骇客帝国3 CG特技效果制作过程完全解析

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在拉里和安迪。沃卓斯基的骇客帝国三部曲的终结篇中， Neo 和 Agent Smith 在大雨磅礴的机器城市产生了激烈冲突。

接下来的争吵使他们在街道上、在空中、在建筑里、在城市高空打斗。

坐落在Alameda（加州洛杉矶）的ESC Entertainment负责这一场双雄超级击打的主要特技效果。CGNetworks与Andy Lomas （Head of CG）和George Borshukov (Technology Supervisor) 就骇客3的这些特技进行了对话。

1 ）超级击打

在拉里和安迪。沃卓斯基的设想的镜头中，其中一个就是超级击打，Neo的给了Agent Smith一记强有力的击打，把拳头印留在了他的脸上。George Borshukov带领着ESC的10个人的小组投入到这个镜头中，这个镜头将全部

用CG来生成。

在这个镜头设计中首先是导演肯定了的草稿设计，然后是理想姿势的初模。Hugo Weaving表演被击打的过程，然后动画师们根据这个再作进一步的变形动画。

“因为这个镜头应该是要着力描写击打导致的超越常规的变形，我们需要在处理过的用Universal Capture（参见page2侧条） 采集的Hugo Weaving的表演的基础上进行夸张变形。”George Borshukov说。“我们感到如果用诸如Maya的blendShapes等常规方法作变形和面部表情是不能实现这么真实的。”

高潮时Neo（Keanu Reeves）和Agent Smith（Hugo Weaving）的打斗，Neo 给了Smith一记超级重拳－－这是一个完全由CG制作的里程碑式的镜头

2 ）超级击打－－继续

“尽管我们有了描述导演兄弟想要的姿势的初步草图，我们还是没有任何接近结果的捕捉数据。我们拍摄了Hugo的表演，就好像他正在承受打击似的。Kody Sabourin在捕捉的镜头基础上做了些奇迹般的变形工作。简直难以置信，他能在几周的时间里用他的艺术技能和令人惊异的眼光做到这一点。他使用Maya的deformer和自定义插件进行逐级变形来达到最佳表现。”

艺术家们同样也把成果归功于Hugo Weaving的优秀的基础表演，这些表演如此之棒，以至于相当多的动画工作只要简单的夸张一下他的表演就行了。“Hugo的表演太棒了，没有他我们真的没法作出全人造的表演。”Borshukov解说道。“我们在皮肤上添加皱纹和折叠，使他看起来正被击打，但是最根本的表演还是Hugo Weaving。”

此场景的复杂的水特效是由Oystein Larsen通过综合使用Maya的粒子效果和用来创建挂满水滴的表面的自定义插件来实现的。

超级击打一镜都是在Mental ray中渲染的，充分利用了它的光线跟踪的能力。由于这是个关键镜头，整个场景渲染成one pass的三维景深、光线跟踪、反射、折射和焦散效果。这一镜要求有类似“子弹时间”的慢镜效果，很大的雨点坠落在角色周围，并且需要物理上的真实度，不仅仅是为了卖弄特效，也是为了增加镜头的美感。为了使情形变得复杂，闪电拳要及时打出足够的点数，为了增加击打的凶猛程度，需要闪电精确来卖弄特效。总而言之，每一个2K大小的帧的渲染时间多达20小时。

Universal Capture 和人造人。

Universal Capture是一项革命性的技术，ESC Entertainment开发它用来捕捉演员的面部表演并用作数码加工的底板。UCap由电脑扫描演员的石膏模型开始，来获得一个高精度的mesh和细节。由于扫描模型获得的mesh精度极其高，所以需要作优化，转为quads的mesh，为以后的subdiv表面渲染做好准备。为了捕捉演员的面部表演，五个同步的高清晰摄像机被摆放为环形阵列来记录运动。使用视觉流和照相测量法，随时间记录演员的面部表演。从五个高清摄像机中提取出纹理贴图，并用来创建一个单一的UV color map（有动画）任何细节，皮肤表面的皱纹和折叠放在bump和displacement map中（有动画）。

经过这么费劲的过程终于产生了照片般真实的3D演员面部表情的表演。

完整描述Universal Capture技术的论文参见 http://www.virtualcinematography.org/

3 ）雨，雨，还是雨

“关于雨，我能写一本书。”Andy Lomas开玩笑说，他在革命篇中主要负责创建人工的CG雨。有人可能会以为下雨不过是往下掉落的粒子加上运动模糊而已。在革命篇中，因为雨出奇的大，掉落的是雨滴球，情况就变得更加复杂。而且，某些镜头比如超级击打，用的是慢镜，因此雨滴颗粒就需要描写的更加精确，因为它们会很慢而且离

镜头非常的近。在很多实例中，这个CG雨还需要和合成人产生真实的交互作用。

我们研究了光线对真实的雨的作用，并基于此项研究建立了光照模型。而且还研发了Mental Ray的Shader和一个从Maya中取得粒子来程序生成几何体的系统。对于雨滴球最大的问题是，他们太大了以至于在下坠时不断的晃动，（使它看起来好像是实时拍摄的一样）。而且，由于闪电的作用导致的光照条件的急剧变化也使场景变得更加复杂。最终的降雨系统和着色系统允许灯光师控制雨滴的摇摆程度，对闪电的反光程度和对于光照条件突变的真实反应的程度。

“着色系统的一部分是运动模糊已经被计算进来了。”Lomas解释道。“着色系统计算出雨线的强度，并把它转换成线状的几何体，上面有各种细节，宽窄不一的线条，晃动并闪光着，真是完美无缺。这个系统极大的加速了我们的渲染进度，因为如果渲染一个下雨的场面，再在后期合成加上运动模糊，会需要相当长的时间。”

因为这个下雨系统主要是基于Maya的粒子并在Mental Ray中转换成几何体，所以计算物体间的交互就变得非常灵活，比如角色。由于Neo和Smith要在空中打斗,CG的雨需要和他们的头发和衣服产生交互作用。

相对于Reloaded篇，革命篇中的CG角色针对处理湿滑外观进行了重大改进。“在Reloaded中的CG角色外观是基于测量过的反射的，（BRDF，见侧面说明框）”Borshukov说。“但是问题是我们从未测量过任何湿的东西。我们不得不在干的外观基础上，花时间修改Shaders来达到湿的外观。这里面Masuo Suzuki做了很多工作。”

Suzuki还做了雨滴打在衣服上的“ploink”效果，尤其是在角色的肩膀周围滴落的最多。“ploink”是用来形容雨滴掉落在衣服上产生的有些飞溅起来，有些渗入布料的交互效果。Suzuki开发了一个程序化的noise看起来象是水滴打湿的，那个点的布料看起来更黑，而且在一些时间帧中有更多的高光，然后这个斑点会消失。

头发是革命篇中另一个开发的重点。在前一篇中，ESC已经研发了一些工具使用Mental Ray中的原始头发来创建写实风格的头发。这些工具必须要升级为能处理湿的头发才行，因为发丛和特征完全不同。Tadao Mihashi和Christina Tempelaar-Lietz负责升级头发系统以处理湿滑外观。

“至于其余的建筑物上落下的水、流到街上的水、还有各处的水，负责视觉特效的ESC的艺术家们曾经尝试着通过使用流体动力学来达到物理上的真实模拟－－然后放弃了。因为发现使用Surface Shader对于眼球来说更有效率，用薄片的shaders和maya的粒子。Mike Mulholland 开发了许多水面的shader，包括水墙、流落屋顶、淌到街上和物体表面的水。

回顾：

“最大的挑战就是试着在一年里发表两部电影，”Andy Lomas说。“艰巨的特效数量和特效的类型的确是对每个艺术家的勇气的考验。”

“对于我们来说，令我们特别骄傲的是数码特效方面的工作以及合成人的创造。”George Borshukov补充说。“超级击打那个镜头是我们的终极机会，通过它我们展示了我们最近数年里投入到合成人中的艰苦工作。能最终看到它的特写出现在这个标志性的镜头中真的是令人欣慰的事情。”

记录：Leonard Teo

图片：Warner Bros