18新利最新登入《Centropolis》FX如何创造视觉效果

“爱国者”包含了由Centropolis FX团队创造的一系列令人难以置信的视觉效果。你可以点击这里了解更多关于这部电影的信息。"width=
爱国者包含了由Centropolis FX团队制作的一系列令人难以置信的视觉效果。你可以点击这里了解更多关于这部电影的信息。

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理解影响

CFX成立于1996年,如今拥有100多名员工,致力于为各种好莱坞电影创造数字视觉效果。该团队由艺术家、技术人员、制片人和经理组成,他们共同努力创造出逼真、令人惊叹和完全令人信服的场景。

这个词数字在短语中数字视觉效果这意味着CFX主要使用计算机硬件和软件来创造其效果。CFX所做的业务的行业通用术语是CG,简称计算机生成的.例如,当你与美工交谈时,你会听到他们说,“整个场景都是CG,”或“那些都是CG士兵,”或“演员是真实的,但其他一切都是CG。”计算机生成的效果使得像哥斯拉这样的虚构角色成为可能,而且它们也创造了几乎所有过去用模型完成的效果。CG效果的优点是逼真、灵活和相对较低的成本(与替代方案相比)。

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CFX的团队在电影拍摄期间(制作)和拍摄后(后期制作)都与导演合作,以创造效果。在制作过程中,导演的参与有助于做出创造性的决定,这样效果就可以更容易地融入到电影中,也可以让CFX在每个场景中添加不同的标记和其他特征,使后期制作工作更容易。例如,在某些场景中,摄像机可能配备编码器,这将允许更容易地集成CFX创建的效果。在后期制作期间,导演与CFX进行了广泛的合作,以确保每个镜头的效果都与电影完全一致。

CFX使用各种工具和技术来创建视觉效果。公司的不同能力包括:

  • 扫描和打印——CFX拥有以极高分辨率扫描胶片(每帧高达12,750,000点)的设备,存储它,对其进行数字操作,然后以相同分辨率将其写入胶片。柯达Cineon胶片扫描仪
  • 3-D角色建模和动画——CFX的艺术家可以创建和逼真地动画角色,然后将他们整合到场景中——从哥斯拉到英国士兵排的所有东西都可以添加到电影中。CFX还可以创建船只、水、背景风景、云、旗帜、建筑、车辆、爆炸等。这些CG元素是完全真实的,并无缝地集成到CG背景或拍摄场景。像这样的3d CG士兵在《爱国者》中扮演了重要角色。
  • 3-D相机跟踪:为了在拍摄场景中放置3-D角色,必须有一个相机在拍摄场景时如何移动和缩放的模型。18新利最新登入这个模型可以通过向相机添加编码器来创建,也可以在事后创建。无论哪种情况,CFX都会创建一个场景的3d模型,以及摄像机如何在其中移动。18新利最新登入
  • 旋转镜-旋转镜是勾勒和“提升”电影场景的元素的过程,这样其他元素就可以添加到框架中,在旋转镜元素的前面或后面。我们将在下面的部分中看到几个演示。场景的一段
  • 绘画——绘画包括创造想象中的风景。它还包括曾经被称为“润色”的过程——从场景中添加或删除东西。
  • 2-D合成-合成是将所有不同的元素添加到最终场景的行为。在下面的例子中,我们将看到许多场景都有十几层或更多的图层,这些图层都被添加到创建最终场景中。

结合在一起,这些技术可以让视觉效果团队创造出导演能想象到的几乎任何东西。这是一套神奇的工具!

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一个例子

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原始镜头的典型画面

要理解视觉效果团队能做什么,最简单的方法就是看一个例子。我们将使用的第一个例子涉及到大量的技术,以完全改变景观,从一个树木繁茂的领域到一个海滨小镇!这是电影《爱国者》中的一个镜头。

要感受一下整个转变,可以看看这两个短视频。第一张是拍摄时的原始镜18新利最新登入头。第二张图显示了电影中出现18新利最新登入的场景:

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拍摄到的照片是一张胶片,第一步是将胶片扫描成数字形式,这样就可以对其进行操作。扫描是逐帧进行的(电影胶片以每秒24帧的速度拍摄),然后每一帧都存储为分辨率为2048 × 1556像素的独立全彩图像。前两个视频中显示的部分视频长20秒,约48018新利最新登入帧。

首先,可能会对原始镜头做各种各样的事情来清理它,纠正颜色等等。因为在这个镜头中,相机在整个场景中平移,下一步是建立一个3d相机模型,这样团队将创建的所有视觉效果将与原始场景完全吻合。

为场景添加视觉效果的第一个步骤是旋转镜。艺术家坐在电脑前,一帧一帧地勾勒出将用于最终版本的原始镜头的部分。堡垒,一部分场地和几个奔跑的士兵都将被使用,但左边的爆炸和其他一切都将被移除。艺术家将勾勒出这些元素,并从框架中“提升”它们。

另一个摄制组拍摄了一张海洋照片——在这种情况下,海洋离好莱坞CFX工作室不远!一旦海洋镜头被清理和色彩校正,它和旋转镜场景可以集成:

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在海洋镜头中加入了旋转镜头

这段视频显示田地被水取代18新利最新登入。

油漆部门的另一位艺术家一直在画一幅绘景城镇的。这是使用绘画/插图包创建的高分辨率数字图像。

一旦城镇被添加进去,场景看起来是这样的:

这段视频将小镇融入镜头中18新利最新登入

在这张照片中,有许多船只包围着城镇并向它开火。这些船都是电脑生成的。每一个模型,然后添加到镜头:

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船上的面具
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这些船增加了射击的效果

这段视频展示了水上的船只18新利最新登入

船只的大炮火力是单独创建的独立效果,然后添加到镜头中。

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炮声从船上传来

这段视频显示了船只的炮火18新利最新登入

镜头中添加了各种其他效果,包括城镇上空的烟雾、城镇中的人、右侧的大爆炸等。

这个过程的最后一步是合成所有镜头的不同组成部分(旋转镜的前景、水、城镇、城镇里的人、船只、大炮、烟雾、爆炸、鸟儿飞过头顶等等)一层一层地创建最终的镜头,就像它将出现在电影中一样。经过数字合成后,镜头会被写入胶片,这样就可以拼接到电影中。

这个视频蒙太奇展示了所有的效果18新利最新登入

这里使用的小图像并不能真正体现这个镜头——当你在剧院的大屏幕上看到《爱国者》时,你可以看到令人难以置信的细节,这些细节被添加到这个镜头中,使它看起来完全真实。

你可以想象,创建这样一个场景是很耗时的。尽管这个镜头在屏幕上只出现了20秒,但为了创造一个丰富而令人信服的视觉图像,数百个小时的视觉效果。在这个视频中,几位参与拍摄的艺术家描述了这个镜头花了多长时间18新利最新登入.这是一个惊人的过程,涉及到整个团队的人,这个过程可能在一部电影中重复几百次!在《爱国者》中,有150个镜头使用了这样的视觉效果。

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视觉效果过程概述

一部典型的电影可能有1000到1500个照片.一个镜头可能是一到两秒长,或者30到60秒长。在《爱国者》中,摄制组拍摄的最长镜头大约是1000帧。电影中的一个特定场景可能会用许多不同的摄像机来拍摄,这样就有了广阔的视野、特写镜头、视角的变化等等。在最后的电影中,这些不同的视点混合在一起创造了场景。因此,一个场景可能包含几十个单独的镜头。把所有的镜头按正确的顺序拼接在一起,你就创造了完整的电影。

好莱坞电影通常以每秒24帧的速度拍摄35毫米胶片。视觉效果处理的第一步是决定哪些镜头需要应用视觉效果。例如,在《爱国者》中,电影中有150个镜头需要视觉效果。拍摄这些照片的胶卷被送到CFX进行扫描。CFX使用柯达Cineon扫描仪,分辨率高达4096点(每帧4096 X 3112点)。《爱国者》的扫描分辨率为2K(每帧2048 x 1556点),150个镜头和所有中间文件消耗了大约1.6 tb的磁盘空间。

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一旦被数字化,一个镜头可能会经过许多3d艺术家的制作。计算机生成的真实效果的很大一部分是3d模型和角色的创建,这个过程包括许多步骤。这些包括:

  • 3-D跟踪——跟踪部门使用添加到场景中的标记来创建场景的3-D模型,然后是3-D摄像机。我们的目标是让3d相机精确地模仿真实相机的运动,以便添加到场景中的3d元素看起来正确,并随着相机在实际场景中的移动而正确移动。
  • 3-D建模- 3-D模型是构成被建模对象外部的形状的集合。例如,《爱国者》中的士兵是由球体、圆柱体和其他形状组合而成的,这些形状在电脑屏幕上被塑造成完全正确的配置,看起来就像一个士兵。
  • 3-D设置-设置是将骨骼和关节的“骨架”添加到3-D模型的过程,以便模型中的不同形状彼此正确移动。在某些情况下,骨头和关节是手工制作的。在其他情况下,它们来自动作捕捉数据(见下文)。动作捕捉为了收集动作捕捉数据,演员会穿上一套衣服,在每个关节处都有反光标记或灯光。演员在一个特殊的舞台上移动,3d摄像机从多个不同的角度观察演员。然后,计算机软件能够跟踪所有的标记,并在技术人员的帮助下,将它们结合在一起,形成一个精确复制演员动作的简笔画。简笔画是骨骼和关节,然后控制和动画一个三维模型。这段视频展示了如何将动作18新利最新登入捕捉数据转换成一个真实的士兵.各种不同的姿势和活动被捕捉到,以提供多样性,正如这段18新利最新登入四名士兵的视频所示
  • 3-D动画——在动画制作过程中,艺术家编排3-D角色的动作。
  • 2-D绘画-绘画被任何视觉效果团队广泛使用。通过绘画,团队可以创建哑光绘画作为背景;油漆电线、线束、支架和其他安全设备;涂上“洞”,有时是由转印造成的;触摸一些东西,比如有割草机痕迹的草(见下面的例子2)
  • 2-D合成-合成是将一个镜头的所有不同图层加在一起以创建最终镜头的过程。在前面的例子中,合成的图层包括原18新利最新登入始镜头的转盘片、水、城镇的绘画、水上的船、船上的大炮、城镇里的人、城镇上空的烟雾和新的爆炸。合成艺术家以正确的顺序组合所有元素,以便它们正确地叠加在一起以创建最终的镜头。

一个视觉效果团队负责一部电影中所有的特效镜头。在CFX,一个团队由一名制作人、几名主管(例如一名3d主管、一名2d主管等)和一些美工组成。该团队的首要任务之一是研究和开发过程。例如,在“爱国者”的制作中,相当多的研发时间花在创建士兵上,然后将士兵群体添加到场景中时看起来很逼真。然后,该团队使用它在研发过程中创造的东西来操纵它所负责的镜头。这不是一个快速的过程——一部电影大约需要一年的时间来创作。

在团队的监制、艺术家以及电影导演的帮助下,制片人的工作是查看所有的镜头,了解导演想要在每个镜头中改变什么,然后估计所有任务所需的时间。根据这些估计,一个庞大的生产计划被构建在一个像Microsoft Project这样的工具中,团队根据这个计划执行。

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这项技术

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德鲁·麦基恩站在SGI缟玛瑙机器

好莱坞级别的数字视觉效果需要令人难以置信的技术基础设施,包括硬件和软件。CFX的机房显示了硬件投资的广泛程度。18新利最新登入该团队需要大量硬件的原因有四个:

  • 扫描的胶片和团队创建的不同层需要大量的磁盘空间。一帧电影,一旦被扫描并存储在磁盘上,就会消耗大约10兆字节的磁盘空间。《爱国者》的所有镜头加起来要消耗1.6 tb(万亿字节)的磁盘空间。
  • 个人艺术家需要高端的桌面机器来工作和渲染他们的个人模型和图层。
  • 渲染需要大量的CPU资源。为了渲染任何动画3-D图形或任何像水或烟的效果,CPU必须生成数百万个多边形、线、点等,然后正确地点亮它们。它必须一遍又一遍地这样做,为每一帧的镜头!例如,在《爱国者》中,某些场景包含了数百名士兵以及船只、帐篷、旗帜等东西。每一个都根据数学模型独立移动,数学模型以数千或数百万像素的形式表示,每个像素都是具体计算的。
  • 合成-合成将几十个图层组合成一个单一的镜头。由于涉及到的分辨率(每帧数百万像素和数千万字节)和分层,CPU工作负载和存储需求都是巨大的。

所有这些都意味着CFX的机房是一个令人惊叹的地方!

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桌面机存放在机房,便于维护和升级。"width=
桌面机存放在机房,便于维护和升级。
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Linux渲染农场由标准的PC桌面单元形成
构成CFX可用在线磁盘空间的许多硬盘中的一些"width=
构成CFX可用在线磁盘空间的许多硬盘中的一些

快速浏览机房的视频向18新利最新登入您展示CFX团队开展工作所需的设备范围。

CFX的主力是一群SGI玛瑙机.这些机器包含多个处理器和专门的图形管道,可以加速渲染和合成任务。通常,合成艺术家将使用Onyx作为他或她的“桌面”机器,其他艺术家也将在它们上运行后台渲染任务。还有一个Linux渲染农场由几十台台式电脑组成。这些机器一起工作来细分和执行渲染任务。

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示例2

《爱国者》的很大一部分是战斗场景,事实证明,大多数战斗场景都包含计算机生成的士兵。在这部电影的研发过程中,有很大一部分涉及到创建单个士兵,然后是在电影中看起来逼真和令人信服的士兵群体。

在影院中创造逼真的CG士兵并不容易,因为人眼对重复和复制非常敏感。人们也非常善于察觉人造运动,即使是在远处。

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为了创造真实的CG士兵群体,CFX的团队开始与经过训练的真实演员一起表演革命战争重演。这些演员被装备好,然后在动作捕捉舞台上拍摄。动作捕捉数据使团队能够创造出以多种现实方式表演的简笔画人物——行走、装枪、摔倒等等。例如,这段视频展示了四名士兵的18新利最新登入动作捕捉数据进行不同的活动。

该团队用3d士兵模型充实了这些简笔画,然后创造了四种不同的变体(适用于两支军队),它们的高度和宽度都不同:

然后将不同的士兵模型应用于动作捕捉数据,使其动画化,然后将士兵分组。

动作捕捉数据,线框,实体模型和最终士兵"width=
动作捕捉数据,线框,实体模型和最终士兵
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动作捕捉数据,线框,实体模型和最终士兵
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动作捕捉数据,线框,实体模型和最终士兵
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动作捕捉数据,线框,实体模型和最终士兵
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一群士兵

下面两个视频展示了这个过程:18新利最新登入

该项目的一个重要部分是为士兵“穿衣”,这是一个通过将不同的织物和装备映射到3d模型上的过程。在《爱国者》中,CG士兵只能从一定的距离观看,所以像布料动态和面部表情这样的高级元素不必融入模型中。如果他们这样做了,由于士兵数量已经很严重的计算负荷将急剧增加。

下面的镜头展示了一群士兵如何被添加到一个18新利最新登入场景中。这是拍摄时的场景:

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原图

这段视频显示了拍摄过程18新利最新登入

如果你仔细看,你可以看到远处的田野里有许多灌木丛,还有一些像割草机在前景草地上留下的痕迹一样平凡的东西!这个场景的视觉效果涉及到从改变天空到重做草地到移除灌木丛,然后添加两个军队的所有事情。下面的图片展示了这个过程。18新利最新登入

移除灌木丛"width=
移除灌木丛
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重塑天空
加上左边的军队"width=
加上左边的军队

这段视频显示了一群士兵被18新利最新登入加入镜头

两支军队的最后一击"width=
两支军队的最后一击

这段视频展示了电影中出现18新利最新登入的镜头

这些小小的MPEG文件无法像在剧院里那样展现最终场景的丰富性和深度,也无法展现18新利最新登入两支军队的真实感。当你在剧院里看到这个场景时,它是惊人的!

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示例3

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原始镜头的一帧

这个例子展示了电影导演如何观18新利最新登入察一个场景,并决定使用计算机生成的效果完全改变它。在这部电影中,摄制组在南卡罗来纳州查尔斯顿的街道上拍摄了一个场景。

这段视频显示了拍摄过程18新利最新登入.演员们穿着时代服装,街道上覆盖着一层泥土,掩盖沥青,让时光倒流。将其与这段视频是电影中出现的最后一个镜头——这种转变是惊人的!

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导演决定把这个镜头的结尾变成完全不同的东西——导演想要的不是街道左边的建筑,而是一个码头,就像这样:

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最后的镜头

为了创造这种效果,CFX采取了以下措施。首先,使用旋转镜技术,演员和墙壁从原始镜头的框架中被提升出来:

添加了一个新的天空作为新场景的背景:

停靠的船只模型在绿幕前拍摄在右边添加了几个建筑(包括真实和CG模型):

各种各样的板条箱和木桶被添加到码头上,以打破它,如果你俯瞰建筑物,天空中甚至出现了一片新的云:

CG旗帜被创建并添加到船只上:

所有这些都创建了最终的图像:

这些视频很有趣:

像这样的场景转换显示了一个导演在为一个镜头获得正确的外观和情绪方面可18新利最新登入以走多远。大约90%的场景与最初拍摄的不同。《CFX》的神奇之处在于,团队可以与导演一起合作,创造出在银幕上看起来完全可信、令人信服的全新现实。要达到这个水平需要付出巨大的努力,但正如你在《爱国者》这样的电影中看到的那样,最终的结果是惊人的!

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