重庆动画公司解析《即视风暴2》的特效制作
在众多海外留学生中，在短短17周时间里，重庆动画公司的主创人员创造了电影级的科幻短片--《即视风暴2》，并一举获得了最佳短片奖，这也许是惊叹于他们的创新创造力，也许是你为重庆动画行业的崛起而欢欣鼓舞，也许你也跃跃欲试想在CG行业大展身手，那么在重庆博得传媒这个动画制作团队中，我们必须看到一些潜在的观点。
聆听他们为我们解析《即视风暴2》的特效制作与后期合成，看看这群CG精英是如何克服一个又一个困难而完成作品的，希望他们的奋斗历程，能为中国CG之路上的迷途者们点亮前行的方向。
全CG镜头——“三角舰聚集能量”的合成
镜头分析
全CG的镜头在特效电影中被经常运用，但难点是很难去把握每一个CG元素之间的匹配度，所以，塑造整体氛围与前后的镜头很好的匹配与衔接就显得至关重要的。三角舰攻击的镜头在这部重庆动画制作的短片中是比较重要的一个部分，因为要体现出三角舰的威力巨大的攻击，那么自然聚集能量的过程是一个看点。
这个镜头也是主要的运用的NUKE X v6.2这个合成软件进行合成制作的。这个镜头中的难点在于如何把粒子与CG物体相匹配，以及三角舰能量聚集过程中的一些细微的影响，包括光影的影响，温度的影响等等。
下面我们先看一下整体的效果。（图01）
制作天空背景
在这个镜头中我先选择的是一张符合环境的天空的图片，然后进行了校色，因为当时的环境是充满黑暗和压迫感的，所以我减低了背景的明度和饱和度，而且我们的视觉中心是在三角舰的能量聚集上面，所以我把背景图片进行了适度的Defocus。（图02）
三角舰与背景的合成
接下来就是把CG三角舰结合到画面中，这里要注意的是前面的三角舰和背后的三角舰的空间关系，近实远虚的去调整，当然还要注意与背景天空的虚实对比。这里一定要注意CG元素的边缘，大多数的CG初学者没有注意到CG元素的边缘与背景的融合，所以才产生了看上去不是在一个空间的感觉。在这里我用到了NUKE中的LightWarp节点来解决这个问题。（图03）
粒子能量的制作
这时候我要把这个镜头中的重点“能量粒子”合成到画面中。在这里有一个难点，特效的渲染是非常慢的，那么这时候作为一个合成师，我们可以用合成的概念和思路去让原本效果简单的特效看起来不简单。我们来看一下最初渲染出来的能量是什么样子的。（图04）
最开始的能量粒子看起来比较平均化没有能量与能量间的相互关系，而且没有重量感，颜色上面也比较平均，然后我们再来看看最终的效果。（图05）
通过对比我们可以发现，这里我加强了能量之间的空间以及颜色的关系，让它看起来有自己的重量感觉。在这里我是运用的大家都知道的RGB的三个通道的叠加来最终实现这个效果的。
首先我需要做的是拥有只有RGB颜色的序列帧，这样我就可以在NUKE中分别把RGB的通道提取出来进行分别的叠加以及修改颜色和明度对比度等。这样通过几层的叠加就可以很好的解决了这个问题，从而大量的节省了时间。
不过这里要提醒大家的是，RGB的范围我们还可以通过色阶进行选取调整，也就是说R通道我们还可以通过调整色阶，然后提取出不同的范围，这样可以进行更多的细节调整，同样G通道和B通道也可以进行这样的微调。（图06、07）
2飞机群灭的粒子能量的噪波制作
在我们完成了能量粒子的调整后，下面的一个重点是要把能量粒子结合到CG三角舰中，这个时候我们需要注意的是高亮度的能量粒子对三角舰的光的影响以及温度噪波（Heat Wave）的影响。所以我们需要针对三角舰受影响的范围进行提亮。
至于温度的噪波，在这里我定义为能量粒子是具有高温的，所以周围会产生空气扭曲噪波，所以这里我直接运用了能量粒子本身作为一个素材，然后进行模糊以及噪点和扭曲的处理，重庆影视公司这样就会虚拟出来一个温度噪波的效果，当然这里还要注意的是噪波层和能量粒子层的前后关系，当然我们需要利用Alpha来进行遮挡就ok了。（图08）
制造三角舰的空间感
因为我们之前是针对每一个CG素材进行了调整，但是所有的元素都是为了这个镜头的整体氛围来服务的，所以现在我们要进行的是综合的调整，这也是最关键的一步。其中需要注意的是每一个CG元素的空间关系，以及色调明暗关系。
在这个镜头中，CG三角舰是在天空中聚集能量的，所以我在Photoshop中手工绘制了几层静态云，然后作为空间的云层从而加强CG物体之间的空间。不过要注意，这一些静态云是需要移动的，否则会看上去很假。为了加强能量聚集时的强大的力量，所以这个时候需要镜头的抖动去体现，于是我后期加入了镜头的抖动（根据能量聚集的程度，从小幅震动到大幅震动）。最终再加上镜头光晕，这样这个镜头就基本上达到了我们需要的效果。（图09）
流体、动力学——飞机群灭的制作
制作概述
飞机群灭，这个镜头主要是描绘外星母舰飞船，在能量波攻击的一瞬间将人类飞机弹开并击落的场景。我之所以选择这样一个镜头作为特效部分讲解，是因为它囊括了很多片中常用的技术。主要涵盖maya的流体和粒子系统两大部分。
众所周知，maya的流体动力学系统强大但效率很低，尤其面对此片极短的制作周期，7周内要完成所有特效镜头的模拟，测试，运算，渲染。所以在有限的时间内选择出好的方法就显得尤为重要。
场景分析
拿到场景以后，首先对镜头进行分析，整个镜头只有不到4秒，却包含了母舰的能量光波，飞机的爆炸，飞机的破碎，飞机身上的火焰，粉尘和烟柱等几大部分。而最大的制作难点在于，怎样从超高速运动的物体（飞机）身上发射持续的流体。
母舰粒子能量的制作
首先是母舰的能量，母舰需要一种蔓延的能量感，于是我选择在maya中用流体驱动粒子的方法，先用低精度解算出流体的初步形态，cashe后在驱动n粒子将形态传递，最终用细小的particle cloud输出，受机器限制的影响，粒子使用数目约为1000万。（图10、11）
飞机碎片与拖尾制作
飞机身上的碎片由maya粒子替代和常用表达式结合完成，而破碎时产生的粉尘则用粒子发射流体并开启motion streak选项。由于飞机移动速度很快，在三维空间是很长一段距离， 于是乎使用粒子缓存后发射流体的方法，保证了从尾部发射持续的尾烟。（图12、13、14）
3《即视风暴2》背景合成
飞机的爆炸和火焰使用
爆炸的动态效果是由多个动画过的发射器向不同方向发射实现的。高数值的simulation rate和 gradient force 有助于实现爆炸的起始冲击效果。（图15、16）
将所有运算完成后，再将流体输出RGB－normal pass和fluid Id pass（以便合成师可以更方便的使用运算的素材），就可以交给合成部门去合成啦！
《即视风暴2》背景合成
背景制作分析
大家可能要问为什么做背景也需要合成，有啥好分析的，不就用PS画图，修图拼起来就好了么？最早的背景制作确实是这样的，而且最原始的背景制作甚至是画到布料上再拍摄下来的。可是在《即视风暴2》的背景创作过程中，导演梁嘉文要求要有旧金山都市被毁坏之后的残景，并且必须要有一定的镜头运动。单单一张PS图片，再后期加上镜头运动是不够的，无法准确的产生景深和parallax（视差）。
备注：视差就是指在不同距离的物体由于镜头的运动（比如放大缩小焦距）而产生的位移，并且在不同层次上的物体，位移速度是不同的，从而带来真实拍摄的感觉。
街景分析
我们第一个背景镜头是旧金山Kearny街的近景，但是因为是第一个背景，要求在城市以内，所以空间感不够强，不算太好的讲例，所以我们这里会以第二个背景镜头为例进行讲解。
这是第一个街镜的制作过程截图，用Nuke制作合成，这里只做个参考。（图17）
紧接着是镜头拉远之后，旧金山的中景，整个背景的出现序列是以近及远，最后伸展到外太空来展开的。这是旧金山中景图，完成。（图18）
街景制作
在最初制作的时候，我们曾经到旧金山的比较高的位置进行实拍，之后用PS进行处理，包括修图和添加各种毁坏建筑和残骸的元素。街景部分具体可以分解成三个层次：
第一层离镜头最近，要求处理最细致，并且只有非常微量的模糊。（图19）
第二层中层，要有一定的模糊，这里只放出PS后的图层，具体的模糊和少量烟雾效果在实际制作特辑里面能看到。
第三层，最后一层，要求在后期处理的时候比较模糊，而且视差中位移最慢。（图21）
3D镜头节点调节
在有了这些最基本的图层之后，怎么样达到相对比较准确的视差，然后怎样将它们进行融合呢？这就要放到NUKE里面来讲了。NUKE里面有自带的3D镜头节点，通过这个节点可以模拟一个镜头在3D环境中移动，从而达到真实镜头移动的效果。把上述几个层次放到这个3D环境中作为cards（卡片层）的形式来控制每个层次离镜头的远近，从而达到比较标准的视差。下面是我在制作时的截图。（图22）
截图中这几条斜线是镜头所及的范围，三个卡片层分别按由近及远的顺序排列。卡片层之间的相互距离可以慢慢调试直到满意为止，而最后一层则是天空。由于模拟3D空间的关系，当镜头运动的时候，视差就自动完成了。
基本的比例和层次关系搞定以后，剩下的就是把CG物体合成进去，比如外星战舰和浓烟，还有流星。具体的合成思路和方法请参看梁嘉文的合成特辑，里面有非常详细的讲到怎样用NUKE来合成CG和现实场景。这里只简单讲一下关于调色。
调色是合成中后期比较重要的一个环节，由于《即视风暴2》整体的色调比较偏灰暗，所以在较色的过程中，我也把颜色的饱和度降得比较低，从而达到一种比较末世的感觉。在使用NUKE较色的过程中，还有一个好处就是可以把RGB，三个通道分别拆开，每个通道作为一个单独的节点来调整颜色，这样能顺利的控制不同颜色通道。
最后提一下还有更方便、效果更大气的matte painting专用软件VUE，完全上升到全3D的领域，做出来后效果更加逼真写实。我们在《即视风暴2》中因为时间原因，没有用到VUE，下一个项目会更多的使用VUE来完成更宏大的场面。
街角的合成特辑
前期准备
街角（Corner）的合成特辑，这个镜头讲述的是两个人正在奔跑往巷子里逃生，但不料，怪物已经在街角从右到左的追了过来，然后往巷子的方向追赶。拍摄的方法是无轨道辅助手持拍摄，使用的拍摄器材是5DMARK2，拍摄的时间是晚上的7点。三维制作的软件是MAYA2011，渲染器是Mental ray，合成软件为NUKE X v6.2，追踪软件为 PF TRACK 5.0。
拍摄难点
由于当时拍摄的时间比较晚，日光不足，所以相机在拍摄的时候会出现一些拖影，这会直接关乎到如何让CG怪物和拍摄素材的拖影匹配，所以产生了第一个制作难点。然后在这个路口，可以看到很多的橱窗，要把怪物放到这个镜头里面，镜面的反射就变成了必不可少的一个元素，这是难点之二。第三就是，拍摄的手法是手持，镜头的运动都是不规则的，还有手抖等等，这些都是追踪的难处。
镜头分析
我先拿到了原始的影视素材，然后分析画面中影像的拖尾情况有多严重。接着就要很理性去分析当时的光照状况，光源从哪来，有多少个光源。然后去观察和思考，CG怪物将会跟哪些影像中的物体产生关系，例如玻璃反射，地面的尘埃等等。然后，就要在心中安排所有CG物体的排放位置，怪物是从哪里出来，垃圾桶需要放在哪里，放多少个，这些都是需要考虑的。最后，就是要看时间表，到底安排了多长时间去制作这个镜头，查明后，开始渲染passes和合成。（图23）
Matchmoving（映像三维空间追踪）
本人习惯采用Pf track这款追踪软件。加上PF TRACK拥有很高的灵活性，很多很人性化的功能供使用者进行细微的操作，从而达到更精准追踪结果。如果按照这个镜头来说，主要match街道的前景中景，因为前景出现的有两个垃圾桶，中景会出现一只狂奔的CG怪物，而后景是没有什么东西需要添加的，所以为了减少工作的时间量，我只全力去match前中景的路面和墙壁。（图24）
动画调整
完成了镜头追踪后，把pftrack完成的追踪结果import到MAYA里面，进行三维空间匹配和动画调节。在动画调节之前，一定要做好几个准备，一是必须有一个准备到位的绑定的动画角色，二是要了解好你调整的这个角色的性格（凶恶？迟钝？），比例（多高多壮？），动态特征（前肢驱动？后肢驱动？），还有怪物的重量（跳一步落地后地会裂开？还是只有尘埃扬起？）。
这些都必须要跟动画师好好沟通，以免出现交流上的错误，这都是会影响制作时间的。（图25、26、27、28）
CG怪物初步合成
追踪和动画调整过后，就到了CG元素的单件合成了，这次的怪物的渲染passes大概分为BEAUTY，OCC，Vector Blur，Incandescent，shadow，Zdepth。 由于想减少合成和渲染的时间，我直接把高光，反光等元素内陷到beauty层上面，合成起来也相对减少很多节点的调整，虽然说这不利于后期细微的调整，但对于时间不足的情况下，把渲染前期的质量先做好，减少后期工作也是一个加速的方法。（图29）
5颜色调整和镜头抖动
CG垃圾箱的合成
其原理与第三步一样，要注意的是，CG垃圾桶和真实地面的光影关系要注意，垃圾桶是固定不动的，跟怪物这些动态的不一样。重庆影视制作固定物件的投影是不能出现任何突然变化的，这个就要从渲染上注意，有些渲染器渲染出来的投影层会出现闪烁过着过黑的状况，这些都是会影响到最后合成的效果。
大体场景CG元素的光影空间关系
这个环节有很多人都会直接无视，但我来说，这个环节相当重要，这会帮助到整个镜头的最后的空间关系是否正确。我先在追踪过后的maya文件里面重新建造替代模型，然后把CG元素放到场景里面，最重要一步就是要把CG元素的可渲染性关闭，保留其他属性。然后就可以用OCC材质进行渲染，之后就可以得到一个整体场景的occ空间光影关系层（图31）。
增添细节
增加细节是一个合成师必不可少的技能，更多的细节可以让CG物件看上去更实在，更像是存在这个画面里面的证据。往往很多初学的合成师都会犯两个错误。第一个是没有细节，简单的合成让CG看上去像剪纸一样贴在画面上。另外一个是，过多的细节让人觉得视觉疲劳，对CG物件在这个虚拟空间里面的真实性产生更多的疑问。
在这个镜头里面我就增加了镜面反射和怪物落地的尘埃，让这个怪物跟这个场景经行更多的交互反应，从而产生真实存在的感觉。图32图33分别为镜面反射层和脚步尘埃层（MAYA DYNAMIC）。
镜面反射最大的难度是，把画面里镜面用ROTO的方法一帧帧勾出来，为何要一帧帧来？因为拍摄方式是手持，每帧的移动都不是机械运动，带有强烈的随机性，所以不能依赖智能运算来进行Roto。
这是最关键的部份，在软件中添加Motion Blur功能
在这个镜头画面中，我们选择的是后期动态高斯式模糊，而不是在前期拍摄中就产生的，前期动感模糊是在3D软件的渲染前在VRAY渲染器里调节好的这个模糊，直接把模糊效果完成后的画面输出，这个方法速度慢，而且更不便于合成软件的最后处理。
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