作為一款在3D特效領(lǐng)域足以傲視群雄的軟件，Houdini經(jīng)常憑借其程序化工作流和節(jié)點式架構(gòu)，全方位多領(lǐng)域展現(xiàn)獨特的專業(yè)化優(yōu)勢。
知道Houdini很強，但你永遠不知道Houdini到底能有多強。在Houdini不斷刷新我們對它認知的路上，對于Houdini的潛在實力這一點，皮克斯動畫電影《頭腦特工隊2》，還是很有發(fā)言權(quán)的。
所謂“信念系統(tǒng)”，是一套由信念、價值和規(guī)條組成的認知框架。它通過整合我們的思想經(jīng)驗來詮釋日常經(jīng)歷、梳理邏輯關(guān)系并構(gòu)建對世界的認知體系。
皮克斯在《頭腦特工隊2》中，將這一隱喻性的概念具象化為了一個由神經(jīng)神經(jīng)突觸、能量流與記憶球交織的實體世界，給觀眾帶來了一場別開生面的視覺體驗。
而在皮克斯構(gòu)建的這個融合神經(jīng)科學(xué)隱喻與視覺美學(xué)的核心場景背后，是Houdini和OpenUSD這對黃金搭檔的強強聯(lián)合。
盡管《頭腦特工隊2》大部分動畫和著色工作都是依靠皮克斯的專有軟件，但Houdini和OpenUSD，在將環(huán)境帶入生命的過程中起到了至關(guān)重要的作用，為粒子、水效等提供了技術(shù)支持。
弦線
在設(shè)計象征“信念系統(tǒng)”的弦線時，皮克斯藝術(shù)部門早期從自然和諧中汲取靈感，提出以優(yōu)雅美學(xué)為核心的視覺概念，并被場景和特效部門嚴格遵守。
<< 左右滑動切換圖片 >>
為了確保視覺效果符合藝術(shù)指導(dǎo)要求，特效團隊為“信念系統(tǒng)”創(chuàng)建了弦線模型，隨后通過Houdini Engine和openUSD傳遞到皮克斯的專有動畫系統(tǒng)Presto中。
弦線綁定
弦線的陰影處理是一個重要的挑戰(zhàn)，需要能夠傳達出能量緩緩流向總部的感覺。特效團隊通過疊加多個動態(tài)陰影信號來實現(xiàn)這一效果，每個陰影信號的時間和頻率都可以單獨控制。
根據(jù)鏡頭的不同類型，這些陰影的圖案設(shè)計也會有所變化：廣角鏡頭通常會采用更大規(guī)模且移動速度更快的圖案，以便在不分散觀眾注意力的前提下，營造出宏大的視覺規(guī)模感；而特寫鏡頭則需要更加細膩的效果，以便更好地展示細節(jié)。
不同的陰影信號被輸入到任意輸出變量(AOVs)中，方便合成藝術(shù)家能在最終圖像中控制它們的強度。在最終圖像的合成階段，藝術(shù)家可以根據(jù)實際需要，靈活調(diào)整各個陰影元素的強度，從而達到最佳視覺效果，確保整個場景既美觀又能有效傳遞所需的情感和信息。
弦線渲染通道
著色系統(tǒng)基于皮克斯專有著色工具Flow搭建，藝術(shù)家可以通過參數(shù)化控制輝光色彩、螺旋扭曲度以及動畫速率等關(guān)鍵屬性。
團隊希望弦線材質(zhì)能夠呈現(xiàn)一種空靈縹緲且?guī)в畜w積感的效果，為了達到這一目標，他們沒有選擇渲染實體的體積或?qū)缀涡螤钸M行動畫處理，而是采用了一種更為有效的方法，即在弦線的網(wǎng)格表面上對透明度和發(fā)光進行動畫化處理：減少弦線表面在邊緣處的存在感，使其看起來更加輕盈、通透；使用噪點和螺旋帶狀形狀打破邊面的一致性，創(chuàng)造出內(nèi)部結(jié)構(gòu)錯覺，增強立體感和復(fù)雜度。
不僅有效傳達出了所需的視覺效果，還因為不需要復(fù)雜的體積渲染和幾何動畫，大大提高了渲染速度。
在皮克斯專有著色軟件Flow中進行弦線著色
場景與特效團隊還利用Houdini Engine在渲染時生成粒子，為弦線增加微妙的閃爍細節(jié)。
弦線特效渲染通道
在制作水的特效時，團隊需要讓記憶球與水產(chǎn)生互動，來營造出一種奇幻氛圍。為此，團隊計劃通過巨型弦狀結(jié)構(gòu)和蓄水池來表現(xiàn)水體，希望能夠?qū)⒊橄蟮男睦砀拍钷D(zhuǎn)化為可視化的水體奇觀。
首次水效果測試
團隊采用高速2D粒子模擬，粒子在噪波力場作用下隨機漂浮，并與場景物體保持排斥。完成模擬后，對每個粒子在Z軸方向進行隨機拉伸，隨著粒子深入水體，逐步放大尺寸并柔化邊緣。
這種處理既保證了大面積水域的填充效果，同時能保留表層細膩質(zhì)感，最終粒子被渲染為帶有柔和圓形紋理的平面。
《頭腦特工隊2》中的水效果
這之后將粒子發(fā)射源設(shè)置在地形邊緣、弦狀結(jié)構(gòu)及記憶球表面，通過RenderMan單獨渲染輸出后在Nuke中合成。為了表現(xiàn)流動的水體，團隊制作了一個類似的粒子系統(tǒng)，但加入了橫向作用力。
流動的水效果
針對瀑布位置的初步設(shè)定，特效團隊創(chuàng)建了一個Houdini Engine資產(chǎn)，方便場景組進行瀑布布景。流動水體不再采用圓形粒子，而是通過追蹤粒子運動軌跡生成帶狀結(jié)構(gòu)，這些流體帶最終以相同柔化圓形紋理完成渲染。
“信念系統(tǒng)”的瀑布
燈光
團隊最初的構(gòu)想，是讓向上流動的巨大能量光珠組成“信念之弦”，巨大的發(fā)光球體將成為弦線的主要美學(xué)元素。
早期的燈光測試著力于突出球體的概念，讓能量珠成為最亮的光源，同時借助霧氣和光暈來增強它們的亮度，使其看起來更加奪目。
對弦線上球體的原始測試
但隨著制作的推進，為了避免畫面中同時出現(xiàn)兩種球形元素造成視覺競爭，團隊調(diào)整了巨型球體的設(shè)計方向，轉(zhuǎn)而通過光珠來為弦線提供照明。這樣一來，就能通過光影“感知”它的存在，而不是直接“看見”光珠，“信念之弦”作為整個“信念系統(tǒng)”的核心視覺定位就愈發(fā)清晰了。
信念系統(tǒng)最終外觀
燈光團隊早期還重點測試了弦線在場景中的投射效果。這一效果通過Foundry Katana軟件實現(xiàn)，主要依賴RenderMan幾何區(qū)域光或網(wǎng)格光，來營造細膩的水面互動光影。
最初團隊嘗試直接將所有弦線幾何體作為網(wǎng)格光源，但高昂的渲染成本和不理想的全局補光效果促使他們改進方案。最終創(chuàng)建了一個優(yōu)化的弦線幾何體，只截取水面以上部分，不僅大幅縮減了渲染時間，更精準實現(xiàn)了弦線與地形之間的局部燈光互動。
用于水交互的優(yōu)化網(wǎng)格燈光
某些角色與弦線直接互動的特殊鏡頭，團隊采用了更加靈活的方案。針對單根弦線創(chuàng)建獨立網(wǎng)格光源，這樣既優(yōu)化了渲染效率，又能對局部照明進行藝術(shù)化調(diào)控，按需定制燈光策略，以保證最終的視覺呈現(xiàn)效果。
弦線上的網(wǎng)狀燈
合成
在使用RenderMan的機器學(xué)習(xí)降噪器消除路徑追蹤中的常見噪點后，燈光團隊還會大量運用Nuke對渲染結(jié)果進行合成。雖然團隊力求在渲染器中盡可能接近最終輸出效果，但實際操作中體積效果通常會單獨渲染，并搭配多種光路表達式(LPEs)和任意輸出變量(AOVs)與最終渲染層(也稱為美顏通道)共同輸出，以便在后期處理中實現(xiàn)更精細的控制。
借助Nuke，團隊可以快速迭代調(diào)整記憶球、水特效、地形以及標志性弦線等多重視覺元素。特別是在Nuke中創(chuàng)建的弦線極光效果和透鏡效果，成功將畫面整合在了一起，極大增強了信念系統(tǒng)特有的空靈感。
說實話，看電影的時候真不知道這些發(fā)光的“焦慮小線條”背后居然有這么多門道： Houdini粒子假裝水流，拿Nuke給光效“美顏”，甚至靠改透明度假裝體積感？！皮克斯，還得是你~
end
熱門跟貼