流浪地球

郭帆
科幻
2019.02.05

太陽即將毀滅,面臨絕境,人類開啟了“流浪地球”計劃,尋找新的家園。

項目解析

  • 展開 收起 視效解析Part1· 氣氛及設計細化

    【氣氛圖】

    關鍵幀的氣氛圖分為兩種任務類型,結合實拍和純CG鏡頭。在結合實拍的關鍵幀設計中,我們需要調用拍攝的素材摳像并匹配色彩之后開始正式的調整,這個階段是以構圖和燈光氣氛為主。如果融合了特效的設計就需要將特效層單獨分離并提供詳細的設計說明。

    鏡頭氣氛圖設計-沖擊波將運載車斬斷效果

    運載車被斬斷之后,零散的結構在空間中分布,會讓原本條理的拍攝構圖分裂掉,所以我們需要重新架構畫面。

    有趣的是,畫面構成的原理與音樂的構造是相通的:

    1.利用有節奏的豎條把畫面節奏編織起來。2.找到畫面的視覺引導線并合理的利用大小 聚散的分布強調主旋律的畫面結構。 3.定位畫面4個構圖點,選取其中一個作為最強有力的畫面核心point。4. 跳躍的節奏削弱畫面過于硬朗的直線。

     

    △氣氛設計圖

    △氣氛設計圖

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

     

    鏡頭氣氛圖設計-沖擊波將運載車斬斷效果

    汽車被反彈的沖擊波切碎的一瞬間高速拍攝,我們需要從內部實拍素材提煉應有的元素做破碎效果氣氛圖。

    同樣的原理,但是可以做簡化的效果處理,這張圖主要是在于把背景復雜的內容簡化掉而漏出右構圖分割線處的重點畫面。 選取一個需要透氣的點將他處理的空蕩一些從而對比出其他三個畫面重點的主次關系。

     

    △氣氛設計圖

    △氣氛設計圖

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

     

    鏡頭氣氛圖設計-劉啟從點火核心出來之后在路橋上看著引擎啟動

    每一個實用的素材都需要匹配正確的明度之后通過不同通道的色彩調節層來控制近中遠景之間的關系。并且需要與前后鏡頭的故事內容對應,做到氣氛融合故事增強藝術表達能力。每一次主創人員與導演校驗設計圖時我們都在努力做到高度預演最終效果的畫面。從而輔助導演,總監在流程中能夠更準確的控制方向。

     

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

     

    鏡頭氣氛圖設計-劉啟從點火核心出來之后在路橋上看著引擎啟動

    因為影片的基調偏暗,所以這場戲基本都保持黑灰色階7:3亮色階的比例。色調也是橙色鄰近色7:3橙色互補色。

     

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

     

    故事到這里,是電影最高潮的部分,男主與父親之間的感情需要在此刻上升到一定的高度。就像安格爾的名作《泉》,女孩的姿勢經過特殊的處理在畫面中非常優美,但是實際情況下很難有人能夠擺放處這樣的姿勢。為了升華畫面的感情色彩,前景、中景以及遠景的透視關系并不是正常的透視關系擺放。

     

    鏡頭氣氛圖設計-點火核心內部主要鏡頭

    與純CG氣氛圖不同的方面,實拍鏡頭之間需要做銜接,很多背后綠幕元素就要做統一的色調匹配。

     

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

     

    鏡頭氣氛圖設計-點火核心內部主要鏡頭

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖


    FULL CG場景氣氛】

    純CG鏡頭的氣氛設計,在構圖上以及顏色分配上與實拍的鏡頭是大致相通的,不同的是如何從單線稿或者layout的制作片段中描繪出同樣實用性的關鍵幀氣氛圖。這就需要設計師拿到整體的片子素材做完整的分析,解析出前后片段的情節發展后,盡可能的真實還原場景。

    鏡頭氣氛圖設計-劉啟從點火核心出來之后在路橋上看著引擎啟動

    此時引擎已經是全力發射能量,所以環境被紅色的光源所包圍。為了控制畫面不會糊掉,設置出少量青色的點光源。

     

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

     

    兩幅不同的顏色效果均為同一場景。引擎在不同的能量下會有不同的顏色氣氛,通過調度鏡頭,調度燈光就可解決。節省下來重復構建畫面的寶貴時間。因為場景面熟過高,增加環境霧的渲染成本過大,所以車體與引擎內部結構的距離效果是通過計算z通道的圖層來實現。

    鏡頭氣氛圖設計-沖擊波到達地面后斬斷運載車

    MORE VFX概念團隊在設計這場戲的氣氛圖時,嘗試了不同的視覺方案,為了體現沖擊波一瞬間對于場景的摧毀效果,藝術家搜尋不同時間段的爆炸效果,歸納運動規律,將素材圖片融合在強有力的點線面構成中。

    有很多圖片在整合的時期,總是呈現散亂的感覺,后期就需要藝術家通過調節光比和整體的色調把素材的融合做到正確比例。

     

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

     

    鏡頭氣氛圖設計-運載車到達點火核心內部

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

    鏡頭氣氛圖設計-點火核心

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

     

    鏡頭氣氛圖設計-點火核心

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

     

    鏡頭氣氛圖設計-點火核心

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

    鏡頭氣氛圖設計-點火核心

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

    ?鏡頭氣氛圖設計-點火核心

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

    ?鏡頭氣氛圖設計-點火核心

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

    ?鏡頭氣氛圖設計-點火核心

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

    ?鏡頭氣氛圖設計-點火核心

    △氣氛設計圖

    △完成鏡頭效果圖

     


    ?【模型結構細化】

     

    舉例:引擎側方支撐結構設計

    《流浪地球》項目有很多大體量的部件需要在后期做以深入的細節調整,用來滿足導演的具體需求以及銜接實際制作方案的執行性,就需要改變主體支撐結構安排合理的機械構造,相互的聯動關系,每一個部件的實用性都需要經得起推敲。圖中的設計改變了之前的支撐架結構,劇中會有猛烈的地震災害,結構一定是能夠有相互分擔受力的能力,同時也要加強緩沖對結構支撐點的損壞。

     

    △底部支架結構設計概念圖

    △底部支架結構設計概念圖

    △底部支架結構設計概念圖

     

    三維的展現技術和二維的設計能力相結合,可以讓每一個生產的設計都實實在在的展現在空間中。

    舉例:立交橋根據實際鏡頭要求設計

    從礦區到控制室再到引擎內部,結構縱深空間非常大,車體本身重量決定他的坡度必須控制在20度之內,環繞式立體交通就必須要有明確的行駛路線 保證能夠在鏡頭推進以及視覺上不出現設計上明顯的邏輯問題。

     

    △完成步驟圖

    △完成步驟圖△完成步驟圖

    △鏡頭中的效果

    △鏡頭中的效果


    涂裝設計】

    舉例:控制中心涂裝設計 氣氛效果

     

    △完成氣氛圖效果

    △完成步驟圖

    △完成步驟圖

     

    圖中,MOREVFX概念團隊在拿到layout鏡頭數據之后,進入三維渲染引擎中調整燈光、氣氛,輸出多通道高清圖片。根據交通線路對照三維實際道路分布交通標志規劃圖,著手設計場景的三種材質分布。二者結合后加以氣氛的調整,用以指導后期涂裝做舊破損的方向。片中每一條細小道路的構造、交通圖標以及汽車行駛起來后陸續的圖標如何保證交通正常運行,都在導演總監的親力指導下做了細致的布局設計。

     


    【燈光設計】

    舉例:行星發動機燈光設計

     

    △完成步驟圖

    △完成步驟圖△完成步驟圖

    △完成步驟圖△完成步驟圖

    △完成鏡頭效果圖

     

    拿到體量龐大的三維引擎模型后,在后期調控中需要我們設計出每一處點光源色彩分布,并將線性光源安排在合理的位置照亮主題結構,正確的安排點光源明度以及疏密排布,過程中需要與燈光貼圖部門密切溝通設計方案可執行度。引擎體量巨大,五顏六色的燈光會讓畫面氣勢削弱,所以整體色彩控制在三種,燈光大小需要在三維中先實際測試后,確定光源以及光暈需要控制在畫面多少范圍的尺寸,再進行批量鋪墊。

     


    【特效效果】

    舉例:大氣被木星引力抽起后地面的氣氛效果

     

    △完成的效果設計圖

    △完成的效果設計圖△完成的效果設計圖

    △完成的效果設計圖

    △完成鏡頭效果

    △完成鏡頭效果

     

    這個鏡頭中,Layout提供了相關鏡頭的引擎底部模型,但是需要突出大體量的氣氛效果就需要在此基礎上,按照影片的燈光位置正確的在軟件中設置環境燈光和大氣的效果氣氛渲染圖,此時地球已經逼近解體的臨界點。為了突出緊迫感,在鏡頭中刻意加強顆粒的移動速度,加大volume的密度用以加強空氣透視對環境的影響。

     


     

    科幻題材電影富含純CG鏡頭,以往的經驗為了規避圖片合理卻無法正常執行,場景物體360度的結構關系,決定了設計流程必須走三維路線直接介入前期結構的設計中。

     

    MOREVFX概念設計團隊不僅起到了明確方向的同時在項目中起到了中間橋梁的作用。靈活的變動任務實現手段來確保我們與導演溝通的設計能夠順利直通的抵達最后的環節,即便是需要變動方案,因為工業化拆分了設計的主體內容,修改光源氣氛或者修改結構比例都可以在之前的基礎上快速的調動,并且多線并行。

     

    概念設計,在近幾年視效片增多的大環境下逐漸成長起來,并且流程與方法都在不斷的進化和完善著。這個工種的屬性決定了每一個概念人每一次的任務都會是前所未有的挑戰,每一天都需要轉換快速思維的溝通與嚴謹細致的制圖模式。一個良好的創作環境,讓MORE VFX概念團隊有幸接觸到這部經典巨作,未來我們會繼續保持著創作的激情,瘋狂的學習動力,與所有藝術家們共同為中國電影事業貢獻自己的力量。

  • 展開 收起 視效解析Part 2· 跟蹤匹配

    Layout部門在項目中主要負責三維相機的還原與制作,場景與道具的匹配、組裝,并設計資產在場景內的布局,構成完整的最終場景,交由其他部門繼續進行制作。制作準確的鏡頭postviz,添加指導性的燈光、動畫、特效效果,為視效總監以及導演提供先導性的鏡頭判斷,為其他部門提供準確的制作方向。

     

    【北京壩體場景資產搭建與布局】

    在項目制作中,引擎發動機是一個體量相當巨大的資產,Layout部門藝術家根據電影劇情發生的不同環境,以分區域逐步搭建的模式去完成整個場景的細化工作。發動機最外圍是一圈高大的壩體,防止一切外部因素對內部的影響,作為地下城與外界連接的區域,承載了許多重要的設施。北京壩體是整部影片第一次對外部環境的展示,藝術家們從這一部分開始對壩體上的環境進行設計搭建。

     

    而場景制作的思路,主要是在遵從概念設計的基礎上,根據劇情發展的空間位置關系,推演資產的布局,保證了物理空間的正確性與藝術美感的需求。在模型部門制作資產的過程中,Layout部門會先使用簡模搭建場景的基礎框架,根據實拍鏡頭添加細節,做進一步的細化。導演團隊會在最終完成的場景上進行涂裝設計,后期藝術家對涂裝進行三維還原,為導演、視效總監以及上下游環節提供高效快捷的可視化參考。

     

    根據概念設計搭建簡模框架

    影片中通過控制中心可進入內橋,位于內外橋的中軸線上的壩體寬度在330米左右,其內設施包括運載車停車棚、貨物、電梯井出口、路牌與路燈,雖然戶外是極晝,但大量風雪的存在使能見度變低,依此也設計了大量的照明設施,如燈塔、蓮花型大燈與隨處可見的路燈。

     

     

    根據鏡頭設計行車路線

    在最初的二維分鏡設計中,主角駕駛車輛經過兩次左轉,撞擊墻壁駛出壩體,通過與總監的溝通與討論,設計出了完整的行車路線,為每個鏡頭劃定了所處區域,確保三維場景可以準確的進行銜接。

     

     

    細化場景資產

    車輛行駛道路與人行區域由路燈與路墩的組合隔離開。

     

     

    人行區域有大量行駛的叉車,Layout藝術家在壩體邊緣設置了延伸出去的平臺結構,添加了叉車的停車棚,同時在各處擺放了大量物資,為運行的叉車提供了相對有目的性的行駛路徑。

     

    運載車斗車車棚內部的陳設和車輛擺放,會嚴格按照現場制景搭建三維場景,精確匹對車輛之間的距離、車間的隔離墩和護欄。

    △原始素材

    △Layout擺放

    △最終畫面對比圖

    配合設計,按照還原好的車輛布局,對涂裝進行了重新調整。

     

    涂裝的三維還原

    在與視效總監的不斷溝通,對導演反饋的不斷修改過程中,整個場景的設置也已基本完成。此刻,Layout同時在進行制作的內橋與外橋也已經完成,組合成為一個完整的資產場景。

    導演團隊在完成的場景上繪制出了建筑涂裝效果。

     

    嚴格按照設計規則,創建涂裝模型,標示出行車路線、禁行區域、人行橫道位置、道路標識,用以提供給材質貼圖以及動畫部門直觀的制作參考,也可以為視效總監與導演提供可視化的設計判斷。

     

    此次項目的制作,整個場景資產的體量與數量過于龐大,將資產整合在一起之后,對于平臺的運行有著相當大的壓力。面對這些問題,技術部門給予了較大的支持,在流程工具的幫助下,使用減面與烘培貼圖的方式針對高模進行優化,在滿足中心點位置與命名統一的條件下,制作用于顯示的代理資產,減緩文件壓力。資產移交于下游部門時,同樣可以通過工具將替代資產進行轉化,選擇所需要的部分進行制作,降低整個工作流程的制作壓力。

     

    壩體場景范圍相當大,為了營造熱鬧繁榮的場景氛圍,需要加入大量行走的工作人員,由于實際拍攝是在綠棚內進行的,無法容納太多的群眾演員,需要后期來實現。使用三維群集去制作無疑會進一步增加流程的壓力,對于近景角色的需求,資產的處理也會花費大量的資源。Layout藝術家最終采取了放置實拍素材的方案,在綠棚內拍攝單位角色素材,在三維場景內放置面片,貼圖并調整透視,使用Layout擺放與合成的方式制作群集角色。

    這樣做便于對角色的站位以及疏密進行精確的調整。難點在于對現場的拍攝要求較高,演員表演要到位,以及后期在素材上的選擇,對于角色正確透視與比例上的調整。

    △三維空間

    △原始素材

    △Layout擺放

    △最終效果對比圖

     


     

    【地球引擎分布-發動機的布局】

    發動機布局視效制作部分,Layout部門的藝術家首先要與總監溝通,獲取制作需求,查閱相關資料并對地球進行區域功能規劃,優先制作整體發動機的基礎架構,以可視化的狀態與總監溝通細化方向,最終確定后,會根據每個鏡頭的藝術需求做進一步調整。

     

    【基礎構架與分區】

    行星發動機主要存在于北半球,首先要劃分出了三個區域:赤道地區(轉向發動機)、北緯30°-65°地區(推進式發動機)、北極圈地區(推進式發動機)

    △區域劃分

     

    其次,使用工具制作整個地球行星發動機的基礎構架,并通過設置工具的參數,調整各個區域發動機的密度、隨機、噪波等參數。使整個基架便于高效快速的修改。

    △基礎構架

     

    赤道地區:四個發動機組成不均勻的四邊形,作為一個組合,有序的分布在赤道上,從而發揮最強的轉向力。

    △赤道地區

    北緯30°-65°地區:這個地區根據經緯線進行線性的發動機擺放,并添加的Noise和隨機效果。

    △北緯30°-65°地區

    北極圈地區:以北極點為中心做發射狀分布,使各個區域發的推進力匯聚在一起,產生更大的推進加速力。

    △北極圈地區

     

    【海陸區域劃分】

    在基礎構架之上,為了增強合理性并加強藝術效果,需要區分陸地與海洋區域的引擎密度劃分;陸地部分密度增大,海上部分保持原有的稀疏狀態。

    △地球貼圖

    應用地球黑白貼圖,劃分出明確的海陸區域。

    △海陸區分細節效果

     

    借由程序運算與手動處理,使兩個區域有著較明顯的區分,海面部分也在保持大框架的基礎上,打破規矩結構,增加隨機性,顯得更為自然。

    △海陸區分整體效果

    根據具體鏡頭修飾構圖

    最終Layout藝術家會根據實際鏡頭,結合導演與總監的反饋,做出更加細致、符合藝術需求的修改。

    △鏡頭細化

    根據地勢的高低進行著發動機的稀疏分布,避免陸地發動機分布的過于均勻。

    △鏡頭展示

    在這個過程中,一步一步完善創意,規劃技術解決的方案,節約成本,實現高效生產與藝術達成相結合的目的。

     

    片頭出片名的鏡頭,地球在發動機的推動下緩緩啟動。制作中的難點在于,如何設置星球之間的位置關系以滿足構圖與節奏的需求,與發動機火焰的示意效果。

    △出片名鏡頭

     

    首先查閱相關的資料數據,Layout藝術家在三維軟件中還原了地球、月球、太陽在星系中真實位置與比例關系。在參考前期previz的過程中發現,當時為了滿足導演的需求,previz的制作在二維層面上添加了額外的動畫,為了保證效果,Layout藝術家在三維空間中適當調整月球和太陽的位置,以及調整相機和地球運動的動畫,匹配整體的構圖與節奏。

     

    現階段的制作完成后,通過在三維軟件中模擬太陽光,來實現太陽對地球邊緣的受光影響。然后渲染出所需要元素分層,為了節省時間成本,星空和太陽光效是在合成軟件中實現的,通過三維相機的投射,制作了遠中近三層星星。使其在相機的運動情況下,產生細微的透視變化。增加了部分不定時的星星閃爍。太陽的光效也是在合成軟件中完成,通過調節各元素的相應參數,完成Lay階段的效果展示。為導演和下游部門提供參考。

     


     

    【引擎橋梁-資產搭建與布局】

    影片最后的高潮部分,均是發生在蘇拉威西三號轉向發動機內,有大量在內部橋梁行駛的鏡頭。首先,Layout藝術家需要完成發動機內部引擎橋梁的拼裝與布局,根據劇情變換的場景破壞程度以及相對應場景的鏡頭制作等。

    其次分析已有的資源:在數據上面,發動機的總半徑大概在16公里,內部橋梁的長度約為12公里,橋面離底部地面高度在700米左右;前期previz所使用的簡模場景;導演團隊提供的涂裝設計圖。

    方案制定:嚴格按照已有數據與設計,在簡模的基礎上,使用高模進行拼裝;在橋梁的涂裝方面,因為12公里長的橋如果都需要繪制材質貼圖的話,工作量是相當大的,通過前期的討論與方案商討,Layout藝術家需要對原始的涂裝設計進行修改,使用一節貼圖重復、首尾無縫銜接的橋段去拼湊,增加橋梁拼裝的靈活性,運用在了包括引擎外橋的所有橋梁上;在故事發展的過程中,橋梁會經受地震以及火焰噴射氣浪的影響,造成不同程度的破壞,據此需要多準備兩套破壞狀態的橋面資產,以應對劇情的需求;最終會根據具體鏡頭進行細節上的調整。

     

    涂裝的三維還原

    在模型部門在制作模型的同時,Layout藝術家開始對涂裝還原,給予材質貼圖及動畫部門可視化的參考,提供嚴格而直觀的制作方向。

     

    循環橋段制作

    使用已經做好的涂裝模型,對原涂裝進行修改,需求每段橋僅有一座門架子,首尾連接處保持完整的路標,由此調整出了新的循環涂裝。

     

    整體內部橋梁由10段1.2公里長的模型單元以及三叉戟橋梁部分拼湊而成。

     

    破壞橋梁制作,細化場景元素

    最后根據劇情,內部橋梁會受到不同程度的破壞效果。破壞程度區分:初級破壞,受木星引力引發的地震;高級破壞,受發動機噴射后所形成的沖擊波影響。

     

    這一步,Layout藝術家細化了場景內的元素,添加了翻倒的車輛、掉落的碎石、行車指示牌。為整齊碼放的資產添加了隨機的偏移值,路燈的傾斜程度也會受到相應的影響。

     

    離發動機中心越近,受破壞的程度也就越大,Layout藝術家為整個橋面的破損效果做了逐漸遞減的效果。

     

    最后會根據具體鏡頭,對可視范圍內的環境做進一步的處理,滿足劇情情緒所需。

     

    在整橋的拼裝過程中,遇到一些特殊的區域:正常橋面與三叉戟橋面連接的位置,會由雙向四車道變為雙向六車道;進入核心區域由雙向兩車道變為雙向四車道;控制中心門口與橋面連接處的叉車掉頭區。這些區域在原設計圖中并沒有涉及到。

     

    Layout藝術家在制作這部分過程中查閱了大量現實中的道路交通標識,參考變道規則,與總監進行溝通,依據原設計方向的整體風格,對這些特殊區域進行了延伸設計。

     

    三叉戟橋段造型比較特殊,可以通往不同的核心區域,變道的處理也較為復雜。根據核心區域門口的平臺造型,添補了許多禁行標識,閘門落下的區域也設置了較為明顯的警示線。

     

    在控制中心門口,為道路兩側行駛的叉車,增加了通往壩體平臺叉車停車棚的路線。

     

    “一往無前的唯一力量”就是熱愛你所做的一切,那么很興奮的說《流浪地球》就是我們所熱愛的,科幻就是我們所熱愛的。因此我們一直都是懷著激動的心情參與其中。也可以說它是自己人生中的一座燈塔,為我們指引著方向。

    《流浪地球》也是被譽為一部具有里程碑意義的作品,意味著中國科幻電影的正式啟航。讓這顆科幻種子發芽,為下一部科幻巨作奠定基礎,為中國電影的工業化出一份力。

  • 展開 收起 視效解析Part 3· GEN場景制作

    《流浪地球》項目GEN部門主要負責全CG的場景鏡頭,如北京,礦區,泰山等鏡頭的視效制作。

    ?△礦區場景文件展示


    【資產的制作與優化環境資產】

    《流浪地球》項目需要呈現出地球逃離太陽系, 全球氣溫驟降,到處都是冰天雪地的景象,我們負責的鏡頭需要雪山,冰原,城市廢墟,引擎,礦區等資產。前期會根據場次地點制作一些通用的自然環境資產,之后為了優化場景文件和更好的呈現真實環境,其中雪山,冰原等環境的資產會根據各鏡頭的需求進行優化制作。

    △北京礦區

    △北京礦區

    △北京礦區

    △泰山

    △泰山

    △三年后的北京

     


    【場景的組裝與優化】

    GEN部門制作的鏡頭一種是Layout組裝文件,場景擺放、渲染等制作都由負責該鏡頭的藝術家來完成。另一種是LAY或PVD部門在Layout完成后,提供最終的鏡頭動畫和場景的簡模,GEN部門藝術家再根據鏡頭組裝完善場景文件。

    資產文件采取Reference的方式導入,把物體combine成不同的組合再分別復制擺放到場景里。之后如果需要修改物體的屬性,只需要修改Reference的原始物體文件。在場景里增加Reference的子物體,軟件只讀取原始物體的信息,這樣增加更多的子物體比直接添加實體占的內存小很多。

     

    礦區場景還需要加載各種動畫的資產,如挖掘機,運輸車,推土機,人等。ANI部門提供的動畫文件和原點循環動畫資產,我們根據需要來替換之前的Reference文件,也可以重新Reference新的資產。但是個別需要加載很多動畫資產的場景文件,如泰山的鏡頭在橋上和冰原上行駛著1200多輛各種的運輸車和工程車。要把上千輛高模的車輛加載到場景里。我們采取了把簡模的車輛動畫轉成帶著位移旋轉屬性的Piont, 再把Piont導入場景里替代對應的高模資產,這樣就很好的優化了場景文件,也方便后續的修改。

     

    △簡模的車輛動畫轉成帶著位移旋轉屬性的Piont

    △Piont替代高模車輛渲染圖

     


    【礦區長鏡頭的制作】

    礦區的長鏡頭是個一鏡到底,從礦區穿過引擎再拉出地球直到領航空間站的鏡頭。需要在一個鏡頭里呈現出礦區,引擎,地球,太陽,還有空間站等各個元素的比例大小和空間位置關系。我們根據動態預演來分析制作的方案,分了兩個文件進行制作, 在鏡頭環視引擎噴射火焰的時候過度另一個場景文件。

     

     

    為了呈現出礦區,雪景環境,城市,引擎等更真實的效果,在一個場景文件里制作和搭建了幾千億面數的資產,2000多盞燈,2330幀的全CG鏡頭加上特效的元素做了45個層渲染,可見這個鏡頭的制作和渲染的任務量相當的重。在PVD部門做動態預演的時候我們一起配合著確定場景的環境,他們會先做一版大致的鏡頭動畫和簡單的環境模型。我們會根據他們給的簡模位置和鏡頭來設計場景環境,一邊搭建環境的模型,一邊提供給PVD部門簡模做動態預演。在與PVD部門協作完成基礎的場景環境搭建后,再開始對礦區的功能區進行規劃設計,根據設計完善每個區域的分布,組建機械設施,最后再細化到鏡頭經過的區域加入更多的細節,基本的制作思路是由大而小的來完成,這樣能更好的優化場景,鏡頭看不到的地方就可以不用加細。場景里的一些元素模型會提供給EFX和ANI部門進行制作,完成后再提供abc或vdb文件給我們做最后的整合。鏡頭的效果通過后,我們會先渲染小尺寸低質量的版本與CMP部門溝通需要做的渲染層,在提交渲染文件的過程中配合著解決一些出現的問題,這樣復雜的長鏡頭需要與各環節部門緊密的配合才能更有好,更有效的完成制作。

  • 展開 收起 視效解析Part4 · PVD鏡頭設計制作

    不知道大家是否還記得影片中從地面的車輛一鏡延伸到太空的長鏡頭,這個鏡頭是非常有代表性的,它基本上涵蓋了我們在影片中看到的從微觀到宏觀的內容,是為了向觀眾說明電影中所有事物的比例關系,所出現的事物都是有層次的、以遞增的方式展現的,從運載車到礦坑,再到挖掘機、引擎發動機等等,所以這個鏡頭無論在藝術方面還是在技術制作方面的難度都非常的大。

    MORE VFX PVD部門的藝術家們負責了這一鏡頭的場景設置和鏡頭動畫制作,以及影片中北京發動機車庫場次、北京礦區場次、地木相撞太空場景、木星點燃場次里面部分鏡頭的設計和Layout以及純CG鏡頭設計制作。

     

    鏡頭的場景跨度較大,在最初的資產準備階段就要考慮之后動畫制作時所能承受的資產量,最大限度提高動畫的制作效率。在構建場景時PVD部門需要考慮從一輛運輸車到地球全景的比例問題,以及場景的光線方向,用最快速的方法制作場景的結構簡模。鏡頭動畫用曲線綁定攝像機的方式制作,便于相機動畫的控制。將完整的動畫分拆成幾段,便于后面動畫方案局部修改時進行單獨的調整。

    在做場景規劃之前,PVD藝術家先設置了太陽、地球和空間站之間的相對位置關系,因為在《流浪地球》的設定里,北半球布滿了地球發動機,處于極晝,南半球則處于極夜。在這樣的設定下,設計鏡頭動線時光線的合理性就會顯得很重要。例如劉啟和韓朵朵駕駛工程車離開北京之后的鏡頭,工程車大都是逆光或者側逆光行駛的感覺。

     

     

    通常PVD部門在接到這樣一個鏡頭設計時所具備的資源是很有限的。制作初期PVD部門只有一個發動機的簡模,這就需要藝術家們先規劃出鏡頭中主要場景的結構,在進行不斷的細化,隨著資產的完善,細節就會越來越豐富。

    PVD藝術家首先用最簡單的模型制作出整個鏡頭所需要的環境,確定整個鏡頭的動線,因為《流浪地球》的資產體量上都沒有可以參考的實物,因此部分資產最終的設計和制作其實是在鏡頭Layout確認之后才開始。初期PVD部門會根據概念設計制作一些由簡單色塊組成的模型,最終根據鏡頭內確定的體量感,再進行資產的選擇、設計和制作,這樣可以避免設計出的大體量資產和鏡頭不匹配,而無法進行大比例縮放的問題。

     

    △礦坑環境分布參考圖

     

    導演的想法是隨著鏡頭拉開,所見物體體量不斷遞進攀升的效果。因此如何規劃這個場景中從最小元素的一個人,到40米直徑的工程車,再到高達數百米的挖掘機,二十公里直徑的地球推進發動機,到地球全景,就成為了PVD部門所需要解決的一個問題,這涉及到的資產量之大、資產的比例跨度之大、場景復雜程度,都是PVD部門之前從來沒有遇到過的。

     

     

    場景中用大量的簡單的box組成替代復雜的模型,Layout文件是可以實時播幀的,這在動畫制作時提供了很好的工作體驗,為藝術家高效的完成工作提供了基礎條件。

     

     

    云層作為環境中是不可或缺的組成部分,不但可以提醒觀眾鏡頭上升到達的高度,還可以在周圍沒有參考物的時候增加環境的空間感。

     

     

    在車輛運動的路線上,PVD部門用Curve曲線規劃出路徑和方向,再由后面的animation部門和asset部門根據Curve曲線的規劃來繼續工作,減少不必要的溝通。在做道路類的規劃時,Curve曲線是我們經常使用的辦法,便于后續部門在制作中繼承使用。

     

     


    一般來說,在PVD部門進入的時間點上,很多后期的設計都還沒有定性。因此,PVD部門在制作中不僅僅需要完成某些鏡頭的設計,還可能要為整個項目先確定一個大致的架構和基礎的關系,然后交由下一個環節繼續細化和完善。

     

    為了保證電影世界細節的合理性和邏輯性,在整體開始正式制作之前,必須要先進行場景比例的確定和規劃,才能使得電影世界真實可信。

     

    △木星和地球

    △地球和發動機

     

    △發動機和礦坑

     


    【礦坑場次】

    PVD部門按照參考構建了一些礦坑內的常用設施,模型組先制作建筑群和設施,由PVD部門整合,制作整體的比例圖。

     

    在搭建礦坑內部構造的時候,PVD部門以現實的合理性為基礎,以鏡頭的美學表現為目標整體做出了規劃。

     

     

    現實中礦坑的傳送帶分布很是稀疏,為了體現整體繁忙的氣氛和鏡頭表現力,PVD藝術家將傳送帶設置的很密集,而礦坑里的設施規劃力求合理,傳送帶傳輸到地面的位置,有累積起來的石堆,有裝填石堆的機器,有等待裝填的運載車,有吊車、叉車甚至還有碎石機等等,形成了一個完整的運輸體系。這些運輸體系以及傳送帶的分布則同樣需要按照鏡頭內的表現來做出調整,力求做到合理的同時也符合審美。

     

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    【木星被點燃場次】

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    木星被點燃的場次中有兩種在尺度上截然不同的鏡頭,一種是表達木星和地球兩者關系的鏡頭,一種則是離地球很近的表現發動機的鏡頭。而在Maya里面數值過大可能會對后面環節的進行造成不小的困擾,因此PVD藝術家們分析之后決定采用兩種比例制作,一種是真實比例,采用于表現地球發動機的近景鏡頭,另一種交代兩者關系的則整體縮小了一萬倍,盡量為后面的環節省時省力。

    這個場次比較重要的一點就是木星和地球、太陽和地球的位置關系,前者決定視覺上的效果和接鏡,PVD藝術家選擇了劇情中的真實距離(當然個別鏡頭為了視覺美化做了一定的修改),后者決定光源的方向,也同樣是為了劇情承上啟下和接鏡。

     

     

    制作中所遇到的比較意外且典型的困難就是表現木星和地球的體積關系,木星的直徑是地球的11倍,體積是地球的1300倍,本以為如此巨大懸殊之下,很容易就能表現兩者之間的對比關系,結果想凸顯出兩者體積的巨大差距并不是那么容易。

     

     

    上圖中就可以看出,實際上兩者的體積差距并沒有想象中那么夸張,即使我們把相機極端的靠近木星,再加上廣角以顯示其和地球的巨大的體積差,效果依然也沒有預想中的那么震撼。

     

     

    總監想要的是木星近乎平直的輪廓線和渺小的地球所造成的劇烈反差,經過多次嘗試,PVD藝術家選擇了18的焦距,因為過于靠近木星,更小的焦距會使木星的拉伸比較嚴重,且木星的輪廓線也會變得更趨于圓,而地球的位置也為視覺效果而做出稍許的調整。

     

    △Layout鏡頭演示

    △最終效果

     

    相對應的,在近地角度看木星的某些鏡頭,實際上以的空間距離并不能達到遮天蔽日的感覺,PVD藝術家制作的時候除了會用長焦保持木星的體量之外,也會對木星的位置和距離做一些調整來保證鏡頭內的震撼感。

     

    在沖擊波的太空部分,沖擊波的表現力和速度感是一大難點,表現力很大部分在于特效部門的發揮,而速度感則需要PVD部門來解決。之所以速度感會成為難點,則是因為太空中并沒有其他的參照物,而沖擊波與鏡頭齊頭并進,幾乎相對靜止。

     

     

    于是PVD藝術家先確定整體的速度,讓人可以觀察到地球的些微變大,在太空尺度上,這種速度已經非常快了,但是并不能更快,因為劇情需要不短的時間才能到達地面。然后保持沖擊波的速度始終比相機要快,再輔以適當的相機抖動和特效的表現力,來強化整體的感覺。

  • 展開 收起 視效解析Part5-1 · 引擎發動機的燈光渲染與合成

    “這座發動機的高度是一萬一千米,比珠峰還要高兩千多米,人們管它叫‘上帝的噴燈’。” 這是小說《流浪地球》中對“引擎發動機”的一句充滿想象力的描述。行星發動機建在連綿的山體上,頂部的發射口在云端若隱若現,引擎底部是高聳的壩體來抵擋惡劣的自然環境,面對這么一個龐然大物,MORE VFX 視效藝術家們是怎么處理的呢?

     

     

    燈光部門藝術家先結合劇情需要確定大氣氛,比如環境光、木星光、引擎光柱等等,然后按結構拆分成幾部分,逐步去細化細節。發動機的引擎腿部分,它既是支撐整個發送機的重要骨架,同時側面很多工作和作業區域,藝術家們要發揮想象,根據模型結構和概念圖去揣測這部分是什么區域,會有什么樣的燈光表現。很多想法和細節都是跟總監反復推敲才達到最終的效果的。其中單是引擎腿部分就有8485盞燈光,加上其他結構,引擎發動機機體的燈光總數超過一萬個。

     

    △LAYOUT

     

    △COMP

     

    運載車在路橋上行駛的一系列FullCG鏡頭,路橋全長大約十幾公里,這是進入引擎內部的必經之路。其中涉及到的資產有引擎資產、壩體資產、橋面資產及行駛的車輛,還有上升氣流、雪霧、沖擊波等特效元素,燈光的設計分為車燈、路燈、壩體上面的車棚燈、蓮花燈、控制中心燈光系統等等。場景中有八條路橋,每條橋上有五百多盞路燈和一千多盞警示燈,資產量之多都是前所未有的,燈光的復雜程度顯而易見。傳統的方法已經無法便捷的解決問題,燈光部門藝術家的通過高低模替代,Pathed封裝子層級物體,通過讀取位置信息擺放代理的方式,也就是說同一個資產,只讀取一次,大大減少場景中的模型數量和內存占用。然后從資產Path屬性中篩選出燈光模型,用Geolight和Instance結合的方法,用一盞燈實現所有同類型照明效果,還可以用表達式隨機控制燈光的亮度和顏色。

    如此龐大的燈光渲染量,制作過程中就會有層出不窮的問題,渲染時間過長就是一大難點。藝術家們需要進一步優化文件,如果一味的降低渲染參數,會造成高光閃爍,暗部有噪點等問題。經過反復測試,藝術家將燈光照明范圍控制在合理的數值內,并且嚴格控制產生間接照明的燈的數量,渲染出理想的效果。

     

     

    從空中俯瞰地球的一系列鏡頭,想必給大家留下了深刻地印象。在相機視圖下基本都會有10座發射器,在燈光方面如果沒有處理好就會顯得非常小,需要在制作的過程中去做一些處理:

    一:模擬出太陽照射到地球,通過云層給地面照射出陰影,為了能夠模擬出有云層的陰影投射到地面以及發射器上,藝術家們在燈光上做了貼圖陰影的投射,從而能夠讓整個場景凸顯出很大的空間感。

    二:處理上游環節給到的元素,基本都是特效的一些元素(引擎周圍噴射出來的煙塵,風雪,還有云層),所有環節的元素處理完畢后就可以渲染輸出,接著給到合成部門進行制作。

    合成部門主要負責整合各部門提供的元素,了解總監和導演的想法后,逐步去調整元素,完成鏡頭最終效果。眺望木星的場次,是主人公劉啟點燃引擎點火核心后,在路橋上看到巨大的火柱沖出云層沖向木星的畫面,也是劉培強駕駛空間站撞擊木星前,最后一次跟兒子通話的情景。眺望木星的場次總共有27個鏡頭,主要以場景延伸為主,涉及到運載車,引擎發動機,上升氣流等等。這個場次只有人物和運載車的一小部分是實拍,剩下的車廂和油桶,加上所有路面和引擎以及特效元素部分,都是后期完成。因為上游組場景匹配和資產質感都很到位,燈光環節只做了簡單的燈光匹配,以引擎火光為主,木星的光芒為輔,運載車的延伸部分就跟實拍結合的天衣無縫,再加上引擎上的工作燈和路面上零星閃爍的路燈,場景豐富且大氣。

     

     

    視效制作過程中,頭盔反射問題比較嚴峻,實拍現場多數場景以綠幕為主,后期扣完綠幕之后頭盔幾乎不剩細節,按照常規的制作方法,Layout部門匹配頭盔位置,燈光渲染部門對頭盔進行渲染,然后將整個三維場景的反射層給到合成部門,這個做法弊端是每個元素修改都需要再次渲染,很浪費渲染時間。經過反復的測試,燈光部門只需要制作一張整個場景的動態Hdr,再渲染每個鏡頭中頭盔的Stmap即可,既優化了渲染時間,又便于合成組進一步制作。

     

     

    眺望木星的鏡頭涉及場景延伸和引擎火焰效果,整個環境受木星光的影響比較大,所以場景的主色調是紅色。這個鏡頭既有場景延伸,又有引擎火焰氣氛的效果,鏡頭共有490幀,幀數長而且鏡頭運動緩慢,摳像也比較麻煩,鏡頭在運動中和現場打光的燈有交互,處理起來就要花費許多時間。制作引擎火焰效果,前期做了很多效果測試,測試過程中遇到如渲染出的霧氣厚度不夠,紋理太大,火焰的細節太少等問題,都用合成的方式解決了。

    如上圖所示,合成部門把上游組拿到的文件匹配原素材實拍的顏色、亮度、光感,背景遠處的藍色引擎火焰是根據Layout部門提供的實際空間位置的模型,合成投射上去。在合成火焰氣流時,考慮到火焰是發光體,會對周圍的物體有交互影響,所以氣流離火焰近的地方會亮,紅色飽和度會高,氣流經過木星的時候也會被木星光影響,木星亮的地方氣流會變得通透。

     

    上圖是上游組給到合成部門的效果,合成部門想要增加更多的細節確沒有合適的圖層可以調整,所以合成部門就使用Layout部門給出的模型,用Noise做出的貼圖投射到模型上,然后疊加到一起調整出現在的效果。

    △合成部門用Noise做出的圖層

     

    △火焰合成的最終效果

     

    合成部視效藝術家的葉婷婷說:“第一次參與制作科幻類的電影,跟之前做的項目不同,這個項目中的每個鏡頭中加的特效元素和調整的氣氛效果也很多,因此在制作過程中需要考慮很多,既要把握好整體氣氛,同時又要細節豐富,通過這個項目也學到了很多之前沒有接觸的知識,雖然在制作過程中很煎熬,但是看到最終的成片和上映后大家的評價,感覺之前的辛苦都是值得的,也感到很榮幸能有機會參與制作了這個電影。”

  • 展開 收起 視效解析Part5-2 · 燈光渲染解析

    支撐著高聳入云的引擎發動機壩體部分,它既可以抵擋外部惡劣環境,也是連接地下城和地上的樞紐。在拿到動畫鏡頭之后,燈光部門藝術家需要根據概念圖分析燈光布局問題,主要燈光是室外自然光照、引擎噴射等離子光束產生的強烈光照,以及車棚內外一些人工設施上的燈光和經過車輛的光照,再與制作人員討論制作方向。

     

     

    首先燈光部門需要跟總監確定Key Shot鏡頭,完成整體大環境燈光的設置以及部分優化,交由其他制作人員,再根據具體鏡頭進行相應的調整。這樣既可以保證制作的效率,又可以保證整體場次效果統一。

    北京場車棚是位于引擎周邊壩體上的停放采礦車和運載車等車輛的停車場,車的種類有箱式運載車、斗式運載車、工程車、小叉車等等,同一種車輛有不同類型的涂裝,甚至還做了車棚內外車頂積雪程度的區分。車輛和現實中相比,尺寸要大出很多,并且近景和特寫鏡頭很多,資產精度較高,因為車棚內是半開放式的空間,自然光、引擎光、路燈、車棚內照明燈和經過的車輛燈光交疊在一起,在渲染計算間接反彈時也花費時間較長。因為劇情的需要,這些因素給渲染造成了不小的困難。

     

    △LAYOUT

    △OCC

    △COMP

     

    燈光部門藝術家在組裝方式上對資產進行打包處理,場景中大量的非動畫相同類型資產,通過讀取位置信息擺放代理的方式,在渲染時只讀取一個資產,減少內存占用,然后把燈光分成不同類型,重復的燈光使用instance提取模型位置信息來擺放燈光,再根據需求控制在適當的照明范圍內,單獨控制部分燈光的直接和間接照明,不做多余的計算來減少渲染的時間。

     

     

    相似的制作方案還運用到了電梯這個鏡頭,如果使用傳統的燈光制作方法,在如此短的制作時間周期內想按質按量全部渲染完成,幾乎是一個不可能完成的渲染任務。燈光部門藝術家采用了Geolight和Instance結合的方法,來模擬電梯通道內上百盞燈光,呈現出真實的視覺效果。

     

    △LAYOUT

    △COMP

     

    制作過程中,還有一個難點是氣囊球,它是劉啟和朵朵從高處掉落后起到保護作用的,它的材質是結實又帶有彈性的高級塑膠和高密度合金骨架,而且是雙層,燈光就會折射多次,個別鏡頭里面的人物是實拍的,這就要求氣囊球跟實拍完美結合,看不出一點cCG感。

     

     

    首先進行材質的測試,氣囊球里面一層塑料膜是干凈透亮的,最外面一層是臟的,并且伴有塵土和劃痕,所以質感要十分豐富。第一版的材質,由于貼圖上畫了太多細節,透明度不夠,渲染出來像油紙一樣(如圖)。經過反復測試,才達到了預期的質感;其次就是個別鏡頭的處理,和實拍人物相結合時,需要將球切成4份進行制作,才能將實拍的人放到最里面;之后是純CG鏡頭的處理,多次折射帶來的困難也不小,不僅考慮效果,還得考慮渲染速度和分層處理。燈光的匹配,又是需要好幾套燈,不僅跟環境匹配,還得自我創新,來達到球的體積感,質感等。

     

    (此圖為錯誤的效果演示)

     

    最后就是與特效元素的匹配,特效里有煙,碎石等,煙里透著球,球里透著煙,直接全部渲染出來,合成師又無法進行調節,或者說調節受限制,每個元素都要分層處理,每一層都要受到各個元素的影響,并且還可調。總之雖然它在整個視效里占據的畫面微乎其微,但是制作上卻比大場景大特效還要難處理,經過反復測試,摸索,最終達到了預期的效果。

    燈光部門指導白巖說:“制作流浪地球項目對我的意義是很大的,在行業內也工作人很多年。國內公司很少接觸到在制作體量和效果難度上如此巨大的項目,這對我們個人和團隊來說都是一次挑戰。雖然過程中困難重重,最終還是順利完成了,并且得到了觀眾的認可。很榮幸能參與到《流浪地球》項目的制作中。”

  • 展開 收起 視效解析Part6 · 運載車的動畫與綁定制作

    【動畫制作】

    動畫部門接到的任務制作量最龐大的是開篇時從礦區一鏡到外太空的超長鏡頭和最后車庫部分的超長鏡頭,這兩個鏡頭極具挑戰性。一來兩個都是一鏡到底的長鏡頭,二來都涉及到大全景,需要制作大量的車輛、機械及三維角色的動畫。

     

     

    【開始之前先進行動畫預設】

    動畫部門制作的車輛體積非常大,如此大的車輛在道路上行駛時自身也會產生一定的震動和晃動,考慮到后續會有大量車輛行駛動畫出現在鏡頭里,動畫部門藝術家決定先做一些車輛動畫預設來進行后續的批量使用。動畫預設包括車體的震動與晃動,車輛的走停等,在后續的制作過程中使用公司自己的工具進行動畫的批量導入并進行隨機化處理,這些都節省了大量的人力和時間成本,大大的提高了制作效率,縮短了制作時間。

     

     

    還有一個比較關鍵的地方是,我們在跟視效總監進行方案制定的時候發現大型斗車或拖車在路上行駛的時候車頭和尾部會向斜下方傾斜,形成“入”字樣。我們將這個細節加入到動畫的制作當中,讓車輛本身更具有說服力。

     

     

    【綁定給予的強力支持】

    有幾場戲在礦坑里發生,由于礦坑的地面環境凹凸不平,所以車輛在這種路面上行駛時就不是簡單的晃動,而是要按照地形的起伏進行非規則性的震動。這種動畫如果單純用人力進行制作相當耗時,為此綁定部門搭建了一套車輛輪胎及車身與地面交互的自動演算方式,按照這套設置進行常規操作后,車輛的輪胎及車身就會依照地面起伏進行非常自然的運動,后續再由動畫部門把車輛的行駛軌跡做好。

     

     

    【大量現實生活當中車輛動態參考】

    影片有一些車輛之間以及車輛與場景相互碰撞的鏡頭,為了使動畫看起來更加真實可靠,動畫部門藝術家參考了大量的寫實影片、紀錄片,從這些參考當中提煉出車輛碰撞的運動規律及量感的體現進行制作,讓如此龐大的家伙看起來更加逼真寫實。

     

     

    【CG角色的動畫制作】

    制作時所使用的數字角色并不是很多,基本上拿到需要制作的鏡頭之后按照需求尋找相應的參考,或者動畫部門藝術家親自進行演繹之后開始制作,也是一段很有趣的過程。

     

     

    除了上述機械和角色類的動畫之外,輔助類的動畫制作的也比較多,占比最大的是墜落點的掉落物部分,由于這些物體會涉及到表演及構圖等,所以借由動畫部門制作,這樣可以更加實時的去觀看效果,反復修改的時候可控性更高,避免產生不必要的時間及人力的浪費。

     

     

    由于前期的準備工作做的相對較為完善,所以制作的過程當中沒有遇到太多的問題。與上下游組的頻繁的溝通也是項目得以順利完成的關鍵。

     


     

    【綁定制作】

    綁定部門在項目中不僅要負責綁定任務,還要考慮如何優化資產并開發工具,協助其他部門在體量與數量都如此龐大的環境下,進行批量生產。也因為這樣,在單一個鏡頭中,除了場景,可能還會同時出現幾十、甚至幾百個綁定,這對鏡頭環節來說,是相當大的壓力。

    和過去的項目一樣,綁定部門是模型與動畫之間的橋梁,負責為靜態模型添加設置,讓動畫師能在設置上盡情表演。而與與過去不同的點在于,項目中有許多問題都不能只依靠單一軟件、單一部門自行處理,需要每個部門跳脫現有流程、部門框架,來回測試解決,因此跨部門合作成了這個項目的重點。對綁定部門來說,承擔的不僅僅是被分配到的綁定任務,還有許多協助上下游環節的工作,比如少量資產的造型設計過程(如蘇拉維西點火區的連動裝置、撞針等),協助模型師在造型設計時間將機械的運動結構、連動系統做的更加完善。

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    綁定部門的任務有幾類,第一類是交通工具綁定,像是運送火石的箱車、填裝砂石的斗車、搭載彈藥系統的軍車,以及礦區中的挖掘機、工程車等,由于這類的綁定可能同時大量的出現在同一個鏡頭中,因此需要注意如何優化文件,與裝置的使用如何能更自動化;第二類是機械綁定,行星發動機、點火區的連動裝置,以及地下城的電梯等屬于此類,這類的綁定需要在模型階段便和模型師配合,針對機械結構進行研究、設計運動結構;第三類是角色綁定,比如劇中劉啟、朵朵、Tim的數字替身,這類的綁定使用演員的掃描模型,并與動畫部門合作,以動捕系統為角色賦予動畫;第四類是工具開發,這類的任務主要是協助其他環節進行批量化生產,或解決一些單靠軟件內部功能無法解決的問題,比方說,北京聯外道路的批量Layout工具、木星UV變形工具等。

     

    由于影片的資產數量與體量都相當大,綁定部門在項目前期便能預期鏡頭部門將會承擔不小的壓力,因此丙丁部門藝術家在制定制作方案時,優先考慮的原則有兩個:一是文件的最優化,二是裝置使用的自動化。在文件優化的部分,綁定部門制作時刻意減少受deform影響的對象,取而代之用transform進行控制,這樣不僅能減少綁定文件的變形節點數量,也能減少鏡頭部門出緩存時的數據量。在裝置使用的自動化部分,綁定部門藝術家希望可以減少動畫部門調整一些較機械、能靠計算得出來的動態,比如,交通工具能自動受地形作用、車體轉向時車輪會自動轉向、車輪會隨著行駛距離自行轉動等。

    以下將分別以《流浪地球》中在交通工具綁定遇到的挑戰、道路組件批量Layout工具開發與UV變形綁定工具開發,分享我們的制作思路。

    【交通工具綁定】

    在地球停止轉動、逐漸遠離太陽的過程中,地球表面形成了一片冰封世界,《流浪地球》的交通工具,便是行駛在這樣的極端的環境下,如何讓數量這么多的交通工具在各種地形上奔馳,是綁定部門遇到的第一個挑戰。由于地形需要帶動車體的晃動,首先要確保在裝置上有一個層級是能被所有車輪平均抬起的,并且在抬起的過程中,車體會隨之傾斜(如圖1),在裝置上留下這樣的接口后,便能將車輪受地形抬升的位移值,轉移到車體的傾斜上。

     

    圖1 車體隨車輪傾斜

     

    那么如何讓車輪被地形抬升呢?如果利用maya內建的closestPointOnMesh節點,找到地形與車輪的最近點,用它來計算抬升的位移值,可以做到類似的效果,但closestPointOnMesh是基于mesh運算,mesh上的transform不會對它產生作用,而為了動畫師在使用裝置時可以更自由的操作,不用另外為地形添加deform,自由調整地面與車輪接觸的offset值,綁定部門最終選用了maya?muscle的keepOut節點。keepOut的特性是,當碰撞物與keepOut接觸時,會沿著屬性上設定好的軸向移動,而碰撞物上的fat屬性可以用于調整keepOut與碰撞物的接觸距離,數值越大接觸距離越遠,這個屬性可以方便動畫師調節穿插,也可為燈光師調節車輪與地面之間的距離,留下陰影渲染的空間,綁定部門便是利用keepOut的這幾個特性,來做為車體與地面交互效果的底層設置(如圖2)。

     

    圖2 車體與車輪受地形抬升

     

    完成車輪抬升、車體與地形的交互后,許多中遠景的行駛鏡頭便能獲得滿足,但有些鏡頭車輪需要有與地面擠壓膨脹的效果,因此綁定部門在keepOut的基礎下也添加了車輪squash設置,一樣是用距離作為擠壓膨脹的driver,與一般身體裝置的squash不同,綁定部門藝術家希望車輪的擠壓結果能隨地形改變,比如在傾斜的地面上,擠壓的效果也會隨之傾斜(如圖3)。為了達到這樣的效果,driver必須與車輪型態趨近一致(如圖4),而且它們也要受keepOut作用,在接觸地面時被一并抬起,抬起的同時,自然向四周擠壓膨脹。

     

    圖3 與地形匹配的擠壓效果

    圖4 車輪擠壓driver

     

    為了能讓動畫師在鏡頭中任意選擇地形與交通工具碰撞,綁定部門為此開發了動畫師使用的工具,在動畫師選擇好環境模型后,自動將其轉換成碰撞體、與交通工具關連上,相較于在綁定資產內保留碰撞體,這樣的做法可以適應各個場景,也方便動畫師依據鏡頭需求調整地形。

    解決了車輪與地形交互的效果后,下一個需要解決的是車輪轉向與自轉問題。影片中主要使用的交通工具需要適應極端氣候與地形,才能在惡劣的環境下達成解救地球的任務。以劇中重要的「火石」運載車來說,它擁有14個車輪,且每個車輪都能進行轉向,為了能讓動畫師更直觀的表演,綁定部門為每輛交通工具搭建了行駛路徑設置,每個車輪可以隨著路徑軌跡自動轉向,動畫師只需要先將行駛軌跡畫好,這些交通工具便能行駛在路徑上。

    另一方面,《流浪地球》是由多家視效公司合作的項目,為了每家公司資產交流方便,利用maya節點搭建裝置,不使用額外plugin,expression來進行車輪自轉的計算。由于每個車輪都能獨立轉向,而且電影中也有不少急轉、急煞的鏡頭,車輪自轉不能單純以交通工具某一軸的行駛距離運算,于是我們將每個車輪作為獨立的計算個體,藉此滿足不論交通工具往哪個方向行駛,每個車輪自轉都能準確計算。

    【道路組件批量Layout工具開發】

    為了搭建城市級別的環境,asset環節將各個資產拆分成多個組件讓Layout部門進行擺放,但若要單靠人力將這些組件擺放在場景中,那是相當耗時的工作。因此,在與模型部門、Layout部門的配合下,綁定部門開發了道路組件Layout工具,協助Layout部門進行批量化生產。

    首先,在將實際模型擺放至場景前,Layout部門會先將作為路面參照的nurbsSurface擺上,接著綁定部門依據nurbsSurface的長度與路面模型的長度做換算,利用motionPath與Flow?Path?Object將橋面模型組件組裝、吸附至nurbsSurface上。如此一來,便完成了場景路面的搭建。另一方面,需要批量擺放的道路組件分成兩種類型,一種是Y軸需要垂直路面的組件,如擺放在路面上的路障、分隔島等,一種是Y軸需要垂直于世界坐標軸、且Z軸需要與路面方向一致的原件,如橋墩、路燈等。不論是哪一種,都需要先獲取組件在路面上的位置,由于在擺放路面時,Layout部門已經準備好作為路面參照的nurbsSurface,在批量復制時,活用這些nurbsSurface的特性,比如利用closestPointOnSurface找到起始組件的位置,再依據欲復制的數量換算,用簡單的等差數列,求得批量復制組件的位置。

    第一種Y軸需要垂直路面的組件較為單純,在求得其路面位置后,使用nurbsSurface生成folicle便能得到Y軸垂直路面的結果。第二種Y軸需要垂直于世界坐標軸、且Z軸需要與路面方向一致的原件,利用aimConstraint的特性,以路面方向、世界坐標Y軸方向兩個方向求得每個組件的旋轉值,最終得到Y軸垂直于世界坐標軸、Z軸與路面方向一致的結果(如圖5)。

     

    圖5 綠色為垂直路面的結果、藍色為垂直世界坐標軸的結果

     

    以數列換算的批量復制結果,相當仰仗找出每個組件的排列規律,然而,現實的道路組件排列雖然有其規律性,但每種組件的規律卻不盡相同,如果只仰仗這樣的方式,沒辦法滿足鏡頭擺放的需求。因此,在與Layout部門的反復測試過程中決定不以每個道路組件作為批量復制的最小單位,而是以一段路面上的組件組為復制的單位(如圖6)。

     

    圖6 道路組件組

     

    以北京城聯外道路為例,最小復制單位的道路組件組是由四個路面模型上的道路組件所構成,透過路面模型與上述取得垂直路面、垂直世界坐標的方式,將道路組件組進行批量復制,最終完成了批量擺放工具的開發。

     

    【UV變形綁定工具開發】

    大紅斑,是木星赤道以南22度、存在了數百年的巨大反氣旋風暴,也是《流浪地球》電影中貫串前后劇情的重要標志,在許多帶到木星大紅斑的鏡頭里,有時為了取得較好的構圖,或是模擬物理攝影機的效果,無可避免地會微調木星的縮放,不過縮放后,雖然木星的弧面對了,但會導致大紅斑與其他物體相對比例的改變。為了解決這樣的問題,綁定部門需要針對大紅斑進行變形,使它能在調整好木星大小后,有二次調節的空間。

    讓大紅斑變形,最直覺的作法便是把整個木星當作眼球、大紅斑當作瞳孔,用制作一般CG角色瞳孔縮放的思路進行。但因為大紅斑需要維持長寬等比縮放,mesh縮放后會導致木星上水平的環狀氣流帶也跟著變形,從原來的水平線變成弧線,且貼圖容易拉扯、原先完美的弧面可能會被破壞(如圖7)。另一方面,與mesh變形不同的是,不論UV怎么變形,都不會破壞原有模型的型態,且貼圖紋理頂多會出現紋理的重復,并不會有拉扯(如圖8)。因此會選擇使用UV進行變形。

     

    圖7 mesh變形結果

     

    圖8 UV變形結果

     

    然而,即便maya的place2dTexture節點上的repeat?UV、offset?UV、rotateUV等屬性能對UV進行初步的調節,但仍有諸多限制。其中最麻煩的是,place2dTexture無法自定義變形的中心點。若使用repeat?UV進行變形,每調整一次縮放,還要利用offset?UV將大紅斑位置對上,操作相當不方便,所以綁定部門決定針對UV變形開發自己的工具,解決了place2dTexture無法自定義變形的中心點的問題,也確保舍棄place2dTexture后,UV變形的數值能夠存取,讓下游環節可以向操作屬性一般,透過精準的數字將UV變形的結果套用至不同鏡頭。

    制作過程中,綁定部門遇到兩個比較大的問題是起初沒有預料到的,首先資產需要再次優化,即便在制作時已經用最少的deform、大多數對象受transform影響的方式制作,但在同一個鏡頭文件內,同時放進幾十、幾百個綁定后,下游環節還是帶不動。由于這個時候已經進入項目中期,資產基本完成,動畫也已經開始,決定更大刀闊斧地進行優化,但這個階段的優化必須在各環節現有的基礎下進行,比方說combine對象時,必須考慮被不同材質球assign的對象彼此不能進行combine,以及combine后的對象,是否能被現有控制器以被控制transform的方式影響。進行二次優化后,才基本滿足下游環節的需求。

    第二個問題是,渲染時發現有些鏡頭車輪的motion?blur結果出現問題(如圖9),一開始以為造成這個問題的原因,是車輪自轉運算有誤,于是和動畫部門一起針對這些鏡頭,逐幀檢查車輪的旋轉值是否正常,但不論數值或是控制器的軸向上都是正常。后來發現造成這個問題的原因有二,一是控制器的軸心位置與被約束對象的軸心并不相同,二是導出緩存時采樣的精度,未與motion?blur渲染采樣的精度一致。

     

    圖9 車輪motion blur渲染結果有誤

     

    要解釋這個問題,得先從制作流程開始說起,通常模型在提交給下游組以前,會先經過freeze的過程,將所有transform上的數值清空,讓軸心落在世界坐標中心,得到一個干凈的對象。而綁定透過車輪控制器影響車輪模型時,利用了約束節點保持偏移的特性,讓車輪模型雖然與控制器軸向不一致,但可以隨著控制器移動。不過在動畫導出緩存之后,緩存上不再有約束節點與控制器的正確軸向作為參考,因此若是導出緩存采樣的精度只到整數幀,在兩個整數幀之間,模型的數值便會出現偏差,而這個偏差也造成了motion?blur的渲染結果。知道是什么原因造成這個結果之后,綁定部門把模型被約束對象的軸心調整成與控制器一致,動畫導出緩存時也重新調整了設置,這個問題便迎刃而解。


    綁定部門指導楊鈞凱表示:“作為一個科幻電影迷,能參與《流浪地球》是一件令人激動的事,小時候總向往著好萊塢大片徜徉于宇宙與星球間的視效,沒想到有一天自己也能參與其中。但這份激動,在實際制作時、與每個伙伴一起攻克各類難題的過程中,逐漸轉化成感激。由于這個項目在體量、資產量都相當大,我們遇到了許多難題是前所未有的,除了本部門以外,很多都要和各個環節一起合力解決。很感激能有一群這么棒的同事——不論是面對各種難題也不會畏懼的綁定小伙伴們、一起測試找到解決方案的各個部門、保持溝通流暢的制片協調們、以及信任我們并為我們指引方向的總監——大家一同克服難題、一同成長,最終完成這么好的成果。”

  • 展開 收起 視效解析Part7 · 北京礦區長鏡頭合成制作解析

    合成部門作為后期部分最后一個部門在項目中承擔著把整個上游部門的元素拼接和融匯到一塊并且完成最終效果的工作,在這里拿一個比較有代表性的鏡頭來講解一下合成部門在項目中所做的工作。

     

    此鏡頭是電影《流浪地球》項目中時長最長的一鏡到底鏡頭之一,全鏡長共1330幀(55秒左右),在NUKE合成軟件中制作完成,鏡頭所用圖層多達90層之多,且單幀大小最大為300MB左右,運用了2000多個合成節點。此長鏡頭涉及到從地面礦坑場景到引擎發動機再到太空等多個部分,其所涉及到的類型繁多且復雜,最終這個鏡頭在合成這塊從測試到完成共用了15天左右的時間。

     

    在鏡頭未開始前,合成部門藝術家找了一些雪景的視頻和圖片當參考,同時在拿到上游組第一版素材之后會快速搭建一版預合成,這樣會檢測出哪些地方需要上游組來修改,也便于和上游部門溝通。這個鏡頭主要是和上游部門溝通了具體的分層并且配合上游部門來測試效果。由于該鏡頭幀數較長內容繁多且復雜,在最初測試完之后為了保證鏡頭效果,最終該鏡頭在合成環節分到兩位藝術家手里進行制作,以下部分主要是地面部分鏡頭,另一位藝術家制作鏡頭拉出地球部分。

     


     

    【地面部分鏡頭】

    △a-1

     

    △b-1

    △a-2

    △b-2

    △a-3

    △b-3

    △?a-4

    △b-4

     

    此鏡頭全部長度接近1分鐘,所以上圖只截取了部分完成前后的單幀來對比。(此部分為地面單幀截圖)

    在這里主要講解一下引擎口的制作解析,(a-4和b-4是制作前后的對比),此部分有三部分解析說明。

    a.????引擎燒紅效果

    △圖1

    圖1為渲染出來的引擎燒紅的效果,由于缺少燒紅時的細節和可調整性不高就和燈光部門溝通讓其輸出了一層材質貼圖層。如圖2:

    △圖2

    利用該圖層可以提取出來如下效果。如圖3:

    △圖3

    最后mpt這邊又在引擎壁上畫了一層燒紅的效果。如圖4:

     

    △圖4

    最終用這三個圖層相互結合完成了最終效果。如圖5:

    △圖5

     

    b.????引擎火焰效果

    △圖6

    圖6為特效渲染結果,與特效部門商定最終火焰輸出的層中包含兩大圖層。分別為下圖層:

    △圖層1

    △圖層2

    然后用上邊兩個圖層的紅、綠、藍三色通道單獨調整完成最終效果。(如圖7)

    △圖7

     

    c.????引擎周圍云的效果

    圖8為特效最初引擎周圍云的版本,最初拿到此版本測試后發現云的細節不夠,于是就和特效部門商量在此版本的基礎上再加一層有細節的云,如圖9版本。然后在此版本云層的基礎上進行調整完成最后效果。

     

    △圖8

    △圖9

    至此引擎部分的效果都已完成,下圖為最終效果。

    ??△引擎效果圖

     


     

    【地球云層和火焰部分鏡頭】

     

    由于場景里所有的工業設備及地理環境全部是虛構的,所以整個影片大部分鏡頭是全CG制作完成的。在開篇的CG長鏡頭里就基本包含了影片中所有的工業元素,并為觀眾展現了地球、太陽和空間站的關系。

     

    在分析鏡頭時歸結了幾個難點部分:

    1、從行星發動機的火焰過渡到太空部分:鏡頭一直圍繞著發動機的火焰上升,為了減少運算量提高渲染精度,在拉出地表時火焰已過渡到用特效群集代替的三千多個火焰上。

    2、云層從近景到遠景的過渡:當相機運動到地球上空時,特效渲染的云層由于燈光照射的范圍不夠,所以顯得沒有立體感,色彩也比較單一。為了解決這個問題,在合成環節結合Layout提供的相機和地球模型位置,做了太陽光對云層的影響。在光線和色彩的調整下,云層呈現出了弧度,并增強了冷暖對比,使畫面的視覺效果更加豐富,契合了劇情里人類的希望。

     

    3、行星發動機火焰閃動頻率過快:由于特效渲染的火焰動畫閃動頻率過快,影響整體視覺效果。為了解決這個問題,在合成環節運用Layout提供的三千多個火焰obj,投射了比較穩定的火焰素材,再與特效渲染的火焰疊加,以達到比較真實的噴射器火焰的效果。

     

     

    從2018年3月份開始制作到2019年1月份結束歷經將近10個月的時間,做完這部影片對自己感觸挺大的。第一次接觸硬科幻類型的項目對自己來說是一個全新的挑戰,雖然辛苦但看到最終的效果很棒,感覺一切都是值得的。也很幸運自己能參與一部中國科幻里程碑式的電影。相信公司以后可以做出更加優秀的電影。——《流浪地球》合成項目組長?王紫陽

    制作《流浪地球》這部科幻題材的影片,給我最大的感受就是在藝術層面上有了更大的發揮空間,每一個鏡頭從概念設計到最終的成片,都融入了很多藝術家的思想,見證了中國在CG領域的實力,也為中國科幻立下了新的標桿。——《流浪地球》合成藝術家?張釗

  • 展開 收起 視效解析Part8-1 · 特效解析

    【木星沖擊波制作】

     

    這個鏡頭由于所視范圍巨大,所需特效內容較多,又涉及升格變速,所以如何組織好各個元素的分布和節奏尤為重要。首先中遠景加入大量密集的特效內容,如落石、上升氣流、沖擊波等,以表現出畫面的體量感,近景加些雪霧、火星、拖尾煙,豐富畫面細節,另外前面再加些小沖擊波,調動畫面節奏,配合相機抖動,增加畫面緊張感,最后處理好升格鏡頭下的運動模糊和各元素動態,即可是使鏡頭的畫面和節奏都飽滿起來。

     

    以下為此鏡頭制作過程的各階段詳解:

    △第一階段

    第一階段:速調出大體節奏,請總監確認制作方向。為了方便后面的深入修改,除保留原文件沖擊波主體效果外,其他元素進行了重做,整體節奏在原有基礎上做了些許調整。

    △第二階段

    第二階段:開始優化節奏。加入燈光影響,陸續添加其它元素,豐富畫面。這階段需要解決元素相關問題。

    ?△第三階段

    第三階段:繼續添加細節元素,細化節奏,修改上階段的遺留問題。這階段提交使用了總監的粗合效果。

     

    △第四階段

    第四階段:繼續添加新內容,修復上階段bug, 更新燈光文件,添加所有元素,燈光分層。

    △第五階段

    第五階段:修改最后的導演反饋,出全尺寸高質量渲染序列,提交合成進行制作。

    △落石、拖尾煙資產素材

    最后,單獨制作一些下落碎石帶拖尾煙的資產素材提供給合成使用。至此該鏡頭特效和燈光部分全部制作完成。

     

    △最終合成效果

     

    這個鏡頭在制作時遇到的最大技術難點在于:在大體量煙火在高速慢鏡頭下,如何呈現出足夠多的沖擊波。在經過多番測試權衡后,決定采用手動做假加動力學模擬相結合的方式完成。沖擊波主體使用多邊形和材質系統疊,加多層noise制作出大量的紋理細節,然后將這套數據引入動力學系統進行常規的煙火解算,模擬出外側附著的煙火形態,最后再疊加渲染,這樣既能保證火焰細節,又不會使沖擊波主體過于僵硬。

     

    △用于合成的各視效元素

    △單層元素自帶的燈光層

    此鏡頭數據量巨大,全工程共15TB數據,完成后共渲染輸出五十余層視效元素,每一層元素又分別帶有十多層的燈光分層,全尺寸農場渲染將近一周時間,全程制作下來,對個人和機器都是一個相當大的考驗。


    【臍帶氣流】

    地球在逃離太陽系時借用木星的引力從而使用引力彈弓效應,但木星的引力激增后產生了巨大危機。臍帶氣流就是在地球接近木星后,由于木星的引力激增,洛希極限增加,地球上所有物質在由輕到重,被木星吸引而產生的氣流。

    △導演通過的版本

    臍帶氣流本身是由地球上的空氣與冰塊殘渣組合成的,由木星強大引力和快速自轉將其吸引撕扯而成臍帶形狀的空氣氣流。氣流本身效果主要由海量的粒子和龐大的體積粒子組合而成。

    △在通過版本的基礎上制作方向示意

     

    制作的開始需要考慮到氣體在真空中如何流動,在空曠的太空中不會受到引力跟浮力的影響。這個鏡頭內氣流同時受到木星的引力和地球的引力,還有大紅斑漩渦的影響,鏡頭貼近與木星表面,主要受到的是木星的引力和風暴氣旋影響。

     

    △過程版

     

    在制作過程中還需要考慮到大紅斑的旋轉速度。大紅斑的體積大小為地球的三倍,其旋轉速度為6個地球日,在這個巨大比例差別上,特意在氣流運動速度上進行了測試和優化。在制作過程中為了提升效率,先使用低精度的粒子進行動態預覽制作,之后又在動態預覽的粒子上進行了粒子插值與二次解算。

    △合成制作的過程版效果

    △特效通過版本

    同時為了體現場景的體積感與復雜多樣性,前后多個版本中總共制作了20余層,每一層氣體和粒子的形態與速度都不相同。

     

    △單獨添加的碎石

    導演看過效果后再反饋到需要破碎冰塊及一些細小的雜物體現其體量。

    △最終合成效果


    【氣囊球切割特效】

    初期定位是把它做成一個氣球,割破后就會漏氣并且迅速縮小,后期經過討論,球皮要有一定的韌勁兒,會被拉伸拉扯,要有刀片拉扯球皮的效果,并且會拉出很多褶皺。

    首先開始先切割球面:根據uv把球面展開,然后劃線,再根據uv收回去,用線生成片然后切割球面。

     

    結算布料,有幾個屬性可以控制動態破碎:

    fracturethreshold:裂開的閾值,大于這個值就會裂開。

    targetstrength:跟隨目標物體的強度,值越大越跟隨目標體的形態。

    pintoanimation:布爾值只有0和1,0就是保持原來的形狀,1就是算布料。

    fracturepart(面屬性):不同值的面會裂開。

    restposition:這個值能控制布料放大還是拉緊,為了起褶皺切口邊緣做了放大。

    結算過程添加了風場吹動刀片與球皮交互部位,沒有做真正的碰撞。用sopvectorfield把風場導進來,加載到clothobject上。結算煙塵碎渣:對于這種拉近又拉遠的鏡頭結算煙塵必須要單做好幾層,就是說遠景做一套近景做一套,這樣才能滿足推拉鏡頭的細節。

     

    △拉近時的煙霧效果

    ?△破碎時產生的碎渣

  • 展開 收起 視效解析Part8-2 · 特效解析

    【行星發動機周邊交互元素】

    《流浪地球》項目中因其動輒數十公里的大體量場景的存在,造成了效果的制作難度遠遠高于常規特效。而這種體量效果的參考幾乎沒有,因此,最終效果的基礎動態多是由小場景的實拍參考分析推斷出的。

    ?發動機火焰

    該效果的技術流程和藝術效果基本確立:由引擎噴口模型作為粒子發射器,向上發射粒子,通過粒子擾亂節點,給予其擾流的動態和內部顏色變幻的細節,將其寫入到exr圖像的通道中并輸出序列幀,再經由視效總監的合成處理,賦予其流光溢彩的離子流質感。

    基于已有的流程,更改了一些節點并打包為資產包,方便后期同類鏡頭制作。在后續鏡頭中,除了基本的鋪設緩存外,針對近景別和視效總監的意見,對火焰柱體的內部細節進行迭代更改,以便下游合成人員更好地去調整火焰質感,力求達到總監要求。

     

    ?火焰周邊交互雪

    由于火焰以極快的速度帶走周邊空氣,造成此處空氣壓強低于引擎較遠處,受壓強影響,較遠處空氣帶著雪花,向火焰中心靠攏,同時也被火焰的上升速度帶動上升。

    該效果使用粒子系統即可達到,技術方面主要體現在”向心、向上”速度場的構建上,使用軟件自帶的腳本語言,給予每個雪花一個{0,1,0}和normalize(-Position)方向的屬性,并根據每個雪花距火焰心的距離,使用mix函數對該兩個方向做混合,得出速度方向場——即越靠近火焰,速度方向越傾向{0,1,0},反之則傾向normalize(-Position)——同時再依據該距離fit給出一個合理的速度大小,兩個參數相乘,得出一個較為圓潤”向心、向上”的整體動態。

     

    ?火焰周邊動態交互云

    云的效果設定與交互的雪大致相同。云和火焰的距離由近到遠,緩緩有序地開始受到火焰周邊速度影響,向心、向上。

    制作這個效果時先以原點為中心分布好靜態云,作為發射源只發射一幀。接下來通過腳本,按照雪的速度場構建思路,做一個速度場。因為云是volume,解算起來會經過動力學的處理,hui導致云的動態比較容易“散架”,所以在技術細節方面需配合其它操作對動態進行處理。

    嘗試了一些在動力學上的方案后,選擇使用附帶一個mask場,用于標記此處volume的體素是否該被影響。與此同時,在sop中創建一個緩緩擴大sphere,穿插覆蓋在云中,并轉為volume,定義其為mask場,在dop中再使用腳本調取過來,判斷云volume的每個體素是否在mask場中,在則動,不在則強行取其第一幀的density值。

    至此,交互云的技術流程基本構建完成。為了適應多引擎鏡頭,鋪設了多種樣式的靜態云,使緩存多樣化。并在較為近景的鏡頭中,根據總監的反饋,針對性地進行了速度修改和提高精度處理。

     

    ?快速上升氣流

    由于基礎云中的”向上”速度較慢且”向心”動態效果通過,在處理快速上升的氣流時,我們繼續使用了基礎云的方案,加快向上的速度,并從緩存里截取出”向上”部分,與基礎云合并使用。

     

    ?發動機口環狀云

    也可稱為”甜甜圈”狀云,位于發動機口處的小范圍云,由火焰邊緣散出,向上向外翻滾形態的云。

    制作這個效果需要先解算粒子,使粒子動態正確,粒子轉換為速度場,在動力學中通過腳本調取使用。首先創建一圈點,發射粒子,由內向外翻滾的動態,通過粒子系統既有的axisforce實現。然后,將動態調整好的粒子轉為速度場,命名為advect_vel,同時也轉為density,作為環狀云的發射源,一同導入動力學中。通過腳本,可先將環狀云的當前速度乘以0.7,然后再加上advect_vel(乘以0.7是為了讓速度不會越加越快),另外可將advect_vel進行noise處理,使動態不會太死板。輸出緩存,將緩存縮放位移到發動機口使用。

     


     

    【點火氣浪】??

    點火氣浪在影片中是一組比較重要的鏡頭,在效果方面需要展現其體量感和磅礴的氣勢,加上鏡頭元素多且復雜,需要花費大量的資源。為了能夠有效快速的完成,在制作鏡頭之前,總監提供了相應的設計,并對鏡頭進行了具體的效果說明,在對效果進行討論分析后,使用由簡單到復雜的制作方案,進行分區域制作。

    制作過程中根據layout提供的信息,先把沖擊波的主要元素簡單快速的制作出來,待總監和導演確定節奏和效果方向后,開始對特效元素進行具體的制作。

    為了能夠高效制作地面沖擊的煙,這里使用了粒子轉vdb的形式設置地面煙霧,在橋面以及引擎腿上面設置煙霧發射器,然后在自定義力場的輔助下進行模擬。這種方式制作效率很高,修改起來方便快捷。完善沖擊波主體元素之后,利用粒子替代的方式制作了地面的碎石、雪渣和引擎腿在沖擊過程中掉落的碎塊。

     


     

    【地震周邊交互元素】

    這些元素主要包括:壩體上的破碎、路燈的搖晃、風雪以及雪霧等效果。

    在前期先做一個簡單的layout測試來確定節奏和破碎點分布。

    正式制作鏡頭時因為場景比例較大,所以將場景切分了幾塊來做。刪除一些沒有參與破碎和看不見的一些建筑體,節省場景資源,做好緩存、分好類,這些操作是必要的,做好前期鋪墊會為后面de 正式制作節省不少時間。

    在效果通過后交給燈光渲染,因為場景元素比較多,一些模型或一些問題特效藝術家未能及時發現,比如幾個燈沒有搖晃的情況,都會返回特效部門進行修改或者補充。

    破碎的大概制作過程如圖上所示:把需要破碎的部分都篩選出來,使用兩種破碎方式:布爾和常規破碎方法。因為常規破碎對于景別比較小的,置換強度會比較有限。相對于這種景別大的場景會不夠自然,所以用了布爾運算。路燈的搖晃使用硬約束來控制搖擺的角度,每個破碎點都分開做,以方便后期進行調整。

  • 展開 收起 視效解析Part9· 冰封的國貿

    【冰凍國貿?】

    “冰凍國貿”是劇情前期比較重要的部分,是全劇首次呈現中國地標城市建筑被毀壞de 樣貌。因此需要較好的還原場景,這樣才能引起觀眾的興趣。而怎樣才能在保持還原度的情況下,讓它同時服務于鏡頭,符合美學特點。除了后期的風雪特效之外,構圖和建筑的擺放顯然是pvd環節更需注重的地方。

    △Layout效果圖

    首先還原城市,運用模型部門藝術家做好的部分國貿資產,參考示意圖大致擺放幾個標志性的建筑來確定最初整體的位置。之后根據鏡頭的需要和國貿橋周圍的參考圖,制作立交橋的大致走向,調整建筑的位置,復制建筑高低,使建筑物錯落穿插,讓鏡頭畫面更符合審美。最后調整建筑與橋之間的距離和位置,用box代替廢棄的車輛,用以觀察初步的整體的效果。

    △Layout效果圖

    最后根據反饋,在大體感覺確定的情況下,強化鏡頭的美學觀感。對橋的形狀、走向,和整體建筑群的擺放進行了細節調整,增加了一些低矮的建筑,增強高低錯落的感覺。確認效果無誤后,交給layout繼續制作。

    △Layout效果圖

     


    【積雪、風雪、霧氣】

    前期需要找許多不同種類的參考來進行小規模的場景測試,為正式制作節省時間。

    △國貿效果圖

    特效主要的制作重點是建筑物上堆積的雪,前期的參考和技術測試都是為了把積雪和建筑物更好的融合在一起,并符合當時的惡劣氣候。首先,在鏡頭比較明顯的建筑物上鋪墊積雪來看整體的氛圍進行調整,后期比如說雪太厚了、薄了或者適當的加一些冰錐之類的一步一步進行磨合。

    △三維模型效果圖

    技術方面,建筑物上的積雪主要是運用的映射方式,把點映射到模型表面,再將點轉成MESH做一個布爾運算,把模型面求出,外輪廓線做一個屬性傳遞,用來做MESH邊緣衰減過渡,適當的加些NOSIE讓其不那么規整;材質方面運用的是常規材質球,主要調節高光與SSS參數,在材質里單獨加些NOSIE置換來表現雪的質感;表面上的粒子做法與積雪類似,近處的用是粒子替代遠處的是粒子。橋下還做了冰錐,COPY錐型體做一些隨機大小,然后與表面的積雪做融合,樓上飄的雪霧則用粒子發射出來轉體積。


    【合成】

    合成主要負責整合各部門提供的元素,了解總監和導演的想法后,逐步去調整元素,完成鏡頭最終效果。

     

    合成部門初期主要進行效果測試,這個階段需要明確鏡頭的效果走向,鏡頭迭代比較快,基本有個大概的效果就會提交給總監查看。同時也會分析其他部門提供的元素是否合理,及時溝通和確認。在測試階段,主要的問題是確定環境中霧氣的濃度,霧氣太厚空間不夠開闊,太薄距離感不夠,同時還有大量積雪在光照下的顏色傾向,都需要經過反復測試提交總監與導演確認。

    ?△調整燈光后的效果

    在明確兩個大的走向后,開始微調和細化元素來豐富鏡頭,添加特效的風雪,環境中飄動的雪霧,采用合成的方式添加。

    ?△調整特效后的效果

    合成部門運用二維的方式,補充了些發動機的燈光和大樓上的光照反應,通過添加這些動態的元素,使鏡頭更生動,之后添加光暈和一些鏡頭的瑕疵元素。

    △添加鏡頭光暈

    △最終合成效果

    在這個鏡頭的制作中我們用了大量精力和時間更迭添加細節元素。也深刻體會到,作為一名合成師,在制作此類大鏡頭時,在搭建完基本的框架后,豐富的細節和元素是鏡頭質量的關鍵。

     


     

    【三維CG修復】

    在北京場次的背景制作中,首先采用三維制作。使用三維資產復原整個北京國貿地域,在此基礎上進入MP環節,在鏡頭角度盡最大可能優化細節,讓場景更加真實。

    △三維渲染

    △MP效果

    △三維渲染

    △MP效果

    △三維渲染

    ?△MP效果

    在此類硬科幻題材的影片中,MP的創作也是極具挑戰的工作。為了使畫面看起來更加真實,更符合導演的需求,MP藝術家們還做了許多材質的修復。

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    【環境資產】

    在制作中,模型部門藝術家需要對概念設計做深度分析,從二維到三維這個實現過程,進行二次創作滿足于鏡頭景別所需造型,過程中因為場景體量比較大,比例細節問題就會凸顯。模型分low、mid、hig三個階段,先是制作大的造型比例關系,在進行二次加細到最后的整體細節填充;引擎發動機直徑就有30公里,單個腿部面數7百多萬面,發動機總面數7037萬,再加上78632萬個單個模型和周邊山脈冰封環境、礦坑、城市等等,大量資產組裝在鏡頭中,體量是相當的龐大,這就需要確保該有的造型比例及合理性區域結構分布,既滿足視覺需求又不失局部細節。

    △引擎發動機

    △引擎發動機局部

    △引擎發動機底部

    面對大體量的場景環境制作區域劃分和組裝所產生的造型比例、細節度問題、上下游文件交替傳輸問題、場景質檢優化問題,模型部門藝術家在模型完成low階段進行組裝,判斷比例關系的合理性。

    如引擎發動機壩體部分,壩體高600米寬300米,壩體上對接控制中心進入點火中心入口,地下城到地面的電梯出口,運載車輛車庫路面、道路環境陳設等,這些模型在開始制作初期設計上是有比例標注,而實際場景組裝后發現合理性會不協調,這時候就需要藝術家模型完成low階段進行組裝判斷合理性進行調整,比例確定后再同步繼續推行高模的制作。

    △引擎點火核心區大門

    △引擎點火核心區三岔橋

    △控制中心

    △大型工程礦車

    質檢方面結合項目需求制定出優化,如場景面數、體量精簡控制和moedel QC claear SC質檢工具,工具化模塊化進行質檢把文件提交到下游組。

    △工程車-斗車

    ?△運載車-箱車破損


    【發動機的組裝】

    ?

    引擎發動機是整部影片標志性的資產,由于影片中后期的劇情主要發生在蘇拉威西三號轉向發動機的場景中,故以此處為基礎,開始搭建引擎場景。按照位置以及作用,藝術家將發動機大體分為發射器主體、引擎支撐腿、內部橋梁、橋下聯動裝置、內部地面與外圈壩體這么六個部分。

     

    △最終效果畫面

    首先對模型部門提供的資產進行優化,轉換為代理簡模進行拼裝。

    △發射器主體

    △發射器主體

    △引擎支撐腿

    △內部橋梁

    △橋下聯動裝置

    ?△內部地面

    △外圈壩體

    △外圈壩體

    引擎發動機整體直徑約為32570m,引擎整體高約8614米,發射器直徑約10303米。

    △組裝后效果

    外部橋梁的制作

    外橋制作的難點在于,需要隨時調節外橋的彎曲走勢,對分叉口變道效果進行處理。由于基本都是中遠景鏡頭,藝術家與技術部門溝通后,決定通過采取制作曲線的方式,使用工具生成所需橋梁,這樣修改曲線的同時橋面也會跟隨變化,便于對反饋的修改。

    △發射器引擎外橋

    關于橋梁的路徑,藝術家根據運載車輛行駛的路線及車輛需要調頭返回的路線,設計了不同的調頭區及雙向多車道,保證橋梁路徑的合理及暢通。

    赤道引擎分布

    首先根據前期的設計圖和已有的模型資產,嚴格按照設計圖所示在三維場景中模擬發射器引擎的位置。

    △赤道引擎分布

    確定三維場景里引擎分布的位置后,將已定的引擎分布在蘇拉威西周邊及赤道上做延伸,同時做出發射器間距、疏密程度不同的多個版本,根據鏡頭的特殊性選擇不同的Layout場景。

    △赤道引擎分布

    當場景制作完成后,開始根據劇情的不同添加不同時期的發射器火焰示意,為下游制作打好基礎。

    △Layout效果圖

    制作過程中因為項目體量過大,當多個發射器引擎同時出現時,可能會導致制作時出現卡頓現象,增加電腦壓力;為了緩解電腦的壓力,針對不同景別的鏡頭,把模型進行優化,留下大體外形,替換為代理資產進行制作,保證制作流暢性的同時也不會對效果產生影響。

    外橋的制作,由于沒有設計圖紙可供參考,雖然制作的局限性相對變小,但難度同時也會增大,并且有很多重復性操作,需要多方配合才能完成。

    △原始高模

    △支撐腿減面烘培貼圖、簡化壩體模型,中近景使用

    △整體簡化,中遠景使用

    △俯瞰地球視角使用

     


    ?【掛斗式運載車】

     

    材質部門主要負責資產的材質貼圖以及部分lookdev的工作。對于運載車這個資產,首先是進行基礎貼圖的制作,這階段要考慮的是原設定的一些東西,比如顏色,涂裝,如何表現出運載車的結構等等,這些在設定圖上已有的東西要優先表現出來。

    △掛斗式運載車設定圖

    △掛斗式運載車漫反射顏色圖

     

    完成這部分制作后就是細致刻畫貼圖和質感,初期藝術家對質感進行了多次調整和嘗試,搜集了大量的參考和素材,因為是科幻電影的原因,這個資產并不像之前制作過的大部分資產一樣是有實拍或者現實的參考,該資產僅有一些設定和概念圖,而這對具體材質質感參考來說還遠遠不夠,所以在正式制作前對其進行了三點規劃:

    1、這個運載車是未來的產物,所以質感要在符合現實的前提下盡量顯得富有科技感;

    2、運載車的體積相較于日常生活中所常見到的車輛來說更加的龐大,如何體現出其體量感也是需要著重考慮的問題;

    3、該資產貫穿整部電影,在大量的視效鏡頭中都有出現,如何能夠滿足所有鏡頭的需求同時又能夠最大化的提升渲染效率也是一大挑戰;

    因此,整個運載車以優先滿足特寫鏡頭為前提分出了近130個UV象限來保證貼圖的精度,之后又針對中遠景鏡頭進行了象限和貼圖的優化來提升渲染效率。

    △運載車模型截圖

    △運載車UV象限截圖

    在細節繪制過程中很重要一點就是要注意遵循客觀規律,例如水漬從上到下流過的痕跡,邊角處的積塵,車斗內部因運輸石料而造成的磨損等等,用這些小的細節能夠很好的體現出整體的體量感和真實感。

    △在不同場景燈光環境下測試材質效果

    △在不同場景燈光環境下測試材質效果

    此外,因為影片的主要環境都是在雪地中,所以除了運載車原本的材質貼圖,還要制作積雪的貼圖,積雪除了要表現出最基本雪的質感外,還要著重做出雪的體積感。

    首先通過置換貼圖來制作大的凹凸,另一方面還要需要制作出雪在陽光下會呈現的冰晶閃爍的質感,針對這個效果藝術家運用不同的程序紋理來隨機生成一些細小的凹凸,并和雪的體積置換貼圖進行疊加,再配合特效部門解算生成的雪,完成了整個積雪的制作。至此完成了初始第一輛運載車的制作,后期因為劇情需要,另外制作了八個大版本十二個小版本的貼圖,用以滿足影片中不同場合不同車輛的使用。

    △在不同場景燈光環境下測試材質效果

    △在不同場景燈光環境下測試材質效果

     


     

    【木星制作】

    在木星制作過程中,MP部門針對木星制定了資產制作的方式,解決大量鏡頭出現木星的背景制作,大致思路是制作整個木星效果,根據Layout部門提供的木星在三維空間的空間位置,再以鏡頭渲染出木星效果,根據渲染效果在Photoshop中繼續深入細化,然后投射回三維模型。采用貼圖手法還原真實的木星效果,再以鏡頭角度輸出需要的木星背景。

    △最終效果

    △木星貼圖

    △木星貼圖

    △木星貼圖

     

    冰封地球背景制作采用背景投射的方式,實現鏡頭運動,手動繪制寫實的電影背景。

    △MP效果

    △投射效果

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