影片《变形金刚》中擎天柱的动画变形探索

影片《变形金刚》中擎天柱的动画变形探索

摘　要：近几年来，《变形金刚》风靡全球，《变形金刚》中的擎天柱形象也已深入人心，同时擎天柱的变形秘诀也成了动画制作者关注的问题。笔者以擎天柱为案例，解读《变形金刚》的动画变形原理。
关键词：变形金刚；变形；三维模型；骨骼绑定
《变形金刚》是美国著名电影导演迈克尔·贝于 2007 年推出的科幻电影，电影中拥有大量影视特效，其中变形金刚的变形特效最为观众所青睐。在影片风靡全球的背景下，影片中的擎天柱是如何变形的，成为当今 CG 爱好者们关注的问题之一。
机器人变形可谓是《变形金刚》影片中最为耀眼的部分，也是影片中技术含量最高、制作难度最大的部分。工作人员通过艰苦卓绝地设计开发，利用高科技设备最终完成制作。笔者以擎天柱为案例，介绍机器人变形的整个制作流程，从以下三个步骤阐述：第一，基础三维模型的创建；第二，模型的骨骼绑定以及硬蒙皮设置；第三，动画调节。
一、擎天柱基础三维模型的创建
对于变形金刚爱好者来说，擎天柱绝对是偶像级别的人物。制作者在创建模型之前要对擎天柱的整体结构进行详细的分析。设计者根据分析结果绘制出模型的三视图：正视图、侧视图、背视图。如果要进行更为详细的创作，就需要对身体的局部设计加以诠释。
在设计出三视图后，建模师需要注意以下几点：第一，模型造型的准确性。模型师需要对模型进行深入细致的观察分析，做到百分之百表现出设计稿的造型，视觉美的关键在于造型美。第二，模型的布线要求尽量精简，但又不能过于缺少细节表现。在布线精简的前提下，对于模型细节较多的部分应该敢于用更多的线来造型，从而保证模型的质量能够达到观众的欣赏要求。第三，对擎天柱需要变形部位模型的分解。在模型建立初期，模型设置应以人体造型和汽车造型为基础。制作人员要考虑到将汽车的造型变成机器人擎天柱造型，应如何将汽车零件分配在机器人的身体上面，要做到在美观的前提之下合理分配身体每一部分的零件。第四，对汽车模型和机器人模型的创建。在接触擎天柱机器人之前，笔者以为通过汽车和机器人两套模型在软件中进行切换得到变形动画，后来经过分析，发现擎天柱模型和汽车模型是一套模型，具有真实的现实变形基础。因此在建模的时候，制作者需要注意每块局部模型的合理分布。
二、擎天柱的骨骼绑定及模型硬蒙皮设置
擎天柱骨骼的设定造型类似人体，所以其骨骼设定要以人体造型为基础，构造骨骼要以腰部为中心向上、向下延展。腿部和手臂骨骼设定以 IK 曲线链接，脚部利用双骨骼带动原始骨骼反转角进行设置。腰部从下往上依次链接骨骼至头顶，各个部分以父子级相链接组合成一个整套骨骼系统。
在骨骼系统链接完成之后，设定骨骼线圈控制器。制作者一般都是以与身体形象相似的线框作为控制器，其既容易被控制，又易于识别选择。线圈控制器与骨骼相链接一般使用 Maya 动画模块 constrain 功能的点控制、方向控制、父子级控制。此阶段要注意线圈控制器的中心点和骨骼是否相重合、是否删除了线圈历史记录等问题。如果中心不重合、没有删除历史记录，将来在动画部分就会出现穿帮问题，没有办法继续进行后续工作。
在设定控制器后，对骨骼系统进行模型的硬蒙皮设置，也就是通常所用的父子级绑定。在对模型与骨骼进行硬蒙皮设置之前，要分析哪个模型部件需要被放在哪根骨骼上面，分析清楚之后再进行链接，以免将来出现动画错误。在选择过程中应该先选择模型，再选择相应的骨骼，最后点父子级命令。例如，在进行小腿模型设置时，应先选择小腿机械模型，再选择腿部的骨骼，然后点父子级命令。
当模型附在骨骼上之后，擎天柱的人物模型骨骼绑定设置就基本完成一半。接下来对模型设定另一套控制器，用来变形成为汽车的系统。本例中的此系统是用虚拟定位器 locator 对机器人局部模型进行父子级链接，使用虚拟定位器 locator 能够控制局部模型自由运动。
三、擎天柱的变形动画调节
擎天柱的变形动画的好坏在很大程度上跟 KEY 动画的好坏有关。首先从剧本入手，根据角色在故事发展的不同阶段而设计制作的关键动态，会使角色更富情感，更有生命力。①
其次，制作人员要对时间、节奏、空间等动画概念进行充分解读。机器人变形与一般的动画调节有所不同，所以要求机器人与汽车变形过程中间的动画调节部分设置要精简、漂亮。笔者在擎天柱从汽车变形成机器人过程中，让机器人手部先出现，以给观众一个机器人的概念，然后在跳动过程中让部分零件快速运动到规定部位。零件在运动过程中要遵循优美的运动弧线并作对称运动，部分零件可以被适当缩小或变大。在调节动画时，要注意机器人本身的个性特点，如质量重、移动动作相对缓慢等。
结语
笔者介绍了擎天柱模型的建立、骨骼系统的绑定、两套控制系统的设置以及动画的调节，大致讲述了机器人变形的关键技术流程。当然，制作者还可以通过调整细节和增加音效来提高视听效果。
基金项目：201 2 年度文化部科技创新项目阶段性成果。注释：
①冯裕良.角色关键动态在动画中的特点及制作研究.大众文艺：学术版，201 2（4）.