Houdini in How to train your dragon 2

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Houdini Digital Assets

電影馴龍高手2(How to Train Your Dragon 2)中,使用了Houdini Engine來製作相關場景的Asset,運用了Houdini的程序化(procedure)的Asset(Houdini Digital Assets (HDA’s))來建立,Scott Peterson(Co-Head of FX at DreamWorks Animation)說,”這個工具提供自己的介面接口,目的是提供Artist控制項來處理創意個過程”。

Houdini可以在其他軟體配合,在專案如此Focus在角色上,這是非常重要的,在夢工廠動畫的Pipeline有來自各個不同的第三方與自行開發的軟體,Scott說, “Houdini可以很好的整合在流程裡,讓我們可以導入帶有動態的幾何元件(Geometry),龐大的佈景(Sets)與Camera進入場景裡”,它是一個平台,我們可以模擬,操作幾何元件,可以在同一個環境下啟動Rendering或批次處理,讓電影可以輕鬆的製作出複雜的特效”。

有一些具挑戰性的鏡頭都在水與冰特效中,特別是流體的水轉變為固體的冰,還有與角色的互動。夢工廠動畫的研發部門使用自家的FLUX(Scientific & Technical Academy Award winning fluid and gas solver),在Houdini的環境中建立出這些複雜的特效,水與冰是是該電影的主要背景,因為要介紹觀眾新種類可以從呼吸噴出冰與火的龍。

Creating Fluid-Based VFX

其中在電影中最大的一個以水為主的一場戲就是有一隻巨大的Bewilderbeast等級的龍從海裡升起,在出現時產生巨大的水花與起伏的波浪,Lawrence Lee(Head of FX at DreamWorks Animation)說,”要讓視覺的細節來傳達這條龍的規模,浪花與場景元件的互動需要高細節的模擬,產生了巨大的資料量,所以流體的模擬能快速的處理大量資料並得到好看的狀態變得格外重要”。

夢工廠動畫特效師Baptiste Van Opstal,主導這些特效鏡頭的開發,Baptiste解釋說,”我一直與角色動畫師合作建立一個連續的動作來涵蓋所有鏡頭的低解析度的模擬設置,我在開始進行高解析度的模擬與Render之前得到導演批准整個海浪整個動作”

當整個動作被批准後,Baptiste開始專注於增加每一個鏡頭的模擬解析度,利用低解析度的模擬結果當作輸入,被批准水的部分會保留住,再依照鏡頭模擬高解析度部分區域。模擬的高解析度資料之後最佳化成在鏡頭內的粒子(particles)再生成最終Render帶有細節的幾何表面。


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模擬的資料被分割成更小的區域來產生像是泡沫,霧,白色水花等支撐細節的元素,可以同步產生來加速龐大資料量的處理(超過200,000,000 particles),最終的資料會重新合併與Render最終無縫的圖檔。該程序的設定提供了調整細分格式(Subdivision scheme)的方式,來快速找到最佳參數來達到最佳化的結果。


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Baptiste說道,”使用Houdini,我們在這些特效上每個部分上擁有相當大的控制,你可以深入到一個程序,修改成你需要的與即時的看到結果”

From Water To Ice

Bewilderbeast的龍可以從嘴中噴發巨大的水,然後用呼吸把水變成凍結成冰,由於水結成冰,就變成鋸齒狀的尖峰,並破壞與凍結該路徑上的結構,”因為Bewilderbeast的冰爆與角色和環境之間是互動的,建立這個特效的RIG需要大量可見的在藝術上可控制的部分來確保特效看起來合乎物理可信度”,Lawrence解釋說,”Houdini的程序化特性與整合的模擬環境很適合這類的元素”。

iceblast

類似於fluid-based的效果的方法,Lucas Janin(FX Artist at DreamWorks Animation)想出了一種方法,擋住在交送到Render資源進行最終Render裡的鏡頭前,”我通常在低解析度下模擬,所以我可以調整細節並快速的看到變化”,Lucas說。

冰爆是分兩個部分完成,一個是從嘴噴出擊中目標區與隨之而來的冰柱,大部分的冰爆堆積是由particle模擬產生,所有冰柱構成的形狀與速度使用particle的方向與碰撞表面的Normal作程序化的控制,程序化是使用Houdini來設置,Lucas可同時手動即時的控制的長出冰柱的大小與方向,使他可以快速的達到導演創意想法。

“一旦整體造型被確定,我便使用程序化的冰柱為驅動力跑FLIP(Fluid-Implicit-Particle)模擬,我加上了另一層程序化變形(procedural deformation)來形成冰柱上的小突起物,提供視覺上更多的細節與規模感。最後我加了冰塊,雪與冰霧層來完成這個特效”Lucas解釋說

該製作程序化流程與物理模擬的結合提供了很大程度的藝術的控制性同時保持水結凍的逼真外觀與感覺。

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Generating Fire-Based VFX

在原來的馴龍高手第一集,火使用在關鍵的部分。在龍的呼吸以外,火可以在續集裡Hiccup的dragon blade看到在關鍵時刻當作光源顯現出隱藏的物件。

刀片先塗布nightmare龍涎當作燃料,然後按下一個按鈕,把手的火花點燃了火,產生的火焰被設定為像是有質量的燃燒汽油彈,視覺上,藝術指導要求火焰掃出長弧形,然而,這些美麗的火弧單獨挑戰著物理模擬實現。

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James Jackson(FX Artist at DreamWorks Animation)表示,”對於Hiccup的劍,我們使用FLUX與OpenVDB在Houdini裡作火的模擬”。

James 建立了一個程序化可控制開始Frame與跟隨刀移動路徑火焰延伸長度的火焰Source,以cardinal curve用來混合每個frame刀的位置成連續的圓弧,模擬Motion Blur。James解釋,”我發現這是在gas模擬時消除快速移動物件常遇到的不連續的有效的方法,這樣的設定給我建立逼真的火焰效果基礎還有許多的藝術性控制來控制火弧的形狀”

Destruction(破壞)

Jason Mayer(DreamWorks Animation’s FX Artist)交付大部分的破壞與爆炸的工作在名為”Surprise Attack”的一系列sequence鏡頭裡
,裡面有六個大規模的破壞鏡頭,毀壞Bewilderbeast的寒冷呼吸建立的巨大尖塔,這些尖塔組成了一個名為”Dragon Mountain”的區域,
也是Hiccup的母親Valka解放無數的龍安全的避難所。Drago Bludvist,電影描繪的反派砲轟至主角,龍還有Bewilderbeast引出山區。

在這個場景序列的一半,有3個鏡頭表現出主角迴避砲轟攻擊冰塔爆炸,冰塊裂開,破碎,然後坍塌,當他們像是要被一大塊冰擊中,Hiccup的龍Toothless發射了火球將其爆破,在這些特殊的鏡頭,爆炸與破壞工作佔了螢幕上空間的75%。

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Jason 在破壞特效工作中是經過很多計畫與考慮方法來破碎幾何元件。

“我做的第一件事就是設定一個簡單的樣片來制定出破壞的Timing,這個砲轟爆炸的規模與會在哪個frame物件會衝擊到冰塊”,Jason說,”然後我想像我想要強調毀壞的動態,有時是個移動的裂縫,或是較大斷裂塊抵抗其他塊轉動”。

Jason 之後清理幾何元件模型與粗略的使用簡單的voronoi切割模型,在執行這個部分時,區分出不需要移動的物件,讓他專注於會動的部分,然後將主要的元件分割成更小的部分。

“我一般的經驗是毀壞連續8個大致保持以繪畫,建築與設計中的黃金比例,約為1:1.6″,Jason解釋,”我喜歡用這種方式建立元件分配,使大塊元件與小塊元件群組在一起,當它們進行模擬時,大塊的外觀粉碎無須會造成系統開銷任何約束(Constrain)與黏合(Glue),這種方法可以讓我由限制元件數量來保持資料與減少模擬的次數,因此即使是大規模的破壞鏡頭,我可以保持在1千個物件之下。這些鏡頭,我使用了稍微修改讓處理Noise邊緣更好的Houdini voronoi fracture digital asset版本”

由於他的元件數量低,他使用Volumn Based Dynamic Operator(DOP)與Rigid Body Dynamics(RBD)模擬,以Volume為基礎的方法提供控制如何圓化碰撞物件的邊角變為調整SDF解析度,圓化邊角可以讓元件滾動與彈跳更自然,更好預測。

Jason使用了一些技巧在他的鏡頭裡來幫助他放大破壞的工作的整體外觀,他放置了particle發射器,像是碎片,當元件分開時加強了更清晰的輪廓,他還加入了灰塵,沙礫,與逐漸消失的碎屑,讓視覺上顯得更複雜。

“我在Layer裡加入這些模擬,類似於油畫畫家持續一層一層上色,讓它的作品更完美”。Jason說,”對於巨量的設計鏡頭,我還沒有找到更好的工作流程”

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Working Procedurally

自2006年Scott Peterson開始使用Houdini,當時他正在夢工廠動畫製作喜劇動畫片Megamind。

“在使用Houdini之前,我們是使用命令列建立我們的特效工具”,Scott解釋,”我們組合這些命令行工具來跑每個模擬,這個工作流程給我們很大的靈活性,但是在修改或版本修訂時成本非常高。”

“今天與Houdini提供的工具開啟了以小型的元件拼湊成複雜結果的工作方式,這樣的過程讓我們調整我們的效果與快速加入相同的效果到鏡頭,可以保存處理的過程,這意味著我們可以隨意編輯任何的過程來改變早期的設定與即時看到結果,這適合於我們可以重製我們的方法與反覆建立特效過程,並輕易地使用它們”

在馴龍高手2,整合Houdini進夢工廠動畫的流程中讓藝術家可以建立支持他們創作的視覺工具,使這些工具很容易的在工作室裡分享Houdini程序化關鍵優勢。

All images and video clips in this article are the property of DreamWorks Animation
原文來源
http://www.sidefx.com/index.php?option=com_content&task=view&id=2749&Itemid=68

indigo

電腦動畫工作者,在業界打混十餘年,喜好SGI骨董電腦,分享新技術,動畫流程開發。

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