《绿巨人》《无敌浩克》《复仇者联盟》:三代绿巨人CG技术分析


一、CG虚拟角色绿巨人的创造


(一)创造目标——真实感

在数字时代,影片中的CG虚拟角色种类繁多,不仅有很多人类角色,还有很多非人类角色。CG虚拟角色在电影中起到越来越重要的的作用,不仅很多影片以CG虚拟角色为主角,而且甚至整部影片整部电影角色都是有CG虚拟角色构成。对于CG人类角色而言,其发展方向一直朝向真实人类方向发展。对于非人类角色的创作而言,也是朝着贴近人类的审美和动作习惯,只要多一份真实人类般的动作和表情等,这个角色就多一分可信度。对于CG虚拟人类的创作,除了标准模板化动作外,越多的人类习惯性动作,比如随意的摸衣角、手心画圈等独特性小动作能极大的丰富人性。而对于CG虚拟人类角色的创作来说,只要缺一丝人性化表情,这个角色就少一分真实性。但无论CG虚拟角色是否为人类,或者说无论CG虚拟角色是何种造型,哪怕是一个木棍,那它也是一个有思想会说话或者会运动的木棍,能够让观众感受到生命力,也可以说是一种真实感。

CG虚拟角色真实感的表达主要由造型和动作两个方面。CG 虚拟角色的造型不得不遵循真实人类的基本造型结构、运动规律和典型特征,防止背离观众预期和想象太远,从视觉和心理上无法接受。而在这其中最重要的是面部形象和面部表情动作,人们在识别一个人的身份这一问题上主要从面部形象来判定,而识别一个心理活动则是从一个人的面部表情来判定,或高兴悲伤,一个比较典型的例子就是现在在社交网络上的风靡一时的动画表情包,极致简洁却表现人类各种复杂微妙的情感。

影片中绿巨人这一CG虚拟角色,他是由人类由于愤怒而变身而成的绿色类人怪物,有远超人类的身高、肌肉,同时同时拥有速度和力量,刀枪不入。其造型在符合这一目标的同时和运动和肢体动作也应有相应的要求,力求真实感。

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漫画中的绿巨人形象


(二)创造过程

呈现在观众面前绿巨人这一CG虚拟形象基本上由建模、动画和灯光渲染三部分组成。

建模环节,主要有骨骼和肌肉创建以及绑定,还有皮肤材质和纹理以及毛发添加。骨骼系统和肌肉系统不仅影响角色的气质,影响角色运动形态和真实感的表,皮肤材质纹理以及毛发也对角色塑造起重要作用,而且更为直接,可能仅仅不当的肤色就会引起对角色的厌恶情绪。担任李安版《绿巨人》特效总监和制片人曾在绿巨人造型的塑造上达成过共识,不仅要符合看绿巨人本身特性,也要服务于整个影片。这体现造型上根据不同制片的需求可以变动,实际也是如此。

动画环节,绿巨人的动作主要靠动作捕捉技术和关键帧动画技术来完成的,其共同的目的都是追求动作的真实感。动作捕捉技术,就是演员通过外部设备,而这些外部设备可以捕捉到演员的运动信息,比如各个肢体运动的距离方向角度等,这些信息可以被计算机处理后赋予到CG虚拟角色身上,这样CG虚拟角色就可以拥有和现实演员一样的动作。而关键帧动画技术,则是软件中设置人物连贯动作过程中的的不同时刻关键状态,计算机可以自己连接这些关键状态做成动画,二维动画基本上都是依靠这种方式制作。[]在使用关键帧动画技术时,动画师常常需要演员提供动作模板,以方便更好地更连贯地制作出动画。

灯光渲染环节,主要是毛发和皮肤渲染。由于CG虚拟角色的表演的单独存在,即只是在计算机中存在,并不是在真实环境中拍摄,为了在影片中和环境和其他人角色和环境融为一体,必须对毛发和皮肤纹理、材质和光线进行渲染,以增强其真实感,否则相同环境中不同角色的体现光线方向、强弱、颜色,极易让观众有种虚假感,从而产生别扭反感情绪。

《绿巨人》《无敌浩克》《复仇者联盟》:三代绿巨人CG技术分析

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《绿巨人》《无敌浩克》《复仇者联盟》:三代绿巨人CG技术分析

《绿巨人》、《无敌浩克》以及《复仇者联盟》中三个版本的绿巨人形象


二、三个不同版本的绿巨人所用CG技术

(一)、2003年《绿巨人》——初始版绿巨人

在2003年李安版《绿巨人》中,扮演绿巨人的演员为艾瑞克·巴纳,绿巨人身高达到15英尺,胸围208英寸,腰围130英寸,能举起五千磅的重物、挑起的高度达到三英里、高速奔跑的速度达到时速一百英里,是个实实在在的怪物。为了达到它表现相对应的造型和运动效果,需要对其模型制造和运动肢体动作提出要求。

造型上方面,由工业光魔制造的绿巨人模型有1165块肌肉,以此来保证它流畅生动的运动效果,皮肤层次超过100,有血管、皮肤的颜色、污垢、色斑、汗水、毛发等等,每个元素的多层次表达可以呈现深层次的真实感。但在这一版本中的绿巨人头部与其扮演者艾瑞克·巴纳并不是很相似,一说是由于受限于当时技术,另一说是绿巨人与其扮演者不是一个人,并不需要非常相像,现在看来第一种说法更具有说服力一些。绿巨人皮肤的层次并不容易建立,比较关键的是皮肤与骨骼的绑定问题,其中最明显也是最重要的便是面部表情和脸上皮肤绑定,其他的还有毛发和皮肤的绑定问题。实际上,使用的是工业光魔内部软件 建立了绿巨人骨骼-肌肉-皮肤的结构,同时,也能够区别由于肌肉运动而引起的皮肤状态变化,它有一个有弹性的网可以由任一节点操纵皮肤的弹性。

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李安版的绿巨人,今天看有点制作简陋


在动画制作方面,绿巨人的动画主要是关键帧动画的方式制作的。《绿巨人》的动画总监科林·布莱林认为,虽然动作捕捉技术有很多优越性,能够让计算机到肢体的动作,但是由于穿上布满动作捕捉技术设备的沉重会让演员动作看起来僵硬变形。此外他也提到了绿巨人并不是人类这个问题,绿巨人的动作不必完全复制人类的动作。当然CG虚拟角色也不能脱离现实,要符合一些基本生物运动结构。最后,一些简单的动画是由Maya 制作的,Maya 曾在2003年获得了奥斯卡技术奖的商业软件,而复杂的动画是有工业光魔的内部软件Cari制作完成的。当然动作也不能单纯依靠软件,为了增强绿巨人动作的真实感,动画部门一开始请来职业健美先生做出表演动作以供动画师参考,但是也是由于其动作显得笨拙僵硬又该请来了私人教练为绿巨人提供动作模板,砸了一大堆箱子,这才最终在制作出源于人类又超脱人类的绿巨人独特而狂野的运动和打斗方式。

在光学渲染方面,由于绿巨人出场了近20分钟,涉及多种复杂环境和光线,而导演李安也想要绿巨人皮肤在不同光线下呈现不同的颜色变化,随着光线加强,绿巨人的皮肤从绿色变为蓝绿色再到鲜绿色的渐变关系。最终制作组是根据放置在拍摄环境中的微型绿色硅胶模型,为皮肤渲染提供参考,以便计算机中绿巨人的CG模型皮肤渲染效果和实际环境一致。而绿巨人的毛发也只有硬质地头发,其他皮肤基本是光滑的,而这不得不归结于毛发渲染的难度,毕竟有毛发比没毛发简单,硬质地毛发比柔顺的毛发更简单,因为每把头发分散一簇,计算机的运动计算和渲染难度都会加大。

总体上,这部2003年由导演的《绿巨人》在一年半的动画制作流程中,计算机总共工作超过了二百五十五万个小时,使用超过六兆万亿比特的储存空间,而这背后有一组超过200人的特效团队,包括计算机软件技术人员、动画师、合成技师、模型师、皮肤绘画师以及美术指导等。

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这一版的绿巨人看上去更像是塑胶玩具.


(二)、2008年《无敌浩克》——进化版绿巨人

2008年版的《无敌浩克》演演是路易斯·莱特里尔,绿巨人由爱德华·诺顿饰演。在《无敌浩克》中导演·路易斯·莱特里尔力求拍摄与之前《绿巨人》不同而又能为观众所接受的绿巨人形象。首先,绿巨人形态有所改变,《无敌浩克》中绿巨人身高只有11英尺,相比于之前的15英尺有所缩减,其次,本版绿巨人的肌肉也有变化,并没有追求"健美先生"的那种肌肉,即极度发达的背部肌群与蜂腰的对比,也就是常说的倒三角,而是想把绿巨人打造成橄榄球后卫的那种精悍健壮型身材。

造型上,采用了高精度的扫描技术得到了绿巨人扮演者爱德华·诺顿的头部模型,肌肉形态也更加自然,运动状态下的肌肉也很不错,这是由于骨骼和肌肉系统的改进。整体造型效果是一种混合动画技术外加化妆和CGI添补而成的。

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《无敌浩克》中的绿巨人,风格上偏阴暗


动画制作方面,面部表情上使用了当时最先进的MOVA面部(表情)捕捉系统,这一系统并不是常规的在脸上设置追踪点,MOVA捕捉系统使用荧光粉敷在扮演者爱德华·诺顿的脸上,这些荧光粉粒子分布更精细更均匀,依次测得数十种不同表情的数据。以这些数据的为础绑定他的头部3D模型上关键节点,再对应到绿巨人了头上,经过微调和关键帧动画调节,才最终呈现更加栩栩如生的面部表情。在身体动画方面,本部影片中绿巨人以及大反派,也就是最后与绿巨人打斗的的对手,同样变身的怪物"憎恶",都使用了动作捕捉技术,其中为了增加"憎恶"兽性凶狠的特点动画师专门为"憎恶"设计了以人类动作为基础的衍变前扑式的肢体语言,这得益于最新创新的的iMoCap动作捕捉系统。在这个捕捉系统中,演员只需穿着便捷的半紧身特殊衣服,上面附着着反光点。此外,新型的电脑处理技术和高清的拍摄装备,使得计算机计算渲染能力和镜头分辨率识别度得到提升。当然本部影片中传统的关键帧动画技术也得到了使用,主要是弥补一些人类肢体难以实现完成的动作。

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《无敌浩克》中的大反派"憎恶"


(三)、开始于2012年的《复仇者联盟》系列——成熟版绿巨人

《复仇者联盟》系列电影开始于2012年上映,绿巨人由马克·鲁法诺扮演,身高为7英尺左右,绿巨人这一CG虚拟角色得到了在造型和动作人性化方面有了极大的改进,可以说做到了绿巨人和布鲁斯·班纳和谐统一。

造型上,在《复仇者联盟1》中,利用倒膜技术制作了马克·鲁法诺的全身等比例模型,不再是之前单单一个头部,然后再扫描到计算机中制造3D模型。然后在利用软件工具对比马克·鲁法诺模型进行精心调整,几乎达到复制真人的效果,包括皮肤纹路、腿毛甚至牙齿。而绿巨人模型则是根据马克·鲁法诺数字模型制作,基本都保留了马克·鲁法诺3D模型细节。而肌肉系统在《复仇者联盟2》得到升级,在此前是先设置表皮变化,再调整相关肌肉和骨骼运动,而在《复仇者联盟2》中新的肌肉系统是先设置肌肉运动形态,肌肉运动形状是靠CT和X光检测得到的,再靠新添加的皮下组织结构连接着皮肤的运动。

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《复仇者联盟1》中的绿巨人


在动画制作方面,在《复仇者联盟1》中,面部表情上同样是使用MOVA面部(表情)捕捉技术,只不过荧光粉改成了喷剂,这样,粒子更多更小更随机,表情自然也更加生动逼真。在肢体动作上,同样是运用了动作捕捉技术,与之前不同的是动作先映射到马克·鲁法诺数字模型上,满意后再绑定绿巨人模型,进行调整这样形成了动作在演员——演员模型——绿巨人模型三层结构中传递。而《复仇者联盟2》则是使用新型的面部表情捕捉系统,Muse面部捕捉系统,这个设备可以实时拍摄的不同元素整合到一起,即穿戴设备的演员的表演动作和表情可以实时的显示绿巨人模型身上。这样就实现表演与数字动画之间的终极协同作用,这也使得户外动作捕捉成可能,因为绿巨人的戏份可以有马克·鲁法诺的实时表演得以实现。而在《复仇者联盟2》之前的绿巨人所有动作和表情都是室内分别捕捉完成的。

《复仇者联盟》中灯光渲染则是由替身全身涂绿提供光影参照,绿巨人肌肤有更接近真实的光影透射和反射效果。

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《复仇者联盟1》中的绿巨人,比前两个版本生动了很多


(四)、三个版本绿巨人的CG技术对比分析

三个版本以来,CG虚拟角色绿巨人无论造型、动作还是灯光渲染都在不断进步,逐渐贴近于演员本身,这离不开CG技术的变化和进步。

绿巨人模型建造不断精细化,绿巨人与演员之间,先发展到头部仿真,再发展到全身仿真,细节也从保留主要特征发展到保留几乎全部细节,比如鬓角、皱纹等,而肌肉系统以及皮肤层次不断提升。

动画方面,面部捕捉和动作捕捉技技术从少量使用到大量使用,捕捉设备从笨重僵硬发展到更轻便高效,拍摄方式也从单独到一体化,即动作与表情实时一起拍摄。肌肉扩张收缩的形态变化趋向于真实,动作的精确度和画面的分辨率也不断提高。


三、CG技术对CG虚拟角色和影片的影响分析

从《绿巨人》到《无敌浩克》,再到《复仇者联盟》系列,绿巨人这一CG虚拟角色一直在变化。表面上是造型和动作的变化,内在是气质和真实感的变化,实际上是CG技术和电影理念的影响。

CG技术的发展驱动CG虚拟角色的真实感不断提升。由《绿巨人》到《无敌浩克》实现了动作的跃进,使绿巨人有了人的动作,其关键是动作捕捉技术的发展。而《无敌浩克》到《复仇者联盟》系列实现造型的面部表情两方面的进步,使绿巨人走向成熟,其关键是计算机计算能力以及动作捕捉设备的再度改良。

CG技术在充实完善CG虚拟角色的同时,也对影片的制作产生着作用。一方面,CG技术的进步能够刺激影片内容多样性的发展,完成一些以前不能或很难完成的影片制作。另一方面,绚丽的CG技术有极易容易吸引着电影制作者沉迷与技术而忽视电影本身的艺术特性。再好的技术也不过是一种工具,始终是为电影的艺术创作而存在。只有正确看待与使用CG技术,才能诞生更多优质的影片。

《绿巨人》《无敌浩克》《复仇者联盟》:三代绿巨人CG技术分析

《复仇者联盟4》中和班纳博士合体后的绿巨人


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