劉德新

(中影動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)有限公司,北京101400)

1 引言

一部動(dòng)畫電影的 “產(chǎn)生”涉及到的工作非常多,從宏觀角度講有投資、制片、編劇、導(dǎo)演、配音、音樂(lè)音效、美術(shù)設(shè)計(jì)、三維動(dòng)畫制作、母帶制作、影片發(fā)行等。以上工作中參與人數(shù)最多,制作周期最長(zhǎng),預(yù)算壓力最大,進(jìn)度最難把控的莫過(guò)于動(dòng)畫制作了。動(dòng)畫制作過(guò)程中諸如電腦軟硬件配置、渲染農(nóng)場(chǎng)的搭建、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、生產(chǎn)流程規(guī)劃、技術(shù)方案準(zhǔn)備、人力資源配置、制片管理水平等事項(xiàng)都會(huì)嚴(yán)重影響制作的進(jìn)度。誠(chéng)然每個(gè)公司都有嚴(yán)格的流程管理制度,每個(gè)部門也都會(huì)有詳細(xì)的制作規(guī)范,但是當(dāng)面對(duì)幾頁(yè)到十幾頁(yè)的制作規(guī)范,著實(shí)難以保證不會(huì)發(fā)生任何人為的疏忽。比較糟糕的結(jié)果是數(shù)字藝術(shù)家們花費(fèi)了不少時(shí)間在文件的檢查上,但偶爾還是會(huì)發(fā)生問(wèn)題,此類現(xiàn)象反而會(huì)影響到數(shù)字藝術(shù)家們的工作狀態(tài)和生產(chǎn)效率。越復(fù)雜的工作可控性越差,參與的人員越多發(fā)生人為失誤的機(jī)率就會(huì)越高。因此科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膭?dòng)畫生產(chǎn)流程是必不可少的,它將有效地處理重復(fù)的工作內(nèi)容或者經(jīng)常發(fā)生的問(wèn)題,從而保障生產(chǎn)安全,提高生產(chǎn)效率。筆者在參與制作動(dòng)畫電影 《直立象傳說(shuō)》時(shí)所得到的體會(huì)是:與藝術(shù)創(chuàng)作無(wú)關(guān)的工作都應(yīng)該交給程序來(lái)完成。那么讓我梳理一下當(dāng)時(shí)的制作流程,看看在整個(gè)過(guò)程中哪些工作必須交由制片、導(dǎo)演或者藝術(shù)家來(lái)完成,哪些工作應(yīng)該交給研發(fā)團(tuán)隊(duì)和程序來(lái)完成。

2 動(dòng)畫制作中項(xiàng)目架構(gòu)的自動(dòng)化生成

筆者在2017-2019年參與制作了由中影集團(tuán)投資,中影動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)有限公司與新西蘭Huhu Studio共同創(chuàng)作的動(dòng)畫電影 《直立象傳說(shuō)》,任綁定組長(zhǎng)。在此過(guò)程中觀察到了很多值得借鑒和研究的內(nèi)容,謹(jǐn)在此整理如下:

“自動(dòng)化輔助系統(tǒng)”是基于軟件內(nèi)置命令的命令集合,用以整合諸多軟件的功能,起到簡(jiǎn)化工作的作用。編寫程序的語(yǔ)言也有很多,比如C、C++、Java、Python等,現(xiàn)在比較流行的是Python。

在劇本完成以后會(huì)分成兩個(gè)不同方向的美術(shù)工作來(lái)同時(shí)進(jìn)行。

一個(gè)是手繪故事板,最終它將被制作成配有臺(tái)詞、音樂(lè)、基本聲效的動(dòng)態(tài)故事板。至此將得到整個(gè)片子的時(shí)間線,它包括所有的鏡頭號(hào)和每個(gè)鏡頭的時(shí)間。這些鏡頭清單是3DLayout、3DAnime和特效制作的必備資料。

另一個(gè)是包括所有角色、道具和場(chǎng)景的資產(chǎn)清單,即二維設(shè)計(jì)的清單。二維設(shè)計(jì)的線稿是三維模型的重要參考,色稿和材質(zhì)指定是貼圖和Shader的參考,不同時(shí)段的氣氛設(shè)計(jì)是燈光和合成效果的藝術(shù)參考。

最后還需要整理一份鏡頭資產(chǎn)清單,它是根據(jù)每個(gè)鏡頭出現(xiàn)到的資產(chǎn)來(lái)整理的,制作Layout時(shí)會(huì)用到。

以上三份資料整理完成后,我們就初步得到此次項(xiàng)目三維制作的總工作量。

那么,程序可以在這里幫助我們完成哪些枯燥的工作?

一是通過(guò)記錄在Excel表格里的鏡頭清單,根據(jù)項(xiàng)目的盤符和文件目錄要求自動(dòng)生成Layout、動(dòng)畫、特效、解算、abc緩存、毛發(fā)和布料緩存、燈光、合成等部門相應(yīng)的工程目錄。并且在每個(gè)文件夾里自動(dòng)生產(chǎn)版本為V00的Maya空文件,這些文件夾和空文件的命名會(huì)與鏡頭清單保持一致。

另一個(gè)是通過(guò)記錄在Excel表格里的資產(chǎn)清單,自動(dòng)生成二維設(shè)計(jì)、模型、貼圖、Shader、綁定等部門相應(yīng)的工程目錄,并在二維設(shè)計(jì)資產(chǎn)文件夾下自動(dòng)生產(chǎn)一個(gè)版本為V00的PSD空文件,在其他部門的資產(chǎn)文件夾下自動(dòng)生產(chǎn)一個(gè)版本為V00的Maya空文件。

通過(guò)這兩個(gè)部分的操作可以得到一份完整的工程目錄,并且可以確保目錄里的文件夾和文件的命名都是正確的。

3 動(dòng)畫資產(chǎn)制作中的自動(dòng)化程序

在項(xiàng)目的推動(dòng)過(guò)程中,每個(gè)部門都在遵循這樣的基本流程:領(lǐng)任務(wù)、制作、藝術(shù)、技術(shù)檢查、調(diào)整、發(fā)布。從模型到合成,這些自動(dòng)化程序在不同階段都在為藝術(shù)家提供幫助。

由于遵循相同的資產(chǎn)清單,我們應(yīng)該把二維設(shè)計(jì)、模型、貼圖、Shader、綁定看成是一個(gè)整體,即資產(chǎn)。制作任務(wù)的分配通常是通過(guò)項(xiàng)目管理軟件來(lái)完成的,比較常見(jiàn)的軟件是Shotgun。模型師拿到工作任務(wù)的后,可以通過(guò)二維設(shè)計(jì)稿和Maya V00文件的名字來(lái)幫助他進(jìn)行確認(rèn)。一份標(biāo)準(zhǔn)的二維設(shè)計(jì)稿包含正視圖、側(cè)視圖、頂視圖、透視圖和一份材質(zhì)指定(用于貼圖工作),它會(huì)幫助模型師更快地找到靈感來(lái)完成工作。模型的比例和造型首先需要通過(guò)藝術(shù)指導(dǎo)或者導(dǎo)演的藝術(shù)審核,然后它會(huì)進(jìn)入到模型的技術(shù)審查(主要是拓?fù)浞矫?,這些都是程序無(wú)法替代的工作。如果以上兩個(gè)審核通過(guò),那么會(huì)進(jìn)入下一個(gè)繁瑣的技術(shù)審核環(huán)節(jié)。例如模型文件中各部件和組的命名,模型的中心點(diǎn),模型的法線,模型是否被凍結(jié)(Freeze),有沒(méi)有多余的非法點(diǎn)或者非法面,有沒(méi)有三角面,是否已刪除歷史等。由于以上涉及的命令在不同的菜單,導(dǎo)致這些檢查變得非常繁瑣。在TD們的幫助下,通過(guò)程序可以把以上所有需要的檢查項(xiàng)集成在同一個(gè)命令面板上,只要點(diǎn)擊一次就可以完成以上所有的檢查工作。程序如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題會(huì)及時(shí)反饋給模型師,提醒模型師進(jìn)行修正。然后重新檢查,在確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題后,模型文件會(huì)被程序發(fā)布(Publish)給下一個(gè)環(huán)節(jié)。

模型發(fā)布的文件會(huì)通過(guò)程序在指定的路徑下分別生成材質(zhì)和綁定的Maya文件。以上兩個(gè)文件同時(shí)會(huì)被程序處理成正確的文件名命名。由于材質(zhì)一般是在其他軟件里完成的,這里僅僅簡(jiǎn)單介紹一下材質(zhì)文件在發(fā)布時(shí)程序可以提供的功能。在材質(zhì)測(cè)試通過(guò)了藝術(shù)指導(dǎo)的審核后,程序?qū)?duì)Maya文件里使用到的材質(zhì)Node和貼圖進(jìn)行命名檢查。名稱很重要,它在鏡頭裝配階段能否順利進(jìn)行起到?jīng)Q定性的作用。如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的命名程序就會(huì)發(fā)布材質(zhì)文件。材質(zhì)文件會(huì)被發(fā)布成兩個(gè)文件,一是貼圖的Maya文件,它帶有模型信息和UVs信息。在發(fā)布時(shí)程序會(huì)將Maya文件使用到的本地的貼圖(分辨率一般為4K)復(fù)制到指定的路徑下,并自動(dòng)生成不同分辨率的貼圖,它們將在后續(xù)鏡頭渲染時(shí)根據(jù)物體與鏡頭的遠(yuǎn)近進(jìn)行切換,從而降低渲染時(shí)間。同時(shí)負(fù)責(zé)物體質(zhì)感的Shader文件也會(huì)被單獨(dú)發(fā)布到指定路徑,會(huì)在渲染前的鏡頭裝配階段被使用到,這個(gè)部分稍后再進(jìn)行介紹。

綁定分為道具、場(chǎng)景、角色三種類型。不僅角色綁定可以使用程序來(lái)完成,像道具和場(chǎng)景這種擁有相同文件結(jié)構(gòu)且單純的文件更應(yīng)該使用程序來(lái)處理它們。通過(guò)程序可以在模型發(fā)布階段針對(duì)即將發(fā)布出的文件添加更復(fù)雜的內(nèi)容,使發(fā)布出的綁定文件變?yōu)閹в薪y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和基礎(chǔ)功能的綁定文件。這種標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)文件完全可以勝任在Layout階段對(duì)綁定的需求,工作效率有顯著提高。對(duì)于功能復(fù)雜的道具或場(chǎng)景則需要綁定師花更多的時(shí)間來(lái)制作,但這些文件只要在動(dòng)畫鏡頭開(kāi)始制作前完成就可以。

角色綁定一般被認(rèn)為是和程序關(guān)系最為密切的工作之一,任何一套功能詳細(xì)的角色綁定系統(tǒng)都需要以程序的方式表現(xiàn)出來(lái),因?yàn)檫@將極大地提高工作效率。這項(xiàng)工作需要綁定總監(jiān)把已經(jīng)確定的綁定方案詳細(xì)地講解給程序開(kāi)發(fā)組,然后由程序開(kāi)發(fā)組按照此思路來(lái)編寫程序,最終完成可以自動(dòng)生成和綁定方案一致的程序。

無(wú)論是使用自己編寫的程序還是其他商業(yè)綁定插件,幾乎所有的公司都是使用程序來(lái)進(jìn)行角色綁定工作的。既然角色綁定的控制器是可以通過(guò)程序來(lái)產(chǎn)生,那么角色綁定最大的工作量就只剩下權(quán)重分配了。在一般的綁定插件里通常會(huì)通過(guò)Weight cage的方法使用程序自帶的低模對(duì)高模進(jìn)行權(quán)重拷貝,它的大體結(jié)果是可以接受的,但是要花費(fèi)不少的時(shí)間來(lái)處理細(xì)小的部分。

在動(dòng)畫電影 《直立象傳說(shuō)》中使用了一些新的思路來(lái)提高綁定工作的效率。模型是綁定的基礎(chǔ),在此項(xiàng)目中的所有模型都是由一個(gè) “標(biāo)準(zhǔn)模型”調(diào)整而來(lái),他們擁有同樣的拓?fù)浜屯瑯拥狞c(diǎn)ID,以及同樣的UVs,只是造型不同。程序在第一階段導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)的骨架,通過(guò)模型上點(diǎn)的ID信息把骨骼自動(dòng)匹配到各關(guān)節(jié)的位置,再通過(guò)同樣的UVs導(dǎo)入 “標(biāo)準(zhǔn)模型”的權(quán)重貼圖。在這個(gè)部分完成后角色的權(quán)重大部分都是可用的;第二階段的工作是檢查和調(diào)整權(quán)重效果非常差的地方和添加衣服的布料設(shè)置;第三階段是通過(guò)程序自動(dòng)生成所有的控制系統(tǒng)并發(fā)布它。通過(guò)這樣的安排至少減少了一半以上的工作量。這份 “完整”的綁定文件會(huì)被發(fā)布成不同的版本,比如提供給動(dòng)畫組使用的Puppet文件(它不包含解算信息),提供給解算組使用的Sim文件(它不包含動(dòng)畫使用的低邊模型)等。

4 動(dòng)畫制作中的自動(dòng)化程序

在Layout文件自動(dòng)創(chuàng)建完成后,我們可以進(jìn)一步細(xì)化程序,動(dòng)畫師可以執(zhí)行另一個(gè)程序,它可以根據(jù)鏡頭清單中記錄的資產(chǎn)名稱將綁定文件逐個(gè)導(dǎo)入到場(chǎng)景里,還可以導(dǎo)入已經(jīng)綁定好的攝像機(jī)文件(CameraRig),并自動(dòng)對(duì)此攝像機(jī)的名稱進(jìn)行調(diào)整。例如:s001c0001_101_200,意思為第一場(chǎng)第一鏡Layout時(shí)間101幀到200幀。同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目要求對(duì)拍屏和渲染規(guī)格自動(dòng)進(jìn)行設(shè)置。

在Layout制作完成一個(gè)文件后同樣需要發(fā)布它,發(fā)布文件的信息主要是攝像機(jī)文件和場(chǎng)景中資產(chǎn)文件的動(dòng)畫曲線。這樣的好處是在Layout文件發(fā)生損壞時(shí)可以通過(guò)這些動(dòng)畫曲線快速恢復(fù)文件。

動(dòng)畫師在工作時(shí)會(huì)用到各種各樣的小程序以提升工作效率,很多時(shí)候它們下載自互聯(lián)網(wǎng),并且使用不同的語(yǔ)言來(lái)編寫。通過(guò)程序可以把不同語(yǔ)言、不同版本和不同功能的小程序整理成一個(gè)獨(dú)立的工具箱,然后分享給所有參與工作的藝術(shù)家。不單在動(dòng)畫部門,其他部門也都會(huì)有自己特制的工具箱,它是標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)化流程的重要組成部分。

對(duì)于動(dòng)畫師來(lái)說(shuō)一個(gè)好用動(dòng)作庫(kù)管理程序的作用是非常大的。它將對(duì)每個(gè)角色的常用動(dòng)作進(jìn)行儲(chǔ)備,次要角色多為站立走跑跳等,主要角色還會(huì)涉及到標(biāo)志性動(dòng)作以及表情等。在制作動(dòng)畫鏡頭時(shí)如果遇到需要的動(dòng)作可以通過(guò)程序隨時(shí)調(diào)用,動(dòng)作庫(kù)的意義不是簡(jiǎn)單的減少重復(fù)工作,更重要的是使每個(gè)卡通角色的動(dòng)畫風(fēng)格保持一致,這對(duì)一部動(dòng)畫電影來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

另外在動(dòng)畫師提交Mov給導(dǎo)演審看時(shí)程序也可以幫上大忙,程序可以在拍屏的同時(shí)顯示時(shí)間碼、制作者姓名、時(shí)期、版本號(hào),并在拍屏完成后自動(dòng)提交到指定的位置。

動(dòng)畫在通過(guò)審核后也會(huì)進(jìn)行發(fā)布,發(fā)布程序會(huì)執(zhí)行一系列的命令,一個(gè)重要內(nèi)容就是對(duì)所有控制器進(jìn)行Bake動(dòng)畫曲線,在Bake后所有的約束關(guān)系變成了動(dòng)畫曲線,這樣會(huì)避免在發(fā)布后出現(xiàn)由于約束失效導(dǎo)致的動(dòng)畫錯(cuò)誤。

動(dòng)畫發(fā)布的信息主要包括以下內(nèi)容:一是單獨(dú)的攝像機(jī)文件;二是鏡頭里所有資產(chǎn)上控制器的動(dòng)畫曲線,這樣做可以在文件發(fā)生意外的時(shí)候快速回復(fù)已經(jīng)通過(guò)的動(dòng)畫鏡頭;三是鏡頭里的模型會(huì)被發(fā)布成Alembic文件存儲(chǔ)到指定的工程目錄下。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是使用來(lái)渲染的模型文件變得 “單純”起來(lái),它們沒(méi)有綁定文件的歷史,文件的渲染速度會(huì)有很大的提升。

布料和毛發(fā)的解算在不同的公司有不同的流程,一種是在動(dòng)畫文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行解算,另一種是使用動(dòng)畫文件導(dǎo)出的abc文件來(lái)進(jìn)行解算。無(wú)論哪種情況程序都可以為角色進(jìn)行TPose設(shè)置,方便解算工作。

解算效果通過(guò)后,程序會(huì)把模型發(fā)布成abc文件到指定的路徑下,毛發(fā)的緩存也被發(fā)布到指定的路徑。

5 裝配的自動(dòng)化程序

在燈光工作開(kāi)始前需要用程序把所有需要的信息導(dǎo)入到一個(gè)新文件中,我們稱之為裝配文件。它的工作原理是:首先導(dǎo)入的攝像機(jī),然后導(dǎo)入角色道具場(chǎng)景模型的abc緩存文件(這些緩存并不是最終材質(zhì))。接著導(dǎo)入鏡頭中模型涉及到的Shader文件和貼圖,通過(guò)名稱自動(dòng)識(shí)別,依次把相應(yīng)的材質(zhì)和Shader賦給abc模型,然后導(dǎo)入帶有緩存的毛發(fā)文件,最后倒入當(dāng)前場(chǎng)景的標(biāo)準(zhǔn)燈光(key Light)。在裝配時(shí)可能會(huì)發(fā)生貼圖和Shader找不到對(duì)應(yīng)的模型的問(wèn)題,或者毛發(fā)連不到緩存等問(wèn)題。這樣的話工作將無(wú)法向下進(jìn)行。裝配是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,需要不斷對(duì)流水線進(jìn)行技術(shù)測(cè)試,以確保在燈光開(kāi)始時(shí)一切正常。

6 燈光和渲染的自動(dòng)化程序

如果一切順利,裝配完成后可以通過(guò)程序把不同的角色、道具和場(chǎng)景根據(jù)需求設(shè)置到不同的渲染層中,并且設(shè)置渲染尺寸、渲染的輸出路徑等等。燈光藝術(shù)家的工作是確認(rèn)所有的物件沒(méi)有發(fā)生丟失,材質(zhì)正確,abc緩存的動(dòng)畫效果正確,場(chǎng)景燈光導(dǎo)入正確,可以正常渲染出單幀畫面。完成以上工作后藝術(shù)家們可以更加專注于提升畫面的藝術(shù)效果。

根據(jù)不同的工作需求,可以對(duì)裝配和燈光兩個(gè)階段的程序化進(jìn)行更加深入地調(diào)整。比如在動(dòng)畫文件發(fā)布后,通過(guò)程序調(diào)入指定場(chǎng)次的場(chǎng)景文件和預(yù)制的燈光(Light Key),以及已經(jīng)發(fā)布的所有攝像機(jī)。然后通過(guò)程序?qū)γ總€(gè)鏡頭的第一幀和最后一幀進(jìn)行自動(dòng)渲染并提交到指定的文件夾。這一操作可以幫助導(dǎo)演和制作團(tuán)隊(duì)快速確認(rèn)某場(chǎng)戲完整的燈光效果,以及確認(rèn)該場(chǎng)次攝像機(jī)前所有的近景模型是否需要加細(xì)。

在單幀畫面通過(guò)審核就可以提交到渲染農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行序列渲染了。渲染通常會(huì)在渲染農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行,并且使用Deadline來(lái)管理渲染農(nóng)場(chǎng)的渲染數(shù)據(jù),不僅高效,管理起來(lái)也十分方便。通過(guò)它可以實(shí)時(shí)地看到哪些文件在正常渲染,哪些文件渲染不了。Deadline會(huì)將信息反饋給用戶,可以通過(guò)這些信息來(lái)修復(fù)遇到的問(wèn)題,然后重新提交渲染。

7 結(jié)束語(yǔ)

以上是一些較為粗淺的流程介紹,可以看出動(dòng)畫工業(yè)中有大量的工作是可以通過(guò)程序來(lái)完成的,因此需要很多喜歡動(dòng)畫行業(yè)的程序員來(lái)完成這些工作。經(jīng)過(guò)了二十幾年的發(fā)展,中國(guó)已經(jīng)有很多的CG藝術(shù)家在世界范圍內(nèi)取得了非常大的成就。很多公司都在開(kāi)發(fā)自己的自動(dòng)化流程。就國(guó)內(nèi)動(dòng)畫工業(yè)的整體發(fā)展水平而言還有很長(zhǎng)的路要走。導(dǎo)致這樣現(xiàn)象的原因有很多:一是中國(guó)動(dòng)畫在代工的路上走了很長(zhǎng)時(shí)間,把太多時(shí)間關(guān)注在制作層面,工業(yè)化方面有待產(chǎn)業(yè)升級(jí);二是產(chǎn)業(yè)升級(jí)將給企業(yè)造成巨大的成本壓力,對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)動(dòng)力不足;三是國(guó)內(nèi)高校設(shè)立的動(dòng)畫專業(yè)一直都把教學(xué)內(nèi)容定位在“動(dòng)畫藝術(shù)”方面,對(duì) “動(dòng)畫工業(yè)化”的觀念比較模糊,使得高等教育培養(yǎng)出的人才與動(dòng)畫工業(yè)升級(jí)存在一定的供求差異。

中國(guó)的動(dòng)畫工業(yè)已經(jīng)從 “有沒(méi)有”發(fā)展到 “好不好”的階段,產(chǎn)業(yè)升級(jí)已經(jīng)開(kāi)始。動(dòng)畫是一門藝術(shù),它是一種抒發(fā)情感的方式。動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)是一門商業(yè),它研究的是好內(nèi)容如何更好變現(xiàn)。而動(dòng)畫工業(yè)是一門以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的應(yīng)用科學(xué),它是做出好產(chǎn)品的技術(shù)保障。希望未來(lái)能有更多的人關(guān)注動(dòng)畫工業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí),也非常希望中國(guó)的動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)迎來(lái)更大更高的發(fā)展空間 。