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或许你跟我一样,已经顶着恼人的风雨进影院看过《冰川时代4》了,并且没心没肺地笑了几十分钟;或许你正筹备着戴上3D眼镜去感受一下夏日里的清凉,因为他们此前的表现很好,又有像我一样的人一直奔走相告——它真的很好笑;又或许,你正因为网络上各种批评之声犹豫不决,想着,在不久的未来,应该就会有更节省的观赏方式,却不知自己将会错过怎样一场堪称豪华的3D观影体验。
不过这些全部都没关系,我们着实不需要为一部视效大片患得患失。但是堪称CG技术发展史的《冰川时代》系列存世10年,四部影片俘获了大批蓝天工作室的忠实粉丝,接下来的文字就是为你们存在,因为,这一次,他们在系列中使用了比第三部更为先进的3D技术,而最终出来的效果,可不只是让看片的小孩子不由自主地伸手去抓那么简单。
从技术到艺术
CG动画电影同普通电影一样,每秒24帧(彼得·杰克逊和詹姆斯·卡梅隆两位导演的每秒48帧甚至60帧当然先不做考量),每一帧对应一个通常由200万个像素点组成的画面,制作组必须调用程序将每一帧的200万个像素点都填满。抛开天气不好、咖啡机故障或者临时停电等客观阻碍,也别主动或者被迫通宵加班,并且不考虑作品前后衔接的话,蓝天工作室渲染小组的负责人说,渲染完成一帧《冰川时代4》里普通难度的图,至少需要两天时间。也就是说完成90分钟的电影,即129600帧图,光是渲染这一步骤就要177年。我们当然知道一部90分钟的电影制作周期不可能这么长,《阿凡达》从筹备到上映也不过10年左右。而一个像蓝天这样的动画工作室,之所以被理论物理学家、电气工程师和顶级程序员占据了大半壁江山,就是为了编写出利用模糊逻辑控制的电脑程序,甚至人工智能(短期内应该还不行),加快制作进程,以保证观众有生之年看到足够多的动画电影。
蓝天工作室的其中三位创始人在上世纪九十年代开发了CGI Studio,至今仍是世上最先进的画面渲染系统之一。利用它,关联画面之间的过渡不再需要大量的人工调整,画面整体运动更为真实流畅,加之系统自带的能够定义对象密度和透明度等变量的功能,使画面中物体的存在感变得更强。
众所周知,CG技术采用3D建模,但仍旧是平面上的图像,这跟利用双眼的视觉差制作的3D影像是完全不同的道理,但3D建模却为制作3D影像提供了更为简便的平台,因为3D模型能够进行全角度旋转,所以只需戴上专业的制作3D影像时所采用的眼镜设备,根据画面景深中设置好的零面(人的双眼视线焦点所在的平面),对一帧画面进行左右眼不同角度的调取和渲染,就能轻而易举地生成3D影像。正像《冰川时代4》CG总监柯克·加菲尔德所说,“房间里经常充斥着头戴滑稽眼镜的人,我有时甚至怀疑我们看到的世界压根儿就不是一样的。”
虽然由3D模型变成3D影像比较容易,但学过绘画的人大概都知道,想成为画匠很容易,但成为艺术家却很难。蓝天工作室正是要将每一帧画面都做成艺术级别,因此他们最多的工夫,都用在了画面制作和渲染之上。
动画世界的“完美风暴”
《冰川时代》系列对水的野心有目共睹,第二部里的大洪水,第三部里的池塘,画面质量逐步提高。到了《冰川时代4》,更直接将故事搬到了海上,由小松鼠引发的大陆漂移,使得猛犸象曼尼漂流到陌生海域。在返家期间,不仅遭遇风暴,更受到海盗攻击,惊险曲折的程度堪称动画版《完美风暴》与《加勒比海盗》的合体。
影片开始不久的龙吸水场景,可以说是蓝天工作室为此片砸下的第一个大注码,龙吸水流体加粒子的运动方式,以及它特殊表面材质的渲染,相比制作单纯的海水来说更加困难。加上影片首次采用2.35:1的宽屏,视野更开阔,场面更壮观的同时,也增加了画面的环境变量,增大了制作难度。纵贯画面的龙吸水,旋转的同时产生巨大吸力,喷溅和雾气的效果明显。蓝天工作室为此在CGI Studio系统中导入了Houdini软件(Houdini是一款三维计算机图形软件,由加拿大SESI公司开发,可运行于Linux、 Windows,、 Mac OS等操作系统,是完全基于节点模式设计的产物,其结构、操作方式等和其它的三维软件有很大的差异。Houdini自带的渲染器满足电影级别的需求,能够快速渲染运动模糊、景深和置换效果),以其携带的“海洋工具包”为基础,加上业界常用的计算机设计语言Python(即胶水语言),将不同条件下的程序加以结合,生成一个新的可以快速渲染3D画面的程序。用此程序给风暴编写运动轨迹,事半功倍,而且一旦哪里出现误差,也能够对该处调用的渲染模块进行快速修改,大量节省了反复检验的时间。
《冰川时代4》电影CG总监加菲尔德说:“《冰川时代4》在筹备之初已确定发生在海洋,我们的成员早早就开始行动。”为了能够在曼尼回家路上设置更多的障碍,动画组所做的功课可以说不比编剧少,他们参考其它的电影、纪录片,并实地拍摄了大量视频和照片,海洋的各种形态都被收入囊中。
在一些低水平的动画电影中,水常常会像钻石一样闪着坚硬的冷光,一坨一坨地挪动着,因为在CG制作中,水面被解读为一个扭曲的多边形,经费少水平低的团队往往会将其当成一个整体加以渲染。而这个多边形被分成的单独渲染的网格越多,最后的效果应该就越好,蓝天工作室里那些细节完美主义者绝对不允许自己的海像“蓝色果冻”一样蠕动。于是他们将海面进行大量切分,又引入视觉锥体的概念,将海面变成符合透视效果的3D模型,而非一个平面。在运用流体力学的各种公式对运动轨迹加以测算后,将渲染效果分别加到每一个锥体之上,就像细胞之间相互分开却又统一活动一样,最终形成的是联动的微妙效果。
《冰川时代4》更贴心地考虑着观众的感觉,因为虽然波涛汹涌更好看,但在3D影像下,过于激烈的动作会引起不适。为避免“晕水”现象,蓝天工作室进行了问卷调查,将海水的每一次波动都限制在观众所能承受的平均值范围内。
《冰川时代4》仅海水部分的特效镜头就超过了500个,与之相比,视效大片《魔戒》第一部,178分钟的全片也只有540个特效镜头。 光影曼妙的963片天空
在软件中加入不同角度的光源是检验画面环境变量的好方法,而这一点,蓝天工作室一向都以不可思议的完成度著称。在处理阳光对天空以及云层的影响时,很多公司会直接采用Preetham的天空绘制算法,但Preetham的算法在光线的散射系数上有较大的问题,在视觉平面上很容易出现偏差,并且会动态失衡。采用这样的方式,在后期就要花费大量时间修补。而蓝天工作室的光影专家马特·威尔逊说:“我们拥有许多天空模型范本,它们都以真实情境为蓝本进行创作。我们的算法更为复杂和精准,光线与周围环境变量都有关联,每一个因素发生变化时,光影效果都会随之改变。这为绘画师提供了更多的可能。启用圈内知名画家一直是蓝天工作室的传统,他们会将天空当做艺术品去处理。因此我们将他们的作品引入程序时,得到的结果就不再是你抬头看到的天空,而是更接近你想象中的样子。”独特的计算方式,使得超过八成的画面在引入镜头视角后能够保证完美的连贯性,而其余不到两成的问题画面,也很容易进行微调。
除了更先进的天空绘制算法,从《霍顿听到呼呼声》之后便开始使用的新的景深控制技术,也继续应用在《冰川时代4》当中。3D化把精准的景深应用到了极致,它让整个画面像是打开了一张立体贺卡,景象从画面深处“生长出来”。
于是肚肚船长的海盗船第一次现身时,我们才能透过曼尼的视角,身临其境地隔着希德看到它推挤着浓雾过来。而在颠倒的山洞里,小象桃子和朋友们躲过的那场沙尘暴,也同样运用了这项技术,整个沙尘暴中同类型的沙粒元素都被连结为一个整体,在大大缩减了渲染时间的同时,强烈的迫近感,以及仿佛能穿透视网膜的体验,带来的是完美的代入感。
技术革新在带来更佳的体验的同时,还减少了人员使用量,《冰川时代4》共制作了963个形态各异的天空背景,其中有154个是包含了光影效果变化的特效镜头,但全部的渲染工作,仅动用了三名动画制作。
纤毫毕现的史前活宝
改进和升级技术,制作出更为壮丽的海洋和天空,显然还无法完成一部电影,充斥其间的生命,才是推动剧情发展的重点。采用了3D技术的第三部,大量的史前植物是全片重点,取材自《霍顿听到呼呼声》的夸张植物模型派上了大用场,瑰丽的色彩也使得画面层次感凸显,让《冰川时代3》成为了系列里最美的一部。《冰川时代4》重回荒芜之地,海天一色,视觉上难免单调,于是更多的角色成了重点。
希德奶奶、肚肚船长领衔的海盗团以及小象桃子和朋友们,几乎每一位都有至少一个特质实现了蓝天“炫技”的目的。希德奶奶那根充满皱纹,一直扭曲着的脖子,本该由3D建模、表面材质选择和模型传动联合制作,但喜欢另辟蹊径的蓝天工作室,将工作重心留给了动作模拟小组,在其它组的配合下,像极了“一只孔异常多的网袜”的脖子模型,被他们编写进了各式各样的收缩和挤压效果,每一个微小的活动,都能产生相应的皱纹变化。
角色设计人员更“贴心”地为奶奶设计了一条毛披肩,这条披肩的毛发效果,比起肚肚船长的胡子,还有小象们的头发来,有过之而无不及。它们全部需要动画组、动作模拟组以及毛发模型组的通力合作。如此纤毫毕现表面上是导演们精益求精的体现,背后却是工作组夜以继日的劳动。不过全片最美的毛发效果可不在上面提到的角色身上,而是不分雌雄的海妖制造的幻觉,在罩着金光的健美身材之上,是柔软的毛发不自然地随风摆动。这既是剧情需要,也是片中为数不多的令人感到温暖的颜色。
除了精细的毛发,海象肥林也是一个容易出效果的点。因为除了光滑的皮肤带来的特殊光影,跟功夫熊猫的肚子有得一拼的肚子,在3D效果的支持下,会变得更加生动。对此,影片的角色动作总监凯斯·斯驰威告诉我们,他们为了这种快速往复,且被局限在有限空间里的脂肪编写了单独的运动程序,使其在3D化时能够呈现出更精准的移动模式。这个独立的“脂肪运动”程序,保证了肥林虽然出场时间不多,但却像功夫熊猫般,每一句台词在动作的配合下,都能成为一个不错的笑点。
多个部门的配合,多项新技术的应用,为《冰川时代4》打造了完美的3D视效,使影片在口碑明显下滑的趋势下,仍在票房上收获颇丰。
也许这就是暑期档影片的作用,够清凉、够热闹就好,剧情的深度,有的话是惊喜,即使没有,也没什么关系。(编辑:谢若琳)
不过这些全部都没关系,我们着实不需要为一部视效大片患得患失。但是堪称CG技术发展史的《冰川时代》系列存世10年,四部影片俘获了大批蓝天工作室的忠实粉丝,接下来的文字就是为你们存在,因为,这一次,他们在系列中使用了比第三部更为先进的3D技术,而最终出来的效果,可不只是让看片的小孩子不由自主地伸手去抓那么简单。
从技术到艺术
CG动画电影同普通电影一样,每秒24帧(彼得·杰克逊和詹姆斯·卡梅隆两位导演的每秒48帧甚至60帧当然先不做考量),每一帧对应一个通常由200万个像素点组成的画面,制作组必须调用程序将每一帧的200万个像素点都填满。抛开天气不好、咖啡机故障或者临时停电等客观阻碍,也别主动或者被迫通宵加班,并且不考虑作品前后衔接的话,蓝天工作室渲染小组的负责人说,渲染完成一帧《冰川时代4》里普通难度的图,至少需要两天时间。也就是说完成90分钟的电影,即129600帧图,光是渲染这一步骤就要177年。我们当然知道一部90分钟的电影制作周期不可能这么长,《阿凡达》从筹备到上映也不过10年左右。而一个像蓝天这样的动画工作室,之所以被理论物理学家、电气工程师和顶级程序员占据了大半壁江山,就是为了编写出利用模糊逻辑控制的电脑程序,甚至人工智能(短期内应该还不行),加快制作进程,以保证观众有生之年看到足够多的动画电影。
蓝天工作室的其中三位创始人在上世纪九十年代开发了CGI Studio,至今仍是世上最先进的画面渲染系统之一。利用它,关联画面之间的过渡不再需要大量的人工调整,画面整体运动更为真实流畅,加之系统自带的能够定义对象密度和透明度等变量的功能,使画面中物体的存在感变得更强。
众所周知,CG技术采用3D建模,但仍旧是平面上的图像,这跟利用双眼的视觉差制作的3D影像是完全不同的道理,但3D建模却为制作3D影像提供了更为简便的平台,因为3D模型能够进行全角度旋转,所以只需戴上专业的制作3D影像时所采用的眼镜设备,根据画面景深中设置好的零面(人的双眼视线焦点所在的平面),对一帧画面进行左右眼不同角度的调取和渲染,就能轻而易举地生成3D影像。正像《冰川时代4》CG总监柯克·加菲尔德所说,“房间里经常充斥着头戴滑稽眼镜的人,我有时甚至怀疑我们看到的世界压根儿就不是一样的。”
虽然由3D模型变成3D影像比较容易,但学过绘画的人大概都知道,想成为画匠很容易,但成为艺术家却很难。蓝天工作室正是要将每一帧画面都做成艺术级别,因此他们最多的工夫,都用在了画面制作和渲染之上。
动画世界的“完美风暴”
《冰川时代》系列对水的野心有目共睹,第二部里的大洪水,第三部里的池塘,画面质量逐步提高。到了《冰川时代4》,更直接将故事搬到了海上,由小松鼠引发的大陆漂移,使得猛犸象曼尼漂流到陌生海域。在返家期间,不仅遭遇风暴,更受到海盗攻击,惊险曲折的程度堪称动画版《完美风暴》与《加勒比海盗》的合体。
影片开始不久的龙吸水场景,可以说是蓝天工作室为此片砸下的第一个大注码,龙吸水流体加粒子的运动方式,以及它特殊表面材质的渲染,相比制作单纯的海水来说更加困难。加上影片首次采用2.35:1的宽屏,视野更开阔,场面更壮观的同时,也增加了画面的环境变量,增大了制作难度。纵贯画面的龙吸水,旋转的同时产生巨大吸力,喷溅和雾气的效果明显。蓝天工作室为此在CGI Studio系统中导入了Houdini软件(Houdini是一款三维计算机图形软件,由加拿大SESI公司开发,可运行于Linux、 Windows,、 Mac OS等操作系统,是完全基于节点模式设计的产物,其结构、操作方式等和其它的三维软件有很大的差异。Houdini自带的渲染器满足电影级别的需求,能够快速渲染运动模糊、景深和置换效果),以其携带的“海洋工具包”为基础,加上业界常用的计算机设计语言Python(即胶水语言),将不同条件下的程序加以结合,生成一个新的可以快速渲染3D画面的程序。用此程序给风暴编写运动轨迹,事半功倍,而且一旦哪里出现误差,也能够对该处调用的渲染模块进行快速修改,大量节省了反复检验的时间。
《冰川时代4》电影CG总监加菲尔德说:“《冰川时代4》在筹备之初已确定发生在海洋,我们的成员早早就开始行动。”为了能够在曼尼回家路上设置更多的障碍,动画组所做的功课可以说不比编剧少,他们参考其它的电影、纪录片,并实地拍摄了大量视频和照片,海洋的各种形态都被收入囊中。
在一些低水平的动画电影中,水常常会像钻石一样闪着坚硬的冷光,一坨一坨地挪动着,因为在CG制作中,水面被解读为一个扭曲的多边形,经费少水平低的团队往往会将其当成一个整体加以渲染。而这个多边形被分成的单独渲染的网格越多,最后的效果应该就越好,蓝天工作室里那些细节完美主义者绝对不允许自己的海像“蓝色果冻”一样蠕动。于是他们将海面进行大量切分,又引入视觉锥体的概念,将海面变成符合透视效果的3D模型,而非一个平面。在运用流体力学的各种公式对运动轨迹加以测算后,将渲染效果分别加到每一个锥体之上,就像细胞之间相互分开却又统一活动一样,最终形成的是联动的微妙效果。
《冰川时代4》更贴心地考虑着观众的感觉,因为虽然波涛汹涌更好看,但在3D影像下,过于激烈的动作会引起不适。为避免“晕水”现象,蓝天工作室进行了问卷调查,将海水的每一次波动都限制在观众所能承受的平均值范围内。
《冰川时代4》仅海水部分的特效镜头就超过了500个,与之相比,视效大片《魔戒》第一部,178分钟的全片也只有540个特效镜头。 光影曼妙的963片天空
在软件中加入不同角度的光源是检验画面环境变量的好方法,而这一点,蓝天工作室一向都以不可思议的完成度著称。在处理阳光对天空以及云层的影响时,很多公司会直接采用Preetham的天空绘制算法,但Preetham的算法在光线的散射系数上有较大的问题,在视觉平面上很容易出现偏差,并且会动态失衡。采用这样的方式,在后期就要花费大量时间修补。而蓝天工作室的光影专家马特·威尔逊说:“我们拥有许多天空模型范本,它们都以真实情境为蓝本进行创作。我们的算法更为复杂和精准,光线与周围环境变量都有关联,每一个因素发生变化时,光影效果都会随之改变。这为绘画师提供了更多的可能。启用圈内知名画家一直是蓝天工作室的传统,他们会将天空当做艺术品去处理。因此我们将他们的作品引入程序时,得到的结果就不再是你抬头看到的天空,而是更接近你想象中的样子。”独特的计算方式,使得超过八成的画面在引入镜头视角后能够保证完美的连贯性,而其余不到两成的问题画面,也很容易进行微调。
除了更先进的天空绘制算法,从《霍顿听到呼呼声》之后便开始使用的新的景深控制技术,也继续应用在《冰川时代4》当中。3D化把精准的景深应用到了极致,它让整个画面像是打开了一张立体贺卡,景象从画面深处“生长出来”。
于是肚肚船长的海盗船第一次现身时,我们才能透过曼尼的视角,身临其境地隔着希德看到它推挤着浓雾过来。而在颠倒的山洞里,小象桃子和朋友们躲过的那场沙尘暴,也同样运用了这项技术,整个沙尘暴中同类型的沙粒元素都被连结为一个整体,在大大缩减了渲染时间的同时,强烈的迫近感,以及仿佛能穿透视网膜的体验,带来的是完美的代入感。
技术革新在带来更佳的体验的同时,还减少了人员使用量,《冰川时代4》共制作了963个形态各异的天空背景,其中有154个是包含了光影效果变化的特效镜头,但全部的渲染工作,仅动用了三名动画制作。
纤毫毕现的史前活宝
改进和升级技术,制作出更为壮丽的海洋和天空,显然还无法完成一部电影,充斥其间的生命,才是推动剧情发展的重点。采用了3D技术的第三部,大量的史前植物是全片重点,取材自《霍顿听到呼呼声》的夸张植物模型派上了大用场,瑰丽的色彩也使得画面层次感凸显,让《冰川时代3》成为了系列里最美的一部。《冰川时代4》重回荒芜之地,海天一色,视觉上难免单调,于是更多的角色成了重点。
希德奶奶、肚肚船长领衔的海盗团以及小象桃子和朋友们,几乎每一位都有至少一个特质实现了蓝天“炫技”的目的。希德奶奶那根充满皱纹,一直扭曲着的脖子,本该由3D建模、表面材质选择和模型传动联合制作,但喜欢另辟蹊径的蓝天工作室,将工作重心留给了动作模拟小组,在其它组的配合下,像极了“一只孔异常多的网袜”的脖子模型,被他们编写进了各式各样的收缩和挤压效果,每一个微小的活动,都能产生相应的皱纹变化。
角色设计人员更“贴心”地为奶奶设计了一条毛披肩,这条披肩的毛发效果,比起肚肚船长的胡子,还有小象们的头发来,有过之而无不及。它们全部需要动画组、动作模拟组以及毛发模型组的通力合作。如此纤毫毕现表面上是导演们精益求精的体现,背后却是工作组夜以继日的劳动。不过全片最美的毛发效果可不在上面提到的角色身上,而是不分雌雄的海妖制造的幻觉,在罩着金光的健美身材之上,是柔软的毛发不自然地随风摆动。这既是剧情需要,也是片中为数不多的令人感到温暖的颜色。
除了精细的毛发,海象肥林也是一个容易出效果的点。因为除了光滑的皮肤带来的特殊光影,跟功夫熊猫的肚子有得一拼的肚子,在3D效果的支持下,会变得更加生动。对此,影片的角色动作总监凯斯·斯驰威告诉我们,他们为了这种快速往复,且被局限在有限空间里的脂肪编写了单独的运动程序,使其在3D化时能够呈现出更精准的移动模式。这个独立的“脂肪运动”程序,保证了肥林虽然出场时间不多,但却像功夫熊猫般,每一句台词在动作的配合下,都能成为一个不错的笑点。
多个部门的配合,多项新技术的应用,为《冰川时代4》打造了完美的3D视效,使影片在口碑明显下滑的趋势下,仍在票房上收获颇丰。
也许这就是暑期档影片的作用,够清凉、够热闹就好,剧情的深度,有的话是惊喜,即使没有,也没什么关系。(编辑:谢若琳)