点愉

Unity全球技术美术总监江毅冰:从AAA游戏到实时渲染的动画电影

2018-05-13
Unity2018技术大会上,Unity全球技术美术总监江毅冰分享了AAA游戏到实时渲染的动画电影的观点。

2018年5月12日,Unity2018技术大会在北京国家会议中心召开。Unity全球技术美术总监江毅冰分享了AAA游戏到实时渲染的动画电影的观点。

 


动画电影的制作现状

 

用传统的动画流程,大部分时间就在等渲染,如果按错了一个钮,等很长时间取消,很多人有一样的想法,并且想寻取新的方法。   

 

实时渲染的意义,对于艺术家来说,特别在材质、灯光上面大幅度减少了实时渲染的消耗时间,我们可以把精力聚集在制作漂亮的画面上,艺术指导可以在第一时间看到成品,更改画面也会容易很多。对于制片商来说,实时渲染减少了对人员、时间的消耗,从而大量的减少了开支,现在一部高质量的动画要花费1到2个亿美元来制作,而看电影的人越来越少。所以电影开支不得不减少,如果不选择实时渲染的话,很多电影公司都会倒闭。

 

 对于独立制作动画短片的爱好者来说,减少制作成本意味着很多人可以制作他们想做的片子,而不需要利用很大的成本。


制作实时电影的挑战

 

离线渲染的阴影分辨率大大高于实时渲染的,如果你没有好几万块的高级电脑,实时渲染的画面有的时候显得很平,很多地方有漏光的现象,但是近几年如果关注他们的话,屏幕类之间的阴影和屏幕间的全局光照,这个方面是逐渐的运用在了AAA这个游戏当中,让实时渲染的影子看起来真实了很多,不是真正完全物理光返照的,影子如果看起来比较真实的话,其实在动画电影上面不需要太物理性。

 

在抗锯齿方面,近几年有很多例子都是关于这方面的,半像素抗锯齿,这种论文层出不穷效果也是越来越好,大幅度的缩短了实时渲染和离线渲染的差距。如果大家有打游戏的话,你可以想象,很容易看出来那个游戏的锯齿,有些散光的,如果那方面解决的话,有点看起来像电影了。

 

实时渲染的实力展示

 

实时渲染的画质和电影的画质还是很有差距的。实时渲染的速度和现代电影的速度差别,近几年,迪士尼和皮克斯发行动画片都是用同一技术Path Tracing,现实生活中灯光物理的原理,使画面显得更完美、更真实,可是对于渲染速度来说,平均下来Path Tracing花30个小时显然一帧画面,我们的速度比30个小时渲染一帧快325万倍,实时渲染会取代传统渲染。

 

《发条乐师》如何实现实时的电影品质

 

我们可以看到AAA游戏的画质和电影的画质主要差距在几个方面:一个是材质,第二个是光影,第三个是抗锯齿,这几个方面。如果我们解决了这个问题,尽量缩小了实时渲染和电影的差距。在材质方面,特别是在角色上面,曾经让人大伤脑筋,近几年很多论文有相关的研究,比较著名的是,关于材质皮肤,屏幕类模糊的一个慢反射的论文,很多的游戏都是运用它这个论文来制作皮肤的。

 

首先是场景的搭建,第一步是原画,场景的原画分为两个步骤,画稿发挥想象的同时也考虑到成本和制作的一些问题,以及实时渲染技术的一些局限。我们制作上会面临很多挑战,那个也是在制作画稿期间就要充分考虑到的,我们希望我们的角色与环境是互相匹配的,我们希望我们制作出令人印象深刻的角色以及美丽的场景。


此外,由于我们的预算有限,在最初设计的时候,我们要考虑到技术的限制问题也是非常重要的。如果我们追寻写实的风格,环境会显得非常复杂,叶子的数量和植被树皮节点几何构造数量会让整个场景有过多的细节,会导致我们无法在实时渲染的场景中建造,所以我们需要简化设计。角色设定上主要是为了技术上面的困难。以下是我们发现的技术上的问题,我们把头发编成辫子,避免排序的问题, 大家有做游戏的话应该都对这方面很头疼的问题,所以我们编成辫子来介绍,但是也有需要考虑的问题,把头发搞成深色的,不用考虑阴影的问题。

 

    首先是建模,你可以看到尝试了很多次才达到了想要的面部效果,我和角色师争论了好多次,第一个看起来好像很生气一样。锁定面部形状以后,我们开始建造发卡,这也是在游戏中才有的画面,因为实时电影里面,游戏里面发卡能跑得动,我们就要把它的形状改成发卡。下面一步是头发的贴图,里面大部分头发是用不透明的模型,在左边这一张,这样的话我们就不用考虑那个问题,为了看起来真实,我们增加了一些条纹,你可以看到,在加入条纹的时候是没有缝线的。


下一步是毛衣的建模,在原画设计中毛衣形状是非常简单的,但是我们不需要制作复杂的贴图,使服装看起来更真实,但是简单的形状并不意味着我们在细节上不用大作文章,为了使角色看起来可信,我们将毛衣的模型按照不同的织法纹理来分区。如果大家的妈妈或者奶奶有织毛衣,应该有很老式的织毛衣的书,如果对这个方法很感兴趣的话,应该多翻一下书,很有研究价值。


最后一步是将环境和谐的和角色配合在一起,这就意味着我们必须剪掉角色上的环境灯光,并使角色重新打光,我们可以感到,刚把角色放到场景中的时候,这个角色是非常亮的,比场景亮很多,这样看起来就有点突兀。所以我们需要把所有环境的灯光在角色上要去掉,其实电影里面也有相关的做法,AAA里面的游戏也是一样的,环境的灯光在角色上面去掉,重新在角色上再打光。