面是緊張刺激、溫馨感人、安詳平靜、還是懸疑恐怖,都可以藉由不同的光線來表達,同樣的,要表現出一個角色的性格特性,也可以用光的顏色來表達。
冷酷的獸人
邪氣的獸人
熱情的獸人
五、光影方法作圖的效果
說了那麼多光影的東西,到底以運用光影方法做出來的圖效果如何?
讓我們來看看傳統繪畫和現代CG運用光影方法後所展現出來的效果
(一)傳統繪畫
1.馬奈《死了的鬥牛士》
在這幅作品當中,各種明暗之間的對比都十分一致,明暗值的數目亦十分的少,因此觀賞者幾乎只在一瞬間就能看清全部畫面,好像看到一種類似照相的現實景像。
除此之外,由於畫中各個明暗區域所形成的形樣十分強烈,使我們在注視鬥牛士的軀體時,不會覺得他周圍的空間與我們所存在的空間是一樣的。
鬥牛士腳上穿著的淺幫鞋與長統襪,在畫面位置上會使觀賞者覺得它們是在較遠的一端,但是馬奈卻違反一般人的視覺經驗,將它們畫得和前端的頭髮與面龐一樣,有同樣鮮明的對比。
這種表現手法,造成了觀賞者的一種視覺障礙,把觀賞者與鬥牛士所在的死亡世界隔了開來。
由於這些明暗區域的對比相等,帶給人強烈的感受,使我們感受到鬥牛士的死亡是不自然與突然的。
馬奈為了使觀賞者得到這個現實印象,並沒有把這位鬥牛士的臉龐畫成痛苦或難過的猙獰面目,反而藉由他的安詳表情,帶給我們另一種不同的死亡概念。
2.佛美爾《拿笛子的少女》
佛梅爾在畫中明亮之處安置了好幾種物體,並藉著它們不同的表面質料反射出不同強度光線的結果,畫出不同明暗度的區域。
銅質的椅飾因為它的金屬表面反射出明亮的光線,並與絨布椅子的深黑色區隔。
佛梅爾依照各個物體與固定光源之間的關係安排它們在畫中的位置,藉以獲得各種明暗的對比。
譬如他將帽子擺在受光的位置,使得帽子上的條紋轉變成一系列有變化的明暗對比。
在帽子上向著觀賞者與受光的部位,使我們看到明暗對比最強的條紋。
從這裡開始,帽子在一側逐漸退隱到陰影中去,條紋本身的明暗對比也減弱了,但在另一側則隨著光線的增強也越明亮。
佛梅爾也同時使用帽子所投下的陰影來造成少女臉上的中度明暗效果,這塊區域到了鼻子的地方則被強光線所限制。
佛梅爾利用一種由他所設定的特殊光線狀態,適宜地安置各種物體,進而造成一種能愉悅觀賞者的明暗變化圖形。
復由這種圖形所提供給觀賞者的愉悅,決定了我們對畫中女子性格的印象。
3.林布蘭《基督落架圖》
對於林布蘭來說,要畫出放下無生命的重量,能一方面顧慮它的安全,一方面又能保持對基督身體的敬重,實在不是一件容易的事。
此外,這幕景狀需要許多人與各種不同的器具,因此造成畫面過於擁擠的危險。
面對這樣一大群人,我們很容易失掉對其中主要人物的強烈反應。
林布蘭解決了這些難題,得以在熱情與信念中訴說這個故事,此部分得力於明暗運用。
基督的身體以及纏捲的白布形成了畫中最明亮的區域─兩者都被火把照耀得十分明亮。
同樣的強光也落在正在承接基督身體的尼哥底母肩上。
但是火把卻被執火把的人用手遮住了,以致光線沒有直接把在場幫忙的其他人照出來。
林布蘭只讓光線挑出畫面中的重要部分,使觀賞者能充分意識到他們在場,雖然觀賞者的眼睛卻並不能細細地考察每一個人形。
我們在畫面上看到好幾條梯子的橫擋在陰影中浮現出來;看到從後面抱住屍體的人用力的腿為光線所強調;也看到白布的皺紋所形成的沉重而曲折的線條。
這些景像目的都在強調屍體的重量以及放下基督的仔細動作,也都被光線所照射到的布緣顯明出來。
不過這些光線的重點與昏暈中的聖母頭部的光亮比較起來,都變得次要了。
在這幕夜景中,聖母頭部明亮區域誘導我們的眼睛,把它跟基督屍身周圍的光線聯在一起。
聖母身體沉重地跌入護持者手臂中的昏暈動作本身,令我們想到那被放下到尼哥底母雙臂中的基督屍體。
聖母的景像對於這幅畫的主題不啻是一個旁註,欲使觀賞者增強對那即將放下的屍體的感情。
這樣,藉著明暗要素,林布蘭把一個複雜的肉與靈的故事,轉變為一個簡潔地表現出來的有力的視覺景象。
(二)3DCG
1.魔鬼的呢喃
不好意思!
在這個部分,我用了自己的作品,作為範例,在魔鬼的呢喃這張作品裏,我以灰階方式呈現,因此整張作品的光影表現是很單純的明暗對照法,在自然狀態下,索魯曼王(左)的盔甲反光應該要比斑衣巫師阿其曼(右)的臉要來的強烈,但我違反邏輯,在後製作時,故意使阿其曼的臉產生高光反射,雖然索魯曼王的面積佔整個畫面的二分之一,但在明暗對照的光影作用下,觀眾第一眼反而會注意到阿其曼這個角色,相對來說,誰是主誰是從就不言自明了。
2.AndySimmons的Together
AndySimmons是英國一位很有名的數位藝術家,在這張Together中,他以光線和顏色區分了兩個世界,彩色的是現實世界,黑白是靈魂的世界,生者與死者又各佔一個亮區,觀眾可以清楚的經由顏色和明暗的導引,清楚的知道死者的靈魂終於與其妻子相會,雖然死亡是件悲傷的事,但對死者本人來說,或許是種解脫。
六、結論
科技進步之後,傳統的概念和原理往往是最先被拋棄的,在3DCG上尤其明顯,但事實證明,傳統繪畫的概念,不但沒有被淘汰,反而歷久彌新,EZ3D的玩家常常抱怨自己的作品不受人肯定,或是作不出自己想要的感覺,其實這往往是因為用功不夠,我們不能永遠指望軟體能幫我們完成一切,尤其是在創意的表達上,也不能老是抱怨正統3D的玩家瞧不起我們,在抱怨之前,我們必須要先檢討是因為自己的作品不良,還是真的遇到了基本教義派,大家要記住一件事,不管是油畫、碳筆畫還是水彩畫,只要最後的結果是好的,能把畫中的意涵成功傳達給觀眾,那就是一張好畫,與中間的過程和使用的素材無關,在3DCG的製作也是一樣,我們也常常看到一些正統3D的玩家,做出個素模就沾沾自喜,也常常看到EZ3D的玩家,隨便丟兩個模型上去render,就叫做作品,其實這都是錯誤的!
這種行為不但對觀眾不尊敬,更是對自己作品的侮辱,我的講座一向是定位給所有從事3DCG創作的人參考,不論你是正統3D還是EZ3D,我相信瞭解傳統繪圖的技法和觀念,對創作上絕對是有幫助的,上次講解完透視圖法在3DCG上的應用,這次講解光影的表現方法,目的就是要讓正統3D的玩家能夠成功的把自己辛苦建立的角色呈現給觀眾,也希望能讓EZ3D的玩家成功的把自己想要表達的意念或氣氛藉由光影方法表現出來,其實殊途同歸,大家都是在創作,只是工具不同而已,沒什麼好爭的!
只要觀念正確,構圖具有張力,主題富創意,不管是用什麼東西做的,一樣是好作品。
本次講座到此告一段落,謝謝大家!
大法師Kazuya
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