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从帧率调节到笔触控制，《蜘蛛侠：纵横宇宙》自研节点式工具大公开！
7月，《蜘蛛侠：纵横宇宙》（Spider-Man: Across the Spider-Verse）全球累计票房突破6亿美元大关，达到6.073亿美元。同时超过国产科幻电影《流浪地球2》（6.04亿美元），升至2023年全球票房榜第5名！
《蜘蛛侠：纵横宇宙》
《蜘蛛侠：纵横宇宙》的视觉风格延续了前作潮酷炫目的鲜明画风，同时还将带来让人耳目一新的视听新突破。多达六种不同的平行宇宙画风突破视觉极限，天马行空的叙事和运镜融会贯通，百蛛同框的打斗追逐更是炸裂大银幕，打造真人电影无法呈现的表现力。成百上千个多元宇宙蜘蛛侠集结登场堪称史上最疯狂的视觉奇观，新角色“斑点”亮相大秀神奇黑洞操控能力，敌友难辨引发十足好奇。
《蜘蛛侠：纵横宇宙》
这全都要归功于索尼图形影像工作室（Sony Pictures Imageworks，下文简称SPI）以及索尼动画（Sony Pictures Animation，下文简称SPA）强大的创作实力。日前，外媒 befores & afters 专访了《蜘蛛侠：纵横宇宙》的视觉特效总监 Michael Lasker，他透露团队为了电影开发了10款新工具，今天云渲染小编就带大家一窥被业内誉为动画电“天花板”的幕后创新吧！
01 StepSets：帧率协调器
在《蜘蛛侠：纵横宇宙》中，制作团队需要面临许多新挑战，不仅需要开发新的工具和技术来处理不同角色之间以及角色自身动画的多样化帧率，打造更多更复杂的角色和环境，还要处理这些元素间的视觉冲突以确保画面效果最佳。
为此SPI团队开发了一个新的工具「StepSets」，可以让动画师、CFX部门以及特效师实现良好协作。虽然不是会在场景中使用的工具，但它涉及到每个镜头不同帧率的协调，贯穿了每一场戏。
蜘蛛侠动画电影镜头拥有不同的帧率，有时是1 秒，但过一会又跳到2、3 秒，甚至6 秒等等；例如《蜘蛛侠：纵横宇宙》中的朋克蜘蛛侠 Hobie，他的身体部位（例如：配饰、吉他、脚部）皆拥有不同的帧率。然而，在 Maya 中使用不同的帧率进行创作时，角色特效阶段或与 Houdini 模拟结合时，都会带来不少的挑战；为了达到理想的布料以及爆炸效果，后期制作时也要对不同的帧率做相对应的调整。
《蜘蛛侠：纵横宇宙》
通常来说，布料和毛发会跟着动画节奏同步，但在特效方面就会很棘手；拿 Hobie 来说，如果动画帧率更改为4秒及6秒的节奏，让动画看起来断断续续，并四肢分离，使用StepSets就可以根据相应的帧率调整特效及模拟。
《蜘蛛侠：纵横宇宙》片段
除了炸裂的视听效果，来自各维度各宇宙的蜘蛛侠们也绝对是一大亮点。每个角色的外观、渲染和艺术风格都不尽相同，即使是出现在同一个画面中，也有不同的帧率和行为要求。
为了让这些角色们以最理想效果呈现于观众眼前，制作团队可是煞费了一番苦心！
02 Kismet：绘制多种线条
在《蜘蛛侠：平行宇宙》中，SPI团队以特殊的方法处理模型的墨水线和轮廓的问题，但由于这部新电影的视觉感更丰富，所以团队需要找其他方法以保留更多「手绘感」以及「凌乱感」；墨线制作也必须根据角色移动以及动画帧率的不同，做相关的调整与同步。
团队的特效总监 Pav Grochola 在 Houdini 中开发一款名为「Kismet」的工具，甚至还建立了一个专门处理墨线创作的团队，他们会根据场景的不同去调整墨线。通过 Kismet，完全可以使其呈现出草稿图或半完成品等风格，或是与灯光效果结合，让投射出的阴影更加饱满，此外也会跟下列几款笔刷工具整合在一起。《蜘蛛侠：纵横宇宙》视效总监 Michael Lasker 在采访时直言：“这是我听说过的第一部拥有专门着墨团队的CG动画电影。”
《蜘蛛侠：纵横宇宙》幕后
03 Stroke System：笔触控制
SPI团队还为这部电影开发了几个笔刷系统，其中一个是笔触系统「Stroke System」，它是在Nuke中建立的一款节点式工具，能在 3D 空间中渲染笔刷。有了这个程序化的工具，团队艺术家可以将各种笔触尽情挥洒任何的场景中。
《蜘蛛侠：纵横宇宙》幕后
其中，格温的65号地球与曼巴顿市，便大量运用了该笔触系统，包括车灯光束到烟雾等各种物体。
《蜘蛛侠：纵横宇宙》视效总监 Michael Lasker 也分享道：“ Kismet 的开发，主要是方便艺术家能在物体上添加笔刷，因为我们发现笔刷需要沿着物体形状移动，不能固定一个方向。因此，这款工具笔触便能在3D空间中发挥很大的功用，就算移动镜头也不会被影响，使其看起来更合理。”
《蜘蛛侠：纵横宇宙》幕后
04 PatchyBomby：笔刷映射
SPI团队为《蜘蛛侠：纵横宇宙》另一款笔刷相关工具为「PatchyBomby」，同样是在Nuke 中所创建，第一部电影也有用类似的工具，名为「PatchyFindy」，主要用于对图像进行马赛克处理。新工具克服了原有的限制，可以在不同图层或渲染图层之间进行混合，以呈现各种笔触的不透明度或混色效果等等。
《蜘蛛侠：纵横宇宙》
05 Curve System：精细笔触控制
Curve System 是另一款SPI团队在 Nuke 中开发的工具，它能使艺术家创建手绘笔触，主要用于绘制非常独特且精细的笔触，并运用在动画图像中。而上述提到的笔触系统的用法，通常是在场景中生成成千上万个笔触。
《蜘蛛侠：纵横宇宙》
06 Fyber：毛发控制
Fyber 是SPI团队自研的一款专门处理毛发的工具，团队将其与 Katana 和 Arnold 结合为一个全新制作流程，专门处理蜘蛛侠2099 Miguel 具有特定轮廓外型的造型。
Fyber 会在 Katana 采样颜色和其他数据，并传递至 Arnold ，透过着色器预览最终的笔触形状、颜色、和能见度。
《蜘蛛侠：纵横宇宙》
07 MaskToInk 和PigmentMerge：斑点绘制与颜料合成
《蜘蛛侠：纵横宇宙》中斑点人的外观主要是由MaskToInk 和PigmentMerge 两款工具创建的，MaskToInk 可以让艺术家将简单的遮罩渲染成湿墨水的效果。它还拥有贴图控制的功能，可根据表面湿度或干燥程度，控制墨水的扩散位置以及程度。另外，PigmentMerge 可透过将减色融合以进行合成，就像混合颜料一样。
《蜘蛛侠：纵横宇宙》幕后
08 Rebelle：动画绘制
SPI团队在 Houdini 中对 Escape Motions 开发的数位绘画工具 Rebelle 进行了调整，以模拟笔刷移动和颜料流动的非真实效果。这在模拟水彩、油画、丙烯颜料效果方面非常有效，使用 Rebelle 生成相对应的效果，再透过 Houdini 进行动画处理。
图源 Imageworks 即将在 SIGGRAPH 2023 关于 Rebelle 的分享
09 Flixiverse：3D分镜
上述的所有工具都是由SPI团队开发的，而 Flixiverse 则是由SPA技术团队开发，它能让艺术家或导演快速将 3D 模型放入分镜中，以更接近最终所呈现的效果。
10 Oto：处理录音
另外一款由SPA开发的工具是Oto，它主要利用 AI 技术，将数小时的录音对话转换为文字，并将音频档案分配给各个对白，大大减少助理编辑的转录时间。
其他
最后，除了上述10款自制工具之外，Michael Lasker 还跟大家分享两组制作难度较高的场景——印度蜘蛛侠的家乡50101号宇宙，以及秃鹰袭击的场面。
Michael Lasker：在印度蜘蛛侠出场的镜头中，一场灾难性的建筑物倒塌造成大量的破坏；而这都是靠庞大的特效场景呈现的，包括烟雾、黑暗物质、瓦楞碎片等等。我们将城市分为不同的子区域，并使用 Sprout instancing 系统来创建许多元素。这场戏的灯光设计特别棘手，我们希望能凸显角色，这导致镜头必须非常快速才能跟上，因此需进行灯光设计和层次处理。另外，我们总是将画面分割为近景和远景，并在不同的天气、距离等情况中使用不同色调，以强调角色本身，形成明暗对比。我与灯光团队密切合作，制定使用规范，以便实现良好的照明。50101 号宇宙的特点是密集度非常高，充满电线、车辆、建筑物等等，所以团队必须利用其复杂性来反向简化。
Michael Lasker：在65号地球上，格温在Miguel O’Hara 和 Jessica Drew 帮助下一起对抗来自义大利文艺复兴主题平行宇宙的秃鹰，虽然在电影中看起来几乎是由草稿和羊皮纸构成，但它其实是一个完完全全的3D 角色。秃鹰是我们制作过最复杂的角色之一，我们内部还特别开了一个会，讨论如何呈现。它完全是以3D 的形式建构，包括经历建模、绑定等制程，如果愿意的话甚至能运用在真人版电影当中，它身上的部位都有滑轮互相连接，不论是翅膀、头发、面具、喙、羽毛等等，一切都是可以模拟和移动的。
Michael Lasker：秃鹰的羊皮纸和草稿质感，主要是在表面添加四条主要线条实现的，接着再调整纹理细节。我们使用了一款名为 Dual Rest 的工具，它能做到投射并融合各个纹理，使其看起来更生动。接着，团队再到 Houdini 使用 Kismet 以创建墨线和轮廓，因此秃鹰的外观可以说是经历各种复杂程序后产出的成品。另外，我们还对它进行一种类似于「手翻书」效果的实验，也就是在背景添加一些光源，使翅膀看起来就像翻页动画一样闪烁作动，非常有趣。
作为奥斯卡最佳动画长片的全新续作，《蜘蛛侠：纵横宇宙》凭借超乎预期的高品质再次收获海外各大媒体的齐声赞誉，感兴趣的小伙伴一定要去影院支持一下这部精彩绝伦的动画电影哦！今天的分享就先到这里，如果想随时了解CG行业前沿资讯或者是国内外赛事消息，记得关注Renderbus瑞云渲染。
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