重慶動畫公司解析《即視風暴2》的特效制作
在眾多海外留學生中，在短短17周時間里，重慶動畫公司的主創(chuàng)人員創(chuàng)造了電影級的科幻短片--《即視風暴2》，并一舉獲得了最佳短片獎，這也許是驚嘆于他們的創(chuàng)新創(chuàng)造力，也許是你為重慶動畫行業(yè)的崛起而歡欣鼓舞，也許你也躍躍欲試想在CG行業(yè)大展身手，那么在重慶博得傳媒這個動畫制作團隊中，我們必須看到一些潛在的觀點。
聆聽他們?yōu)槲覀兘馕觥都匆曪L暴2》的特效制作與后期合成，看看這群CG精英是如何克服一個又一個困難而完成作品的，希望他們的奮斗歷程，能為中國CG之路上的迷途者們點亮前行的方向。
全CG鏡頭——“三角艦聚集能量”的合成
鏡頭分析
全CG的鏡頭在特效電影中被經(jīng)常運用，但難點是很難去把握每一個CG元素之間的匹配度，所以，塑造整體氛圍與前后的鏡頭很好的匹配與銜接就顯得至關重要的。三角艦攻擊的鏡頭在這部重慶動畫制作的短片中是比較重要的一個部分，因為要體現(xiàn)出三角艦的威力巨大的攻擊，那么自然聚集能量的過程是一個看點。
這個鏡頭也是主要的運用的NUKE X v6.2這個合成軟件進行合成制作的。這個鏡頭中的難點在于如何把粒子與CG物體相匹配，以及三角艦能量聚集過程中的一些細微的影響，包括光影的影響，溫度的影響等等。
下面我們先看一下整體的效果。（圖01）
制作天空背景
在這個鏡頭中我先選擇的是一張符合環(huán)境的天空的圖片，然后進行了校色，因為當時的環(huán)境是充滿黑暗和壓迫感的，所以我減低了背景的明度和飽和度，而且我們的視覺中心是在三角艦的能量聚集上面，所以我把背景圖片進行了適度的Defocus。（圖02）
三角艦與背景的合成
接下來就是把CG三角艦結合到畫面中，這里要注意的是前面的三角艦和背后的三角艦的空間關系，近實遠虛的去調整，當然還要注意與背景天空的虛實對比。這里一定要注意CG元素的邊緣，大多數(shù)的CG初學者沒有注意到CG元素的邊緣與背景的融合，所以才產(chǎn)生了看上去不是在一個空間的感覺。在這里我用到了NUKE中的LightWarp節(jié)點來解決這個問題。（圖03）
粒子能量的制作
這時候我要把這個鏡頭中的重點“能量粒子”合成到畫面中。在這里有一個難點，特效的渲染是非常慢的，那么這時候作為一個合成師，我們可以用合成的概念和思路去讓原本效果簡單的特效看起來不簡單。我們來看一下最初渲染出來的能量是什么樣子的。（圖04）
最開始的能量粒子看起來比較平均化沒有能量與能量間的相互關系，而且沒有重量感，顏色上面也比較平均，然后我們再來看看最終的效果。（圖05）
通過對比我們可以發(fā)現(xiàn)，這里我加強了能量之間的空間以及顏色的關系，讓它看起來有自己的重量感覺。在這里我是運用的大家都知道的RGB的三個通道的疊加來最終實現(xiàn)這個效果的。
首先我需要做的是擁有只有RGB顏色的序列幀，這樣我就可以在NUKE中分別把RGB的通道提取出來進行分別的疊加以及修改顏色和明度對比度等。這樣通過幾層的疊加就可以很好的解決了這個問題，從而大量的節(jié)省了時間。
不過這里要提醒大家的是，RGB的范圍我們還可以通過色階進行選取調整，也就是說R通道我們還可以通過調整色階，然后提取出不同的范圍，這樣可以進行更多的細節(jié)調整，同樣G通道和B通道也可以進行這樣的微調。（圖06、07）
2飛機群滅的粒子能量的噪波制作
在我們完成了能量粒子的調整后，下面的一個重點是要把能量粒子結合到CG三角艦中，這個時候我們需要注意的是高亮度的能量粒子對三角艦的光的影響以及溫度噪波（Heat Wave）的影響。所以我們需要針對三角艦受影響的范圍進行提亮。
至于溫度的噪波，在這里我定義為能量粒子是具有高溫的，所以周圍會產(chǎn)生空氣扭曲噪波，所以這里我直接運用了能量粒子本身作為一個素材，然后進行模糊以及噪點和扭曲的處理，重慶影視公司這樣就會虛擬出來一個溫度噪波的效果，當然這里還要注意的是噪波層和能量粒子層的前后關系，當然我們需要利用Alpha來進行遮擋就ok了。（圖08）
制造三角艦的空間感
因為我們之前是針對每一個CG素材進行了調整，但是所有的元素都是為了這個鏡頭的整體氛圍來服務的，所以現(xiàn)在我們要進行的是綜合的調整，這也是最關鍵的一步。其中需要注意的是每一個CG元素的空間關系，以及色調明暗關系。
在這個鏡頭中，CG三角艦是在天空中聚集能量的，所以我在Photoshop中手工繪制了幾層靜態(tài)云，然后作為空間的云層從而加強CG物體之間的空間。不過要注意，這一些靜態(tài)云是需要移動的，否則會看上去很假。為了加強能量聚集時的強大的力量，所以這個時候需要鏡頭的抖動去體現(xiàn)，于是我后期加入了鏡頭的抖動（根據(jù)能量聚集的程度，從小幅震動到大幅震動）。最終再加上鏡頭光暈，這樣這個鏡頭就基本上達到了我們需要的效果。（圖09）
流體、動力學——飛機群滅的制作
制作概述
飛機群滅，這個鏡頭主要是描繪外星母艦飛船，在能量波攻擊的一瞬間將人類飛機彈開并擊落的場景。我之所以選擇這樣一個鏡頭作為特效部分講解，是因為它囊括了很多片中常用的技術。主要涵蓋maya的流體和粒子系統(tǒng)兩大部分。
眾所周知，maya的流體動力學系統(tǒng)強大但效率很低，尤其面對此片極短的制作周期，7周內(nèi)要完成所有特效鏡頭的模擬，測試，運算，渲染。所以在有限的時間內(nèi)選擇出好的方法就顯得尤為重要。
場景分析
拿到場景以后，首先對鏡頭進行分析，整個鏡頭只有不到4秒，卻包含了母艦的能量光波，飛機的爆炸，飛機的破碎，飛機身上的火焰，粉塵和煙柱等幾大部分。而最大的制作難點在于，怎樣從超高速運動的物體（飛機）身上發(fā)射持續(xù)的流體。
母艦粒子能量的制作
首先是母艦的能量，母艦需要一種蔓延的能量感，于是我選擇在maya中用流體驅動粒子的方法，先用低精度解算出流體的初步形態(tài)，cashe后在驅動n粒子將形態(tài)傳遞，最終用細小的particle cloud輸出，受機器限制的影響，粒子使用數(shù)目約為1000萬。（圖10、11）
飛機碎片與拖尾制作
飛機身上的碎片由maya粒子替代和常用表達式結合完成，而破碎時產(chǎn)生的粉塵則用粒子發(fā)射流體并開啟motion streak選項。由于飛機移動速度很快，在三維空間是很長一段距離， 于是乎使用粒子緩存后發(fā)射流體的方法，保證了從尾部發(fā)射持續(xù)的尾煙。（圖12、13、14）
3《即視風暴2》背景合成
飛機的爆炸和火焰使用
爆炸的動態(tài)效果是由多個動畫過的發(fā)射器向不同方向發(fā)射實現(xiàn)的。高數(shù)值的simulation rate和 gradient force 有助于實現(xiàn)爆炸的起始沖擊效果。（圖15、16）
將所有運算完成后，再將流體輸出RGB－normal pass和fluid Id pass（以便合成師可以更方便的使用運算的素材），就可以交給合成部門去合成啦！
《即視風暴2》背景合成
背景制作分析
大家可能要問為什么做背景也需要合成，有啥好分析的，不就用PS畫圖，修圖拼起來就好了么？最早的背景制作確實是這樣的，而且最原始的背景制作甚至是畫到布料上再拍攝下來的?？墒窃凇都匆曪L暴2》的背景創(chuàng)作過程中，導演梁嘉文要求要有舊金山都市被毀壞之后的殘景，并且必須要有一定的鏡頭運動。單單一張PS圖片，再后期加上鏡頭運動是不夠的，無法準確的產(chǎn)生景深和parallax（視差）。
備注：視差就是指在不同距離的物體由于鏡頭的運動（比如放大縮小焦距）而產(chǎn)生的位移，并且在不同層次上的物體，位移速度是不同的，從而帶來真實拍攝的感覺。
街景分析
我們第一個背景鏡頭是舊金山Kearny街的近景，但是因為是第一個背景，要求在城市以內(nèi)，所以空間感不夠強，不算太好的講例，所以我們這里會以第二個背景鏡頭為例進行講解。
這是第一個街鏡的制作過程截圖，用Nuke制作合成，這里只做個參考。（圖17）
緊接著是鏡頭拉遠之后，舊金山的中景，整個背景的出現(xiàn)序列是以近及遠，最后伸展到外太空來展開的。這是舊金山中景圖，完成。（圖18）
街景制作
在最初制作的時候，我們曾經(jīng)到舊金山的比較高的位置進行實拍，之后用PS進行處理，包括修圖和添加各種毀壞建筑和殘骸的元素。街景部分具體可以分解成三個層次：
第一層離鏡頭最近，要求處理最細致，并且只有非常微量的模糊。（圖19）
第二層中層，要有一定的模糊，這里只放出PS后的圖層，具體的模糊和少量煙霧效果在實際制作特輯里面能看到。
第三層，最后一層，要求在后期處理的時候比較模糊，而且視差中位移最慢。（圖21）
3D鏡頭節(jié)點調節(jié)
在有了這些最基本的圖層之后，怎么樣達到相對比較準確的視差，然后怎樣將它們進行融合呢？這就要放到NUKE里面來講了。NUKE里面有自帶的3D鏡頭節(jié)點，通過這個節(jié)點可以模擬一個鏡頭在3D環(huán)境中移動，從而達到真實鏡頭移動的效果。把上述幾個層次放到這個3D環(huán)境中作為cards（卡片層）的形式來控制每個層次離鏡頭的遠近，從而達到比較標準的視差。下面是我在制作時的截圖。（圖22）
截圖中這幾條斜線是鏡頭所及的范圍，三個卡片層分別按由近及遠的順序排列?？ㄆ瑢又g的相互距離可以慢慢調試直到滿意為止，而最后一層則是天空。由于模擬3D空間的關系，當鏡頭運動的時候，視差就自動完成了。
基本的比例和層次關系搞定以后，剩下的就是把CG物體合成進去，比如外星戰(zhàn)艦和濃煙，還有流星。具體的合成思路和方法請參看梁嘉文的合成特輯，里面有非常詳細的講到怎樣用NUKE來合成CG和現(xiàn)實場景。這里只簡單講一下關于調色。
調色是合成中后期比較重要的一個環(huán)節(jié)，由于《即視風暴2》整體的色調比較偏灰暗，所以在較色的過程中，我也把顏色的飽和度降得比較低，從而達到一種比較末世的感覺。在使用NUKE較色的過程中，還有一個好處就是可以把RGB，三個通道分別拆開，每個通道作為一個單獨的節(jié)點來調整顏色，這樣能順利的控制不同顏色通道。
最后提一下還有更方便、效果更大氣的matte painting專用軟件VUE，完全上升到全3D的領域，做出來后效果更加逼真寫實。我們在《即視風暴2》中因為時間原因，沒有用到VUE，下一個項目會更多的使用VUE來完成更宏大的場面。
街角的合成特輯
前期準備
街角（Corner）的合成特輯，這個鏡頭講述的是兩個人正在奔跑往巷子里逃生，但不料，怪物已經(jīng)在街角從右到左的追了過來，然后往巷子的方向追趕。拍攝的方法是無軌道輔助手持拍攝，使用的拍攝器材是5DMARK2，拍攝的時間是晚上的7點。三維制作的軟件是MAYA2011，渲染器是Mental ray，合成軟件為NUKE X v6.2，追蹤軟件為 PF TRACK 5.0。
拍攝難點
由于當時拍攝的時間比較晚，日光不足，所以相機在拍攝的時候會出現(xiàn)一些拖影，這會直接關乎到如何讓CG怪物和拍攝素材的拖影匹配，所以產(chǎn)生了第一個制作難點。然后在這個路口，可以看到很多的櫥窗，要把怪物放到這個鏡頭里面，鏡面的反射就變成了必不可少的一個元素，這是難點之二。第三就是，拍攝的手法是手持，鏡頭的運動都是不規(guī)則的，還有手抖等等，這些都是追蹤的難處。
鏡頭分析
我先拿到了原始的影視素材，然后分析畫面中影像的拖尾情況有多嚴重。接著就要很理性去分析當時的光照狀況，光源從哪來，有多少個光源。然后去觀察和思考，CG怪物將會跟哪些影像中的物體產(chǎn)生關系，例如玻璃反射，地面的塵埃等等。然后，就要在心中安排所有CG物體的排放位置，怪物是從哪里出來，垃圾桶需要放在哪里，放多少個，這些都是需要考慮的。最后，就是要看時間表，到底安排了多長時間去制作這個鏡頭，查明后，開始渲染passes和合成。（圖23）
Matchmoving（映像三維空間追蹤）
本人習慣采用Pf track這款追蹤軟件。加上PF TRACK擁有很高的靈活性，很多很人性化的功能供使用者進行細微的操作，從而達到更精準追蹤結果。如果按照這個鏡頭來說，主要match街道的前景中景，因為前景出現(xiàn)的有兩個垃圾桶，中景會出現(xiàn)一只狂奔的CG怪物，而后景是沒有什么東西需要添加的，所以為了減少工作的時間量，我只全力去match前中景的路面和墻壁。（圖24）
動畫調整
完成了鏡頭追蹤后，把pftrack完成的追蹤結果import到MAYA里面，進行三維空間匹配和動畫調節(jié)。在動畫調節(jié)之前，一定要做好幾個準備，一是必須有一個準備到位的綁定的動畫角色，二是要了解好你調整的這個角色的性格（兇惡？遲鈍？），比例（多高多壯？），動態(tài)特征（前肢驅動？后肢驅動？），還有怪物的重量（跳一步落地后地會裂開？還是只有塵埃揚起？）。
這些都必須要跟動畫師好好溝通，以免出現(xiàn)交流上的錯誤，這都是會影響制作時間的。（圖25、26、27、28）
CG怪物初步合成
追蹤和動畫調整過后，就到了CG元素的單件合成了，這次的怪物的渲染passes大概分為BEAUTY，OCC，Vector Blur，Incandescent，shadow，Zdepth。 由于想減少合成和渲染的時間，我直接把高光，反光等元素內(nèi)陷到beauty層上面，合成起來也相對減少很多節(jié)點的調整，雖然說這不利于后期細微的調整，但對于時間不足的情況下，把渲染前期的質量先做好，減少后期工作也是一個加速的方法。（圖29）
5顏色調整和鏡頭抖動
CG垃圾箱的合成
其原理與第三步一樣，要注意的是，CG垃圾桶和真實地面的光影關系要注意，垃圾桶是固定不動的，跟怪物這些動態(tài)的不一樣。重慶影視制作固定物件的投影是不能出現(xiàn)任何突然變化的，這個就要從渲染上注意，有些渲染器渲染出來的投影層會出現(xiàn)閃爍過著過黑的狀況，這些都是會影響到最后合成的效果。
大體場景CG元素的光影空間關系
這個環(huán)節(jié)有很多人都會直接無視，但我來說，這個環(huán)節(jié)相當重要，這會幫助到整個鏡頭的最后的空間關系是否正確。我先在追蹤過后的maya文件里面重新建造替代模型，然后把CG元素放到場景里面，最重要一步就是要把CG元素的可渲染性關閉，保留其他屬性。然后就可以用OCC材質進行渲染，之后就可以得到一個整體場景的occ空間光影關系層（圖31）。
增添細節(jié)
增加細節(jié)是一個合成師必不可少的技能，更多的細節(jié)可以讓CG物件看上去更實在，更像是存在這個畫面里面的證據(jù)。往往很多初學的合成師都會犯兩個錯誤。第一個是沒有細節(jié)，簡單的合成讓CG看上去像剪紙一樣貼在畫面上。另外一個是，過多的細節(jié)讓人覺得視覺疲勞，對CG物件在這個虛擬空間里面的真實性產(chǎn)生更多的疑問。
在這個鏡頭里面我就增加了鏡面反射和怪物落地的塵埃，讓這個怪物跟這個場景經(jīng)行更多的交互反應，從而產(chǎn)生真實存在的感覺。圖32圖33分別為鏡面反射層和腳步塵埃層（MAYA DYNAMIC）。
鏡面反射最大的難度是，把畫面里鏡面用ROTO的方法一幀幀勾出來，為何要一幀幀來？因為拍攝方式是手持，每幀的移動都不是機械運動，帶有強烈的隨機性，所以不能依賴智能運算來進行Roto。
這是最關鍵的部份，在軟件中添加Motion Blur功能
在這個鏡頭畫面中，我們選擇的是后期動態(tài)高斯式模糊，而不是在前期拍攝中就產(chǎn)生的，前期動感模糊是在3D軟件的渲染前在VRAY渲染器里調節(jié)好的這個模糊，直接把模糊效果完成后的畫面輸出，這個方法速度慢，而且更不便于合成軟件的最后處理。
