第1章特效概述
对于图1-1展示的《2012》和《阿凡达》此类电影，观众的普遍反应是：特效超牛，视觉上太震撼了！但是，“特效”究竟指什么？包括哪些种类？怎样制作？每个步骤有何特点？想要了解这些，本书会带领大家认识特效，学习Maya中的特效制作。
a)《2012》中的特效
b)《阿凡达》中的特效
图1-1《2012》与《阿凡达》中的特效
本章主要内容：
●特效概述
●特效制作的步骤
●了解特效的概念
●掌握特效所包含的模块
●掌握特效的制作步骤
1.1.特效简介
现在观众评判一部电影好看与否，标准其一就是画面效果是否震撼，即影视特效制作的怎么样。“特效”
就是特殊的效果，在纯三维动画影视制作中，“特效”只是制作过程的一个环节，主要用于制作水、火、烟、云、雨、雪、树木森林、汪洋大海、千军万马的场景等等，主要是给影片增加氛围和冲击力。
在当代电影的语境里面，“特效”（Special Effects，简称SFX、FX或SPFX）一词涵盖的范围越来越广，几乎包含了除真人实景拍摄之外的所有效果。在当代实拍影视里的“特效”一般包含两个部分：“现场特技”和“视觉特效”（Visual Effects，亦写作Special Visual Effects，简称VFX）。“现场特技”包含机械效果、物理效果和实际拍摄效果。二者的主要差别是：
●前者与影视的实际拍摄同期，多在拍摄现场完成，故而称之为现场特技；后者多在
现场拍摄结束后的后期制作中完成。我国现在的电视剧中多采用现场特效。
●前者的工作对象和“正常拍摄”没有区别，都是真实存在的人或者物件；后者是通
过对已有的胶片画面的加工，或者用摄像机以外的视频处理设备（如电脑）来产生
新的画面。
而现在经常被人们挂在嘴边的“特效”是电脑动画影视特效，即现在人气超旺的“电脑动画”，它其实只是“视觉特效”的一部分，整部电影的一小部分。在电脑发明之前，“视觉特效”主要通过对胶片和播放设施
做手脚来达成，包含直接在胶片上做动画或者重新剪接胶片等“原始手法”，影迷们熟悉的《月球旅行记》是这方面的代表。但许多原始技巧在今天仍然适应，例如“定格动画”和“后投影”（幕后投影）。
电脑作为视觉特效先锋的兴起，早在上世纪七十年代便开始了，最早是2D的应用，后来因为计算机硬件配置的迅速发展，CPU、显卡、内存的不断升级，如今CGI （Computer-Generaled Imagery，计算机生成图像，逼真的电脑动画影视特效画面被称作CGI）已经成为了处理3D静止画面或者动画的中坚力量。
电脑动画影视特效技术（后面简称为特效）现在已经成为影视制作过程中一个重要的组成部分，在影视制作过程中使用数字虚拟技术为影片添加虚拟的场景、虚拟的道具、虚拟的角以及用常规方法无法实现的特效镜头。它为现代电影的制作提供了各种虚拟的元素，给
观众带来超强的视觉冲击力和视听享受。现在的电脑动画影视特效在实拍的电影电视中所占比重越来越大，几乎包含了除真人实景拍摄之外的所有元素。最近好莱坞大片基本依靠电脑动画影视特效技术来实现震撼的视觉效果，同时这些大片也将电脑动画影视特效技术在影视中的作用发挥到了极致，例如2009年的《2012》和《阿凡达》。
数字特效技术的迅猛发展，使得我国三维动画产业近些年呈现较快的发展势头，伴随着国内三维动画创作质量的不断提高，形成了三位动画产业全方面发展的格局，制作出大量（如幸星动画公司制作的《赤壁》、《狼灾记》、《非常完美》等）具有超强视觉冲击效果的三维动画作品和影视作品，电脑动画影
视特效技术也不知不觉成为视觉传达的重要组成部分。
1.2.特效软件的介绍
现在制作三维动画特效的软件和插件呈现百花齐放的状态，出现很多种类，例如：整体平台解决软件Maya、Houdini（电影特效魔术师）、RealFlow（流体设计）、Blast Code(爆炸插件)、Shave(毛发插件)及VUE(制作真实的云和场景的软件)等等。各个程序的计算方式不同，所以各具优势，实现效果也各有所长。接下来本书简单介绍一下这几款特效软件。
1.Maya
现在国内影视制作大多会使用Maya软件，它1998年进入市场，是一款跨平台软件，可以在任何操作系统中使用。在某些特定的方面比3DS Max有优势，是高端的电影制作软件。Maya软件的自定义性强，变通性强，是节点式的，使用方便，可以将常用工具直接转换为快捷方式使用，给制作者喜欢的图标命名。Maya可以制作风雨雷电、各种爆炸、崩塌、弹坑、烟雾、降雪、洪水和楼房倒塌等动力学场面，它的布料、毛发、刚体、柔体方面比3DS Max逼真，计算效率高。Maya集成了先进的动画及数字技术，它不仅包含一般三维和视觉效果制作的功能，而且还与最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染及运动匹配技术相结合。Maya的特效由动力学、流体、毛发、布料和特效笔刷等内容构成，下面将逐一介绍这些内容。
（1）Maya动力学
动力学（Dynamics）是物理学的一个分支，它描述对象的移动方式，动力学动画使用物理学原理来模拟自然力。制作者需指定希望对象采取的动作，然后软件就会知道如何制作该对象的动画。动力学刚体和柔体动画可以让制作者轻松地创建出逼真的运动，而这种运动是用传统的关键帧动画所无法实现的。例如可以使用Maya动力学制作翻转骰子、旗帜飘动和点燃烟火之类的效果，如图1-2所示。
a)刚体约束制作的牛顿摆b)Maya粒子制作出来的烟雾
图1-2动力学的运用
动力学主要应用在粒子和流体特效里，在实际的工作与学习中，会大量地使用动力学与粒子混合制作出非常绚丽以及冲击力很强的粒子动力学效果，例如：星云、烟火、满天飞舞的纸条、狂风骤雨、龙卷风、爆炸、雪景和雪崩等，这些效果是使用建模和动画技术不能实现的，如图1-2所示。如需要大量教程请加 QQ: 4008988090 或者登录幸星动画学院网站。
Maya的粒子动力学系统相当强大，一方面它允许使用相对较少的输入方便的MEL控制粒子的运动，另外它亦可与各种不同的动画工具（场、关键帧及表达式等）相当方便地结合使用。Maya粒子动力学系统令即使在控制大量粒子时的交互性作业成为可能，它可以用于制作组动画，如图1-3所示。
图1-3Maya中一蜻蜓的场景
（2）Maya 流体
流体动力学是Maya较为出众的功能，它使用流体解算器模拟运算出所有效果。流体是一种在力的作用下不断改变形状的物质，制作者可以通过建立一个流体动力学来模拟真实的大气特效，如云、薄雾、风、烟、火、爆炸、熔岩与海洋等效果，如图1-4所示。Maya有三种基本流体效果类型：动态流体、静态流体以及开阔水域流体效果，分别介绍如下：
图1-4Maya流体制作的云图1-5动态流体效果的爆炸
动态流体效果是按照流体动力学的自然规律来表现的，流体动力学使用数学方程来描述物体如何流动。Maya通过在每一时间段中解算Navier-Stokes （流体动力学方程）进行流体运动的模拟，从而实现动态效果。用户可以对动态流体赋予纹理和应用力，使它们与几何图形发生碰撞并驱动几何图形，影响柔体及与粒子相互作用，如图1-5所示。
另外还有静态流体效果。静态流体效果不使用流体动力学方程来模拟流体运动。用户可以使用纹理来创建非动态流体的外观，通过对纹理属性进行动画关键帧处理，从而创建流体运动，如图1-6所示。因为Maya不需要解方程，所以渲染此类流体比渲染动态流体的速度要快得多。合理运用动态流体动力学或静态流体动力学技术可以模拟2D或3D大气特效、燃烧特效、胶带流体特效等。这些特效是以体积方式进行渲染，物体间的移动与接触都是互相影响的。
图1-6静态流体制作的爆炸
另外还有开阔水域的流体效果。开阔水域的流体效果使用海洋材质在大片水上创建逼真的波浪运动。通过创建定位器可以让物体漂浮在海洋表面并使这些物体随着水一起波动，如图1-7所示。
图1-7 Maya 流体制作的海洋图1-8 用Fur制作的皮毛
（3）Maya毛发
Maya毛发由二个模块构成：Fur和Hair。
Fur（皮毛）是Maya 2008 Unlimited版的一个组件，在多面的NURBS模型及多边形模型中，用户可以使用它来创建逼真的、有阴影的皮毛和短发，也可以使用它设置皮毛的属性，如颜、长度、光秃效果、不透明度、起伏、卷曲和方向，或在局部为皮毛贴图。使用Paint Effects（特效笔刷）可直接在表面上绘制具有绝大多数属性的皮毛，甚至可以像梳子那样梳理皮毛，也可以为皮毛运动设置关键帧，或在Maya中用动力场来影响Fur。图1-8展示了用Fur制作的皮毛。
Maya Hair用于创建一个动态的头发系统，可以模拟显示的发型和头发，如图1-9所示。由于Hair是一种通用的动态曲线的模拟，因此可以使用这些曲线创建非头发效果。Maya Hair 可以制作自然运动和碰撞的长发、头发在风中被吹干、水下游泳时的头发，以及各种发型，也可以制作如绳子、铁链、电缆、电线、吊桥、海洋生物这些非头发效果。变身特效怎么制作
图1-9 Maya Hair的头发效果