《獨行月球》:推進中國電影數字化工業流程高質量發展

張 帆 魏 明

MOREVFX,北京 100015

進入21世紀以來,電影民族工業挺立潮頭,電影產業提質升級彰顯中國速度。中國視效制作行業呈現蓬勃發展態勢,國內視效團隊經過多年發展和積淀,在場景特效類、環境氣氛類視效制作上,已經趨向成熟。從拍攝方案到執行落實,各環節都已處于可控狀態,在細節和創意上可以完全滿足作品的需求,同時還在不斷發展和進步。可以肯定地說,電影視效技術已經不再是國內電影數字化工業流程的短板。對于國內頭部電影視效團隊來說,早已將追趕方向逐步轉移至下一個賽道:寫實級數字角色。

寫實級數字角色,分為 “數字人形生物”和“數字生物角色”。隨著從業人員綜合能力的提升以及軟硬件系統的迭代升級,這些技術在短短的幾年里,已經發生了很大的變化。在國產電影中,已經越來越多地看到數字生物正在從普通小角色往重要角色的方向發展。從電影 《刺殺小說家》的終極反派“赤發鬼”,到《獨行月球》成為“全球頂流”的赤大袋鼠“剛子”,數字技術和電影內容的發展,都在大踏步向國際頂尖水平靠近。在此過程中,電影內容推動技術變革,技術發展也在為影視主創人員提供更加廣闊的創作空間。未來會有更多的寫實級別的數字生物角色出現在大銀幕上。

1 “頂流” 的誕生

《獨行月球》全片有將近2000 個視效鏡頭,MOREVFX 完成了其中1500多個鏡頭,項目后期制作歷時3年,虛擬拍攝周期約2個月,現場實際拍攝持續了5個月,片中最難把握的主要是袋鼠情感表達的特寫鏡頭。

《獨行月球》上映期間,“剛子”在戲里戲外都能稱得上“頂流”,主要得益于影片的袋鼠表演采用了動作捕捉和后期藝術家二次創作的方式完成,袋鼠的表演者郝瀚老師把袋鼠的情緒表達得淋漓盡致,動畫藝術家再對他的表演進行精雕細琢,最終為電影塑造了一個有喜感、有情緒、有力量的澳洲赤大袋鼠“剛子”。目前國內電影作品中,在數字生物角色整體效果的完整性上,“剛子”已經達到了國際一線水平。所謂“完整性”是指袋鼠的資產制作、跟蹤匹配、動畫表演、燈光渲染、特效、合成等各個環節呈現出的綜合結果,無論哪個環節的技術不到位,都無法達到現在成片的效果。

在數字角色的制作過程中,MOREVFX 視效團隊翻閱查找了各方面關于袋鼠的資料,游走于北京的各家動物園之間,在外觀特征、生活習性、動作規律等方面記錄整理了大量的資料,增強對袋鼠的認知,理解袋鼠的行為邏輯和特點。隨后動畫藝術家又花了八個月的時間,結合袋鼠原始性格以及劇本中的角色設定,賦予了 “剛子”最終的靈魂。最后結合這些資料,數字角色藝術家使用了十一個月的時間將袋鼠的這些特征數字化移植到 “剛子”身上。

圖1 袋鼠毛發分布預覽

圖2 袋鼠毛發測試效果

從袋鼠資產上來說,藝術家們先設計出劇本故事所需要的袋鼠形象,然后通過三維的制作方式,完成袋鼠的骨骼、肌肉、肌肉蒙皮、皮膚、毛發及表情等環節的制作,最終完成袋鼠的整個資產。

與《刺殺小說家》《外太空的莫扎特》相同,本次視效制作前期也采用虛擬制作的方案,但和前兩者不同的是,在綁定制作環節,《獨行月球》對角色實時成像的需求較高,需要能有接近完成的變形效果來判斷袋鼠關節極限,或是袋鼠與其他角色、道具的正確比例關系。因此從2020年4月到虛擬拍攝前這段期間,視效團隊便針對如何在虛擬引擎中實現與一般三維軟件內接近的變形效果進行了技術研發。

以往跨軟件的角色綁定傳遞,比如從三維軟件到動捕軟件,或從三維軟件到虛擬引擎,大多使用fbx格式進行數據交換。但由于僅能使用骨骼進行數據傳遞,許多在三維軟件中實現的效果,在傳遞的過程會失去原有的功能。視效團隊的解決方案是,在實時成像的虛擬引擎中,再搭建一套帶有變形驅動的綁定,那在數據傳遞至引擎之后,接收數據的骨骼也同時會驅動關節修型或扭轉形態彌補的變形,如此一來便能讓角色變形的形態接近一般三維軟件的效果。

圖3 袋鼠姿態展示

當視效團隊進行虛擬拍攝方案測試的同時,袋鼠的視覺開發工作也在同步進行,在這個階段袋鼠的品種、體型、肢體比例、五官、毛的長度等外觀特征也進行了多次版本迭代。為了能在造型更新后,快速將新造型套用至動作上進行測試,視效團隊基于袋鼠的表演需求,開發了袋鼠的自動肢體綁定系統,只要按新造型重新調整骨點位置后,即可自動生成新綁定。

袋鼠的毛發是影片的一大技術挑戰,袋鼠全身約有五千萬根毛發,制作團隊從毛發走向、光澤、疏密分布、軟硬程度等各種維度最大限度地還原真實袋鼠的毛發效果。眾所周知,毛越短的動物對于毛量和分布、走向、光澤的要求越高。“剛子”這個角色由視效團隊的CG 總監親自制作,團隊對袋鼠全身上下的每個部位的毛發都做了分析研究和大量測試,并確保袋鼠在做動作時毛發會有擠壓、變色、改變方向的效果,同時做了大量的優化,避免在下游部門中出現各種問題,比如渲染周期、閃爍、出現毛發等問題。

此外還有骨骼系統、肌肉系統、脂肪分布。需要根據片中“剛子”的生活習性,考慮在不同環境中毛發的狀態、不同時期的體態變化、不同重力下皮膚的松弛程度等,最終合成部門還要努力讓袋鼠和環境、演員完美交互。在這個流程中,袋鼠的表情要經過毛發渲染才可以做最終判斷,一旦發現某個部分沒有達到最佳效果,就需要重新回到動畫、綁定和燈光部門,進行這些環節的反復調整,直到效果令人滿意。

圖4 正片效果截圖

圖5 ANI環節工作流程

在角色制作過程中,同期技術支持部門根據每個階段的測試結果,結合內部制作流程,為項目后續自動化提前展開工作。結合軟硬件,評估整體渲染量,優化渲染時間,平衡數據流。確保在不改變各環節效果的基礎上簡化操作,提高渲染效率、減少藝術家的工作量。

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近年來,國內數字生物角色不乏一些高質量的作品,有很多優秀的藝術家和優秀的視效團隊在不同模塊持續深耕。單一或者多個方面上質量優秀的作品是存在的,但絕大部分都屬于“偏科生”。雖然國內數字生物角色的制作在各方面都已經有了很大進步,但客觀地說,目前很多作品在整體完整性上還是無法達到優秀水準。優秀的數字生物角色,不是靠幾個鏡頭、幾場戲來判斷的,是要通過整部作品來呈現給觀眾,一旦出現參差不齊的質量,影片前面給觀眾建立起來的真實感就會崩塌。

作品完整與否,不僅是在所有效果上追求極致,還需要有足夠的經驗去平衡各效果間的工作量,需要完善的影視工業化制作流程來支撐創作。要確保在項目周期內,在全片質量上都達到優秀水準。

2 初露鋒芒的虛擬拍攝流程

從2020年2月份建組到12月開機,期間十個月的籌備時間,視效團隊完成了劇本階段全片視效內容的整理、全片的概念設計,并且制定了完整的虛擬拍攝計劃和后期制作計劃。

5月至7月,視效團隊從虛擬道具到虛擬場景的制作,以及前期對接劇組各環節的制片流程、后期對接視效公司的制作流程,進行了全盤的梳理,保證了8月份的虛擬拍攝順利開機。虛擬拍攝共用時3個月,到10月末虛擬拍攝結束,期間共拍攝了近4000多條的虛擬拍攝素材,完成了電影80%的視效預覽內容。之后又花了兩個月時間整理和分析虛擬拍攝的數據,調整和優化了后續的制作方案,確定了場景地形等關鍵信息。視效制作團隊在12月正戲開機前就已經進入了后期制作階段。

兩個月后,2021年2月12日,國內第一次完整使用虛擬拍攝技術的作品《刺殺小說家》上映。

《刺殺小說家》是MOREVFX 初次嘗試虛擬拍攝環節的項目。之后兩年,MOREVFX 視效團隊先后參與制作了 《外太空的莫扎特》和 《獨行月球》兩部電影作品。通過這些項目的磨合,結合這兩年軟硬件系統的更新迭代以及從業人員專業性的提升,虛擬拍攝的整體流程相對之前更加成熟、靈活,可以隨著虛擬拍攝現場臨時產生的需求快速調整,不會因為制片流程的原因,約束主創團隊的藝術創作。

圖6 虛擬拍攝階段工作照

虛擬拍攝是中國電影數字化工業流程中非常重要的一環,也是行業內追求“后期前置化”的基石。經過幾年沉淀,虛擬拍攝技術已經初步具備了良性發展的條件,隨著國內市場對虛擬拍攝流程的接受度越來越高,未來會有更多影視作品使用這個流程,也會有越來越多的視效團隊參與進來。影視虛擬拍攝流程也會隨著越來越多的作品打磨而變得更加靈活和便利。

3 新的賽道: 虛幻引擎

片中月球環境使用了UE5 (Unreal Engine 5.0),公司為了配合傳統的制作流程開發了大量工具,并采購了大量顯卡。UE 的使用大大提高了月球部分的制作進度。

UE5的Lumen 系統完全改變了打光的思路,提供了高精度預覽,畫面效果與離線渲染也越來越接近,改善了烘焙光照所需的大量等待時間,更不同于傳統渲染器需要測試渲染才能查看畫面效果,節省了大量的渲染時間。

圖7 UE月面地形實時預覽效果

常規流程受制于電腦性能,在制作大量模型資產時,制作人員在完成高精度模型的制作后,為了讓模型在場景中可以順暢運行,往往需要配合制作低精度模型,在場景中手動LOD。現在,有了Nanite系統,引擎可承載的模型數量達到了前所未有的高度,能夠在保證速度的前提下,直接通過高精度模型實現細節,引擎自動處理LOD,無縫切換所有細節轉換。這些功能使藝術家省去了很多體力活,可以自由創作肉眼可見的任何資產。

其次,由于作品中涉及了龐大的月面地形制作內容,在傳統環境環節的制作中,想要對于場景進行二次編輯是很難辦到的,通常是使用地形軟件創建地形,再根據需求進入Zbrush進行調整與加細,然后再制作地形材質,如果要進行二次編輯就需要重新調整一遍,是非常費時費力的過程,這導致編輯地形的成本很高。面對這種需求,常常需要有所妥協,這就導致場景相對單一,無法靈活調整,對最終效果有很大的限制。在虛擬引擎中,視效團隊通過高度圖生成Landscape的方式來創建地形,同時配合制作地形筆刷與地形元素,可以快速調整每個鏡頭對于地形的不同需求。而在材質的制作方面,只需要做一個主材質球的模板,參數化材質屬性,針對不同地形和鏡頭構圖的需求,只要創建好不同的材質實例,調整材質屬性就可以改變場景材質變化,并且配合Landscape模塊下的繪制功能,可以隨時繪制不同的材質效果,這樣藝術家就有更多的時間去打磨和優化,畫面的完成度就會更高。

圖8 ENV 環節工作流程

當然,虛擬引擎也同時存在著很多問題與技術難題,例如目前版本UE的Nanite功能有一些顯示細節層級不支持,且取消了曲面細分功能,這都要求在資產的制作階段要投入更大的精力。針對一些材質不理想的部分,同樣需要采用傳統的EFX 與Matte Painting的方法進行細化。同時在渲染結果方面,為了能夠高質量渲染,特效團隊重新編譯了Movie Render Queue插件,以便滿足后續合成時對于AOV 的分層需求,這雖然增加了一些渲染開銷,但其渲染速度仍然是其它渲染器無法與之相比的。

虛幻引擎,無疑是近期視效行業中一個關注度非常高的話題,配合同樣備受關注的虛擬拍攝和虛實結合拍攝技術,國內外的視效團隊都已經開始不同程度上將引擎技術與傳統制作在流程上進行融合。它的出現給視效行業的未來帶來了更多的可能性。

4 結語

電影是一項藝術與技術相結合的現代藝術,電影史上的每一次重大技術變革勢必會帶來電影觀念的巨大變化。隨著中國電影數字化工業流程的升級與完善,在構建中國電影產業的過程中,數字技術起到了至關重要的核心作用,已經成為勢不可擋的大趨勢。從《刺殺小說家》到《獨行月球》、從暴戾恣睢的“赤發鬼”到深得人心的“金剛鼠”、從詭譎怪誕的“甕城”到廣闊無垠的“月面”、從變幻莫測的“盔甲人”到履險蹈危的“航天員”,中國電影視效技術在不斷探索、迭代中闊步前行。在這場技術變革中,電影創作觀念將被徹底顛覆,中國電影工業發展必將開啟“新紀元”。