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皮克斯的意志

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但是搞藝術的人通常很麻煩。比如有時為了產生戲劇化的效果,導演希望角色的頭髮停留在臉上的某個位置。但按照動畫模型中嚴謹的「力學定律」,模擬器是無法自然生成的。如果要達到這樣的效果,角色鏡頭製作完動畫部分之後,必須額外加上模擬其他「外力」的影響,比如動作、風和引力等等。換句話說,動畫師們還必須手動操作。


  《勇敢傳說》碰到了巨大的技術難題。Merida公主擁有的是一頭捲髮,但過去的系統無法實現這一點,捲髮最終會被拉直。


  在現實生活中,捲曲的頭髮本身具有支撐結構,一簇捲髮可以支持另外一簇,捲髮不僅互相之間有接觸並且與外在物體也會發生作用,像是臉部、斗篷、水,以及馬或者熊的毛髮。但在動畫世界,如果你不能用技術很好地模擬,你就等著手動操縱幾萬根頭髮吧,天知道它們在運動過程中會發生點什麼。這就是過去的3D動畫中極少出現大量渲染的捲髮的原因。


  Claudia Chung帶領團隊花費了3年時間重新開發了一套新的系統,他們稱之為「Taz」(對的,就是兔八哥動畫中那隻惡狗的名字。)一開始,他們將捲髮直接想像成一段帶著質量的彈簧。這個設定最大的問題在於,彈簧雖然有彈性,但太硬了,而在動態的運動中,動畫師仍舊希望頭髮是柔軟並且飄逸的。


  還有一個問題也很令技術人員抓狂。在舊的系統中,捲髮的重力是違反物理邏輯的,為使女主角的頭髮足夠放鬆,模擬技術團隊曾試圖減少頭髮的質量,但結果卻是失去了質感。


  模擬仿真部門最後開發了一種多線程的模擬器來解決問題。它用來計算多根毛髮一起運動的動力結果,這意味著毛髮將全部被集中為一組一組的來處理。最後的結果令人滿意,雖然Merida公主的頭髮需要渲染的數量高達11.1萬根,但動畫師只需手動控制其中1500根的曲線就可以實現了,並且足夠飄逸—用那句廣告詞說就是:你,值得擁有。


  在《勇敢傳說》中,皮克斯實現的另一項技術飛躍就是衣服的效果。要明白其中的複雜性,可以看看下面這個例子。《料理鼠王》中小林剛進廚房的時候倒翻了一鍋湯,大廚為此對小林的衣服由下向上拉扯了7次,皮克斯的技術人員為了這個2秒的動作,從2006年10月一直調試到2007年的1月。為了能更真實模擬現實情況,皮克斯甚至還邀請了之前在傳統領域有服裝設計和製作經驗的藝術家。


  不同於之前的事後平面裁剪,Merida的服裝是在電腦中實時進行「縫製」、然後再加上褶皺的,顯得更加真實。


  傳統的動畫技術,剪裁有時會在最後的模擬階段發生過緊或者過大等問題,因為衣服是依附在人身體上的,無法自由活動。所以過去你在3D動畫電影中,極少看到真實的脫掉衣服的場景。除了故事原因之外,還因為技術上做不到。衣服之間的褶皺、拉扯,還有運動時的大小調整實在太麻煩了。


  皮克斯打算在《勇敢傳說》中的Fergus國王的身上解決這種問題。服裝設計師參照了蘇格蘭呢子裙的想法,而技術人員則創造了一個擁有多個褶皺、曲折樣式的網格。在模擬過程中,電腦的實時運算使兩者結合,變成一件蘇格蘭方格呢裙。


  「相對於布料的彎曲和拉伸而言,這樣的做法更允許角色的運動影響布料的外觀。」於萌解釋道。技術人員還在衣服中加入了少量的「膠」,使得各塊布料之間不會完全粘合在一起也不至於徹底分開。即便角色是在走動中,這件衣服也顯得比過去更像一個整體。


  於萌說,模擬技術的最大奧妙在於「隱藏」,也就是讓觀眾無法覺察到模擬技術的存在。你做好了,沒有人會意識到;但一旦發生偏差,挑剔的觀眾馬上就能感受到。此時要麼動畫師向技術妥協,他們可以用短髮或者是直髮模擬,要麼你就會看到一個你總是覺得哪裡有點彆扭的擬真效果。


  其實比較不同動畫公司之間的技術沒有多大意義。各家公司的定位不同,想要獲得的商業考慮也不同。「為了一個2秒鐘的水花四濺的鏡頭花費幾萬美元?我們得考慮成本問題。」一位《冰河世紀》系列製作方藍天工作室的前技術指導告訴《第一財經週刊》。


  在皮克斯,風格與大多數動畫公司都迥然不同。它們願意,也會在技術上耗費巨資,它們不只是想獲得票房—它們的確獲得了,更在乎的還有獎項及有關技術的榮譽。因為迪士尼長期不肯告訴外界自己使用的CAPS系統正是購自於皮克斯,相關技術人員曾經在很長一段時間裡感到鬱悶。


  不同公司的製作流程多少會有差異,也會影響到電影技術的細節處理。比如在皮克斯,模擬完成之後會有技術指導進行最後的調試,避免出現一些如頭髮插入皮膚,衣服與衣服重疊的情況;但在藍天工作室,這項工作是由動畫指導自己完成的,因為他們並沒有為每一個動畫導演配置技術指導。


  類似的情況還有,皮克斯的動畫指導和技術指導是分頭進行工作的,技術指導開發軟件,他們內部的軟件界面更友好一些,但如果動畫師需要對軟件進行調整要花費不少時間;在藍天工作室,因為使用統一的MAYA軟件,其內部的文件傳輸和共享更加簡單,每一項技術的改進更加便利,但複雜的界面對於動畫師來說則是個挑戰。


  「所有的技術都是為了故事服務的。」這是皮克斯的聯合創始人、總裁Ed Catmull一直所堅持的。他在第一部動畫實驗片慘敗之後意識到,該用那些會講故事的人,這之後才有了John Lasseter的加入。這位喜歡穿夏威夷花襯衫配西裝的導演帶來了他在迪士尼學到的講故事的方法,促成了精彩的皮克斯動畫時代的到來。


  「皮克斯之所以一直不間斷地開發先進技術,是因為我們想讓說故事的人有更多的表現形式。」Catmull說。皮克斯在動畫技術上的遙遙領先,連老牌的迪士尼都感受到了巨大威脅,最終在2008年做出了收購前者的決定。


  創新有時候不僅僅是智慧的結果。在皮克斯,創新有時更像是意志的結果。

皮克斯歷年作品的技術突破

 

賽車總動員
利用程序統一模擬上百輛賽車的運動軌跡,首次加入光線追蹤技術模擬賽車表面的金屬烤漆。

 

賽車總動員2
提升的賽車軌道模擬技術,更準確的運動軌跡。

 

玩具總動員
動畫界的里程碑式電影,第一部完全以電腦動畫製作的電影。


玩具總動員2
「重色器」使物體表面的紋理更加細緻,更精細的模型製作使得角色特寫更多,表情更豐富。


玩具總動員3
垃圾場大決戰時的各種燈光和反射效果。


美食總動員
提升了「次表面投影技術」,對於現實環境中的燈光模擬更加真實。


超人總動員
新的「次表面技術」提升了人類皮膚的寫實度,同時表現了大量的爆炸、光、火、水、煙霧特效技術。


機器人總動員
對於真實環境的模擬技術要求更高,重新開發的虛擬攝影鏡頭重現好萊塢寬屏攝影機效果。


怪獸電力公司
「Fitz」模擬系統使得大規模毛髮展示成為可能。


海底總動員s
為解決海底光源而開發的「焦散」軟件,實現了對魚類運動的模擬。


蟲蟲危機
螞蟻可以像真實演員一樣,依照鏡頭需要表現出緊張、快樂等情緒,動作和時機也會有差異。


飛屋環遊記
沿用了在賽車總動員中的程序動畫技術,電腦統一計算這一組氣球的受力情況,自動模擬運動軌跡。


勇敢傳說
爆炸的捲曲頭髮、不同材質的衣物面料效果、可以自由運動的服裝。


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