《最终幻想》技术揭秘

本文来源www.arstechnica.com

原作Jon Hannibal & Jonathan Ragan-Kelley

翻译 钱麟（有删节）

随着CG电影科技的飞速发展，毫无疑问今年的最具视觉冲击力的电影大片非《最终幻想》莫属，片中的角色和环境的真实度之高，让包括Tom Hanks在内的一大批超级明星都感到了失业的危机。

本片由曾经执导FF系列游戏的史克威尔的Hironobu Sakaguchi担任导演，由一群精通艺术与技术的天才艺术家完成，此外还有大量的剧本编写人员、程序员、工程管理人员、系统管理人员，他们它来自不同国家、拥有不同背景、会不同的语言，整个电影就是由这些人协作完成的。对于这样一个拥有技术革新性质的项目，需要有一个大型的、复杂的人员配备，安排他们简直就象恶梦一样。史克威尔的工作组在每一个阶段、每一个制作步骤上都遇到了前所未有的挑战，这不仅仅是技术上的问题，更是人员管理、工作流程设计、人与人之间的交流等等。

现在让我们通过对《最终幻想》的制作核心人员的采访，来进一步了解CG电影工程，首先介绍一下各位被采访人员的身份：

Troy Brooks：产品系统总监

Kevin Ochs：角色动画导演

Dave Seager：灯光总监

Kevin Bjorke ：渲染和材质总监

Kaveh Kardan：工程管理（经理）

采访记者：Hannibal和Jonathan

以下是采访的全部过程，先是对Troy Brooks的采访：

Hannibal：您能否给我们介绍一下《最终幻想》的全部制作过程，特别是它和普通的电影有什么主要的不同？例如，它是如何从脚本到故事板到最后的成品的？在最终渲染前，您是否做了大量的测试性渲染，等等？

Troy Brooks：这是一个互动的过程，一开始我们根据剧本画草图，并修改剧本，直到剧本修改完成后再开始正式做故事板，这个和普通的电影一样。刚开始设计3D的时候，我们先用低分辨率的模型开始制作，主要是确定摄像机的运动和角色的动作，用低分辨率模型有助于进行实时控制。为检查摄像机和角色动画，我们必须经常地进行测试性渲染，最终才把它们赋予高细节模型。一些如灯光之类的设置是分开进行的，最后再由合成小组小心翼翼地把它们合成在一起。整个过程中，我们始终都在测试渲染、检查摄像机、动画、灯光、材质，并且修改它们。

Hannibal：好，您能否再介绍一下这些艺术家在工作中的具体职责，以及他们是如何合作来完成最后的项目的。

Troy Brooks：有一些艺术家，特别是在VFX组中（注：VFX即Visual Effect视觉效果），是非常专业的，他们自己编写材质和表达式代码。产品软件组负责将这些代码实际应用到工作流程中去。他们编写Maya的插件以供动画师们进行具体的操作，这些程序也包括在后期合成时使用的程序。当然，整个工程要有一个整体的组织和分工，让每个人都能在里面很好的工作并得到他们所想要的，我们还要想办法进行数据的转移，从第一步到第二步，这包括专业渲染工作站（renderfarm），用来处理批处理工作，如渲染、动画计算、动力学计算、特效制作以及长段动画的合成，产品软件工程师是在整个工作组内到处跑的，他们要会发现动画师缺什么、需要什么，以及动画师用它们是来做什么的。此外我们还有R&D组（资源与开发项目组）开发专门用于头发和衣服制作的插件SqFlex，并且他们还要负责所有的资源管理。

Hannibal：我曾经读过一些关于这部电影的技术资料，说你们用了四台SGI2000系列的高性能工作站和其他一些SGI系统来制作《最终幻想》，你们把Maya装在SGI上，把Renderman装在了LinuxR OS-based系统上。您能否给我们更进一步地介绍一下你们的软硬件设备，它们在工作中都扮演了什么样的角色？比如，在制作过程中Linux扮演了什么样的角色？

Troy Brooks：所有的艺术家在他们的桌子上都有一台SGI Octanes，有些人还有两台，这是我们用来创作的主要工具，上面装载着Maya，这是我们用来制作模型和动画的主要工具，有些最终的动画我们是用Maya渲染的，但是大多数都是用Pixar's RenderMan来完成的，我们用Onyxes来完成合成，用16个CPU的Origin 2000s来批处理MTOR工作，也就是从Maya向Renderman的转换工作。我们还有一些Origin 200的服务器，用来作为硬盘服务器，和一些NetApp文件服务器，用来储存数据文件（容量大约4TB）。专业渲染工作站是用了Linux系统（PIII, custom-built, rack mounted），装载了Red Hat 6.2，是专门装Renderman来渲染用的。另外我们有自己专门的专业渲染工作站软件，叫SQB（Square Batch Processing），是运行在Linux系统上的，可以用来进行非常专业的全局渲染控制。

Jonathan：最近许多研究都集中在如何渲染出更真实的场景，即高级的全局照明和光线追踪技术。然而这样的技术，由于种种性能或兼容上的原因，还没有普遍进入我们的产品中，在《最终幻想》的制作过程中，您是否用了这样的技术来塑造更真实的角色呢？还有您觉得使用这类技术有何限制呢？

Kevin Bjorke：大多数这样的研究文章都是人们在看了《最终幻想》后产生的，其实CPU并不是限制渲染的根本性因素，一些渲染器能渲染出好的肥皂泡，但是不一定渲得出好的角色动画，如果过于追求计算机技术的话，但对于艺术家来说他们的发挥空间就小了。虽然CG从技术角度讲是非常复杂的，它需要强大的硬件和程序，但是更直接的因素是专业的艺术家，他们操纵着这些电脑，完成指定的任务。

Kaveh Kardan：我相信全局照明将来会普及的，从灯光角度来将，直接照明的方法几乎已经达到了模拟真实的极限，如Renderman。

Jonathan：你们主要是用Renderman来渲染的，那你们还用了其他什么技术或是其他什么渲染工具？

Kevin Bjorke：我们确实用过一些保密的，非正规的技术。一些特效，特别是一些光子效果或VFX特效，如爆炸、火焰等，我们用了后期合成、贴图模拟等技术。

Jonathan：你们是如何制作头发的？是不是用了关联的几何体和Renderman里的RiCurve？在渲染的时候用了什么特殊的方法呢？

Kevin Bjorke：头发就是用RiCurve加上很普通的材质做成的，灯光和阴影的问题倒是复杂些，如果要渲染一个在灯光照射下的，有许多头发的场景，就比较困难了，方法当然也不同寻常。以前曾经试过把头发和其他部分分开渲染，最后再合成，但是头发太细了，一些细节在合成中很容易丢失，这样我们就不得不使用大量的人力来手工绘制象素修补，代价是很大的。

Jonathan：还有一个关于头发的问题，你们使用什么方法来模拟头发的动画的，特别是Aki飘逸的长发？是粒子技术，还是IK模拟，或是一些技术的组合，还是别的特殊技术？

Kevin Bjorke（非常小心地）：Aki的头发用了几种不同的模拟方法，由于是在Maya中制作的，动画师可以用我们写的程序工具，或手动制作动画、或用Maya的限制（Constrain）技术，等等，根据不同的要求用不同的方法，例如，Aki的头发在zero-gee的时候和在法庭里的时候是完全不同的。

Kaveh Kardan：零重力状态下的头发我们用的模拟方法是和做衣服的方法是一样的。头发在重力状态下的动画是用Maya本身的工具来完成的。

Jonathan：传统的电影特效，特别是在这10到15年的这段过渡时期，有许多效果都是由后期的二维合成制作的，而你们的全CG动画和二维合成动画之间有什么关系？你们在合成技术上有什么特别的吗？

Kevin Bjorke：在合成方面，我们现在已经可以获得每个独立的角色或是场景元素，也就是说，我们可以把角色和场景平滑地分离开来，分离渲染，比如，在一个General Hein的特写镜头里，眼睛的反光是我们特别单独渲染然后合成的，效果很完美。

Jonathan：再问一下，电影展示了两个基本点完全不同的世界——人类的物质世界和非人间的幽灵世界，在合成的时候你们遇到了什么样的具体问题？又是如何解决的？

Kevin Bjorke：因为人类世界和幽灵世界是分开渲染的不同场景，因此没什么特别的，把幽灵放到场景中就如同把其他特效放到场景中一样。

Jonathan：在制作如此真实的角色中，您发现有什么在动画方面很有挑战性的问题吗？您认为在使用的工具上还有什么不足吗？您将来准备做比这个更真实的角色动画吗？

Kevin Bjorke：挑战是无限的，在动画过程中也是困难重重，我们开发了一些变形和模拟工具，它们都有自己的名字，如"shapeDriver" 和"sqFlex"，而不是用Maya本身的cloth系统，当然这不单单是为了表达更真实的效果，更是为我们自己的电影风格服务的。

Jonathan：面对如此大的一个项目，您是如何管理您的数据的？这些数据是如何给这么多人使用的？您是否用了什么新的技术来管理这些数据？

Kevin Bjorke：是的，管理这些数据确实很麻烦，很大方面的是人的因素，很少有人做过这么大的项目，如果你是和一两个人或是一个小型工作室做的话，你是遇不到这些问题的。但是电影是不一样的，这是小作坊和大工厂之间的区别，也许这两者都能做出作品，但是方法和过程是不一样的。

Troy：我同意，这确实很难，而且不仅仅是规模上的问题。我们做过电视上的动画，几小时的，但是对于一部CG电影来说，人员的分配，时间的安排、当中出现问题的解决，都可能会影响到工作流程和产品。

本文最后还讨论了一些有关实时技术的问题，与《最终幻想》无关，因此下文被略去