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容往往會遭遇一系列復雜的挑戰(zhàn),。其中最關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量支持內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)作內容時,，他們就遇到了這一挑戰(zhàn)：在短短數(shù)周內制作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建,，并準備好了在項目最后階段對資產的外觀做出根本性改變,。”REALTIME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,?！?/p>
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便是分派角色,。REALTIME分派了關鍵人物的角色，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演,。團隊通過將數(shù)據(jù)加載到代理角色中制定構圖,，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,。”
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置布景要快得多?！?/p>
最后,，建模師在3ds Max中構建了場景的框架，然后使用虛幻引擎設置所有布景,，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構及其基于游戲的設計意味著，我們可以構建一個角色庫,，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容,。
“在UE4中創(chuàng)建并發(fā)布所有可替換資產后，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正常，但效果同樣是實時產生的,?！?/p>
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,?！盝ones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>
項目的另一個關鍵需求是,，盡可能生成最高質量的表演捕捉數(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,。”
團隊知道自己應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,，這很適合預渲染的數(shù)據(jù)，但對虛幻引擎來說有點大,?！盝ones解釋說，“DI4D有一項新技術,，他們希望和我們一起測試,。這是一項混合技術——將掃描數(shù)據(jù)和面部識別結合起來，驅動變形目標,?！?/p>
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,。”
快速靈活的工作流程
2021年F1賽季的關鍵信息直到項目發(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換為正確的資產。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,。”
實時渲染技術的速度和靈活性對按時完成任務至關重要,?！癠E4工具集就是為了完成這種工作而設計的，”Jones說，“有了資產庫和資產池,，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置。Python用于與ShotGrid通信,，以獲取構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,?！拔覀円泊罅渴褂昧斯饩€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,，如果能讓美術師按照藍圖中定義的通用規(guī)則設置每個角色,，將對我們產生巨大的幫助?！?/p>
例如,，藍圖為團隊提供了一種預先設置角色的方法，這樣負責鏡頭的美術師就可以按需調換服裝和制服,，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,?！盝ones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,。”
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。
永無止境
REALTIME一直以其高質量渲染為榮,。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，且生成的圖像質量極高,?！盝ones說，“盡管這只是一款游戲,，但Codemasters對其畫面質量的要求是永無止境的,。”
本文轉自虛幻引擎官網(wǎng)~
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