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Digital Domain打造史上最惨烈灾难场景

发布时间:2018-11-17 19:57:24

Digital Domain及受访人

Digital Domain,简称D2,是迈克尔•贝自己的特效公司,在美国名气仅次于工业光魔。D2的技术优势在于粒子特效。《后天》中的大气以及海洋特效,《加勒比海盗III》中的海战特效都是D2完成。曾以《泰坦尼克号》和《美梦成真》两获奥斯卡最佳视觉效果奖和奥斯卡技术成就奖。此次受访人为Digital Domain特效总监Mohen Leo及CG主管David J. Stephens。

 

 

150名艺术家历经一年打造经典

Digital Domain是《2012》的主要特效制作公司之一,主要负责电影中最重头的两个灾难特效部分的制作。一个是洛杉矶市中心大地震,主人公在天崩地裂中开车驾往飞机场,继而一家人乘坐飞机起飞,整个洛杉矶崩塌的远景长镜头及最后整个城市滑入海洋中的镜头;一个是华盛顿被火山灰袭击,流离失所的人们把白宫当做难民营,此时又一场大地震袭来,华盛顿的国会山崩塌的场景。
 
 


因为这部影片的工作量非常巨大,制作过程中,导演Emmerich要与多个制作形象化预审(相当于3D分镜)的特效公司合作。其中逃离洛杉矶镜头的形象化预审是DD和Pixomondo联合制作的,两个公司主要处理的是摄影机的移动、制作镜头中的主要元素以及巨大的破坏。2008年8月,Pixomondo开始制作形象化预审的时候DD的特效总监Mohen Leo在温哥华参与前期制作——处理蓝屏拍摄,这时候加州的DD团队已经开始了这个项目的研发。直到12月,这些蓝屏镜头转到了DD团队手中,从那时起大概有150名艺术家和程序员一直工作到2009年7月完成了后期制作。

 

 

 

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惊人洛杉矶市中心大地震

 
洛杉矶市中心的大地震是DD负责的主要镜头之一,这个部分主要是主人公驾驶着一辆豪华轿车,带着一家人在天崩地裂中开往飞机场,几个主角到机场以后,镜头扫过了一个高尔夫球场,这是DD得到的少数几个实拍镜头中的一个。这个镜头中大部分是实拍的素材,房子和部分马路是制作出来的。成百上千的树的倒塌都是按程序逐步完成的。DD特效总监Mohen Leo介绍说:“整个环境都是创建出来的,先拍照片然后再投射到几何体上,我们需要给每座房子、每棵树、每个电话亭创建模型,还要创建数字的替身演员、车、累进的破坏、信箱、灌木、报纸箱、垃圾回收箱、水泥柱子和停车标志……样片制作过程中我们花了很多个月都在看水泥柱子和停车标志,太令人兴奋了。我们用直升机航拍了高尔夫球场,从球场上空一直连续拍摄到市区。然后从这段素材中我们提取出了我们想要的定格画面创建了投射系统。

 

飞机跑道的布景是用气压柱动力加胶合板建成的,胶合板上铺上了碎石沥青表面。使用这种结构作为平台,弹性很大而且能够表现出地震的晃动。但是这就要求实拍与数字场景的晃动之间匹配特别的精细。地面的裂缝和其它的碎片是通过2D跟踪完成的,并使用了大量的绘画。

 

 

 

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从零开始的数字模拟


 
CG主管的工作就是让整个序列看起来更逼真,同时要管理地面上塌陷裂缝从裂开到整个消失这个镜头的大量数据。Stephens说道:“从零开始模拟整个序列是绝对不可思议的,所以我们就开发了一个非常棒的数据库系统,我们创建了很多的峡谷,每一个都有100码长,还有很多层倒塌墙的模拟,还有无数层的石头、粒子还有体积模拟(雾)。我们创建了大概有8个这种数据,只使用其中的一个所占的空间就非常的大。整个数据库大概有3、4T。


每段塌陷大概有400帧,每一段都可以重复使用,飞机飞过的时候总共用了50段。经过这个过程,我们就可以更好的控制墙什么时候倒塌以及在哪里开始倒塌,同时还有足够的帧来完成整个镜头。不只是刚体解算器、碰撞的视觉效果研发、体积元素的制作,还有合理的、可控的工作流程的建立才使我们能够完成这些镜头。

 

机场周围大约一半的建筑物都是数字的。从美学角度考虑进行了这样的处理,使镜头中出现的都是更漂亮更有趣的建筑物。为了让塌陷有艺术的感觉,我们添加了控制器,我们还用数字的飞机通过刚体模拟让机翼产生弹性和振动。我们制作很长的模拟,大约有1000多帧,在数字环境下振动地面,从而计算建筑物对地震产生合理的反应,让建筑屋自己慢慢的分解。通常情况下我们会给每一个镜头制作特定的烟和尘土。

 

 

 

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为逃亡所做的战斗


飞机终于飞出那个大裂缝以后,机上的乘客才发现他们飞到了洛杉矶的市中心,他们要躲避向各个方向倒塌的摩天大楼,天空中飞舞的都是落下来的玻璃,办公室家具从各个窗户中飞出来,各种残骸产生了大量的烟尘。在飞机接近两座相撞的大楼时,周围有超过一打的CG建筑物和超过32000个窗户都破碎了。

 

 

 

 

 
 


直到最近,这种镜头都主要或者说全部都使用真实的微模完成的,这种微型的模型中包含了很多细节,而且从结构上也是为了倒塌或者爆炸而设计的。在拍摄中大量摄影机高速穿梭,这时候你只能是盼着一按按钮一切都如预想一样成功,然后再由剪辑师把各种角度的镜头整合成一个完整的场景。


而使用数字技术,不仅摄影机能够完成微模拍摄所达不到的移动,而且在像《2012》的逃离洛杉矶的场景中,微模不可能完成我们所要的精确的细节和效果。在这里我们一切都是数字制作的,完全没有任何的微模或者真实物体。在DD制作的这个镜头中,虽然场面看起来很混乱,但其实每一个元素都是在一定的队列中的,每一个元素都是在一定的时间范围内、沿着一定的方向下落的,碎片的总量都是设定好的。经过一系列初始的尝试,一些元素通过了审核,接下来的问题就是模拟、模拟再模拟对初始通过的爆炸和倒塌的反应。

 

这显然不是一项简单的任务。那些建筑不仅仅是你看到的那么简单,为了精确的模拟出倒塌的破坏性,那些建筑的模型都包含了内部结构,有地面、承重墙、横梁等,它们不仅仅是一个壳,其中包含了一个核心,这样倒塌时才能更合理更真实。

 

整个过程是分阶段完成的。首先以形象化预审为基础创建建筑物和确定摄影机机位。镜头中的物体都是他们从大到小创建的,比如说,他们会先创建最大的建筑物,然后开始模拟并进行修改,最大建筑物的模拟通过之后,就开始模拟建筑物的窗户,然后模拟下落的碎片、烟尘和火花,一步通过了再进行下一步,有额外的细节就给模拟添加新的层。

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特别的软件工具

 

 

 

 

 

 

“我们看到模拟的时候就很清楚的意识到,任何商业化生产软件,比如说Maya、Houdini,都没有足够的刚体解算器能处理这么多的细节和几何体。”他们发现了一款开源软件叫做Bullet。“我们以Bullet作为核心解算器,创建了专门的系统,这样我们就可以自己创建约束,用很多小的物体组合成大的物体,然后再设计它们怎样散开,哪里最先破坏,以及它们怎样受力。这样DD的每一个场景中不只是有上百个物体,而是包含了成千上万个物体在队列内碰撞和破碎。他们创建了一个系统,在Bullet的周围适配了刚体力学模拟系统(Drop),Drop 成为了所有刚体模拟的中心,这样它们就能够高速而稳定的进行复杂的模拟。在一两个小时之内,他们就可以对5000-10000个单独物体进行几百帧的模拟,特效师可以很快的测试不同版本的模拟。

 

每一个摩天大楼都有专门的刚体开发以及专门的体积元素。刚体都是在Houdini中创建的,使用插件完成了破碎的物体,并用控制器对他们进行了绑定,破坏的时候才能更有艺术感。

 

这个过程对摩天大楼更重要,因为在形象化预审中对两幢大楼怎样倒塌,飞机什么时候飞过这些镜头都有特定的指示。Stephens解释道“让它们的倒塌看起来既要像真实自然的现象又要让她们在队列中模拟是个难题,找到程序控制和模拟间的平衡点这个过程很有趣。”

 

DD需要一个能够管理预设动画物体,并让刚体动力跟随这个动画持续一段时间,然后再有选择的释放一部分,并使这部分成为活跃的模拟物体。Stephens说:“我们要楼倒塌,那么就要有这样一段动画,动画中倾斜倒塌的动作要以一定的速度并在一定的队列内发生,然后两个物体碰撞后,建筑物的一部分释放了并且活跃了,这时候两个建筑物既要自然的下落,又要保持紧紧挨在一起,并持续一段时间,直到他们和其它物体相撞为止。所以说,我们需要让两幢大楼支持住一会儿,又要让楼体的一部分开始倒塌,这样我们就必须对关节或者物体间的约束的强度设置动画,完成这些制作的工具都是无价的。”

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合成及其它

 

在《2010》中,几乎所有的渲染工作都是用RenderMan完成的,因为《2012》表现的都是白天的场景,所以都是用的HDRI灯光。每个镜头都有30、40甚至是更多的渲染通道。我们使用Nuke完成的合成,在制作中,DD大量的使用了深度通道,它们包含了合成中每一个像素的世界坐标和摄影机坐标。这样让DD的制作人员很容易就掌握了每个物体在空间中的准确位置,以便能更好的使用2D元素来加强整体效果。

机场那段序列是个不小的挑战,一切都要从2-1/2D素材中进行重建。这是一段3D的镜头,但是确实是从2D投射开始的。当时我们手里有各种静态素材,和很多Nuke中的过程模型,都是为了表现晃动的树和街道的。当飞机飞过的时候,镜头中出现的是整个加州倾入海中的场景。我们在这些镜头中做了大量的合成,Santa Monica的建筑物是由航拍照片和模型建成的,主要是Matte painting和照片投射的结合。模型建得很逼真,因为飞机飞过的时候你可以看到透视的变化。

还有两个场景也是DD制作的,一个是华盛顿纪念碑倒塌,另一个是华盛顿难民营地上空飘落火山灰。营地是在片场蓝屏拍摄的。通常情况下拍这种镜头都需要镜头晃动,这样也简单,只要晃动摄影机就可以了。但是这段场景中难民帐篷直接搭到由活塞控制的板子上,这样晃动的不是摄影机,而是整个场景。这段场景的模型是DD创建的,其中包括白宫、宾夕法尼亚大道和国会山。然后他们又添加了CG火山灰、烟雾、爆炸和笼罩着城市的灰尘层。

 

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