REALTIME以創(chuàng)紀錄速度交付《F1 2021》的過場動畫
為大型體育游戲制作多媒體內(nèi)容往往會遭遇一系列復(fù)雜的挑戰(zhàn)。其中最關(guān)鍵的是滿足粉絲們寄予的厚望,。從足球到賽車,，愛好者們始終希望體育游戲的內(nèi)容盡可能與當前賽季的運動員、裝備和贊助商保持同步,。
令人驚嘆的是,，負責為這些系列作品提供高質(zhì)量支持內(nèi)容的工作室往往在截止日期前幾周才能獲得他們需要的信息。
當REALTIME在Codemasters最近委托的項目中,，為新游戲《F1? 2021》的“剎車點”故事模式創(chuàng)作內(nèi)容時,，他們就遇到了這一挑戰(zhàn)：在短短數(shù)周內(nèi)制作2.5小時的過場動畫。此時新賽季即將開始,，參考資料也只是到手不久,。
虛幻引擎的高效工作流程
創(chuàng)意工作室REALTIME曾為汽車行業(yè)制作擬真沉浸式汽車配置器，對制作逼真CG車輛的方法略知一二,。
因此,，該團隊被選中，為賽車游戲《F1 2021》的“剎車點”故事模式制作5個不同版本的35分鐘過場動畫,。每個版本都將展示具有不同品牌,、顏色和制服的不同車隊，供玩家選擇,。
“我們需要靈活地進行構(gòu)建,，并準備好了在項目最后階段對資產(chǎn)的外觀做出根本性改變?！盧EALTIME項目總監(jiān)Ian Jones說,，“畢竟,，這些過場動畫是要表現(xiàn)幾個月后才開始的F1賽季,。直到交付前兩個月，我們甚至連賽車和制服的樣子都不知道——這一切都是最高機密,！”
作品中大約三分之二是由CG主角推進的角色劇情,，三分之一是汽車競速和碰撞等賽道動作,。
2020年3月，Jones開始了項目的前期制作,，直到2021年5月才交付,。他回憶說：“隨著故事腳本敲定，創(chuàng)作流程確實加快了,，我也是在這個時候才專職參與這個項目的,。”
競速游戲開發(fā)商Codemasters提供了每個角色的基本信息,，包括角色的特征以及他們期望的角色形象,，所以他們的第一個任務(wù)便是分派角色。REALTIME分派了關(guān)鍵人物的角色,，并聘請了一位實景真人導演來進行實際拍攝,，而Jones則專注于項目的技術(shù)方面。
在為期四天半的拍攝順利完成后,，Jones必須根據(jù)拍攝到的畫面重新制作草樣并進行預(yù)演,。團隊通過將數(shù)據(jù)加載到代理角色中制定構(gòu)圖，然后更新所有攝像機并在3D中創(chuàng)建剪輯,。這一切成為了他人參與的起點：角色站位合適,，攝像機正確，剪輯也已備好,。此時,，團隊只需在3ds Max和Premiere中工作。
這些場景被移交給動畫師,，在他們開始修正和清理的同時,，REALTIME會將數(shù)據(jù)導入到虛幻引擎中。Jones解釋說：“我們在引擎中設(shè)置了帶有骨架網(wǎng)格體的角色,，它們用于接收動作捕捉數(shù)據(jù),，然后連同體型和臉型數(shù)據(jù)一起交給動畫師使用?！?/p>
一開始,，建模師會使用傳統(tǒng)管線，即在3ds Max和Z-Brush中完成整個項目的建模,，然后將整個構(gòu)圖作為一個大場景導入到虛幻引擎中,。Jones說：“他們很快就意識到，使用虛幻引擎?zhèn)鞑鼍昂驮O(shè)置布景要快得多,?！?/p>
最后，建模師在3ds Max中構(gòu)建了場景的框架,，然后使用虛幻引擎設(shè)置所有布景,，在各種場景中放置桌椅和雨傘等道具,。Jones說：“對他們來說，虛幻引擎是一個非常有用的工具,?！?/p>
團隊還發(fā)現(xiàn)，使用游戲引擎能夠高效地制作角色模板,?！疤摶靡娴慕Y(jié)構(gòu)及其基于游戲的設(shè)計意味著，我們可以構(gòu)建一個角色庫,，讓所有角色共享同一個骨架網(wǎng)格體,。”Jones說,，“我們可以選擇一個角色放入場景中,，在他身上加載表演。這簡化了虛幻引擎的使用過程,，降低了場景開發(fā)的難度,。”
這也意味著,，一旦完成首個版本的賽車車隊,，團隊就可以相對容易地替換其中的內(nèi)容。
“在UE4中創(chuàng)建并發(fā)布所有可替換資產(chǎn)后,，我們只需要點擊幾下鼠標,，就能切換某個角色的所屬車隊，并保留相同的角色動畫,?！盝ones說，“唯一的困難是,，當車隊的車庫背景從明亮的白色切換到深灰色或黑色時,，我們必須大幅提升場景亮度，使角色身上的光照恢復(fù)正常,，但效果同樣是實時產(chǎn)生的,。”
表演捕捉和實時渲染
雖然對REALTIME來說,，項目中的很多過程已是駕輕就熟,，但從規(guī)模上說，制作30分鐘以上的過場動畫仍是一個巨大的變化,。
“如果沒有虛幻引擎,，僅場景開發(fā)、照明、角色制作和渲染的工作量就不是我們能夠完成的,。”Jones說：“我們絕對來不及處理這么多的渲染,?！?/p>
在距離交付期六周時，團隊必須完成第一個版本,，然后在交付時完成另外四個版本——每個版本都有35分鐘,。Jones認為，使用除實時渲染外的其他任何方式都無法完成制作,?！霸谶^去的幾周里，我們確實渲染了2.5小時的額外鏡頭,?！彼f。
“這也意味著在渲染中,，我們無需操作,，也避免了復(fù)雜的合成過程。如果使用CPU渲染,，我們就必須分層渲染,，然后做大量的合成工作。那樣的話,，我們就不得不偷工減料了,。而在UE4中，我們可以將整個場景渲染成通道,?！?/p>
項目的另一個關(guān)鍵需求是，盡可能生成最高質(zhì)量的表演捕捉數(shù)據(jù),。Jones解釋說：“我們向Codemasters宣傳的是：做最杰出的表演,，捕捉最出色的動作?！?/p>
團隊知道自己應(yīng)該請別人來完成身體動作捕捉和面部動作捕捉,，他們必須能夠同時完成這一切。團隊還知道世界領(lǐng)先的面部表演捕捉公司DI4D有一個頭戴式攝像機（HMC）系統(tǒng),，團隊聯(lián)系了他們,，看看他們是否能參與進來。
“幸運的是,，他們正想測試一個新的系統(tǒng)——PURE4D,，這是我們的完美合作機會。”Jones說,。
演員不用坐在椅子上模仿之前表演的動作,，而是能夠一次完成整個表演?！拔覀兪褂昧薉I4D HMC,，這個頭盔可以貼合頭部，減少動作,，頭部前方有一個懸臂,，上面有兩個攝像頭和一盞燈?！盝ones說,，“這兩個攝像頭都是醫(yī)用級高分辨率數(shù)碼攝像頭。通常穿上動作捕捉套裝后,，身體各個部位會附有用來描述動作的標記點,，但這些攝像頭可以捕捉到皮膚毛孔?！?/p>
這些攝像頭會輸出未壓縮的2K原始文件,。系統(tǒng)使用兩個攝像頭之間所有的點對人臉進行三角剖分，并以60幀/秒的速度完成掃描,。
“從前,，他們的系統(tǒng)輸出一個點緩存，這很適合預(yù)渲染的數(shù)據(jù),，但對虛幻引擎來說有點大,。”Jones解釋說,，“DI4D有一項新技術(shù),，他們希望和我們一起測試。這是一項混合技術(shù)——將掃描數(shù)據(jù)和面部識別結(jié)合起來,，驅(qū)動變形目標,。”
這個基于變形目標的系統(tǒng)與虛幻引擎兼容,，不必將巨大的Alembic緩存文件從3ds Max導入到虛幻引擎中,。團隊能夠在虛幻引擎中通過導入動畫數(shù)據(jù)來驅(qū)動和組合任意數(shù)量的混合形狀（也稱為變形目標），獲得各幀所需的表情,。Jones說：“這種從Alembic到鍵控混合形狀的根本轉(zhuǎn)變使整個過程更易于管理,，而整個虛幻引擎管線也因此暢通?！?/p>
快速靈活的工作流程
2021年F1賽季的關(guān)鍵信息直到項目發(fā)布前的最后幾個月才會公布,。REALTIME一直料想，在這最后幾個月將會面臨壓力，因為他們從一開始就知道,，還需要提供更多版本的場景,。與他們的許多其他項目不同，他們無法在項目早期鎖定設(shè)計或視覺效果,。
對團隊來說重要的是,，在最后時刻能夠靈活地轉(zhuǎn)換為正確的資產(chǎn)。所有比賽動作都是使用混合動力的通用賽車制作的,，因為直到交付前夕他們才知道最終賽車會是什么樣子,。
Jones回憶說：“Codemasters盡力為我們推測了制服的樣式,，但直到2021年3月制造商公布賽車和品牌時,，我們才知道確切結(jié)果。在那之前,，我們無法做出完全準確的版本,。這意味著我們在這個項目上花了10個月后才能獲得最終參考資料?！?/p>
實時渲染技術(shù)的速度和靈活性對按時完成任務(wù)至關(guān)重要,。“UE4工具集就是為了完成這種工作而設(shè)計的,，”Jones說,，“有了資產(chǎn)庫和資產(chǎn)池，我們可以深入挖掘,，放置角色,，為角色加載動畫，并獲得實時反饋,，這非常有幫助,。事實上，我們可以在UE4中創(chuàng)建項目,，用它來開發(fā)場景和照明,，并獲得即時反饋，讓工作得以完成,?！?/p>
團隊廣泛地使用了Sequencer。他們使用Python對每個鏡頭進行了設(shè)置,。Python用于與ShotGrid通信,，以獲取構(gòu)建各個序列所需的信息，并檢查使用中的最新動畫,。所有的鏡頭都使用虛幻引擎Deadline插件的早期版本渲染,。“我們也大量使用了光線追蹤，因為這些賽車都具有光澤,，我們希望確保環(huán)境真實,。”Jones說,。
從基于組件的角色組裝（包括制服替換）,，到賽車的組裝，再到人群的創(chuàng)建和管理,，團隊使用藍圖可視化腳本系統(tǒng)完成了所有這些工作,。Jones說：“我們團隊中的程序員并不多，這意味著,，如果能讓美術(shù)師按照藍圖中定義的通用規(guī)則設(shè)置每個角色,，將對我們產(chǎn)生巨大的幫助?！?/p>
例如,，藍圖為團隊提供了一種預(yù)先設(shè)置角色的方法，這樣負責鏡頭的美術(shù)師就可以按需調(diào)換服裝和制服,，而不必擔心物品被遺漏或錯放,。
“在項目后期，當需要快速完成各種制服的渲染時,，這將特別有用,。”Jones說,，“此外,，當項目啟動時，UE4的毛發(fā)和Groom系統(tǒng)還處于實驗階段,，幸好,，隨著項目的推進，這個系統(tǒng)也不斷成熟,，如果沒有它,，我們無法想象如何完成這個項目?！?/p>
在Weta Digital制作的這部短片中可以看到,，虛幻引擎的毛發(fā)和皮毛系統(tǒng)已取得長遠進步，可用于生產(chǎn),。
永無止境
REALTIME一直以其高質(zhì)量渲染為榮,。團隊最初使用虛幻引擎是為了創(chuàng)造某款游戲的標志性視覺效果。例如,，他們?yōu)镽ARE完成的許多工作都需要與這家游戲開發(fā)商的游戲無縫對接,，所以選擇虛幻引擎更多是為了匹配客戶的解決方案,。
“在《F1 2021》這個重要的過場動畫項目中，我們首次使用UE4取代了CPU渲染,。我們之所以這樣決定,，是因為UE4現(xiàn)在支持毛發(fā)制作和光線追蹤，且生成的圖像質(zhì)量極高,?！盝ones說，“盡管這只是一款游戲,，但Codemasters對其畫面質(zhì)量的要求是永無止境的,。”
本文轉(zhuǎn)自虛幻引擎官網(wǎng)~
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