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这些年Renderman取得的辉煌战绩

CG世界  · 公众号  ·  · 2019-01-04 09:00

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我们又来说Renderman了。虽然,我们很少用,但是它在历史上的地位是不可估量的。



为什么总唠叨Renderman?因为奥斯卡马上要开始了。我们发现在竞争奥斯卡最佳视觉效果奖30部影片中有27部影片都使用了Renderman。让我们不得不重拾话题。



在之前的文章中我们有介绍过,Renderman规则发布于1988年,是Pixar旗下的渲染器。在电影界几乎“霸屏”的地位。有着辉煌“战绩”的RenderMan因为其“高大上”的身份一直不被很多人“待见”。所以一直都是迪士尼、皮克斯这样的大公司还有一些有语言基础的资深艺术家才会玩。


可是RenderMan作为行业标准,在过去36年里彻底地改变了计算机图形学与电影工业,并继续做着开创性的贡献。 RenderMan背后的技术团队实力是非常强大的。在当今世界,在动画和视效领域,没有任何一家公司的研究实力能够超过迪斯尼。 美国电影艺术与科学学院也对其在技术上的创新授予多个奖项。那,今天我们就来细数下Renderman那些年取得的辉煌战绩。


那得先从Pixar公司的联合创始人之一Ed Catmull说起。Catmull当时还工作在工业光魔开始,作为精钻技术的人员,他一直带领团队寻找将实拍序列和视觉效果结合在一起的方法。



起初,电影的角色外观、灯光等重要方面都是由程序员来制作完成的。 Catmull带领着他的CG团队专注于动态和创新的研究,也就是我们现在使用的Renderman“基础款”。



那个时候想要生成某种特效,艺术家还得一秒变身成码农,噼里啪啦地敲一段代码。比如1982年的动画《Tron》,一次只能制作一帧,那制作量可谓是大出天际。


这部电影是第一次大量使用电脑生成图像和真人结合方式完成的特效电影。 即使在今天看起来,影片的画面仍然显得充满想像力:虚拟空间中飞行着像大门一样的侦察器;有着蝴蝶般翅膀的运输工具顺着光线移动;


后来,逐像素处理画面的过程逐渐被替代,工业光魔开始利用技术手段直接进行渲染,早先需要几天才能完成的渲染任务,在技术手段的帮助下几个小时就能完成。



通过对菜单和鼠标的简单操作,Renderman实现了从代码到图形界面的转变。和“敲入命令得到结果”的方式不太一样,艺术家们不需要抓破头皮地思考“技术到底是如何实现的”,直接通过软件进行艺术创作就可以了。

那个年代已经引入了“光线算法”(Rays Algorithm)。“光线”指的就是要渲染一切你所看到的东西。那是一个相当强大、非常灵活的可扩展的渲染平台。


1982年ILM制作了《星际旅行II:可汗之怒》,当时团队最主要的任务就是让人们意识到渲染平台的价值所在,想用实事证明这一点。而他们确实成功地做到了。ILM模拟了类似地球的星球环境,飞跃数字景观、俯瞰海洋的效果全都实现了。这些效果对于之前古老的技术来说,想都不敢想。


《可汗之怒》是第一批采用电子图像与计算机绘图来加快制片进度的电影之一。计算机图形公司“埃文与萨瑟兰”(Evan and Sutherland)制作了进取号荧屏上显示的矢量图以及用于影片开头字幕的群星背景。工业光魔在这部电影中达成了一大技术成就:他们制作的创世装置改造贫瘠行星的影像,是电影史上第一段完全利用计算机生成图形技术制作的影像。



基于光线架构,ILM又引入了数字运动模糊的效果,用于模拟快速运动。在影片空战序列中,我们可以看到运动模糊不仅传达了运动的速度感,还有助于将微缩模型更好的融入镜头当中。



到了1985年《少年福尔摩斯》中,染色玻璃骑士从窗户上跳下,变身成为一个真实角色。 这也成为第一部利用CG角色的电影。



直到现在仍有很多人喜欢采用拉焦的拍摄手法,从骑士的手转移到骑士的脸上。然而这一切其实是通过Renderman渲染完成的。



几年以后詹姆斯·卡梅隆拍摄了《深渊》。 《深渊》是一部科幻冒险片。卡梅隆自编自导的第三部重量级作品《深渊》,该片同样也是他第一部将爱情故事与冒险题材融合在汪洋大海中的影片。尽管流体应用最为著名的要属《终结者2》,但是大量的应用CG来解决流体问题的,首次是出现在《深渊》这部作品中。创造了史无前例的水下特技效果并且首次在电影中采用大量电影生成影像,为以后一系列同类题材的影片打下了坚实的基础。


里面的那只生物是由水构成,并且还能移动,有着人类的面孔。这只有CG能做得到,而且是其他任何方式都实现不了的。



之后Renderman在电影《终结者2》中大显身手。导演希望通过电脑图形来生成那个“液体人”的主要角色。最终将实拍素材投射到电脑图形之后再变形。最终在Renderman引擎的帮助下才得以实现这一具有变革意义的效果。



1993年影片《侏罗纪公园》。 工业光魔在这部影片中首次成功制作出了由数字技术创造的能呼吸的有真实皮肤、肌肉和动作质感的角色。本来 一开始团队计划是制作定格式的恐龙角色,但是在对计算机渲染生成的恐龙进行第一次测试之后,就迅速抛弃了之前的计划。因为Renderman提供运动模糊,而且非常容易上手,最终得到的渲染效果也十分的流畅和真实。 因此 《侏罗纪公园》也 获得了1994年第66界奥斯卡最佳视觉效果奖。



再再后来,电影制作人开始在电影中大量的应用CG角色。 比如《指环王》中“咕噜”。


半透明的皮肤,让咕噜这一角色看起来无比的逼真。因为当时利用到次表面散射这一新技术。也就是光线进入固体表面之后发生散射看起来半透的一种现象。没有次表面散射的皮肤看起来没有光泽而且好像死气沉沉的,而模拟次表面散射的皮肤,会让纹理更加有深度更加柔软,更接近于人体实际的皮肤效果。



这种效果在制作CG角色时会起到至关重要的作用,再比如《加勒比海盗》中戴维琼斯的角色。戴维琼斯可以说是利用次表面散射效果最极致的一个例子,因为要让他看起来像“果冻豆”软糖一样,这是特效化妆所实现不了的效果。



一部又一部的电影展示了Renderman强大的渲染能力,在后来的就我们所熟知的《X战警》系列、《斯巴达300勇士》《钢铁侠》以及漫威宇宙的诞生。


当2010年卢卡斯星战系列三部曲卷土重来的时候,Renderman在业内已经牢牢坐稳了电影级渲染器的头把交椅。


星战中所有飞行器和空战都是CG制作的,团队也在有意唤起观众对原始微缩模型美学的认知。他们采用了一种成为“路径追踪”的方式来模拟光线是如何从物体上反弹的,使太空序列场景更显得真实。激光反射到“绝地”时是绘制在画面上的,而通过路径追踪的方式来计算光线反弹,在X翼战斗机周围就会有色彩环绕的效果。



这里的路径追踪计算的不仅仅是出现在大型飞船之下的小型飞船阴影,还有捕捉大型飞船反弹的光线,并且照亮了上面飞船的底面。



可能你在看电影的时候不会注意到这些细节,但这些光线确实是镜头实实在在的一部分。当威尔赫夫·塔金出现的时候,Renderman采用了与制作咕噜和戴维·琼斯相同的次表面散射技术。才得以让这位船长栩栩如生的出现在屏幕前。



可以说在VFX的发展史上,Renderman是功不可没的。当然比起在VFX上的应用,Renderman似乎更让人熟知的是他在动画电影上的应用。 而《玩具总动员》就是它的起航之作。



《玩具总动员》1995年上映,无论是一个5秒钟的爆炸,还是一个完整的场景,所有的数字动画制作都是通过Renderman渲染来实现。



从那之后,后来所有的皮克斯电影都无一例外使用了Renderman渲染器。比如《电力怪物公司》、《机器人总动员》、《海底总动员》等等等等。


《海底总动员》是发生在水下的故事,整体效果是在水下,因为也是之前没有接触过的,应该算是几年以来的突破。



Pixar的每一部电影都用到了Renderman的新技术,2017年的《寻梦环游记》可以说是一个巅峰时刻。虽然这些场景都很复杂,但无一例外的令观众感到自然和真实。



30年前,Renderman成为了一种用来帮助艺术家将想象力变成现实的工具,而现在,它存在的意义已经远远超过了这些。尽管这几年各种后起之秀在不断的挤压Renderman,但不可否认它在电影史上为CG行业做出的巨大贡献。


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