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模拟逼真三维空间 《钢铁侠3》头盔中虚拟图像设计
发布时间：2018-11-17 19:57:24
编者按：相信在《钢铁侠3》中 “Tony Stark”和他那一身完美的金属夹克已成为了中国观众的最喜欢的造型之一。强大的视频特效同样是里面的一大卖点，男主人公在展示他的科学成果时采用的全息投影及触控技术令人印象深刻。下面影片的幕后制作团队将为我们揭秘在电影中，钢铁侠头盔里所展现的那些虚拟三维图像的设计、制作过程。
翻译：Lucas
头盔虚拟图像的制作重点
在《钢铁侠3》中，钢铁侠Tony Stark 使用的平视显示器（HUDs）一直都是吸引眼球的元素之一。那些惊人的特效让人印象深刻，新一代平视显示器（HUDs）由Cantina Creative工作室制作完成，他们设计的平视显示器（HUDs）可以使钢铁侠在头盔里看到一个虚拟图形界面，这些数据可以帮助他了解和统计Mark 42战斗服的物理状态和武器导航等信息。这一次，他们使用Maxon’s Cinema 4D为电影制作了大约100个2D和3D的特效镜头。
在未来，也许钢铁侠头盔里的虚拟接口能帮助天才、亿万富翁、发明家等与他们的同伴进行交流，并作为导航和武装战斗之用。
下图为Tony Stark在第一次开启他的新Mark 42之后检查战斗服功能信息和其它数据。
Mark 42战斗服中的全息影像技术
为了创作《钢铁侠3》的平视显示器（HUDs），特效团队的成员们紧密合作。每当平视显示器（HUDs）在某些方面和过去的电影里出现的事物有些相似时，他们就会更精心地去制作来保持Stark的最新钢铁侠衣服的进化。
下图为Cinema 4D解析Mark 42战斗服的元素设计的初始启动。
值得注意的是Mark 42战斗服的最大的设计亮点可以一片一片地包住Stark的身体。片中Stark的家被导弹击中的戏就很好的展现了这件衣服的新启动技术。在钢铁侠的平视显示器（HUDs）里所看到的战斗服的全息图是由Cantina C4D的美术师设计的，模型基础平台完美的制造了模块组件，模拟物理组件可以使模块同时附加在人的身体上。
设计团队想让新的平视显示器（HUDs）有更逼真的外观，所以并没利用二维的图形空间，而是用新的接口和全息影像来提供三维的深度。这个小组设计的所有3D元素都使用Cinema 4D，包括电影里看到的微型版本和全息头盔等。
下图为Stark的Mark 42平视显示器（HUDs）可以让他看到事故发生的过程并能设计出拯救计划。
当Stark穿着特殊外形的头盔时，他可以在头盔里看到全息展现出来的图像。头盔两边的灯光是全息图的一部分，所以它们会互相影响而且图像会变得多元化，因此看起来十分真实。
三维跟踪技术的制作
为了满足本部影片的技术要求，同时保证在最后期限前完成，制作团队发明了一款与《复仇者联盟》里用到过的类似的立体拍摄系统。创造后就像在钢铁侠的脑海里植入一个编辑器，可以把二维和三维图形定位在三维空间里。
下图为Cinema 4D的内置插件，可以更简单地输出左眼和右眼所呈现的图像。
首先团队需要确保可以更换镜头来进行有效的跟踪，尽管三维跟踪是非常准确的，但是也很费时。所以团队选择了三点二维的跟踪方法。这不仅加快了速度，同时还保持了精确性。比如，只要跟踪了钢铁侠的眼睛和鼻子，然后再利用简单的数学就可以确定他头部中心的位置，使团队能精确掌握到他的头部动作。
真实3D空间的营造
虽然Cinema 4D有强大的模拟三维建造功能（图形在三维空间里的二维平面上制造真三维），但当制作人员进入Cinema 4D以后，再导入三维元素就会很麻烦。比如从Mark 42战斗服到导弹的动画和在定位的基础上开枪等画面制作起来就很有难度。
下图为从Stark的视角看乘客从飞机上掉落的镜头，这一视角也为了其他视角的制作设立了标准。
类似于这样的镜头，制作人员非常清楚去哪里安置画面需要的元素。一旦呈现出来，它们会在相等的元素影响之后排列出来。在接下来的动画制作中，制作人员使用了各种包含C4D提炼器的材料，以及Sketch&Toon多通道，分别呈现了与Cinema 4D结合后的画面效果。
Cinema的立体拍摄功能让制作人员一直在三维空间里工作，这就使从Stark的头到平视显示器（要多远才能让他视点的分界线显示在头盔上）的距离变得精准。这一次，制作团队建造了一个视角，可以拥有自己的三维空间和摄像机的移动，这样会带来更为精准的视差角度。令人惊喜的是，通过这种视差角度，画面中的三维元素好像真的立体起来，在空间里的图像感觉更像是真实的三维结构，这个角度可以使观众从Stark的视角观察事物，并且可以模拟头部的从左到右的轻微移动。
除了能把左右眼的眼球运动记录输入进Cinema 4D以外，团队还制造出了多层照明和纹理HUD效果，为了使画面在各种各样的通道下很快地呈现出来。
下图为Stark的精心制作的头盔作为他的外部显示器，可以投射出所有他平常在战斗服里所看到的图形数据。
这一次团队没有在钢铁侠战服的飞行能力和武器能力上倾注太多精力，而是更注重于灯光的反射和盔甲平视显示器（HUDs） 的纯粹美感。因此，团队对于如何帮助和提升新平视显示器（HUDs）的视效成果有很高的期待，所幸最后成片也基本达到了预期效果。
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