遊戲中的實時渲染技術即將顛覆CG動畫製作？

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相信學術趴的忠實粉絲們都會記得，我們曾在這些黑科技代表了CG行業的未來，2017SIGGRAPH佳作合集中介紹了一部很酷炫的汽車廣告CG短片。

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雪佛蘭的這部廣告短片名為《The Human Race》。乍一看好像沒什麼了不起，但是其實廣告中的這兩輛車從未參與過實際的拍攝過程。畫面中的兩輛跑車完全是由Epic旗下的UnrealEngine實時渲染出來的，可以隨時改變跑車的外觀。

該項目依靠覆蓋了追蹤標記的替身車輛，這輛替身車被稱為「黑鳥（Blackbird）」，由視覺特效工作室The Mill開發。

《The Human Race》中作為cg汽車替身的黑鳥追蹤汽車

最終的實時渲染效果。

可能不少同學也了解到，這部廣告短片其實是採取了實時渲染技術來獲得如此酷炫的效果。而隨著技術日漸融合的趨勢，實時渲染技術對動畫製作也有了不可忽略的影響。今天，動畫學術趴特地為大家翻譯了一篇來自Cartoon Brew的文章，來和大家一同了解「 實時渲染 」。

實時渲染技術如何改變動畫和視效行業？

其實在過去的幾年裡，就出現過很多關於電子遊戲和視覺效果結合的討論。這兩種東西往往依賴相同或類似的工具來生成CG資產和製作動畫。即使遊戲需要在幾毫秒內渲染出大量效果，其畫面質量卻接近於特效製作出的真實水平。

但另一個討論得較少的方面是：電子遊戲技術，特別是實時渲染技術，是如何應用於視覺效果（和動畫）製作中的。

開發虛幻引擎（Unreal Engine）的EpicGames公司，它以推動其軟體突破遊戲製作領域而聞名世界。虛幻引擎已在那些通常被視為視覺效果和動畫的領域進行了試驗：虛擬生產、數字人體、系列動畫製作，甚至汽車廣告製作。它最近還發布了一個實時合成工具。今天，Cartoon Brew就來看看在電子遊戲和視覺效果的交叉地帶，虛幻引擎是如何使用的。

什麼是實時渲染？

實時渲染實際上全是關於交互性。這意味著你所看到的圖像——通常是在視頻遊戲中，也會在增強現實和虛擬現實中，以及移動體驗中——都呈現得足夠快，以便用戶在場景中進行互動或移動。

由於複雜的圖像往往需要更長的時間來渲染，所以實時渲染的質量還無法達到特效行業和動畫行業的渲染工具（如RenderMan，Arnold和V-Ray）的效果。

虛幻引擎4中新的Composure合成插件能夠實時地將CG元素合成到動作場景中。

但這種情況正在改變。真實物理效果和光線追蹤技術曾被應用於成熟的渲染引擎上，現在它們也被用在了遊戲引擎的實時渲染器上。這意味著遊戲引擎的渲染效果，雖不及主流的渲染器，卻足以用於電影製作。

使用Composure插件製作的一幀圖像案例。

視覺效果和實時渲染如何結合

最近， Epic Games公司展示了用虛幻引擎製作的實時渲染樣片，其效果達到了使用特效流程生產的水平。Epic Games公司最近也發布了一個合成工具，一個用於虛幻引擎4.17的插件，叫做Composure。Composure插件的效果能和實拍媲美，實時合成CG圖像，進一步將視覺效果概念引入遊戲引擎的世界。

《The Human Race》這部汽車廣告樣片便是實時遊戲引擎用於虛擬產品的一個例子。這並不是一個新概念——電影《阿凡達》，《鐵甲鋼拳》，《奇幻森林》都依賴於某種實時系統，為攝製組提供即時的結果，特別是有虛擬角色參與的鏡頭，以便讓攝製組能夠即時做出調整與修改。

地獄之刃（Hellblade）的樣片很大一部分運用了動作捕捉。

早期Epic Games公司為Ninja Theory工作室製作的樣片——《地獄之刃:塞娜的獻祭(Hellblade: Senua's Sacrifice)》，就使用虛幻引擎（UnrealEngine）將真人表演、面部捕捉、實時攝影、實時渲染相結合。這款遊戲展示了影片序列能夠如何實時拍攝，實時渲染，實時編輯。

在動畫製作方面， Epic Games公司最近為遊戲《堡壘之夜(Fortnite)》製作的動畫預告片完全使用虛幻4引擎（Unreal Engine 4）實時渲染。這意味著生產流程中沒有依靠長時間的渲染，並且可能涉及多個迭代過程。Digital Dimension公司也使用Zafariin虛幻引擎（Zafariin Unreal Engine）渲染其系列動畫，雖然它開發出的混合工作流程還是依賴於傳統的CG動畫工具，如Maya。

《堡壘之夜(Fortnite)》動畫預告片

這對製作意味著什麼？

實時渲染和實拍製作，甚至和動畫之間出現更大的交叉，可能意味著藝術家有更多的可選工具，來讓他們更快地看到最終效果。這也意味著減少對渲染農場的依賴，因為場景是實時合成的（當然，擁有強大的獨立計算機/處理器仍然是理想的）。

全球首款Unity製作的卡通劇集《Mr Cartoon》片段

以《海神號》獲得奧斯卡提名的視效主管Kim Libreri，在擔任Epic Games公司首席技術官之前，曾在工業光魔（ILM）和盧卡斯( Lucasarts )工作。在他看來，遊戲引擎大量湧入實拍領域，就如同人們最初開始實拍電影一樣。

Libreri認為在電影拍攝現場，當你親自來到布景地，移動相機時會發現實際上有個更酷的角度。你得多嘗試。所以，遊戲引擎與我們現實世界的相似之處在於，我們用物理引擎之類的東西模擬真實世界，這意味著你可以享受所有這些快樂的意外。」

Libreri說，在這裡，依靠實時工具可以使創作者更靈活地創造CG世界和CG角色並且移動人造的場景。「玩遊戲的人明白，遊戲中，幾乎什麼都可以發生。這意味著我們可以實現這些很酷的事情，然後把它們變成故事。」

隨著實時渲染的效果與傳統渲染的效果區別越來越小，動畫製作者可能會選擇實時渲染。例如，在《星球大戰外傳:俠盜一號（ Rogue One）》中，一些場景中的機器人K-2SO就是依靠虛幻引擎渲染的（在Epic Games公司透露前，沒人注意到發生了什麼）。

遊戲製作和視覺效果製作的工具也變得越來越相似，這使得人們在各個工具之間產生了相似感。例如，藝術家往往使用Maya和ZBrush為遊戲和視覺效果建模和製作紋理。

」我們現在使用很多相同的工具，「Libreri說，」在遊戲和視覺效果製作上，我們幾乎在講同一種語言，唯一的區別就是毫秒。」

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