Katana的强大功能助力发布《超凡蜘蛛侠》大作

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来探寻katana如何让Sony Pictures Imageworks完成了2012年大作《超凡蜘蛛侠》中突破性的视觉特效!

导演Marc Webb带来了类似于他以前创作的独立开创型喜剧《(500)Days of Summer》中的漫画风,并将它融入了充满动感的经典好莱坞叙事。讲述了焦虑的青少年如何成功转变为超级英雄。 在视觉上,这部电影延续了之前的很多精彩部分,在细节上锦上添花、富有趣味性和现实风格的桥段,共同让它成为了一种全新的风格。

Marc Webb在视觉叙事方面可不是新手。虽然他的故事片风格特别且独特,但他实际上还是一位经验丰富的音乐视频导演,曾创作了70多个视频。本片的整体视觉特效主管则是Sony Pictures Imageworks(SPI)的Jerome Chen。Jerome之前的作品有《哥斯拉》和《超时空接触》(Contact)。不过,很有意思的是,这也是SPI的第一部原创立体影片,将有力的推动和打破立体影视格式的限制。

总体来看,这部电影的亮点包括1639个视觉效果镜头,其中SPI承担了将近700个镜头。这部影片中视觉特效的突出亮点在于布景的规模(影片中是完全由CGI生成的纽约市),以及创建了全CG的蜘蛛侠角色和克星蜥蜴人。

《超凡蜘蛛侠》中的蜥蜴人,Katana对此进行了一些CGI布光处理

Katana 是本项目中所使用的关键工具之一,处理了SPI中所有的视觉开发和布光需求。Katana旨在让艺术家更轻松的管理布光的一致性,提升镜头画面的复杂度。而且Katana的设计,也正是为了创造更大的自由。随着电影不断的扩展现有界限,在高端生产中,对能够顺畅运行的工具,也有了十分迫切的需求。由此,来让艺术家能够呈现出“前所未见”的外观,并实现高端的效果,这正是Katana的职责。

Nick Loy是被选入《超凡蜘蛛侠》制作团队的首批艺术家之一。在过去两年半的时间里,他一直参与该片及其各个相关版本。Nick是电影中的视觉开发的负责人,深度参与了片中蜥蜴人的视觉开发。
Orde Stevanoski则是《超凡蜘蛛侠》影片的25人艺术家团队的合成组长和序列组长。在Nick Loy的密切关注下,整个团队负责了影片中主要反派角色:蜥蜴人的视觉开发。作为影片的合成组长,Orde负责合成流程,开发从Katana到Nuke的整合工具,并对所有参与创作的合成艺术家提供支持。

Katana新手在第一天就可以开始进行布光工作了,而经验丰富的艺术家还能轻松地“打开引擎盖”进行更深入的探索。

Imageworks合成与序列组长:Orde Stevanoski

对Katana的感受

Orde对Katana的描述是:它不仅仅是一款布光工具,更是一个优点放大器。“Katana有着非线性、非破坏性的设计,并且非常符合思维过程。”他说到,“作为艺术家的我们渴望拥有不会妨碍创作的直观工具,来帮助完成可视化以及执行创意。Katana让具备各种技能、理解内部工作原理的艺术家们更高效率的执行了每天的CG对象布光工作。”

对于Katana,周围人的普遍误解是,它有着非常陡峭的学习曲线。但Orde很快予以了反驳。 “Katana新手,通常在他们使用的第一天就能开始布光工作了。Katana不仅具备有自动拉取所需素材的能力,同时还允许经验丰富的艺术家利用其内置的python模块或C++插件,通过节点网络来进行巨大提升,轻松地“打开引擎盖”进行更深入的探索和定制。脚本模块还允许通过API来全面的访问Katana内部工作的细节部分。与此同时,属性脚本节点能依据导入的场景数据,来进行各种脚本和自动化处理。这就使得精通Python的艺术家,能由此实现自动化的工作流程,甚至运用宏和Live Group(实况组)为流程创建出直观,而且与Katana类似的用户界面。

第六大道的心痛

Imageworks团队创建了全数字版本的纽约市第六大道以及周围几个街区。这需要完成数百个独特建筑物的建模、纹理和照明。

第六大道的镜头中包含了大量的建筑物,每个建筑物有时又包含数百或数千个组件,Orde解释说。“有些场景确实涉及到了数百万个独特的形状。好在Katana允许我们以优雅的方式处理这些宏大的场景。一旦确立了合理的“各个击破”渲染策略,我们就能及时处理好数百个复杂的镜头了。”

他继续说道:“在Nuke里,您可以在最终渲染时点击建筑物并检查关于渲染创建方式的信息,甚至还可以将形状直接加载到Nuke中进行后期处理。纽约市的每次渲染都有一个在渲染时通过脚本写入的支持信息数据库条目。而且Nuke还支持开发 gizmos,来让艺术家使用像素选取器。这意味着在Nuke内部就可以轻松读取数据,以快速识别建筑物及其在Katana内的场景图位置,甚至还可以将几何体加载到Nuke中以便进行后期之后的处理。”

组织是Katana工作中的关键部分。为了支持资产的快速视觉开发,SPI的《超凡蜘蛛侠》团队创建了一个标准材质库,其中包含用于角色和环境视觉开发的预设材质。Loy解释说:“我们的视觉开发模板中还包括一个转盘渲染的宏、标准烘焙部分以及其它多个渲染选项。为了更好地提升材质效果,我们在多个不同的照明环境中对资产进行了评估。我们还创建了可扩展、基于图像的照明装配,并将其打包到实况组(Live Group)中,之后又开放了实况组的一些用户参数,以便根据资产需要,轻松调整装配。此外,我们还利用Katana中先进的着色技术支持,来开发复杂的表面材质。”

CG版纽约市的夜景镜头中有着数千个灯光。为此,视觉开发部门进行了大量工作,来真正简化并缩短了镜头布光的设置时间。 Loy继续说到:“我们在视觉开发中进行了很多布光,但基本上会把大部分灯光保存到Katana的Look Files中。所以当一位灯光师开始镜头布光时,汽车大灯、路灯、街灯、建筑照明、杂项道具灯等都可以自由取用。通常一名艺术家可以在半小时左右的时间内,就完成其中80%的灯光设定,并开始环境的第一次Pass渲染。 Katana的视觉文件(Look Files)照明方式对我们来说是一个重大胜利。”

为大规模预算电影《超凡蜘蛛侠》的幕后艺术家提供布光
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蜥蜴人的实验服外套

Katana的功能远远超出了视觉开发和布光的传统范畴。 在此方面《超凡蜘蛛侠》中蜥蜴人的实验服就是一个例子。

Orde解释说:“为了创建出被子弹打碎了的Lizard实验服,我们让动画团队输出了能让Katana内部python脚本读取的子弹目标位置。这样,我们就能依此调出材质中的多个属性,并将属性直接提供给着色器。当子弹击中实验服时,脚本就会激活表面上的某些属性,然后将UV空间中的弹孔位置传递给着色器,以便在衣服表面上的相应位置,创建出实际的纹理孔。”

“此外,要获取多处撕裂的结构动态特性,就需要给新顶点分配正确的运动矢量信息。然而由于Maya的布料解算器没能正确处理这一方面,因此在Katana内部编写的属性脚本,还需要计算动态几何体正确的运动模糊。”

为此,该团队还开发了用于表面曲率估算的Katana插件,用于分析有机表面并编写出特定属性,以便传递给着色器来驱动表面着色。Orde指出:“例如,这些属性使我们能够在皮肤模拟被拉伸或折叠时,对衣服褶皱的置换进行拉伸处理。”

皮肤之下

SPI的许多部门都具有连同资产一道输出额外数据的能力。比如皮肤层就具有除了表面点位置以外的属性,例如与基础网格相对的拉伸和压缩偏差量。而剥皮的蜥蜴皮还定义了剥皮边缘以及内侧、外侧等各方面的信息,甚至还包括了来自动画的子弹击中时间和位置数据。

所有这些数据都会以各种数据通道的方式与几何体以及位置、参考位置、矢量一起存储。之后Katana还可以继续处理这些数据,进行动态修改,并将其提供给渲染器和着色器。对此, Orde的评论是:“这种特性,被我们用来给剥离的皮肤指定了不同的着色器属性。实现了从干净的皮肤变成干枯的皮肤,或者在蜥蜴人的实验服上动态地布置弹孔纹理的能力。这对于上述例子中的动态几何体特别有用,因为要是用动画纹理来处理这些属性,那将会很麻烦。这就是Katana最强大的地方之一了。”

艺术家的更美好世界

Orde非常喜欢由Foundry所开发的布光与合成领域的业界领先软件包。“我认为这对于流程整合有很大的帮助,并且可以让这两个软件包相互促进,而不必再多次重复性的去创造一些东西了。”

Orde对Katana的广泛采用持非常欢迎的态度。在最近几个月里,我们已经看到巴黎的Mikros Image、斯德哥尔摩的Fido、蒙特利尔的New Breed和加利福尼亚Emeryville的Tippett工作室都选用了软件。“Katana会让整个行业中的艺术家更专注于自己的技艺,而非一遍又一遍重新学习基本工具。”Oorde总结说。