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你知道奧斯卡有科學技術獎嗎?《侏羅紀世界》的恐龍可不只是「畫出來」這麼簡單

13 Sep, 2020
你知道奧斯卡有科學技術獎嗎?《侏羅紀世界》的恐龍可不只是「畫出來」這麼簡單 Photo Credit:《Jurassic World》來源:IMDb

你知道奧斯卡有個科學技術獎嗎?我們在現實生活中看到的各種視覺效果,要在電影中重建且維持一定的逼真度,是件大工程,常常動員上千人,這也是為什麼電影結尾的工作人員名單如此的長。

每年的奧斯卡金像獎盛會,全球矚目,紅毯巨星、入圍影片、導演、男女主角等等,話題可不斷延燒好一陣子,但你知道奧斯卡還有個科學技術獎 (Sci-Tech Award) 嗎?頒獎典禮通常是在金像獎盛會的前兩週,今年因為疫情而延期,日期待定。

這個獎項是針對在電影技術上有傑出貢獻的人士,無論是在硬體或軟體上的創新,沒有這些日新月異的技術研發,影視作品也將失色不少

電影製作分工極細,大螢幕上的每個鏡頭畫面,是集合非常多人力與創意的成果,從前置企劃,片場拍攝,到電腦特效合成,常常動員上千人,這就是為什麼電影結尾的工作人員名單如此的長。

動畫產業不只有動畫師,特效產業也不只有特效師,藝術工作者的專攻領域分門別類,背後的技術研發團隊,與數位資產的流程控管,亦是不可或缺的一部分,那科學與技術在這個過程中扮演什麼樣的角色呢?

電影特效的製作,大部分是在電腦的3D虛擬環境中實現的;任何在現實生活中看到的視覺效果,要重建於虛擬環境且維持一定的逼真度,是件大工程。

以角色為例,實拍電影由真人演員進行表演,但如果是虛擬人物,或是現實生活中不存在的生物,就非得靠電腦特效了。

針對角色,必須先建立模型 (Modeling),接著為模型植入骨架 (Rigging),設定每個關節轉動時會牽連到的肌肉與外皮,設定完成後,才能開始創建動作 (Animation);材質也是重要的一環(Texturing/Shading)。

比方說恐龍那粗糙且圖樣多變的皮膚;如果角色帶有毛髮、服裝或是配件,也得根據情況進行動態模擬,不同髮質與布料的表現勢必有所差異。以上步驟牽扯到的技術層面包括:模型的幾何拓墣設定、骨架綁定的變形運算、材質光線的互動與動態模擬的實作。

以下是電影《阿凡達》裡 Neytiri的角色特效分解,能夠更清楚地看到上述流程,從低精度到高精度的模型進化,配件與毛髮搭配角色動作的動態表現,皮膚材質與燈光的加成。

角色動作與臉部表情的部分,有時候還得透過動態捕捉 (Motion Capture)的輔助,這又是另一個硬體與軟體結合的專門領域。

下面這支影片是電影《猩球崛起2》的幕後花絮,使用了動態捕捉技術,將各偵測器擷取到的動作資料,傳送到虛擬角色上,影片後半段還能看到逼真的皮膚與眼球材質,雪花與毛髮的互動模擬,以及場景建構等等

場景配置 (Layout) 後,便可加入環境特效 (FX),舉凡自然界的現象:流體、火焰、爆炸等等。以水來說,公開與封閉水域製作上就有差別,如果又要與物體互動,比方說船隻在水上滑行、暴風雨下波濤洶湧的海面、海浪拍打岩石而水花四濺,皆有不同的演算法支持。

流體也不僅僅只有水而已,岩漿、果醬、融化的冰淇淋,不同黏稠度的液體,無論是流動方式或是透光度,視覺上就不一樣,要模擬出真實的效果,可以想像背後牽扯多少物理與數學的應用,來看看下面這個爆破特效:

另外,場景裡得架設虛擬攝影機與燈光 (Lighting),動畫片在這方面的設置上較有彈性,特效片則得考量片場鏡頭的擺放位置角度,與拍攝當下周遭的環境與光源狀況,以確保能無縫接軌地與片場外景融為一體。

以下是特效工作室Weta Digital的PhysLight技術, 擷取片場光照,並快速且正確地重建於數位環境中,讓數位環境裡的光影如同真實世界一般:

所有3D虛擬場景還須渲染 (Render) 成螢幕上所看到的平面圖像,這得仰賴大量的電腦運算,追蹤光途徑的折射反射等等,並考量物件的幾何外觀與材質,才能計算出畫面上一個像素的最終顏色。接下來,把渲染的各圖像,與片場拍攝的影片進行合成與校色,這過程也需要許多影像處理技術。

電影特效並不都是畫出來的,背後有強大的技術支援,底層核心涉及複雜的演算理論,並轉化成各種軟體與應用程式,藝術工作者也要對技術層面有一定程度的了解,才能達到導演的要求。

除了奧斯卡科學技術獎,全球最大的電腦圖學研討會——Siggraph,每年也發表非常多圖學相關的新技術,不只針對影視產業,遊戲、AR與VR也都在研究範疇裡,科技與藝術的相輔相成,勢必會造就更多傑出優秀的作品。

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責任編輯:林君玶
核稿編輯:楊士範

Ronnie Lin

於電影特效公司擔任軟體工程師,過去曾在美國,台灣,新加坡,上海工作過數年,目前居住於紐西蘭,熱衷於任何有故事的內容,喜歡在生活中找尋新鮮有趣的元素。

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