前言

????這期的筆記內(nèi)容來自官方分享會中，Unity美術(shù)總監(jiān)江毅冰帶來的技術(shù)及經(jīng)驗的分享。江毅冰曾就職于美國著名皮克斯動畫制作工作室和著名的游戲頑皮狗工作室，從事美術(shù)相關(guān)的工作。從皮克斯到頑皮狗，再到現(xiàn)在的Unity，她找到了現(xiàn)代電影的另一個方向，實時電影。她的團隊使用Unity引擎制作了一部實時動畫短片《發(fā)條樂師》。

實時渲染和現(xiàn)在動畫電影的速度差距

? ? 最近幾年迪士尼和皮克斯發(fā)行的動畫片都是運用同一技術(shù)，叫做Path Tracing（路徑追蹤）。它模擬的現(xiàn)實生活中燈光的物理原理。使動畫畫面更完美，更寫實?？墒菍︿秩舅俣葋碚f，比2000年初還要更慢一些。

????我們用海底總動員2作為例子，平均下來運用Path Tracing渲染出來一幀需要大概30個小時，海底的片段會達到50到60小時一幀。而實時渲染的基本要求是30幀/秒。

????也就是說我們實時要比現(xiàn)在的動畫電影渲染快大約30x30x60x60=325萬倍

擔(dān)起“魔術(shù)師”的重任

? ? 嘗試各種各樣的方法來讓畫面變得更好，努力把角色的材質(zhì)變得像電影一樣。不斷縮小與電影之間的差距。

使平面的模型看起來立體

? ? 首先的挑戰(zhàn)是單機的模型精度是有要求的，不能超過一定的Polygon，游戲中頭發(fā)你不可能做到上億的發(fā)絲，游戲中的頭發(fā)發(fā)絲是平面的，我們要讓它看起來更立體，我們要嘗試改變模型的Normal（法線），運用事先拷貝下來的detail（細節(jié)）陰影，結(jié)合游戲普通的低精度的陰影，編寫漫反射模型。

充分發(fā)揮“實時”的優(yōu)勢，加快制作流程

? ? 實時渲染制作，我們可直接看到結(jié)果，我們在這個基礎(chǔ)上任意進行修改，而且整個過程時間很短。這在傳統(tǒng)動畫制作中，首先你要在ZBrush一點點的進行雕刻，在每一個角度渲染很長時間。我們在設(shè)置好制作流程后，可以充分發(fā)揮實時渲染的優(yōu)勢。

????另一個例子，我們在《神海4》里面的一個場景中，當(dāng)角色進入場景后，它的衣服首先會被打濕，當(dāng)雪越下越大的時候，然后衣服一點點被雪覆蓋。

更多的細節(jié)

http://advances.realtimerendering.com/s2016

為什么實時渲染是動畫電影制作的未來？

• 對于藝術(shù)家，特別是材質(zhì)，燈光，特效：

  大幅度減少在渲染上的消耗時間，意味著我們可以把精力聚集在畫面上。藝術(shù)指導(dǎo)可以第一時間看到成品。更改畫面會容易很多。

• 對于制片商?

  實時渲染減少了對于人員，時間的消耗，從而大量減少開支。現(xiàn)在一部高畫質(zhì)的動畫電影要花費1到2個億美元的制作成本。而現(xiàn)在看電影的人越來越少，電影制作不得不減少開支。

• 可以轉(zhuǎn)為游戲以及VR，AR的作品：

  游戲，VR和AR都是實時渲染的，所以制作實時渲染的影片之后，可以進一步改為游戲，VR和AR作品。你的作品可以占領(lǐng)更大的市場空間

實際渲染和現(xiàn)在動畫電影的畫質(zhì)差距

????實際渲染在燈光和引擎上面，可以拷貝下來的DDR和PBR的應(yīng)用，然后后處理的Post Processing，在實際上的渲染和電影的差距是非常小的。但是有些方面是比較落后的，比如角色的毛發(fā)，細節(jié)的陰影，半透明的需要折反射的材質(zhì)，在實際渲染上是比較難對比的。

實時渲染的進步速度

? ? 2007《神秘海域》第一部與2016第四部的差異，比起Pixel在2007的《鼠王》和2016年的《海底總動員2》，進步是巨大的。雖然動畫電影也有進步，渲染時間也大幅度加長，但是對于一般觀眾來說，差異也不是那么大。按照 這樣的發(fā)展速度，再加上實時渲染的種種優(yōu)勢，畫質(zhì)將來也會趕上現(xiàn)在的電影。

頑皮狗接近電影畫面的實時渲染作品

? ? 2016《最后生還者》和2014年《神秘海域4》的預(yù)告片，一般很多人不相信是實時渲染的，事實上兩段影片都是實時渲染。

現(xiàn)在是研發(fā)制作實時電影的最佳時機

? ? 現(xiàn)在創(chuàng)造與傳統(tǒng)動畫電影不同的實時渲染電影，可以改變實時渲染的歷史，皮克斯在1985年時2D動畫電影風(fēng)靡的時候，開創(chuàng)了3D電影的歷史。江毅冰希望通過實時動畫短片得到磨練，再由短片延長為動畫電影。

為什么選擇了Unity？

• 渲染的畫面質(zhì)量

  Unity在近年來的畫質(zhì)有很大幅度的提高。

  Unity重寫了關(guān)于高端引擎的部分，主要面對3A游戲，PC游戲和實時電影。

  HDRP在光影方面的進步是非常大的，它的效果已經(jīng)很接近電影了。

• 動畫的質(zhì)量

• 在有限的資源下創(chuàng)建很好的團隊

  現(xiàn)在的皮克斯，迪斯尼，頑皮狗的團隊不是一天兩天創(chuàng)建的，如果你需要好的作品，就一定要有好的團隊。Unity比較適合獨立的小團隊，Unity里面的插件對實時渲染很有幫助。

實驗性De-lighting Tool（去光陰工具）

? ? 我們現(xiàn)在可以用拍照的方法進行建模，這樣的方法弊端是拍照會有陰影?，F(xiàn)在Unity給我們一種實驗性的功能可以去除照片中的陰影，讓場景看起來更加逼真，非常實用。有了這項功能我們可以通過掃描現(xiàn)實中的場景，來快速的搭建我們的場景。

如何達到最好的動畫效果？

Alembic（蒸餾鍋）文件的支持

????Unity對alembic的支持，現(xiàn)在的動畫制作有兩種方式，一種是K幀，一種是動捕，比如特效電影或游戲，比如《阿凡達》《神秘海域》《最后生還者》都使用了動捕，而傳統(tǒng)動畫中通常用K幀的方法來制作動畫。

????Alembic是現(xiàn)在比較流行的數(shù)據(jù)緩存的一種文件格式，通常使用Alembic在各種3D軟件中里面導(dǎo)入導(dǎo)出，Unity也在早期就支持了Alembic，現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟。假如我們已經(jīng)有了對動畫制作比較熟悉的骨骼綁定師和動畫師，他們不需要懂得實時引擎的知識，只要將動畫在3D軟件上調(diào)整好，再使用Alembic插件導(dǎo)入Unity，動畫的質(zhì)量不會受到引擎的局限。另外，還有一些動畫特效，比如布料，液體，你可以從Houdini里做出來，再導(dǎo)出Alembic文件。值得一提的是，Alembic我們一般可以通稱為abc文件。

Collab（合作插件）

????江毅冰的團隊來自世界各地，他們的合作就使用了這款Collab插件，團隊成員可以看到項目的更新，這對于項目的創(chuàng)建有非常大的幫助。

下面我們欣賞一下《發(fā)條樂師（Windup）》的短片截圖