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导言：每一年奥斯卡奖都会有科学技术奖(Scientific and Technical Awards)，科学技术奖同其他奖项不同，并不奖给演员、编剧和导演，而是奖给为电影技术的一些具体部门做出突出贡献的个人，多半是技术专家的专业性奖项。在整个电影产业的发展史中，科学技术起着非常重要的作用，本文就来介绍一下时下非常重要的3D技术和相关软件。

什么是3D

3D是three-dimensional的缩写，就是三维图形。在计算机里显示3D图形，就是说在平面里显示三维图形。之所以要在计算机里显示三维图形，就是要追求更高的真实感，如果要在人眼里感觉图像是真实的，必须要分析人眼的特性，人眼具有近大远小的特性。根据这一特点想要在计算机中产生类似的效果，必须使计算机中的图像色彩灰度有一定的层次性，三维物体的凸出部分显示高亮灰度，凹下去的部分显示暗度，这样会在计算机中计算出图像的高光、中间调和暗调，并能产生一定的阴影，这样在人眼中就会产生立体的感觉。

什么是计算机3D技术

简单的说就是虚拟三维技术。这种技术是基于计算机图形学理论的，就是在计算机中通过特定的程序运算使生成的图像具有三维立体的效果，3D技术的应用范围极其广泛。最初的3D技术应用于汽车制造业和军事领域，经过计算机图形学理论的不断发展和软硬件技术的不断进步，3D技术的应用领域不断的扩展，逐渐的应用到教育、生产、娱乐、科研、医学、航空、学术等等众多领域。尤其在电影领域的应用让我们充分的感受到了3D数字技术的魅力。

计算机3D技术的发展历程

1、计算机3D动画技术的发展历程

三维动画作为电脑美术的一个分支，是建立在动画艺术和电脑软硬件技术发展基础上而形成的一种相对的独立新型的艺术形式。运用计算机图形学技术制作动画的探索始于80年代初期，当时的动画探索和制作只能在一些大型SGI工作站上才能运行，因为他要求的运算数据是巨大并且复杂的。但当时基于DOS系统开发的3D studio也是一款强大的动画软件，处于绝对领先的优势。1994年随着微软windows系统的开发和流行，大多数的软件生产商都开发了基于windows平台的软件，当时也有一款性能优秀的三维动画软件移植到了PC平台上，那就是softimage。1995年随着windows95的出现，3DS也出现了超强升级版本3DS MAX1.0，这两款的出现迅及的抢占了PC平台的市场，也创造了巨大的商业价值。而由于当时SGI工作站的造价是昂贵的，大部分的生产厂商是可望而不可及，于是各个三维软件的开发商都将视线瞄准了PC平台。1998年，加拿大的alias公司将其强大的三维动画软件Maya也移植到了PC平台上，Maya的出现可谓是3D技术发展的一个里程碑，其优良的性能逐渐受到了各大生产厂商和CG艺术家的青睐。Maya这一超强工具包也逐渐推动着各个相关领域的发展，从建筑装潢、影视广告片头、MTV、电视栏目，直到全数字化电影的制作Maya功不可没。而如今，在PC机上能够运行的三维动画软件也是越来越多，每款软件都有其不可替代的优势，在各个领域中发挥着的巨大的作用，极大地改变了人们的生活方式，推动了社会进步。

2、计算机3D动画技术在电影领域中的发展历程

最初的3D动画技术更多的是应用在动画片及动画电影中，这期间迪斯尼公司制作的多部动画电影极大的推动了3D技术的发展。1995年，由迪斯尼发行的《玩具总动员》上映，这部纯三维制作的动画片取得了巨大的成功。三维动画迅速取代传统动画成为最卖座的动画片种。迪斯尼公司在其后发行的《玩具总动员2》、《恐龙》、《怪物公司》、《虫虫特工队》都取得了巨大成功。另外,梦工厂发行的《蚁哥雄兵》《怪物史瑞克》等三维动画片，也获得了巨大的商业成功。而随着摄影机反求技术的发展，真人实拍加电脑三维合成受到了各大电影制作公司和导演的青睐，《侏罗纪公园》、《星球大战》、《泰坦尼克号》、《蜘蛛侠》《金刚》、《魔界》、《变形金刚》、《2012》等一系列影片的出现让我们充分的领略到了3D动画技术的魅力。尤其是在2010初，著名导演詹姆斯·卡梅隆推出了力作《阿凡达》，又将3D动画技术推向了一个新的高度，也开辟了3D电影元年。可以说如今的电影制作已经离不开3D技术了，3D技术可以创造的视觉奇迹和巨大的商业价值可谓有目共睹。

计算机3D技术相关软件

1、三维动画软件

三维动画相关的软件有很多，Autodesk公司出品的诸多软件在业内都是首屈一指的，包括Maya、3DS MAX和Softimage XSI，这三款软件都有着强大的建模、动画、特效功能。当然由于其侧重点的不同及相关功能的差异性各自应用的领域也有所不同。Maya由于扩展性非常的优越，流程管理和处理大场景的能力可见一斑，在整个领域中逐渐处于主导地位。当然相关的软件还有Houdini、Lightwave和Cinema 4D。这些软件在大量影片中得到了运用，包括《后天》、《阿凡达》等。

2、跟踪软件

如今人们似乎已经对银幕中的恐龙与人对战、金刚与美女对话等等都不陌生了，而这些场景在现实之中是不可能发生的，都是通过数字艺术家将在三维软件中生成的角色动画与实拍场景进行了合成。而这中间就缺少不了一种极为关键的技术，那就是摄影机反求技术，通过摄影机反求技术才能将实拍与三维制作合成的天衣无缝。在摄影机反求软件中最为常用的两款软件就是Boujou和Matchmove，我们所熟知的大部分影片都使用到了这两款软件，包括《金刚》和《2012》等。

3、后期合成软件

后期合成是对在三维软件中分层渲染出来的图片进行再加工的处理，包括颜色校正、特效添加等。同时后期合成也将解决抠像、剪辑、音效合成等问题。在这个领域中的软件可谓是多如牛毛，其中有只能运行在SGI工作站上的Flame、Flint、Inferno、Smoke等，这四款软件均是Autodesk公司为电影合成领域而开发的，其功能都非常的完善。在PC机上使用率最高的合成软件便是Composite、Nuke、Shake、Fusion和AE等，这些软件相对于SGI工作站上的软件最大的软肋便是剪辑功能和对音效的处理上，但由于其造价成本相对较低，所以使用率也非常的高，他们合成了大量我们熟知的电影包括《铁达尼号》《阿凡达》、《精灵鼠小弟》等。

4、其他相关软件

除却众多的三维动画软件和后期处理软件等，还有一些软件的应用也在整个特效领域的制作中发挥着举足轻重的作用。因为没有任何一款软件可以独立完成所有的效果，必须要众多软件的配合。这其中有我们熟知的Potoshop，影片中大量的场景和贴图绘制都会依赖于Potoshop；针对于精模制作的Zbrush，《魔界》中的咕噜就出自他手；专为流体动力学模拟提供解决方法的Realflow，我们熟知的影片《后天》中的洪水就是通过它来模拟完成的。当然，数字特效软件有很多，这里就不一一介绍。

5、软件汇总列表

纵观所有的特效大片，计算机3D技术在其中发挥着重要的作用，同时软件的应用也更是越来越集中，电影特效的制作逐渐趋于工业化、标准化。所以，一套科学合理的计算机3D技术组合方案会极大的方便影片的流程管理和团队配合，这样势必会在很大程度上节省影片的制作成本和制作周期。通过以上一系列案例的分析，本文提出一下一套技术组合方案用于解决电影的特效制作。