檀晓翔
摘 要：本文首先阐述了当前3D游戏产品在游戏视觉特效中的传统视觉表现方式，其次介绍了3D摄影技术“子弹时间”特效的应用表现形式，最后分析了3D摄影技术“子弹时间”特效在三维游戏产品中，其游戏场景视觉特效设计的应用创新的可行性。
关键词：3D摄影;子弹时间;游戏视觉
近年来，随着社会经济的迅猛发展，人们对精神文化生活的需求逐渐提升。游戏就是一种精神娱乐方式，人们通过体验不同类型的游戏，可以在短时间内摆脱朝九晚五的社会工作，脱离家庭压力，去感受其他的生活，在这种短暂的脱离中，他们的精神和身体都获得了不同程度的放松，为了下一次重回现实而补充能量，这就是游戏作为娱乐的最大意义。在游戏中，这种脱离现实的体验主要是由游戏场景视觉来引导产生的，视觉引导可以让人们扮演现实中不可能扮演的角色，感受现实中不可能接触的世界。但是多年来，随着游戏类型风格的成熟，传统的游戏场景设计方式逐步稳固下来，视觉的表达方式也基本相同，因此，人们在体验一款游戏之后，希望去体验另一款游戏，来获得不同的沉浸感受，结果却发现视觉呈现方式大同小异。因此，将3D摄影技术引入三维游戏产品，实现创新的视觉呈现特效，是本文探讨的一种可行方案。
1 当前不同类型游戏产品的视觉设计状况
当前，游戏产品并没有统一的分类方法，通常我们按照游戏方式、游戏内容、游戏载体、游戏平台、游戏地区、玩家人数等方面进行划分。比如，通过行动力完成关卡的，叫作动作游戏;游戏中角色公平地对战，互相攻击，直到将另一方击败，此类为格斗游戏;以第一人称视角为游戏体验方式，广泛应用于射击体验的游戏题材;采用第三人称视角，以故事为核心，有探险、探索元素为冒险游戏。此外还有FTG、STG、SLG、RTS、RTT、RPG等其他类型。
不同类型的游戏产品拟定的用户视角虽然不同，但是同一个视角类型的游戏视觉体验基本相同。视觉方式基本遵循了客观世界人类实际的观看事物的基本方式，在視觉呈现的感受上没有太多创新。打破传统，勇于创新，引入一种超乎寻常的崭新视觉方式，成为增强游戏产品视觉体验的关键。
2 3D摄影技术“子弹时间”特效的应用表现形式
一种使用在电影、电视广告或舞台特效中，用计算机辅助的摄影技术来模拟视频变速特效，实现强化的慢镜头、时间静止等效果的技术，近年来被广泛研究和应用。这种技术早些年在好莱坞华纳兄弟电影公司出品的电影《黑客帝国》中被大量使用而名声大噪，其中经典的场景视觉片段是影片中男主角Neo仰身躲过子弹的慢动作镜头，“子弹时间”也因此得名。这是典型的3D摄影技术的艺术表现形式。
子弹时间的视觉摄影方式起初是由一定数量围绕被拍摄内容的真实静止的照相机（而非摄影机）实现的。这些排列的照相机被设置成同时或者按照特定顺序触发快门，此后再将各个照相机拍摄的序列帧照片按照一定逻辑组合起来，就可以让物体静止的视角旋转起来，创造了一种动态效果或者超级慢镜头效果，打破了我们对视觉方式的传统认知，带来了富有创意的崭新视觉体验。
3 3D摄影技术应用于游戏产品的可行性
根据实践分析，3D摄影技术“子弹时间”的拍摄方法通常有相机阵列式、单相机拍摄式、场景静止式、CG虚拟摄像机动画原理、多机位重复拍摄式五种方式。从时间效率和成本角度来分析，在现实环境中最常用的摄影方式是相机阵列式;而虚拟环境中通常采用CG虚拟摄像机动画原理方式。
三维游戏产品基于游戏引擎开发，其中游戏场景和角色都是在虚拟的游戏引擎内交互和呈现视觉效果。游戏玩家的游戏视角就是由游戏引擎中架设的虚拟摄像机按照相机设定的镜头参数和获取的角度画面，实时渲染生成并呈现的内容。游戏场景的虚拟环境可采用CG虚拟摄像机动画原理方式，还原3D摄影技术。
首先，在现实环境中，搭建一套相机阵列式的矩阵系统。通常我们基于拍摄内容和形式的考虑，会选择半开放或者封闭空间进行轨道搭建，轨道类型可根据内容呈现的设计效果设计，可以是圆环形的整圈系统、半圆弧的半圈系统、螺旋形的多圈系统，甚至可以是多重组合的复合系统。在结构设计上，需要根据拍摄半径，考虑分段卷弯拼接，便于携带组装等因素，通常采用不锈钢方管卷弯工艺，采用万向夹固定相机并调节相机角度。相机焦距和角度等需要严格调节，不然画面会有跳跃感，导致拍摄失败。在虚拟游戏环境中，应用游戏三维设计软件的绘制工具，绘制相同空间尺寸的多义线段，以此作为虚拟摄像机架设的3D摄影矩阵系统的框架，模拟圆环形的整圈系统、半圆弧的半圈系统、螺旋形的多圈系统、多重组合的复合系统，通过划分线的段数来分配虚拟摄像机的机位角度及数量，行之有效。
其次，现实环境中搭建的相机阵列式的矩阵系统中，相机选型通常需要综合比较性能、价格、软件支持等诸多因素，相机类型也呈现多样化，有Gopro运动相机、单反相机、卡片式相机、IP摄像头、手机等等。相机性能质量差异大，镜头参数特征不尽相同。在三维设计软件中可以灵活设置虚拟相机的类型和属性参数，达到任意理想的镜头效果，拍摄质量完全取决于计算机的渲染设置，不受真实镜头物理属性条件的制约，甚至可以附加各种镜头特效。
再次，现实环境中搭建的相机阵列式的矩阵系统需要照明系统的配合，拍摄效果很大程度上取决于照明的合理布局。在游戏三维设计软件中，利用强大的灯光系统以及游戏引擎中的光照设定，可以随意设定，获取稳定的照明。
最后，现实环境中搭建的相机阵列式的矩阵系统，需要与之相匹配的硬件控制系统及软件系统。控制矩阵系统的拍摄，通常通过触发器触发相机。触发器采取级联触发，单个触发控制器可控制N台相机，通过电缆连接相机和控制器。控制器同步时间可达us级别，系统同步时间受制于单反相机机械快门抖动，在连续光照下可以做到1～2ms，单个控制器还可触发一路闪光灯，闪光灯同步时间约为0.01秒，相机通过软件系统进行编号，编号从1到N，照片通过USB接口直接读入电脑，并按照编号进行照片组织和合成处理。在游戏设计开发工具中，软件工程师可以通过编写脚本代码，控制、获取、制定虚拟摄像机的拍摄结果，并实现在游戏引擎中的实时渲染与合成，创造多种变化，在特定环节或关卡中呈现给游戏玩家，使游戏玩家获得富有创意的崭新视觉效果体验。
4 结语
在游戏视觉中，通过在游戏引擎中架设一定数量的虚拟摄像机，3D摄影技术特效可以充分模拟相机阵列和多机位重复拍摄方式和系统控制技术。将“子弹时间”特效3D摄影技术原理应用于游戏场景画面实时渲染环节，可创造富有创意的崭新视觉体验，优化三维游戏场景的视觉设计。
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