July 27, 2015

2015德國FMX系列報導之五--- Lighting , Art , Photoreal


世界級特效公司The Mill在這場演講中分享製作SSE廣告裡Maya這隻寫實的猩猩的角色的過程。
SSE "Maya"

講者為這部廣告的CG Lead, Sam Driscoll和Head of Animation, Jorge Montiel。Jorge說不管是電影還是廣告, 只要出現角色都必須賦予他「個性」,如何在各個小動作裡塑造Maya的個性是團隊在這廣告上花最多心力的地方。 
製作這影片最大的挑戰在於Maya有非常多臉部的特寫,在CG中呈現一隻「寫實」的猩猩臉部非常細微的表情變化,是需要非常小心的。其中,眼睛是最重要的部分,團隊為了做出正確的眼睛動畫,拍攝了「瞳孔對光線改變的反應」測試影片做研究。

Maya的主要的素材和參考資料取材從動物園裡的猩猩RUBI, 團隊拍了很多參考照片和影片,包括他的各種表情, 動作, 身體的各部分細節
進入3D製作後, 模型跟貼圖的素材就取自於此。(RUBI的影片見下方的behind the scene參考連結)

Maya的動畫的難度在於,雖然動畫師有許多猩猩的參考影片,但是要表現Maya在城市,不是在森林裡的樣子, 所以不能單純把參考影片的動作"複製"過來。參考影片僅能用來研究猩猩動作的特性:Jorge 說他認為猩猩的特色在於強壯手臂和手, 以及很重的上半身; 猩猩的動作不像人類總是在對抗地心引力; 猩猩的手永遠向下,移動的時後是利用地心引力盪出去的, 動作有明顯的伸展跟收縮。Maya一切的動畫表演都基於這些原則。
另外,Maya是一隻第一次從森林裡來到城市的猩猩,所以Maya的個性(動畫)需要表現: 1.純真(innocence) 2.像小孩般的行為 3.對環境的驚喜
(PS全片沒有用mo-cap, 而且動畫團隊為了表現Maya的個性,手扶梯的cut重新做了不同於當時演員的表演)


為了可以順利跟實拍合成, 團隊帶了收集HDRI燈光資料的器材,跟一隻猩猩模型去現場。
HDRI資料之後用來作CG的Light match, 燈光師會塗掉HDRI image上的燈, 在同樣的位置放上CG燈光,CG燈光可自由調整成合適的亮度
真實的猩猩模型可以在現場跟導演溝通CG角色的動畫跟表演;  另外現場的用猩猩模型拍的照片跟影片, 可以做為後製製作燈光跟合成的參考  
Maya的合成用了30~40個passes, 其中甚至包括了一種Mask來切換嘴型變化時的皺紋貼圖。

合成用的臉部mask / RUBI的參考影片/ 用RUBI建模的過程 在這個behind the scene的影片裡有出現:

(PS.  Q&A: The Mill製作這部廣告的時間是12週。 The Mill內部XSI & Maya並用, 不過因為Autodesk要放棄XSI了所以公司會轉向Maya, 他們認為軟體轉換的問題不大)

The Mill:





這場精彩的演講為<樂高玩電影>(The Lego Movie)的製作公司Animal Logic的Lighting RD, Craig Welsh分享如何製作出漂亮的「樂高」質感跟找尋適合的算圖引擎的過程,請別誤以為這是一場充滿數學與程式語言的技術演講,相反的,Craig Welsh是位非常好的講者,他用深入淺出的方式分享了他參與電影的過程,筆者深深被此吸引。

為了研究樂高表演的特色, 他們收集了很多網路上的"brickfilms", 這是樂高的愛好者用樂高玩具拍成的各種短片
視覺的組為了找出"正確的"樂高質感, 他們用真實的玩具樂高建了一些場景, 拿到不同的光線跟地點下拍參考照片

根據視覺的參考, Craig Welsh說製作「樂高的世界」 的挑戰為: 
1.這世界是由數以萬計的樂高"方塊"所組合而成的 
2.這些「方塊」彼此產生Caustic、反射、折射,算圖複雜
3.目前組內只有36個Lighter&Comp artist, 影片的製作時間(production time)預計為7個月
(圖: 場景是由數以萬計的樂高方塊組成的)

這些問題造成的困難:
1. 第一第二點造成過度的消耗記憶體(memory), 過長的算圖時間
2. 同樣的兩點造成需要太多人力
3. 如果"用騙的", 會造成過度複雜的合成步驟, 不可行

為了解決以上的困難, 他們需要找出: 
1. 合適的算圖技術
2. 減少人力, 合適的燈光/算圖/合成的流程: 目標是燈光師設定好一個sequeses主要的cut的燈光後, 算圖系統就會直接render剩下其他類似的cut 

RD的重點不是找尋"強大"的render方式, 而是找尋"適合這影片"的算圖方式, 最後經過2個月做了72個shot的測試, <樂高玩電影>使用Max Liani團隊為這部電影寫的"Glimpse"算圖引擎(細節見下方的延伸閱讀) , 這技術對於計算raytrace跟interaction face有很好的表現, 它的缺點之一是無法計算動態模糊(motion blur), 但是這部電影本來就不需要做動態模糊所以無所謂。
(圖: <樂高玩電影>沒有做任何動態模糊)

其他關於如何做出漂亮的樂高效果的心得可以造訪Craig Welsh的部落格:(小編強力推薦, 非常值得一看)

延伸閱讀CGSociety interview: Meet Max Liani from Animal Logic and his renderer, Glimpse

Animal Logic:



同樣要追求寫實,遊戲公司Blizzard面臨不太一樣的挑戰。這場分享來自Blizzard的R&D- Javier Nicolai von der Pahlen講述團隊如何快速製作產生上百個寫實遊戲人物角色的工作流程。

Character Demo

團隊目標: 
1.製作「看起來對的」寫實人物角色(make the characters look right)
2.減少人工修補破面或清資料(clean up)的時間
3.將artists可以更容易發揮他們的所長(power artists)

製作角色的第一步驟是素材的收集: Blizzard找來演員到Light Stage去「拍下」團隊所需的所有素材
(圖: Light Stage。圖片來自USC Institute for Creative Technologies,並非Blizzard所使用的硬體款式。如果想看它怎麼運作的可以見這個影片:https://youtu.be/3W2sUOPw3LM )

從Light Stage那裏可以得到高品質的角色素材,包含:
1.3D模型
2.重建3D角色需要的貼圖: Diffuse, Specular, Normal map, Color map等等
3.Optical Flow Tracking(Track Shapes) Data: 做表情變化使用的,各種BlendShape所需的表情的3D模型
(圖: 來自"Digital Emily" Project,Activision 和 USC ICT的合作計畫,研究目標是用打造可即時運算的寫實數位角色)
在這素材收集和整合的過程常見問題是:眼睛和嘴巴的邊界時常出現壞面;還有拍攝時難以保持臉部的穩定

要建立完整的臉部動畫Rig,除了BlendShape的資料外,Blizzard也用臉部的Mocap做更多的動態捕捉。BlendShape的資料優點是保有皺紋或皮膚的拉扯等細節;Mocap的優點是可將肌肉位置的資料retarget到骨架上。因此,團隊結合這兩種資料來製作角色的Rig。

表面材質方面,Blizzard有自己寫的皮膚shader,可套入Light Stage所產生的皮膚素材在遊戲引擎內呈現;另外團隊也針對眼睛寫了不同於皮膚質感的眼睛shader,讓角色的眼睛看起來更有神。

補充資料: 2009年TED有場10分鐘的演講說明Light Stage如何產生Diff/Spec/Normal貼圖跟各表情的blendshape。
Paul Debevec animates a photo-real digital face:


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