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影视专业知识:计算机在电影中的作用

2008-08-23   互联网 / 点击: 标签:
  

  计算机成像(Compu-ter Generated Imagery)是电影里使用的所有CG影像的统称。用实际摄影不能拍摄到的场面,可以用3D来制作。其中大部分都用写实摄影来进行处理。用“星舰骑兵”等影片的视觉效果监督Scott Anderson的话来说“没有比实际模样更写实的东西。”

  如果把可以写实的场面不用写实,而用CG来制作,反而会降低画面质量。因此3D在 Block Burster里实际利用不多,跟其它特殊效果部分相比占的比重较小。如果不是像 “玩具总动员”或“昆虫总动员”这样的完全 CG电影,3D几乎无用武之地。但它也不是可以完全忽视的领域,因此在制作当中要斟酌使用。

  3D建模 (Modeling)

  好莱坞电影制作中使用的Modeling方法有多种,但常用的是用三维扫描仪对Clay Model进行Pointing的方法制作Modeling。Clay Model是模型制作室里用黏土或木料制作的模型。

  用具有Micro Scriber等Pointing功能的三维扫描仪对Clay Model进行Pointing,就可以得到Polygon方式的Modeling Data。不过大部分情况下不使用Polygon Data,而是把这作为基础,重新制作新的NURBS Modeling。这样重复作业是为了渲染。做CG的人都知道渲染用NURBS Data,比用Polygon Geometry能得到更好的输出。好莱坞常用Renderman 或 Mental-Ray。用Renderman时,用NURBS Modeling做渲染比用Polygon Modeling做快9倍以上。这就是他们重新再做NURBS Modeling的原因。

  Mapping/Shading(纹理映射/表面光学特性)
 
  上面谈到常用的渲染器是Mental-Ray和Renderman。 Mental-Ray或Renderman不能像3D MAX或 Light Wave 把表面纹理映射形象地表现出来,因此一定要进行Shading处理。 Mental-Ray和Renderman的shader调整跟Mapping的表面有关的变量。 Surface Shader编码是非常复杂而艰巨的工作。因为有关Illumination需要的所有变量和Displacement Mapping(凸凹贴图), 环境贴图等都要用类似C语言的程序设计来进行编码。Renderman不是Graphic Program, 而是像一种编程语言,它没有图形化界面,只能用像Word Pad这样的Unix编辑器编辑Shader 源代码。因此没有有关图像处理、分形算法(Fractal Algorit-hm)、3D编程等方面的知识,就不能使用Renderman。

  能用Renderman Shader编码的人,在好莱坞也不多见。美国国内也只有两个大学开设了Renderman选修课程。因此能使用Renderman的工作人员可以拿到50万美元年薪。以“星舰骑兵”等影片的制作而得到认可的Sony Pictures Image Works里,能使用Renderman的人也极少,可见Renderman有多难学。

  最近出现了像Shadetree这种可以对Shader进行形象编码的软件。因此比以前更容易用Mental-Ray或Renderman制作Shader。但是需要学的东西仍然很多。

  总而言之,电影CG中做Mapping是非常非常艰难、复杂的工作。不管用什么样的软件,进行Mapping时要投入很长的时间进行制作,才能得到高品质的Rendering质感。

  动画 (Animation)

  好莱坞的studio用最笨拙的方式制作Animation。看过Maya或Houdini的人或许会以为现在用MELScript或Expression很容易制作Animation, 但在电影制作中这些起不了什么作用。这里需要的Block Burster不是那种简单的Block Burster。

  制作Block Burster的监督想要控制爆炸时乱飞的任意一个弹片。Expression的优点是可以利用几种物理环境变量进行物理解释,使自然现象中的动画变得真实而简单。但它不能控制物体的所有运动。所以要用Expression直接控制乱飞的弹片是不可能的。由于这个原因,好莱坞的动画师们大都使用设置关键帧方式。

  电影中小木屋爆炸,发射台被炸等场面等都是用设置关键帧方式一个一个用手工制作而成的。当然,为制作的方便,他们在后期制作过程中做大量的表达式测试。更有甚者,他们为了一个场面在In-house开发表达式程序, 还制作另外的Table。但是无论从哪一方面看,表达式都不能按动画师们的意思控制物体,最终输出也不如用设置关键帧方式制作出来的好。角色动画也是一样的。

  运动捕捉装备看起来能使制作工作更方便,其实不然。运动捕捉的缺陷是只适用于人物形象,而且只考虑骨骼的移动,对肌肉的相应变化根本不考虑,这反而使动作变得更生硬。运动捕捉技术本身还处在发展阶段,因此找不到最适合的假想中的演员,这也是困难之一。

  总之,目前好莱坞用的动画技法出人意料地笨拙、陈旧,而且这种情况不会很快得到改变。

  渲染 (Rendering)

  在好莱坞大体用两种Renderer(渲染)方式。第一种是使用常用的Renderman渲染软件和Mental-Ray渲染引擎。另一种是使用Production自己开发的In-house Renderer。目前拥有最成功的In-house Renderer的是制作“泰坦尼克号” 控制室的Bluesky/VIFX和制作“蚂蚁”的PDI。

  早在没有通用软件的时期,PDI就自己开发软件进行了制作。他们拥有自己的Renderer。而VIFX的职员全都称得上是Renderman导师,技术力量相当强。VIFX和PDI的Renderer都具有Rate Racing方式的Rendering算法。

  VIFX的Renderer被认为是比Renderman还优秀的业内最好的渲染器。即使是Rate Racing也具有非常复杂的算法。因此渲染的质量比任何一种都优秀,速度也很快。渲染时间一般在每帧1~2小时就很成功了。虽然这不是绝对的标准,但大部分制作都适用这个标准。也有需要60个小时的。影片“星舰骑兵”中数千只蜘蛛爬行的场面就是这种。用4K分辨率进行渲染时,即横向4096象素数时,如果用60个小时每帧,则一秒的放映量需要60天的渲染时间。为此,大部分处理都采用Alpha CPU或Sun Ultra Spac CPU来组成Renderfarm。即使这样,过长的渲染时间仍是个问题。人们正在想尽一切办法缩短渲染时间。

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