[有雷] 豆知識 -- 阿凡達為何被稱為 "劃時代 3D"

[Dopin (ats.twbbs.org)]

首先 發這篇文章前 我個人要感謝 Jotarun 兄 因為某種私人原因 所以我把我之前 Po
的文章砍掉 現在還在 SYSOP 板申請回復 (不過處理速度實在是 ... 唉 也許我申請方
式錯誤吧 :p)

                               以下為本文

阿凡達這部電影 如果以 3D 片的外在來看 影片長度 / 畫質的細膩程度 (無 "粗糙"
之超高解析度) / 第一部 3D 實拍 + 3D 全 CG 影片 等等理由 雖然也許是可以稱的上
"劃時代" 或是 "電影革命" 但光以這些廣告詞很難說明阿凡達的成就 而阿凡達真正的
成就不僅是 3D 的 "呈現方面" 有許多 拍攝/製作 的方法 與一般傳統 CG 不同

是故 本篇主要討論 阿凡達 跟 其他 3D 電影的異同 (下列亦均只用 CG -> Computer
Graphic 因 CGI 這詞 老是會讓我聯想到以前的 Common Gateway Interface :p)

首先 如果只想看所謂的 "體感 3D 電影" 阿凡達顯然會讓許多人失望 請記得 阿凡達
=不是= "體感 3D 電影" <重複 N 次> :)

在 阿凡達 的拍攝過程中 所用到的許多技術均包含現有與特有(詹導個人非常機車要
求下 相關各團隊合作研發成功的) 以下先介紹比較常見與傳統 CG 通用的部份 :

1. 人物建模 : 阿凡達的人物 3D 建置 是利用通行已久的 Light Stage 技術 將目標
              標對象 360 度高照度下拍出各角度完整影像 (在此的目標多指 '人')
              之後經過標記與微調後 讓程式自動建模與貼圖

              (延伸閱讀 板上 puffdadboy 兄的大作 #1BG3fIU1)

2. 一般場景 : 阿凡達的場景跟其他傳統 真實/虛構 混合的影片一樣 大量使用藍綠
              幕 演員在真實佈景中演出 而需要利用 CG 的部份則全部貼上藍綠幕

              (延伸閱讀 阿凡達內部人員拍攝過程流出影片)

              http://www.youtube.com/watch?v=j4HZ6OEXhXo&feature=PlayList&
              p=EDFBA16DEE5E14C0&playnext=1&playnext_from=PL&index=3
              ( 短網址 http://ppt.cc/Z0MJ )

              http://www.youtube.com/watch?v=FvtQ6bF_UlU&
              feature=player_embedded
              ( 短網址 http://ppt.cc/VcP9 )

3. 納美人   : 阿凡達 與 那美人 的人物演出 也是用現行 Motion Capture 技術將演
              員的肢體動作記錄下來(但完全沒有使用到所謂的藍綠幕) 後置處理 我
              們可以發現演員的衣服上有許多 定位點 這是 I.L.M 特效公司的專利
              能精準的將動作反覆比對運算 達到近乎百分之百的動作補捉 (利用多
              部攝影機的角度貼補技術 帶入電腦直接算出物件 3D 之模組 可謂目前
              之翹楚 <下面花絮會拍到本項技術>)

              CG 化妝技術也是行之有年 像是神鬼奇航的 Davey Jones(深海閻王)
              <話說回來 還不都是那 "幾" 家特效公司 :p>

              (延伸閱讀 咕嚕的 關節/動作架構 深海閻王的 動態截取/CG 化妝)

              http://www.youtube.com/watch?v=ZmP1YojJjXo&feature=related

              http://www.youtube.com/watch?v=SHRfjbmR4J8 (感謝 BrokeBackM 兄)



然而 如果 阿凡達 只是這樣 那實在也沒有什麼好說的 他只是砸大錢的 "常用" 特效
大雜匯 只 "類同" 於去年幾部非常出色的 CG 特效片/動畫片 比如 2012 / 變形金鋼
復仇之戰 / 聖誕夜怪譚 等等 (個人特推 聖誕夜怪譚 光源效果做的非常之好) 非常
優異的作品

當然 至少第一次看 阿凡達 時 我也是如是想 (不過是特效 "好了點" 罷了 沒什麼了
不起 不值得特別去了解)

延伸閱讀

(2012)     Autodesk 3Ds Max 2010 從無到有
           http://forum.pchome.com.tw/content/74/31883

           2012 特效製作原理舉例簡述 (為個人作品)
           http://blog.roodo.com/victorart/archives/10747653.html

(變形金鋼) Transformers Exclusieve Making Of Beelden
           http://www.youtube.com/watch?v=pF0C59xcDdU&feature=player_embedded#

           《變形金剛2》視覺特效神秘面紗大揭秘 (嗯 廣告文 :p)
           http://www.hot3c.com/read.asp?class=12&id=14151



目前 阿凡達 有兩個主要常被討論的 Fusion 3D 與 臉部表情/物件軌跡截取 不過特
別值得一提的 還是完整的引入 Real Time Active (一般都只稱 Real Time / RT) 概
念 這跟一般傳統 純後置 流程完全不同 不但讓拍攝所結合虛擬與真實的 動態/場景
更加的砌合 而且可以讓詹導迅速掌握拍攝狀態 這十四年的空白 詹導在其自述中提到
他用了十年左右研究思考相關技術 (當然 這很大成份是為了訪談效果 :p)

        -- 許多思維是互通有無的 不可將之全數歸為詹導個人的發想 --

技術這種東西除非遇到 神人 才比較有機會跳躍式的成長 阿凡達可以說是一部努力後
成功 "開花" 的作品 拍攝的方式與技術 是許多人的努力的成果 可說是集科技的大成
創新 或是 領先 並不是我想表達的 (我有反省了 我不是業代 :p)

      更不是像某些 近乎誇大 的廣告詞 所言 說阿凡達的技術領先業界 XX 年

而且重點是 -> 那 "幾" 個 所謂的 "業界" 正是阿凡達的推手群(還有更多無名英雄)

在此強調 下列這些技術 無法 嚴謹確認 與 實際分析 確切的 概念原創者 或 發明者
只是會被特別提出來 是因為這部影片 完整而有效的 實現這些概念與技術

引述 BrokeBackM 兄所言 :

  「 在推動觀影大環境上, 推動 "3D 浪潮普及化的努力", 才是它劃時代的原因,  
    製作技術倒是還好, 大家都一直在原有的基礎概念上研發當中, 同時與時俱進」

故而這些技術的研發與善用 正是 努力 的 具體實踐 如果要給予阿凡達掌聲 對象當
然不會單是某幾人 相對於我們僅針對技術面的讚揚 絕不及對全體相關 Stuff 的努力
致意來的好 (抱歉 這邊話特多 Orz)

                  -- 這是我特別改寫這幾個段落的原因 --

Performance
Capture   : 詹導覺得演員是影片的靈魂 他無法接受臉部表情純是用電腦動畫技術合
            成與後置 他希望能夠真實傳達出演員想呈現的情感與靈魂 所以 阿凡達
            團開發出特用的臉部表情裝置 其實 這是 ILM 的專利技術的延伸 一樣
            是在臉部畫上定位點 (本例為綠點) 但不同的是 團隊針對 "臉部肌肉"
            作表情補捉處理 (用以系統化表情的類別) 這部份的概念 跟現行的 The
            Emily Project 不太一樣 (全面補捉)

            在 幕後製作花絮 中 我們可以看到演員的臉部有台掛式攝影機 將其表
            情 "號稱完整" (有人說 100% 有人說 95% /.\) 補捉 而且更暴力的是
            這部影片動作截取時採 "即時收音" 所以詹導在無數個宣傳影片與花絮
            中不斷強調 "這不是動畫片" (Echo N 次) 而是真人的演出

Real Time : RT 概念與技術 在電影製作與許多其他行業都不是新鮮事 (早在 A.I. 人
            工智慧<感謝 BrokeBackM 兄的補充> 即已實作 甚至更早的 喬治.盧卡斯
            也曾提及 希望/預計 能開發整合式的技術) 阿凡達 把 RT 技術實現得非
            常完整 不僅是拍攝前的討論 拍攝中的取鏡 拍攝後的前幾次需要 "現修
            現好" 的後置 都應用到 RT 技術 為了求好 阿凡達相關開發了很多項技
            術的大小 革新/創新

            一般狀況下 Motion Capture 截取下來的資訊 主以後置合成為主 但是詹
            導無法滿足這種現狀 他要求建好的 場景 / 處理中的納美人 / 其他物件
            "都" (實在很機車 /.\) 能讓他 "即時掌握" 在 幕後製作花絮 我們也可
            以看到 :

            1. 當演員在演出時 有螢幕在追蹤他們的臉部動態 甚至很好玩的 臉部的
               攝影機 (處理時為魚眼狀態) 臉上標的綠點會同步追蹤至臉部肌肉表
               情的變動 (真正高精度的影像則交由後置處理)

            2. 當 Jake 要剛進村落時 與即將升級成靈鳥騎士時 前往哈里路亞山脈
               的上層 經過碩大橫向樹根 或是 跳躍抓住樹藤 我們現實中看到的只
               是演員在佈景中跳來跳去或是對空氣做出動作 但是詹導可以透過螢幕
               看到合成後的景像 (在向家園樹祈求時亦同)

            3. 不管是靈鳥小模型 或是戰機小模型 看到詹導(或/與 助手) 拿著小玩
               具開始移動時 除了會追縱記錄這些小模型的動態與軌跡 也可以在螢幕
               上顯示出移動時的即時效果 而 "風中奇緣" 飛行的片段 更是此技術發
               揮的極致

Fusion 3D : 本詞牽涉到的東西既多又雜 概念重心為 Virtual Camera 由好幾個不同
            的公司團隊相互合作完成 一般當我們建模或其他任何過程中 我們常可以
            利用拖曳方式或使用滾輪 來對物件放大縮小或是旋轉 本概念的想法是 :
            既然我們可以做得到 RT 來結合動畫與實演 那為何不可以移動某(些)攝影
            機 到想要的角度與位置 去拍攝出想得到演出效果 (目標之 大小/方向/
            角度 等等) ?

            所以 在花絮中我們可以看到當演員與攝影師等專注在他們的工作崗位上
            時 詹導一個人拿著一台攝影機 直盯著攝影機 "隨意走動扭動" 我們可以
            清楚的發現當詹導 "扭動" 時 合成的動畫 會隨著他的動作而有所回應

            而詹導不只在演員演出時這麼做 當演員結束拍攝時 他一樣會把已經處理
            好的影片利用 虛擬攝影機 來呈現他想要得到的畫面

            為了達到詹導想要的畫面 新一代的 Stereosoopic Camera 的開發成功幫
            上了很大的忙 (Panasonic 這次押對寶了)

            (Fusion 3D 是很多大小專利 技術/概念 的結合 無法特別專指某項技術)

2D <-> 3D : 傳統在製作 "虛擬實景" 尤其是野外的狀況時 我們大多會使用 Vue7 之
            類的軟體 來建構所謂的環境場景 但是很神奇的 阿凡達 大多數時候使用
            的卻是 Photoshop / Lightroom ... 這部份當初實在超出我的理解 不過
            後來我知道現在有所謂把 2D 轉成 3D 的處理程式

            簡單的說將 2D 圖自動轉換成 3D 後 建模貼圖都省了 只需修一下細部

            傳統處理背景時 大多是建模後拆圖 然後利用繪圖軟體(比方 photoshop
            :p) 繪製拆下的圖層畫好所謂的 "貼圖後" 再貼回去 近年有比如 ZBrush
            / Mudbox/BodyPaint 3D 之類可以對 UV 貼圖直接後置處理的軟體

            但很顯然的 阿凡達的場景處置 不是以這種方式(為主) 只能說當人家正
            在 "研發中" 時 阿凡達 團隊已經實現了 (目前此類軟體消耗的演算次數
            非常變態)

            (延伸閱讀 Carnegie Mellon University 研發中的轉換軟體)

            Transforming a 2D image into 3D
            http://www.youtube.com/watch?v=VuoljANz4EA&feature=
            player_embedded
            ( 短網址 http://ppt.cc/j_jY )


延伸閱讀 阿凡達製作幕後花絮 相關

阿凡達 超用心的幕後製作 (小雷)
http://cutelu.pixnet.net/blog/post/26236546

阿凡達 幕後製作花絮 (上面網頁中有此連結)
http://www.youtube.com/watch?v=P2_vB7zx_SQ

Adobe (不是 Autodesk) 阿凡達中的製作過程 <廣告 :p> (網址有夠長 - -)
http://tv.adobe.com/watch/customer-stories-video-film-and-audio/
adobe-and-avatar/
(短網址 http://ppt.cc/OF1k )

阿凡達 拍攝技術面花絮
http://www.youtube.com/watch?v=OJ1JzYPjcj0&feature=sub (感謝 Jotarun 兄提供)

阿凡達 大全 (雜七雜八)
http://www.hd.club.tw/archiver/tid-1919.html


最後 再次感謝 Jotarun 兄 "沒有你就沒有這篇文章"
     特別感謝 BrokeBackM 兄 指正了我很多觀念 讓我受益良多

至於原先的有 Po 的已知使用之商業軟體列表 我就不再發了 感覺有廣告之嫌 (其實
前面內文 <含連結> 早已廣告了 Orz)

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修改原因 : 特堆 -> 特推 / 聖誕夜驚魂 -> 聖誕夜怪譚
           修改 Virtual Camera 相關片段 (感謝 Titaandyo 兄)
           http://ppt.cc/SAvM 改 http://www.youtube.com/watch?v=SHRfjbmR4J8
           補充 Real Time 說明第一段 (此兩項修正感謝 BrokeBackM 兄)
           修改 本詞牽涉到的東西既多又雜 概念重心為 ... (感謝 BrokeBackM 兄)
           修改 劃時代 的意義 (感謝 BrokeBackM 兄)
           修改 第一段 不通順的地方

(改寫應該還是會持續進行 <爆>)

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SOB Pack 已於日前 Release 出 gcc 4.x 版, 歡迎還活在 Maple 2.36 SOB Version
回憶中的朋友們一起來討論下列相關 :
1. maple 2.36  2. SOB  3. Atlantis Version
telnet to bbs.bsd.com.tw   Boardname : ATSVersion

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 203.70.65.28
推 Titaandyo:技術無可挑剔的高!! 怎麼沒有說詹導扭來扭去捕捉鏡頭的
→ Titaandyo:地方XD?
→ Dopin:哦 我寫的好像容易誤解 我改一點 Virtual Camera 的敘述 :)
推 iaminanl:推推
推 smaljohn:借轉
推 widec:特推！
推 shadowmoo:推認真
推 doctor2tw:棒，
推 NANJO1569:內容非常豐富的一篇文，推一個！
推 nick343401:原來臉部表情是這樣弄的喔!!
推 littlegreen:我喜歡
推 Davidgood:推強大的整理!!
推 honny7410:推認真文！
推 BrokeBackM:2001年AI人工智慧不是早就提出了現場RT特效預視概念了?
   是的 而更早前 George Walton Lucas Jr. 即已提出此概念
推 BrokeBackM:http://www.youtube.com/watch?v=H3jnx3mXhVo 這個才是
→ BrokeBackM:Davy Jones正牌幕後製作內容,您貼的好像的業餘影迷自做
   是的 因為他把所有的製程都拍成列說明 我覺得很完整就採用此影片
   另外像 2012 特效製作原理舉例簡述 也是個人作品 如果 B 兄有此疑
   慮 我換成您的下述連結 並在 2012 後加註為個人作品
→ BrokeBackM:PhotoShop發明人John Knoll的深海閻王是全CG,包括眼睛
→ BrokeBackM:+參考資訊http://www.youtube.com/watch?v=SHRfjbmR4J8
   感恩 已改為此連結
推 BrokeBackM:http://www.ew.com/ew/article/0,,334862,00.html 這個
→ BrokeBackM:就是2001年史上首次Real Time虛擬場景拍攝，詹導融合了
→ BrokeBackM:之前ILM的各項創新概念與技術，因應需要一起使用到片中
→ BrokeBackM:但目前有印度MIT高材生，用便宜攝影機和技術，直接捕捉
→ BrokeBackM:在這裡:http://www.youtube.com/watch?v=qC3H3JOtvSs
推 BrokeBackM:http://www.brainstorm.es/downloads/cgwjul2001.pdf
   基本上這位印度神人不只是能力超人 胸襟也是聖人 因為某些程度上說
   我是使用 FSF 的 end user 他的技術不只是在現實中許多面向悄然實現
   連 Avatar 觀影時我又看到一部份同樣概念的動畫呈現 實在很感動 見
   拙作有雷心得文 #1BIBsfNm (自我廣告 :p)
→ BrokeBackM:AI的Real Time Virtual Set+深海閻王iMocap=阿凡達
   嗯 這個 ... 也不能就這麼的說啦 ^^; 因為 Avatar 已經對這些技術與
   概念又做了一次整合與革新 基礎精神確實是一樣的 但實作上許多地方
   倒是不盡相同 但嚴格說回來 說是換湯不換藥也不為過 (爆)
→ Dopin:嗯 RT 不是首次 另外第六感科技我的板上文有提到 #1BIBsfNm
→ Dopin:所以文中只提到引用 RT 概念很可怕 嗯 B 兄我再修改更清楚點
推 Xenomorph:推
※ 編輯: Dopin           來自: 203.70.65.27         (01/23 20:55)
推 BrokeBackM:當年AI推出時,包含EW/Cinefex甚至是ILM網頁,都有提到
→ BrokeBackM:Real-Time on-stage virtual Set的第一次實際運用執行
→ BrokeBackM:http://www.ilm.com/inside_timeline.html 看2001年囉
推 BrokeBackM:或許概念發想只放在心中很難說誰先,但先付諸執行鋪路
推 BrokeBackM:是半退休中的老將丹尼斯穆朗(史丹溫斯頓先走一步了>"<)
→ BrokeBackM:像Morph這個專有名詞是ILM發展並首先在風雲際會中執行
→ BrokeBackM:後來Pacific Data Image承認運用Morph概念做了M.J.的MV
→ BrokeBackM:所以大都是累積前人的創新路程再融合增強,因應需要開發
→ BrokeBackM:只是iMocap很適合有要在現場實景拍攝加入CG角色使用
→ Dopin:嗯 B 兄所言甚是 唉 有時還有西瓜效應 最後實作結果決定許多
→ BrokeBackM:和阿凡達與AI裡又多了大量Virtual Set,加RT粗略CG角色
推 Davidgood:高手過招XD
→ BrokeBackM:單純資訊交流啦,像當年是ILM還是CFC做了第一個數位合成
→ Dopin:iMocap 常被細修至許多特用需求 但本質真的還是 iMocap 這種
→ BrokeBackM:都很難分,因為概念的提出和執行,時間幾乎同時,所以並列
→ Dopin:軟體思維應該已經是架構基礎了 他本身又有 SW/HW PnP 概念
→ Dopin:實在是個很暴力的東西 只能說真的 世界前幾的超強特效公司
→ BrokeBackM:CFC= Computer Film Company,也有參與這次阿凡達的製作
→ Dopin:怎麼改 結果還是自己的東西 (不覺有種感嘆 ...)
→ Dopin:嗯 不喜歡媒體老說詹導團隊(最近參與開發的一個個跳出來 :p)
→ Dopin:但真正的原因是我不夠用功 沒爬文 (咖擦 Orz)
→ Dopin:致 大衛好 兄 : 高手是 B 兄 我是亂發文丟磚塊的 (跳跳)
推 BrokeBackM:首代實驗執行效果不會最好,後來才越改越好,總要有"開始
推 Davidgood:我很久以前就知道斷背山大是視效高手了XD
推 BrokeBackM:資訊交流啦,其實詹導之前就常和ILM老將合作,會交互影響
→ Dopin:我是在想 要不要把 這是詹導超越一般人常識的發想 這句刪掉
→ BrokeBackM:WETA成立前,ILM曾經是協助成立的顧問角色,Joe Letteri
→ Dopin:畢竟如 B 兄所言 Avatar 基本上算是一部 "開花/剪綵" 的作品
→ BrokeBackM:在去Weta之前,是從ILM出身的,是John Knoll的子弟兵之一
→ BrokeBackM:當然也是有加入基於先前概念上,新發展出來的技術並結合
推 BrokeBackM:順便分享一下最近幾年被廣告用到爛的老梗"Morph"演進:
推 BrokeBackM:Willow: http://www.youtube.com/watch?v=uLUyuWo3pG0
→ Dopin:哇塞 我資訊太舊了 我還停留在 human Image morphing (飆淚)
→ Dopin:我開始有點想舔 B 兄的腳了 :p (狗腿 ~~~)
→ BrokeBackM:後來發展 http://www.youtube.com/watch?v=anmwP_3kzgs
→ BrokeBackM:但Willow(風雲際會)是首次執行(實驗)的Morph,效果不優
推 BrokeBackM:上面新聞片段看到Steve Williams我快掉淚了,退休不見了
噓 shazam:什麼是豆知識？
推 BrokeBackM:Dopin先生的資訊分享,這個沒有必要給噓吧,他也算中肯
→ BrokeBackM:約翰諾爾 http://www.youtube.com/watch?v=_URxl08jEZc
→ Dopin:哦 http://www.google.com.tw/ 搜尋 什麼是豆知識？ 第一篇
→ Dopin:就有 s 兄要的答案 :) P.S. 豆知識絕對不是因為我是豆餅(爆)
推 leila:有看有推!
推 Jotarun:少見 專業文章應該要m阿 :D
推 ACGamigo:大推！相見恨晚啊！
※ 編輯: Dopin           來自: 203.70.65.28         (01/27 21:26)
推 cheno6604:專業認真推
推 oj113068:我希望你加標點....= =
推 jeromeshih:推
推 loi45678:這根本是論文規格啊!!  認真推!!噓文的人也太那個了吧= =