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本文系用户投稿,不代表机核网观点
很开心前段时间与机核合作的CG短片受到大家欢迎,尤其有些朋友问是实拍还是CG,场景灯光是怎么布置的。能骗过大家的眼睛我和我的好朋友邝(共同制作者)还挺窃喜的,正好借这次幕后分享的机会,泛泛聊下写实CG的方方面面。
考虑到受众,在机核上学 CG技术就图个乐吧......所以我打算用闲扯的方式,一边为大家揭秘视觉的魔术,一边夹带分享一些自己的私货,能引起大家的兴趣是最好了。对软件操作技术感兴趣的朋友可以到Momentor的直播平台上看我和邝老师的分享教程,顺带一提之前虫子老师的《赛博朋克山海经》幕后在上面也有分享。
CG正片最终剪辑版,加上了未采用的PS1机身镜头

游戏与电影的交集

在机核怎么能不聊游戏呢!说起来会做这行还是游戏熏陶,从小就特别喜欢游戏的CG,好的开场CG简直是艺术短片,从来不舍得跳过。特别是到PS2时代,几乎每款游戏都有精美的开场,我印象最深刻还是是2006年的《怪物猎人2 dos》,风翔龙的阵雨停后,一滴雨水滑落,穿兽骨装的猎人抡起大骨棒的特写,这一段镜头的质感真的太真实了!
此外经典的还有《鬼武者3》、《铁拳5》、《最终幻想》系列,当时真是一个黄金年代,这些动画不仅是游戏圈,在CG艺术圈里也得了奖,Playstation所宣传的电影式沉浸诚不我欺!
可能大家觉得那时候日本的技术真是厉害,其实namco不少CG是由美国著名的blur studio制作。blur的CG技术力一直都非常领先,本身也参与好莱坞电影制作。
时间线放到最近,《爱,死亡,机器人》就是blur牵头。给大家放一段他们游戏领域的代表作《上古卷轴 online》的CG,估计不少人看过,光影,质感都是不输暴雪的Super!
喜欢这类CG的可以还可以关注法国的Unit Image、波兰的Platige Image(有没有好奇今年E3上的穿越火线CG怎么跟使命召唤似的,没错,波兰老哥们给整的)
电影是物质现实的复原—— 齐格弗里德·克拉考尔 [ 德 ]

曾经有句话说真实是对游戏的最高要求,但对电影只是最低标准,甚至很多时候你根本察觉不到用了CG(比如《爱尔兰人》中三位影帝都用CG还原到各个年龄时期的脸部细节)。但物极必反啊,让电影工业的人们去做游戏改编电影,极致的技术配上古板的观念就很好笑了,宝可梦里各种绒毛和口水还躲过一劫,但索尼克的健壮的大毛腿算是惨烈的献祭了...
CG作为游戏和电影的一个交集点,好的游戏CG会以电影为标准,不断地向电影学习。但当下,游戏CG和电影(严格来说是电影VFX工业)的制作流程和工具已经一样了,游戏CG反倒不那么追求写实了。因为游戏引擎即时演算的效果越来越好,比如虚幻引擎已经让我们这些传统CG行业的危机感越来越大。
事实上影视行业已经反过来向游戏学习了,最近《曼达洛人》里很多背景是用虚幻引擎直接生成的,效果也已经足够。我觉得即时演算未来会取代更多的CG影片,这样一想小岛从《潜龙谍影》初代就全程即时演算真是牛逼!当然《死亡搁浅》的trailer还是CG做的。
科普一下,一般行业内即时演算叫做 Online render (在线渲染),CG影片都叫 Offline render(离线渲染)。游戏要满足能在大众消费的起的设备上流程运行,online需要每秒生成30-60张图像,很多影响真实感的效果都被阉割。但offline只要完工前渲染完就行,可以调用更多更强的机器帮忙。近年很火的光线追踪(Ray tracing)效果其实本来是offline渲染能够更真实的一个核心算法,因为显卡大规模核心并行运算的性能,以及AI智能降噪等技术得以在游戏中实时实现了,技术进步太快了,我们挺慌的......

成像的过程

这样看来游戏CG的真实性师从电影,但不一定那么严苛,真实感是一个系统化的综合评价,达到人们心里大致的合格分就可以骗过眼睛,这个合格分可以从很多地方累计起来。
CG本身的意思就是让计算机在屏幕上绘制图像,在计算机这个黑盒中逐个还原人眼看到物质世界的环节,“真实感”的意识就会产生。

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说的复杂但道理特别直白,屏幕上的每个像素就是我们视网膜上所看到的画面,而有画面是因为大千世界中有一束光线在物体上反弹进入了眼睛,光线是如何反弹的则是自然法则决定。所以我们主要就关注在光源、物体、和眼睛上,而自然法则对应的渲染算法(比如光线追踪)则不用我们担心,计算机图形学家们已经研究的差不多了。
结合为机核做的CG,接下来聊聊真实的画面如何在各个部分拿分,大多源自经验,我不是专门的学者,以下都是一家之言,欢迎交流各位的想法和意见~

灯光与空气

我们能看到世界万物的前提都是要有光,但也可以反向利用这一点,没有光物体就没有亮度与饱和度,黑暗的环境实现真实感会更容易。看不见全貌,观众自然会在脑海中补完的阴影中的那部分,没有什么会比自己的想象更“真实”。比如赛博朋克风格里几乎没有日光,都是人造光源(灯管、屏幕、信号灯),并且会利用地面积水增加更多光源的反射。
仅仅这样描绘光源并不够真实,还有一个容易忽略的地方是在传播过程中的空气。
空气本身是看不见的,但当空气中的颗粒增多时,光线会散射开来,散射多了,就成了雾霾(误),这种可以看见光线路径的过程是丁达尔现象。另外光线穿过越多的空气到达眼睛,也会被削弱得越多,这是大气透视。具体来说我们在看远山的时候,随着距离会越来越难看清,饱和度会降低。
暗调,雾气,再加上人为的一些烟尘,这种搭配让画面立刻有了故事感的氛围,最近几年的美剧片头中屡试不爽。可惜这次机核的CG时间紧迫,没有去尝试雾气的效果。
另外在CG与实拍结合的情况中,会借助HDR贴图。就和这两年HDR电视概念一样,这种贴图亮的地方更亮,黑的更黑,并且是一个球形——就像球幕电影院那样——作为光源来照亮我们的CG场景。HDR贴图可以在实拍现场捕获,拍摄一个镀铬金属球就可以,现在也有直接用360全景相机捕获的。
这样特别是带有反射的材质的CG物体,会真正反射背景的环境,真实感会提升很多。而且HDR中的光源有现实情况中遮光罩不平整等等的不完美因素,产生的高光衰减就会有更多细节。
CG的光源往往会产生一个圆点或者几何形的高光,过于完美。这次的片子是全CG,但也有用到HDR来加强真实感,我们用了一张接近暗调室内的HDR,来测试每个单件在最终场景的大致效果。

物体

跟游戏一样,物体在CG中主要用多边形表现。这在制作中是很耗时的部分,但同样有很多的花招可以使。
先来最粗暴直接的,就是多,东西多,纹理复杂,就越容易真实,因为眼睛一下子看不过来......堆积视觉密度不说别的,观众第一眼看到也会震撼于你的体力劳动。
我们的CG里也堆积了很多90年代文化符号,这个过程很快乐,毕竟是在幻想自己小时候梦想中的房间,梦里什么都很美好:)。这让房间的主人看上去音乐,游戏,体育样样精通,日式美式文化通吃:《银河系漫游指南》的“Don‘t panic”,《回到未来》的德罗里安,地板上的杂志夹带了《侏罗纪公园》和《古墓丽影》。
作为Playstation玩家,我还特别想把生化危机系列、潜龙谍影系列、洛克人系列这些当年的代表作融进去,但这次并不是和这些游戏合作,形象版权上我们也不能明示。最终有的做成面具头雕挂在墙上,有的魔改了模型,变成了很多彩蛋,希望大家会多看几遍片子,机核广告的目的也达到了~
其次,正确的色彩很重要。真实的色彩是偏灰的,即使最白的墙壁也是80%左右的白,不会是纯白,同样也没有纯黑的材质。大家可以再回头看看文章开头《怪物猎人2 dos》的图片,尽管已经有15之久,但还是有一种真实的质感,它的暗部很灰,就很真实。
这次机核CG的色彩看上去饱和度很高,我们是想还原老游戏招贴画那种非常艳丽的色彩,再加上机核红作为整个场景的主色强调,但其实基底还是遵循真实的明暗与灰度的。
本世代游戏强调的PBR(physical based render)材质对固有色规范了明度范围,PBR本身是来源于电影的一套渲染流程,不管最终进行多少美学加工,基底要尊重能量守恒等基本物理定律。

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之前提到的HDR拍摄时使用的色卡也可以帮助校准CG场景的物体颜色,在和实拍结合的CG流程中,最终统一调色前会先校色,就是将CG场景跟拍摄场景的色卡完全校准。如果拍摄素材没有色卡,就得依靠肉眼对亮部暗部与中间调匹配调整了。
第三点比较作弊,就是真假掺杂。电影中大量地用过,比如爆炸的烟雾或者云朵,会把实拍和CG制作的放在一起,但实拍占据C位,它本身是无懈可击的,人脑就放弃思考其他烟雾的真实性了。
所以其实一开始把电影VFX和游戏CG比并不合适,纯CG的电影不多,最近的《狮子王》确实厉害,迪大爷就是迪大爷,但看早一些的比如《贝奥武夫》,画面放今天看只有多边形数量足够多的优势了,复杂的光源环境下,画面只能和现今的游戏效果趋同。
早期掺假都是把素材贴在面片上,现在进化成用3D扫描的模型了,《死亡搁浅》最早的宣传片里海滩上那么多螃蟹其实都是扫描的同一只,大大节约了时间,有这些时间就能好好考虑蟹黄是全吃了还是留着做豆腐......啊,不好意思。
机核CG里要表现各种产品,衣服,在时间有限的情况下又不能跟原物有偏差,3D扫描简直是这次项目的救命技术(发自肺腑)。
作为救命技术这次积累了挺多资料,可以多展开聊些。近年扫描成本已经越来越低,甚至用一台Sony手机你就可以拥有,我觉得主要是图像算法的功劳。扫描很重要的信息就是获得物体每个点的深度,所以早期设备是用昂贵的激光扫描仪,类似声纳探测的方式。但现在通过算法来得到深度,只需要足够多不同角度照片,所以单反,甚至手机拍摄就能胜任。
有一位专注3D扫描作品的艺术家Frederik Heyman。我从Gentle monster的门店了解到这个艺术家,当时看到一个正在改造马和人的大型机械装置,非常的酷。他本身从事时尚摄影,利用3D扫描将摄影扩展成了装置,有立体完整的叙事,物件的真实性又塑造了一种强烈不安的思考,非常有冲击力!
相对那种高精度扫描工作室,我们这次CG中的扫描设备比较强调实操性(简陋),自己的单反,外加淘宝买的一套两百块的简易柔光灯,一开始没有转盘,我就拿自己微波炉里那个托盘代替了,事实证明请用电动转,要不就绕着拍一圈。
只要扫描的物体不是强反光或者透明的,以我的相机为例(Sony A72),单张最高分辨率4000*6000,最好的光源情况下,扫描出来精度可以到1mm,对象的大小不超过半米立方都能hold住。目前的扫描技术对石头,树木和布料这种粗糙的物体效果最好,而光滑的表面很难还原干净。
说了很多扫描的东西......总之就是傍依真实本身来作假。
最后还有一些更偏细节的技巧,比如,千万不要随便做人......皮肤,表情,毛发都是坑(想想《爵迹》)那就不做人了......但是可以从侧面处处去体现的人的痕迹,就比较高明了。比如之前说过的堆积各种物品,但不光只是一个个放地板上,把CD盒打开,再压在一本书上,描绘一个听歌看书的场景;把四驱车零件随意拆开,看起来被人组装到一半放边上了,总之让大家忘记你不做人了这个事实就好。
还可以强调物品长时间使用过的痕迹,划痕,剥落,指纹这些在真实世界的不完美细节普遍存在,清洗也不一定能去除,虽然第一眼不会注意,但在特写镜头里它们会大放异彩:
我跟邝在以前合作的项目里都有表现这些细节的癖好,哪怕最后几乎看不见,但真实性的细节确实地“在那里”,就算画面里没有,但说不准会反射在某个金属表面,给某个玻璃的折射增加一点细节,当小到一个像素之内还有细节的时候,真假就很难分辨了——还是回到第一点视觉密度上了。

眼睛

灯光与物体都在CG环境里准确的还原了,但离我们“真正”看到的画面仍然有区别,原因在于眼睛内发生了很多光学现象:球面像差,色差,暗角,甚至你的睫毛长度都会多少影响到画面。这些看着陌生高深的名词其实时时刻刻在你眼前,只是像呼吸一样不会引起我们注意。在看这篇文章的你,可以感受一下让眼球不动,去留意余光的部分,是不是比中间区域更模糊,更暗一些。
现代的单反相机和人眼一样,该有的特征和缺陷都有,除了上面所说的边缘细节之外,还有两个很常见的特征:运动模糊与景深。所以在CG里要增强真实感也会强调“相机”这一概念。
运动模糊我个人觉得是电影动作场面合成中的秘诀,所谓唯快不破,这里强烈推荐一下 《哈利波特 1》的特效为什么比现在很多国产片做得要好? - JJ.Stranger的回答 电影的画面只有24帧,在游戏里已经接近幻灯片了,但随便截一帧运动场面其实都是模糊的,在模糊的画面里加上CG很容易显得真实。
景深相信大家都很熟悉,现在大多数画面特好的游戏都有拍照模式,把景深打开,套上黑白滤镜,游戏画面直逼电影,游戏摄影师们层出不穷,让游戏在影像上离艺术又近了一步。在发展发展,这种拍照模式就达到行业水平了,想做的假都不容易,人人都能成为CG艺术家。
话说回来,CG在模拟人眼的种种效果其实都是在虚化某些部分,运动模糊是在帧与帧之间的虚化,景深是单个画面空间内的虚化。
聊了这么多,相信对如何在虚拟中体现真实,大家会有点收获。从灯光、物体、人眼各个部分来看,“真实”在某种程度上其实是“错误”的累计,计算机看来“正确”的图往往锐利刺眼,现实世界不完美,我们眼睛也不完美。这么多“错误”才是我们心里的“正确”。
可以在回头仔细瞧瞧一开始的《上古卷轴》CG,暗调的场景、低饱和的色彩,特写的景深、动作镜头的运动模糊,盔甲武器金属上的做旧等等,几乎每一方面都没落下,不真实也难。

尾声

从游戏到电影,走马观花聊了很多很杂,一面给大家解解惑,一面对我们自己也是一次经验总结。对于我们这行来说,最好的写实风格CG就是看不出是CG。
最后说点客套的话,感谢机核、Playstation的机会,感谢 潇霖(zaoeyo)X TRAIN 提供的作品,也感谢阅读的你。




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花青虎
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