蓝天工作室谈《冰川时代4》海洋、天空及角色制作

蓝天工作室（Blue Sky Studios）是一个CGI动画工作室，专攻实境影像、高解析影像、电脑产生的动画。除此之外，他们的特长在动画电影，包括《冰河世纪》系列（2002年）和《荷顿奇遇记》（2008年）及《里约大冒险》（2011年），蓝天工作室完成了许多生动的电影，主要在集成生动的动作和产生电脑动画。

蓝天工作室成立于1987年的二月，由一群之前在华特迪士尼影片应用数学组工作的艺术家和工程师所创。在1980年代晚期到1990年代，工作室专注于生产商业电视影片和电影的视觉效果。在那段时间蓝天制作的商业片，有一些令人难忘，如Chock Full O' Nuts小节目在讲有关咖啡豆，和尼克国际儿童频道的尼克男孩，作为该频道的吉祥物，被认为是人型的柳橙黏物。使用他们的动画生产线，工作室为他们的客户生产超过200部小节目，例如：克莱斯勒汽车公司和美国海军陆战队。[1]
之后，他们在1997年由二十世纪福斯取得，蓝天工作室被合并为以洛杉矶为基地的特殊视觉效果工作室VIFX。最终，VIFX被关闭了，且蓝天工作室重新专注于动画片上。



蓝天工作室谈《冰川4》海洋、天空及角色制作

Houdini 结合观测数据 模拟真实海洋动态

　　这部动画电影中的海水动态效果模拟是最具挑战性的，具有代表性的场景便是：几个动物角色乘坐冰块救生船遭遇水龙卷风。这场戏中所有镜头，都必须按照影片制作前期所设定的RAM和渲染时间来制作。因为Houdini软件的适应性比较好，所以这部分我们主要用它来处理。


《冰川时代4》剧照

　　在制作前期，工作室必须解决的一个问题便是，如何将海水表面进行完美的形象化表现。制作过程中，我们首先使用了Houdini Ocean Toolkit (HOT)对海水表面进行处理。前期我们为其效果创建了一些预设，而后再交给“摄影/展示与动画部”通过Maya制作。接着特效部门会在动画处理阶段将海水表面效果定案，并同时提供局部补丁，对各角色和船只进行动画的精细化处理。到了最后阶段，必要时特效部门再对海面添加泼溅和加强涟漪的效果。

　　在制作海水表面由平静到波浪翻滚的形态变化时，我们参考了一些其它影片、真实镜头和个人视频。早期一些工作室都采用专门的工具来计算海水运动的速度、速率，这样一来，就能使动画中海水表面的运动，与其在自然条件下的状态和产生的变化效果保持一致，而观众也可以观看到一幅幅逼真的大海画面。因此，我们很早就测试了场景的立体效果，由此来确定摄影机的位置。


《冰川时代4》剧照

　　大海最终是由一些不规则多边形网格所渲染的，但我们觉得此方法会占用大量内存。为解决该问题，我们开发了一种基于摄影机的技术，即在摄影机的平截头体建立并分割这些大海网格。当表面效果确定下来之后，为利用好散射吸收，并且方便后期到CGI工作室的内部渲染器中校准折光的物理特性，我们又对大海表面进行延伸，之后再将其关闭。


开发立体像素工具 制作海浪泼溅镜头

　　为制作好各角色在海上遭遇水龙卷风袭击，最终征服大风暴的场景（包括场景中看到的一些具有破坏性的尘埃、乌云和海浪泼溅等镜头），我们开发了分别应用于前期和后期的立体像素造型工具。


《冰川时代4》剧照

　　在制作时，立体像素的效果不能超过最大内存容量和所设定的渲染时间，为了用最少时间完成一些重复性工作，我们特效部门运用了平流平移，兼过程模拟的技术，以提高工作效率。

　　为处理好大量的立体像素，特效部门一共运用了三种手段：

　　1、使用了一个可以压缩局部模拟网格的工具，几何体或者是模拟流体本身都可将这些网格遮蔽。

　　2、基于摄影机像素大小的强化模拟。

　　3、三是对蓝天工作室开发的用于SMOGVOX立体像素储存格式进行改善。


《冰川时代4》剧照

三维天空模型制作与拍摄技巧

　　《冰川时代4》中，整个天空我们都由平面2D效果打造成了3D立体画面，这些元素的效果其实都来自于真实的天空模型，只不过我们处理后使之更趋于美术画风格，之后再制作为成套的3D素材。在整合后，这些复杂的天空效果，只需要不超过三名设计师，就可以快速的创建出963种不同的天空场景，在所有具有特定体积、跟随光线变化的3D云朵中，有154朵云可与它们在远处的影像无缝结合在一起。

另外，一天中，时间和太阳的方位都是拍摄过程中需要考虑的重要条件。如果你使用了一个完全锁定于Preetham模式（一种常用的解析模式，用于将天空光线照明置于电脑图形，由A.J. Preetham、 Peter Shirley和 Brian Smits开发）的工具，则镜头的提升，甚至视觉的倾斜和海平面的滚动所产生的不稳定位移，将导致全局色相的改变和太阳光线的错位。虽然可以事后再把颜色重新调整回正常显示状态，以适应其它拍摄的镜头，不过这样一来会耗费大量时间。我们所用的工具主要就是为不同高度的大气层建立一种复杂的联系，这些大气层都会产生各种不同的成分（比如太阳光照阴霾、防光照弱化，以及smaug影像等等）。


《冰川时代4》剧照

　　一旦所有元素创建完毕之后，只需要将它们一一送到摄影机里拍摄就可以了，并且在80%的时间里基本上不用再做什么调整。这也意味着在此之后无论想要查看哪个角度的场景，呈现出的效果都非常好。如果要调整某一处影像，操作也比较简易，比如，当你希望在镜头中加入阳光时却发现镜头比实际高出30度，而此时你需要加入3%的混浊度使整个视觉效果能够自然融入到下一组镜头中，这整个调整过程看似复杂，但我们只需要几分钟就可以搞定。更重要的一点是当这些元素改变之后，它们与其他元素之间的联系可以保持不变。

　　除了快速传入所有独立的镜头之外，我们还可以自动生成其它影像，使用这些影像，并结合我们复杂的光线跟踪合成，可以进一步使天空与角色融为一体。HDRI照明环境及折光环境可以准确匹配镜头中的场景，甚至对镜头水平的调整也可以匹配。


《冰川时代4》剧照

　　继《霍顿奇遇记》之后，蓝天工作室就一直采用这种制作方法，在海浪向前推进的时候，我们使用了真实体积的云朵镜头进行水平渲染，同时，通过天空照明系统来处理这些云朵。与立体书籍类似，由远而近，每朵云渐渐由一张预渲染卡片形成3D影像。其变化过程是微妙的，不过最终都可以达到令人惊奇的效果。无论是光线、广域云朵阴影还是不匀称的空中透视，所有元素都采用了更多的3D渲染图层，用于生成云朵的模拟数据都是一样的。

角色塑造方式解读 注重质感表现

　　我们为《冰河世纪》开发的技术并不只有环境特效。在这部电影中，我们可以看到主要角色的特效和模拟效果带来的新变化。这其中包括Granny（中老年树懒）的围巾，船长Gutt（一只黑猩猩）的胡须，还有Peaches（一只青年猛犸象）的发型等等，所有这些元素均由角色模拟部门处理而成。





　　Granny那总是下垂的颈部形象，最初是通过配合一些物体和索具而诞生的，不过模拟团队最终没有将其制作成一个蹒跚的，皱纹横生的形象。通过索具与造型相结合，模拟团队想出了一种方法，他们采用了一只用于模拟中老年树懒皮肤层的高分辨率网布，为使一切看起来更有趣，Granny最终就成为了一只披着一条用皮毛围巾的树懒！然而这也要求我们必需开发一套用于适应包括动画、角色模拟和皮毛/程序化建模在内整个工作流程的制作方案与工具组件。



　　另外一个需要解决的类似问题是关于一头肥胖的海豹Flynn，它体态摇摆颤抖，这是为了突显它皮肤下面的那层脂肪，我们开发了一套角色模拟平台供动画设计师们使用，这样他们就可以运用这个平台来提高工作效能，用仿真技术在海豹的脂肪中加入高频率抖动效果。海豹身体脂肪层的抖动效果会在当它们快速移动或与其它物体碰撞时呈现出来。

冰川时代4新加角色设定欣赏
http://www.cgdream.org/thread-18872-1-1.html

xihuan   good