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在网易《镇魔曲》上线之际放一篇约稿。
《镇魔曲》预告片链接：
我已经有一段时间不追国产游戏了，但是对行业内的关注倒是从未间断。这近似于很多人对中国足球的态度吧：要追着男足看比赛已经是不可能了，但什么时候真搞出一个大新闻，亚冠啦亚洲杯啦，那肯定还是要看一看的。
新闻之一就是2011年原力工作室成为梦工厂合作伙伴，并参与了《驯龙记》电视剧的制作。当年觉得国产工作室能够获得这样的机会，还是挺不容易的。
再一次听说原力工作室是今年初，原力携手《阿凡达》的巨人工作室，网易砸了1300万的资金，制作了新游戏《镇魔曲》，的动画。
千万级资金做一个动画，还拉上了好莱坞的工作室，这个噱头的份量算是够足了。
所以我对成品非常好奇。注意我用的是“好奇”这个词，因为在天朝嘛，你懂的，时常有人陷入人傻钱多的节奏。
所以，当制作方邀请我为游戏动画写一篇鉴赏时，考虑到能够接触到国内一线品牌的一线技术资料，我便十分愉快地答应了。
电脑特效，简称CG，是Computer Graphics的缩写，是通过计算机软件所绘制的一切图形的总称。
在鉴赏CG之前，我们不妨先武装起自己，提升一下观赏CG技术时的自我修养。
举个简单的栗子，比较下面两张脸，分别来自于名作《仙剑》与《质量效应》：
如果看脸党表示左边的小白脸比右边的光头大叔好看，颜值最高、不要关心那些细节。那么。。。那么我建议您把本文当作科普来读完。
早在计算机动画问世之前，人体建模、尤其是3D的人体建模，便一直是诸多领域共同研究的课题。人体建模的难度主要有几点：
1. 自由度高。
人体关节的自由度有200多个，建模时自由度的多寡简直能带来天壤之别。所以评价建模好坏的一个简单标准，就是看看有多少个活动关节、多少个骨骼段数。
比如说，如果一个动画砍人时候只有手臂在动，手腕和肩部都是不动的，那么你就懂了。
2. 人是软的。
人体的皮肤肌肉都是软性的，软妹子是软的，抠脚大叔也是软的。人在运动中的形体变化是连续且不规则的，最显著的就是面部皮肤，模拟的难度极高。
这方面鉴别起来也非常容易，人物面部到底是白板一块，还是坑坑洼洼，一看便知。看技术不能只看脸，还要看脸上的粉刺。
3. 观众熟悉度太高。
古人曾经曰过，画什么最容易，就是画龙。因为大家都没见过，怎么画都行。而人体建模则恰恰相反，每一个观众都是砖家，光凭直觉便能捕捉到细微的瑕疵。
结合以上三点，我们来鉴赏一个游戏业内著名的人物模型。
----上我大克劳德镇楼。
除了人体建模，当然还有实景建模。
之前大红大紫的《冰雪奇缘》，让一些没有技术背景的观众也对电脑雪花产生了兴趣。小朋友们固然很容易被剧中的光影效果所吸引，但成年人很容易就会发现，虽然人物与光影用的是夸张的动画技法，但雪花却是实打实的物理模拟。
下图展示了一个小雪球落地碎裂的全过程。我不说图源，观众怕是很难分辨出真假。
事实上，这张图来自于论文A material point method for snow simulation，发表在知名学术会议SIGGRAPH上，正是《冰雪奇缘》的理论基础。原作者是Disney旗下Walt Disney Animation Studios的成员、也是加州大学洛杉矶分校的Joseph Teran教授。
根据论文所述，动画制作的过程中不仅模拟了所有雪花颗粒的体积、重量、速度、初始密度，还考虑到临界压缩、临界拉伸、硬化系数、珀松系数、等等，并且在碰撞、形变过程中一帧一帧的模拟所有颗粒的所有状态变化。
----这才是一朵高尚的雪花，一朵纯粹的雪花，一朵脱离了低级趣味的雪花。
下图简单演示了算法的概述。更具体的这里就不展开了，有兴趣的尽请阅读原著。
正所谓不怕不识货、就怕货比货。现在看到了高科技的雪，再回头来看看手绘的雪，一下子就明白了，这就是时代的进步。
鉴赏下图，请问男神剑心看到滚圆滚圆的雪花有何感想？
解释了那么多，让我们回头来看看《镇魔曲》的动画。
1300万制作短短6分钟的特效动画，这是什么概念呢？2014年的大片《大闹天宫》号称光特效就花了2亿人民币，同样也是好莱坞团队制作。但是，那可是长达两小时的电影啊，《大闹天宫》最终有2380多个特效镜头，占了全片98%的镜头。粗略算一下，每个镜头大约不足10万，每一分钟大约160万。这样一比，网易6分钟烧了1300万，这个烧钱的水平还是很到位的。
但正如我开头所说，这么大一笔钱到底有没有花出水平、花出风格呢？让我们一点一点来品评。
第一个镜头便是雄伟壮丽的雪山。雪山部分采用数字绘景（Matte painting），仍旧面临着越熟悉的东西越难画的问题。这个像素级别的宏大镜头，那可不是抓一张照片到photoshop里加几个滤镜就能解决的。
在制作过程中，先要以手工作图设计出场景镜头，然后填补进简易的3D模型，得到一个三维视角下的预览图。这种制作流程已经广泛使用在电影的特效拍摄中，比如著名的灾难片《2012》，特效镜头便是采用“简笔画--& 三维预览 --& 物理模拟 --& 细节渲染”这样的流程。
（电影《2012》特效制作的各种中间态。图片转自时光解密网。）
下图显示的是《镇魔曲》镜头设计的中间状态，那打码般的视觉效果，与最终成品当然有着云泥之别。----顺便插一句，这打码版的视觉效果，放十几年前又何尝不是引人注目的技术呢？
当团队为镜头设计达成共识后，特效师便要一层一层的往3D模型上增添材质细节。如果说长镜头还能让人猜出是数字制图，那么如果我只截取一小块岩石与积雪的特写，其纹理的真实感已经与实物照片并无二致了。
----而事实上，实物照片正是数字合成的物质基础。每一处山脊与岩块都有可能来自于世界上真实存在的美景。而将这一片一片的局部图，如同裁缝缝制布片般，全都拼接到一块整体的画布上，这便是Image Quilt（照片缝合）的技术了。
原力这次与好莱坞预演团队三层楼联手设计了镜头。与歪果仁们合作，我猜最有趣的部分便是帮助他们理解故事内涵及文化背景。以一个长镜头的雪山让人联想到藏地、珠峰等“极地净土”，在第一时间便以高大上的笔触引出游戏背景，让观众很快入戏。
但是----我们讨论的是电脑特效，我岂能被一个静景就简单地打动呢？
让我们来挖掘一下更多的技术。
再来聊聊人物。先看看这张抹布一样的老脸，鹤发鸡皮，白眉鲐背。老和尚果然就是比小白脸耐看。那森罗横布的皱纹、那若影若现的老年斑，没错，就是这个味儿。
在皮肤材质方面，原力这次聘请了前索尼视效总监，是照片级写实技术的实践。
什么叫做时代的进步，我们可以再做一个直观的比较。2003年的《仙剑3》以动漫的笔法，为玩家勾勒出了一个3D的小帅哥。云天河固然英俊潇洒，却是一位字面意义上的“小白脸”，面部皮肤就是简单的一片白茫茫。2012年的传世大作《质量效应3》，Shepard指挥官拥有了真实皮肤的光泽和纹理，牺牲了一分小白脸的帅气，却多了不少逼真的皱纹。
2015年的《镇魔曲》显然更进一步，皱纹，斑点，暗沉，眼袋，无一不全。最让我惊讶的还是以Stochastic Sampling（随机样本）制作出的“不规则”的皮肤瑕疵，我们可以看到左右半边脸的老年斑是不对称的，甚至左右眼袋的皱纹都是不一样的，而这种随机的瑕疵才是真实世界的重现。
过去几年出现过几部号称“百万级花费的电脑特效”，比如下图的剑网3与英雄联盟。以当年的水平来看，整体的动画效果已是非常之高。但是脸部的皮肤，却终究只是单纯的调色，与真实材质相差甚远。
（百万级与千万级特效的对比）
《镇魔曲》与时俱进，为天朝玩家带来了最新的视觉特效。看到国产游戏这么多年来终于迈过了白板一脸的这道坎，我留下了激动的泪水。
看完脸，再来看看动作。
原力与阿凡达团队巨人工作室合作，用到的也正是阿凡达里最著名的动作捕捉技术。这也是阿凡达动捕系统在国内CG业的首次亮相。
技术宅们也许都听说过这套系统，主要分两个部分，面部捕捉头戴设备（Facial Capture Head Rig）与面部表演捕捉还原系统（Facial Performance Replacement）。前者是一个前置式的摄像头，距离演员面部只有几英寸，精确捕捉演员的面部变化及眼球活动。然后再放到后者里，以3D建模重现出脸部轮廓与皮肤的每一寸形变，再辅以皮肤贴膜，才能最终呈现出千变万化的面部表情。
这技术还要追溯到《指环王》里的咕噜，那是动捕技术的第一次大规模试用。据小道消息称，向导演推荐这个技术的正是咕噜的演员安迪?瑟金斯自己。而这个技术，让原计划担任3周“配音演员”的瑟金斯，一跃签下5年合约，成为了史上最著名的“动作捕捉演员”。也正是这个伟大的尝试，为《阿凡达》等后继者建立了基础，拉开了一个3D电影的新时代。
《镇魔曲》与巨人团队合作，运用的也正是这一套最核心的系统。
让我们继续观摩老和尚的老脸。在这个逐渐抬头睁眼的镜头里，眼睑的变化带动花白的眉须、带动额头的皱纹，皮肤纹理的变化与脸部轮廓的变化丝丝相扣，这正是动捕技术带来的逼真效果。
原力这次也是下了血本。打在脸上的头戴式设备便包含有4个摄像头，捕捉动作的摄像机更是达到15台之多，同时进行360度无死角的动作拍摄。做过3D建模的朋友都能明白，2D照片越多、角度变化越细致，那么重构出来的3D模型也就越加逼真。这在后续动画中将得到更多的体现。
人物之后便是实物模拟。
既然《冰雪奇缘》珠玉在前，那正好作为参照，也来看看《镇魔曲》的雪与雪崩。
还是那句话，不介绍背景，这图有几成把握能够以假乱真？
说实话，以短短几分钟的CG而言，制作这样大场景的雪崩是比较吃力不讨好的。正如先前论文里所述，雪的模拟需要精确到每一个细小颗粒，而颗粒与颗粒的互相作用更是要求一帧一帧的去解算。以这样的大场景而言，纯电脑上的计算量便已经相当惊人，更何况还要加入艺术效果的考量。原力解释说，雪崩这几秒钟分成了5部分来分别解算，而每一个节点的每一帧光渲染便要花费16个小时的运算时间。
作为对比，下图是原力也参与过的《驯龙记》连续剧中的雪崩，是2012年的作品，那也是每集几百万美元的大作了。我们还是可以看到技术进步带来的不同，《驯龙记》中的雪，其实更接近一种对“烟雾”的模拟。这一团白花花的雪，你把它调成灰色，那就是一团浓烟；你把它调成红色，那就是爆炸的火光；你甚至可以把地平线去掉，呃，那就成了天空中白花花的云朵。
（2012年，《驯龙记》的雾状雪花）
如《镇魔曲》这样2015年的雪花，要当作无数的固体颗粒来模拟，颗粒与颗粒间的碰撞，颗粒自身的重量、速度，碰撞后的形变与加速度，把这些都考虑进去了，那才是一朵高尚的雪，一朵纯粹的雪。
如果只盯着每一个颗粒的轨迹，都能让人觉得浑然天成，那这个技术便算是到位了。
看完雪再看看另一个极端，岩浆。
岩浆与雪可说是完全不同的技术，雪模拟的是细小固体颗粒，而岩浆模拟的则是液体（火焰部分算气体）。这个短短的特写，光是物理解算便花去90多个小时。
下图是热剧《康斯坦丁》中的液体特效的中间态，制作方ILP工作组曾揭秘了流体的模拟过程。
而岩浆比单纯的流体还要更复杂一些，因为岩浆可不仅仅是液体，同时还包含熔岩、热气、火光等多重要素。原力这次用的Houdini也是各大名店爱用的软件，在《饥饿游戏》、《环太平洋》、《钢铁侠》、《雷神》等大作里都有其身影。此软件主要用以模拟流体力学，能够同时考虑到多个重要参量。模拟的不仅仅是简单的热传导与三态变化，同样还有低温岩石的颜色变化、高温熔岩的黏着质感、更高温的热气泡的生成、四溅的火星、甚至高温气体下的光学扭曲等等。 这些要素，在影片的特写中都得到了体现。
短短2分钟的CG，包含了数字绘景、人物建模、动作捕捉、固体模拟与流体模拟。可谓麻雀虽小，五脏俱全。在多个考量技术细节的环节，原力这次都没有让人失望。
美中不足的是，这次预告片在剧情上的信息量太少，也没有展示出战斗场景，玩家角色也没有登场，这一点实属遗憾。按照网易的计划，在后续动画中，网易将推出可操控角色“八部众”，也会将战斗场景作为重头戏。在激烈的战斗场景中我们应该能看到更多高新技术的体现，届时再让我们来进一步鉴赏吧。
最后说一句，动画效果既然达到了这个水平，那么有多少技术是能够实际运用到游戏中去的呢？这就是我最好奇的部分。
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