开启辅助访问
快捷导航
查看: 463|回复: 0

【教程】使用Renderman RIS渲染《海底总动员2:多莉去哪儿》...

[复制链接]
  • TA的每日心情
    擦汗
    2017-5-16 14:24
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    112

    主题

    139

    帖子

    1341

    积分

    版主

    Rank: 7Rank: 7Rank: 7

    积分
    1341
    发表于 2018-1-16 14:47:18 | 显示全部楼层 |阅读模式

    马上注册,结交更多好友,享用更多功能,让你轻松玩转社区。

    您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

    x
    原作者:Leif Pedersen
    原文编辑:Mike Seymour
    翻译:蓝海创意云-范导

    原文链接:https://renderman.pixar.com/stories/making-waves

    自从开始制作《海底总动员2》之后,皮克斯就非常清楚的意识到有两件事情是他们非常关心的:让《海底总动员2》的画面更加漂亮,同时不损失已经在《海底总动员1》中已经有的画面品质。这个独一无二的挑战发生在皮克斯RenderMan渲染器进行重大改进的时期。

    1.jpg

    2.jpg

    《海底总动员2》 vs 《海底总动员1》 (RIS vs REYES)

    制作《海底总动员2》的技术志向是远大的,从《怪兽大学》开始,皮克斯就已经采用物理材质,不过这次他们决定在技术上开天辟地,这要得益于RenderMan的新RIS架构。

    放弃了微小多边形渲染技术(通常小于一个像素)这一皮克斯25年来的基石是一个很大的转变。然后是更新工作流程,艺术家们都要跟着一起改变,整个团队要完全地拥抱RIS的光线跟踪技术。

    “真是难以置信,RIS架构允许我们以非常快的速度检查我们视觉效果,并且使得场景可以非常复杂。我们从来不会时间紧张到没有在工作室预览过镜头就直接递交上去了。我可以用非常真实的效果,交互的去完成这些镜头,就像水族馆中的水槽一样,我在每个水槽都放上了几十个灯光,用来模拟LED,反馈的结果是渲染后的光线非常完美。这种基于真实感的交互,给了我全新的制作灯光的方法。”
    -Paul Oakley, Lighting TD


    check-pointing这种技术是非常有用的,可以随时停止渲染然后继续渲染,现在艺术家们可以用这种技术每天对画面调整2-3次,越是在镜头上多去修改,最终得到的效果越好。

    灯光组和研发部门很早就在开发RIS架构,他们需要作出混合的材质去表现次表面散射、折射、复杂的高光,这些都要通过RIS体现出来。RIS架构允许多层的通道同时展现出来,允许导演们在确定最终效果前就可以很早预览到差不多的画面,艺术家们再也不需要去评估GI以及复杂的渲染技术是否会影响到镜头表现。

    3.jpg
    REYES vs RIS

    RenderMan的最终版本是用皮克斯动画工作室的材质和灯光塑造的,皮克斯的材质是all-in-one的,结合了多种高级的效果,比如次表面散射、吸收光线和折射。RenderMan开发小组很长远的扩展了分层的能力,现在可以提供巨大的复杂性。这种全新的强大的工具允许艺术家们制作复杂的《海底总动员2》,并且对每一个RenderMan的使用者都是免费的。

    在制作水藻的时候,皮克斯开始使用这种复杂的材质,灯光组需要一种材质,在体积光中的折射表面可以无缝的表现折射和次表面的效果。原先那种避免混合通道的工作流程一去不复返,RIS架构的完美兼容性拥有巨大的价值。

    4.jpg
    《海底总动员2》中的水藻是一个制作材质上的挑战

    RIS架构下,生态系统的光源和材质允许艺术家们简单的用比较广泛统一的渲染流程,这种渲染的复杂性并没有增加艺术家们的工作复杂程度,因为先进的材质系统对艺术家们很友好,这一切就像是在真实的世界中表现光源。

    在RenderMan 21中,RIS的材质可以让艺术家们在极其复杂的光线影响下制作复杂的效果。这让灯光组更快的接近他们的概念设计效果。

    5.jpg
    RenderMan中材质和光的生态系统

    在最开始的开发中,RIS的第一个版本还没有出来的时候,材质艺术家们采用传统的制作方式来模拟水花,这包括多通道、粒子模型和细微的水雾,但是当他们尝试了RIS架构后,他们发现这些工作可以很简单的用一个通道就完成了。

    让RIS处理水的几何体缓存并且仅仅使用了微小水表面材质来进行折射模拟,皮克斯获得了栩栩如生的效果。那些很薄很小的水滴中的内在光亮是折射光线的效果,之所以能完成这样的效果要感谢数以万计的折射光线的反弹,这在之前的技术中是非常奢侈的,几乎是不被允许的做法。


    6.jpg

    降噪前和降噪后



    《海底总动员2》是第一部采用RenderMan降噪技术的的角色电影,这项技术发明于迪士尼的动画工作室和苏黎世的研发部,用来移除光线跟踪导致的大量噪点。电影一定是需要更完美干净的画面,所以你需要更多的光线跟踪去精细画面,但是当剩下最后20%的画面时,出于对节省时间的考虑,应该采用降噪的技术。非常感谢这项技术,使得制作团队可以按期交付镜头。

    7.jpg

    8.jpg

    降噪前后对比

    降噪在理解场景的时候是非常高效的,这点要得益于RenderMan的AOV通道。

    这允许降噪程序可以智能的处理复杂的贴图、凹凸、头发以及其他有噪点的模式。这种精度必须是在整个动画中始终如一的保持着,不能有任何在贴图和材质上的质量妥协。令人开心的是,这种降噪处理的流程,对于艺术家来说是非常简洁的,他们只需要在UI界面上点击一下就可以了。非常感谢皮克斯的研发团队为《海底总动员2》所做的工作,现在降噪程序使用GPU来处理,使得CPU的计算力解放出来。在最新的版本中,这项技术对所有人都是开放的。

    9.jpg

    需要AOV的通道数据更好的让程序理解场景来达到高精度降噪

    《海底总动员2》中的另外一个挑战是焦散的渲染。焦散不是一种在光线到达表面的时候发生扩散的效果,而是一种汇聚的效果。这很像游泳池底部有很多透镜被链接起来一样。爱莫利维尔市的皮克斯渲染开发小组为了制作这些效果,整合一些双向路径的功能,以及添加了对光线的控制器。灯光师们就可以通过这些计算烘焙焦散的效果,以及反复的调整......

    10.jpg
    焦散效果给了电影中的水底世界极大的真实感

    不用再担心人工制作焦散效果所花费的巨大时间了,皮克斯的团队现在可以非常信任RIS架构的物理计算,他们可以更好的发挥他们的创意,一切就像真实的。

    另外一组RIS中新的技术是基于物理的镜头,皮克斯可以制作出非常漂亮的镜头效果。色差、负畸变、移轴摄影和一些传统的奢侈的比如滤波这些效果,不再需要后期处理了,在渲染的过程中就可以模拟出来了。事实上,如果没有RIS这样的技术,皮克斯也很难制作这些效果,因为降噪处理前的画面,会有很多噪点,再去后期进行模糊等镜头效果制作,会使得画面非常糟糕。


    RIS架构可以完美的完成复杂的镜头仅通过一个通道

    11.jpg

    把所有效果都在渲染过程中完成,是对像素最好的处理方式,这让一切完整统一。这样技术在制作Dory的回忆序列时非常的重要,因为这些镜头要看起来特别有艺术摄影的效果,皮克斯最后只是在后期加了一些焦散前景的效果而已。

    在很多其他的镜头中,也是需要这种物理镜头渲染的,在 Dory and Hank处于水箱的时候,皮克斯意识到一些经常出现的老效果:临界角和全反射。在研究全反射现象中,刚好发生全反射,即折射角为90度时的入射角是一个很重要的物理量,叫做临界角。

    12.jpg
    物理的光照表现好像看起来是错误的,但是这是真实的情况

    全反射是一种非常复杂的现象,但是这正是海底光缆可以传输信息而不泄露光线的根本原因,在一个特定的角度下,投射表面像镜子一样只反射光线,《Finding Dory》中出现这种现象的是水/玻璃的接触面(1.33 and 1.5 折射率),这是是一种经常出现的物理现象,RIS也将其整合在了一起。

    但是这种正确的物理现象出现了一些不符合讲故事的画面,动画电影必须是在正确的同时兼顾艺术效果,为了解决这个问题,工程师们不得不调整了水箱玻璃的折射率,使得画面看起来不是在照镜子而是透过玻璃看到外面的世界。

    13.jpg

    14.jpg

    临界角问题解决办法

    在开发RIS架构中,另一件有趣的事情是在LPE上(光路径表达式),光线计算的结果不再仅仅是AOV的通道了,RIS提供了一套控制光线的功能,以及匹配各种光线的射线类型。这让灯光组可以随心所欲的控制这些光线创造自己想要的效果。

    15.jpg

    16.jpg

    LPE(光路径表达式)给予了光线非常多的控制方式

    LPE在消除萤火虫光斑的时候起到了非常大的作用,萤火虫光斑是光线追踪产生的亮斑,一般是由于强烈的光线导致的。这些像素的数值会非常的高,以至于画面会闪烁。

    现在灯光组可以通过在最终渲染中关掉一组光源中特定的光线来隔离和消除这些光斑的影响,尽管RenderMan已经通过一些技术预防了光斑的发生,降低其出现的概率,但是更多的控制使得灯光组们可以灵活并更好的去完成事先设计的艺术效果而不再需要后期处理。

    另一项重要的技术是“光线组”,这是一种允许灯光师和合成师在后期重建灯光的技术,其主要原理的单独输出某些光线的效果,这使得工作不用再完全重来,不用再花更多的时间在渲染农场上。

    最后一个RIS附加的功能是VR摄像机,可以360全景的查看场景,发现破面等问题。


    使用VR摄像机创意的解决场景的BUG

    17.jpg

    RenderMan的RIS架构支持所有推陈出新的硬件,他的可扩展性和可塑造性可以很好的适应未来的技术和创意挑战。

    RIS架构让皮克斯在基于交互的动画制作流程达到了一个新的高度,这些改变来自于工程师和艺术家们的通力合作,这让皮克斯更加专注于电影制作!

    "The art challenges the technology, and the technology inspires the art."

    毕设免费渲染
    http://render.vsochina.com/
    发新帖
    您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

    本版积分规则

    微信扫一扫,关注我们
    关注微信
    快速回复 返回顶部 返回列表