從游戲?qū)崟r(shí)渲染到影視動(dòng)畫特效——渲染引擎發(fā)展的必然趨勢

2020-09-11 10:53 發(fā)布

渲染引擎在影視、動(dòng)漫領(lǐng)域越來越普及，有的人用過，有的人沒用過，但是對于游戲來說，它幾乎都是用游戲引擎做出來的，所以有的游戲公司是用標(biāo)準(zhǔn)的游戲引擎，比如說Crytek、Epic Games,但有的Studio是有自己專門的游戲引擎，它不對外開放和發(fā)布，或者比較小眾，所以實(shí)時(shí)的游戲引擎技術(shù)對動(dòng)漫和影視是一個(gè)強(qiáng)烈的趨勢，大家可以感知到如果用傳統(tǒng)的方法來做的話它的速度和效率不太容易被接受，因此接下來的幾年是游戲引擎或者說實(shí)時(shí)渲染引擎對傳統(tǒng)影視動(dòng)漫行業(yè)有一個(gè)很大改造的黃金時(shí)期。

我是一個(gè)比較跨行業(yè)的人，本科在南昌大學(xué)的機(jī)械電子系，本科的專業(yè)叫汽車與拖拉機(jī)，保送研究生讀的是工程任務(wù)，就是研究汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、纜車的效率這塊。最后，我在看了好萊塢的電影之后，突然覺得計(jì)算機(jī)非常吸引我，所以我就進(jìn)行了自學(xué)，然后考了交大的計(jì)算機(jī)博士。

其實(shí)我橫跨了學(xué)術(shù)和工業(yè)界，在交大的時(shí)候我去了微軟亞洲研究院實(shí)習(xí)，交大畢業(yè)后我在Autodesk工作了半年，當(dāng)時(shí)做的建筑的產(chǎn)品Autodesk Architecture for Desktop.再之后在法國國立計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化研究所做了兩年的博士后研究。

做完博士后之后，我覺得學(xué)術(shù)對工業(yè)界的推動(dòng)還是有一定的距離，就是我那篇論文發(fā)得再好，但是能夠應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域的比例非常低，并且我們最頂級(jí)的論文不代表是對工業(yè)界一兩年之內(nèi)最能幫助到他們的成果，因此我覺得還是要離工業(yè)近一點(diǎn)，所以選擇了當(dāng)時(shí)我覺得全球在游戲和實(shí)時(shí)渲染方面最牛的公司，叫Crytek。

最后在2015年底，創(chuàng)辦了粒界科技?，F(xiàn)在粒界科技全球員工總數(shù)110人，我們的員工來自全球的18個(gè)國家和地區(qū)，中國、德國、英國、法國、意大利、印度、以色列等等，研發(fā)占比50%，我希望粒界接下來的引擎發(fā)布之后能跟大家有更多的交流。

對游戲技術(shù)的研究

目前大家可以發(fā)現(xiàn)游戲作品的品質(zhì)其實(shí)已經(jīng)非常高了，以前好萊塢，以及電影行業(yè)和動(dòng)漫行業(yè)其實(shí)都不太看得起游戲公司的作品。但在《孤島危機(jī)》所帶來的視覺沖擊后，給了當(dāng)時(shí)的影視行業(yè)巨大的震撼。我組建的團(tuán)隊(duì)（可以說是）十年磨一劍，突破了游戲和影視40年的壁壘。

最早用電腦來做特效的是一款叫Spacewar（1960）和Pong（1972）的游戲，是傳統(tǒng)的那種游戲機(jī)，然后到《星球大戰(zhàn)》開始有一些特效，之后才到電影的領(lǐng)域里面。所以這兩個(gè)行業(yè)其實(shí)一直在并行的發(fā)展，只是大家相互都不怎么去交流。2000到2001年是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，我?guī)ьI(lǐng)的團(tuán)隊(duì)首次突破游戲技術(shù)與影視技術(shù)的融合，并將其應(yīng)用于20世紀(jì)福布斯作品《移動(dòng)迷宮》、《猩球崛起》。

《移動(dòng)迷宮》單幀渲染提高500倍，一分鐘的特效速度提高8萬倍?！缎汕蜥绕穑豪杳髦畱?zhàn)》進(jìn)行大規(guī)模動(dòng)作捕捉、動(dòng)畫和鏡頭的設(shè)置。這些用游戲引擎渲染出來的鏡頭大家并沒有發(fā)現(xiàn)有任何的缺陷，從幕后制作到導(dǎo)演到普通的觀眾甚至很多專業(yè)級(jí)別的藝術(shù)家都沒有發(fā)現(xiàn)，這是第一次證明游戲類的技術(shù)經(jīng)過改造完全可以做到好萊塢級(jí)別的電影，并且成本可以減少一半，整體制作的效率也快了一倍多。

游戲和影視的區(qū)別

游戲和影視領(lǐng)域的對接花了五年的時(shí)間，主要是因?yàn)檫@兩個(gè)領(lǐng)域是極度被割裂的。影視要求你的東西非常確定，渲染的東西每一幀，或者主題渲染的時(shí)候都不能有任何的偏差，但游戲引擎希望有一些動(dòng)態(tài)的東西，每次玩的時(shí)候AI出現(xiàn)的點(diǎn)都不一樣，打你的側(cè)重都會(huì)有改變，特效也有區(qū)別。

影視是一個(gè)非常大規(guī)模的，可能跨州跨國家進(jìn)行合作，但游戲一般在一個(gè)公司的一個(gè)或兩三個(gè)團(tuán)隊(duì)，因此他們對工具鏈的要求也是不一樣的。其次，影視素材是巨大的，影視每家公司用的流程有巨大差別，但游戲的流程相對比較統(tǒng)一，要么用自己的引擎，要么用市面上的標(biāo)準(zhǔn)引擎。影視的最高級(jí)別是保證品質(zhì)，游戲是保證游戲的流暢性，不能有卡頓。游戲代表的是靈活度，各種工具各種玩法，影視代表的是一種強(qiáng)有力的高品質(zhì)的狀態(tài)，所以這兩個(gè)行業(yè)一直比較割裂，融合得也比較慢。

接下來影視的引擎應(yīng)該是要突破目前比較線性的流程，目前的影視制作流程是越來越垂直化的，大家可以看到導(dǎo)演的現(xiàn)場決策、現(xiàn)場做特效、現(xiàn)場做后期、現(xiàn)場調(diào)整燈光、現(xiàn)場進(jìn)行動(dòng)畫的編輯、還有運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的捕捉和不同的Studio現(xiàn)場進(jìn)行編輯，這是一個(gè)比較理想狀態(tài)。接下來通過實(shí)時(shí)渲染技術(shù)它會(huì)越來越往這方面走。

優(yōu)劣勢

實(shí)時(shí)渲染的優(yōu)勢

一、實(shí)時(shí)流程，可以即時(shí)看到修改后的結(jié)果，縮短修改迭代的周期。比如大家可以看到玄機(jī)科技的作品，以前是月更，現(xiàn)在可以達(dá)到周更了，這就是實(shí)時(shí)渲染技術(shù)非常大的一個(gè)紅利。

二、可以進(jìn)行規(guī)模化，快速生產(chǎn)內(nèi)容成為可能。

三、所見即所得。

游戲引擎用在影視特效上的劣勢

一、畫質(zhì)的精度無法達(dá)到影視級(jí)別，代表性的問題是畫面的光線、空間反射、陰影、閃爍、數(shù)據(jù)的承載量等。

二、游戲引擎的穩(wěn)定性不足，引擎的構(gòu)架老，有技術(shù)壁壘（引擎對渲染品質(zhì)和數(shù)據(jù)處理方式有不同的要求）

三、使用游戲引擎跨領(lǐng)域制作項(xiàng)目，操作難度大，執(zhí)行效率低。

影視動(dòng)漫技術(shù)的發(fā)展趨勢

首先以中國市場為起點(diǎn)的技術(shù)會(huì)顛覆和反向變革歐美市場。因?yàn)橹袊鴽]有一個(gè)固定的工業(yè)化生產(chǎn)的流水線，靈活度更高，會(huì)愿意嘗試新東西，這是一個(gè)新鮮的、沒有被標(biāo)準(zhǔn)化的市場，其次中國的協(xié)會(huì)、政府的影響力、執(zhí)行力都很強(qiáng)。一旦被接受執(zhí)行會(huì)很快。

本地云部署+多地協(xié)同的數(shù)字制作流程是一個(gè)發(fā)展趨勢。然后影視動(dòng)漫內(nèi)容的分散化制作：強(qiáng)大的審閱和協(xié)同工具及端云結(jié)合。這一點(diǎn)在今年因?yàn)橐咔橛绊懙那闆r下可以看到加快了分散化的制作，并且這個(gè)趨勢會(huì)越來越加強(qiáng)，直到人人可以參與到一部電影、一個(gè)短片、動(dòng)漫內(nèi)容的制作。

半專業(yè)或者非專業(yè)性內(nèi)容反推專業(yè)流程和工具。半專業(yè)或者非專業(yè)的人員由于沒有經(jīng)驗(yàn)對工具的傻瓜化有強(qiáng)烈需求。最后，數(shù)字制作專業(yè)人員的離散化工作和數(shù)字協(xié)同工作。這是整個(gè)人類都會(huì)面臨的一個(gè)趨勢，從投資到創(chuàng)業(yè)，到任何領(lǐng)域的工作，乃至你的感情生活，都會(huì)面臨更加離散化、獨(dú)立化、平民化、自我決策的一個(gè)趨勢，并且這個(gè)趨勢會(huì)越來越明顯，所以要求有更強(qiáng)的協(xié)同的工作，更強(qiáng)的引擎來支撐大家越來越?jīng)]有耐心的狀況。

暢想未來引擎發(fā)展

影視制作和游戲是整個(gè)數(shù)字制作領(lǐng)域的一大塊，但它并不代表全部。因此可以看看引擎除了在影視動(dòng)漫和半娛樂領(lǐng)域的一些發(fā)展。

一是離線渲染與實(shí)時(shí)渲染的結(jié)合。量子計(jì)算會(huì)突破這個(gè)瓶頸，讓離線渲染變得沒有必要。但在這之前，離線渲染不太可能被剝離掉。二是打破游戲引擎的額Gap，讓引擎可以跨行業(yè)應(yīng)用（數(shù)字廣告、智慧城市、影視動(dòng)漫等）三是渲染的定制化服務(wù)?？梢越档图夹g(shù)維護(hù)的要求，特別是針對在非游戲的場景。以前由于完全是固定游戲渲染，所以它的靈活度和品質(zhì)都很難進(jìn)行修改。四是引擎使用普及化，不僅為專業(yè)人士提供服務(wù)，還可以為普通消費(fèi)者提供簡單的數(shù)字化內(nèi)容創(chuàng)作平臺(tái)。