從游戲實時渲染到影視動畫特效——渲染引擎發展的必然趨勢

2020-09-11 10:53 發布

渲染引擎在影視、動漫領域越來越普及，有的人用過，有的人沒用過，但是對于游戲來說，它幾乎都是用游戲引擎做出來的，所以有的游戲公司是用標準的游戲引擎，比如說Crytek、Epic Games,但有的Studio是有自己專門的游戲引擎，它不對外開放和發布，或者比較小眾，所以實時的游戲引擎技術對動漫和影視是一個強烈的趨勢，大家可以感知到如果用傳統的方法來做的話它的速度和效率不太容易被接受，因此接下來的幾年是游戲引擎或者說實時渲染引擎對傳統影視動漫行業有一個很大改造的黃金時期。

我是一個比較跨行業的人，本科在南昌大學的機械電子系，本科的專業叫汽車與拖拉機，保送研究生讀的是工程任務，就是研究汽車的發動機、纜車的效率這塊。最后，我在看了好萊塢的電影之后，突然覺得計算機非常吸引我，所以我就進行了自學，然后考了交大的計算機博士。

其實我橫跨了學術和工業界，在交大的時候我去了微軟亞洲研究院實習，交大畢業后我在Autodesk工作了半年，當時做的建筑的產品Autodesk Architecture for Desktop.再之后在法國國立計算機與自動化研究所做了兩年的博士后研究。

做完博士后之后，我覺得學術對工業界的推動還是有一定的距離，就是我那篇論文發得再好，但是能夠應用到工業領域的比例非常低，并且我們最頂級的論文不代表是對工業界一兩年之內最能幫助到他們的成果，因此我覺得還是要離工業近一點，所以選擇了當時我覺得全球在游戲和實時渲染方面最牛的公司，叫Crytek。

最后在2015年底，創辦了粒界科技?，F在粒界科技全球員工總數110人，我們的員工來自全球的18個國家和地區，中國、德國、英國、法國、意大利、印度、以色列等等，研發占比50%，我希望粒界接下來的引擎發布之后能跟大家有更多的交流。

對游戲技術的研究

目前大家可以發現游戲作品的品質其實已經非常高了，以前好萊塢，以及電影行業和動漫行業其實都不太看得起游戲公司的作品。但在《孤島危機》所帶來的視覺沖擊后，給了當時的影視行業巨大的震撼。我組建的團隊（可以說是）十年磨一劍，突破了游戲和影視40年的壁壘。

最早用電腦來做特效的是一款叫Spacewar（1960）和Pong（1972）的游戲，是傳統的那種游戲機，然后到《星球大戰》開始有一些特效，之后才到電影的領域里面。所以這兩個行業其實一直在并行的發展，只是大家相互都不怎么去交流。2000到2001年是一個轉折點，我帶領的團隊首次突破游戲技術與影視技術的融合，并將其應用于20世紀福布斯作品《移動迷宮》、《猩球崛起》。

《移動迷宮》單幀渲染提高500倍，一分鐘的特效速度提高8萬倍。《猩球崛起：黎明之戰》進行大規模動作捕捉、動畫和鏡頭的設置。這些用游戲引擎渲染出來的鏡頭大家并沒有發現有任何的缺陷，從幕后制作到導演到普通的觀眾甚至很多專業級別的藝術家都沒有發現，這是第一次證明游戲類的技術經過改造完全可以做到好萊塢級別的電影，并且成本可以減少一半，整體制作的效率也快了一倍多。

游戲和影視的區別

游戲和影視領域的對接花了五年的時間，主要是因為這兩個領域是極度被割裂的。影視要求你的東西非常確定，渲染的東西每一幀，或者主題渲染的時候都不能有任何的偏差，但游戲引擎希望有一些動態的東西，每次玩的時候AI出現的點都不一樣，打你的側重都會有改變，特效也有區別。

影視是一個非常大規模的，可能跨州跨國家進行合作，但游戲一般在一個公司的一個或兩三個團隊，因此他們對工具鏈的要求也是不一樣的。其次，影視素材是巨大的，影視每家公司用的流程有巨大差別，但游戲的流程相對比較統一，要么用自己的引擎，要么用市面上的標準引擎。影視的最高級別是保證品質，游戲是保證游戲的流暢性，不能有卡頓。游戲代表的是靈活度，各種工具各種玩法，影視代表的是一種強有力的高品質的狀態，所以這兩個行業一直比較割裂，融合得也比較慢。

接下來影視的引擎應該是要突破目前比較線性的流程，目前的影視制作流程是越來越垂直化的，大家可以看到導演的現場決策、現場做特效、現場做后期、現場調整燈光、現場進行動畫的編輯、還有運動數據的捕捉和不同的Studio現場進行編輯，這是一個比較理想狀態。接下來通過實時渲染技術它會越來越往這方面走。

優劣勢

實時渲染的優勢

一、實時流程，可以即時看到修改后的結果，縮短修改迭代的周期。比如大家可以看到玄機科技的作品，以前是月更，現在可以達到周更了，這就是實時渲染技術非常大的一個紅利。

二、可以進行規?；焖偕a內容成為可能。

三、所見即所得。

游戲引擎用在影視特效上的劣勢

一、畫質的精度無法達到影視級別，代表性的問題是畫面的光線、空間反射、陰影、閃爍、數據的承載量等。

二、游戲引擎的穩定性不足，引擎的構架老，有技術壁壘（引擎對渲染品質和數據處理方式有不同的要求）

三、使用游戲引擎跨領域制作項目，操作難度大，執行效率低。

影視動漫技術的發展趨勢

首先以中國市場為起點的技術會顛覆和反向變革歐美市場。因為中國沒有一個固定的工業化生產的流水線，靈活度更高，會愿意嘗試新東西，這是一個新鮮的、沒有被標準化的市場，其次中國的協會、政府的影響力、執行力都很強。一旦被接受執行會很快。

本地云部署+多地協同的數字制作流程是一個發展趨勢。然后影視動漫內容的分散化制作：強大的審閱和協同工具及端云結合。這一點在今年因為疫情影響的情況下可以看到加快了分散化的制作，并且這個趨勢會越來越加強，直到人人可以參與到一部電影、一個短片、動漫內容的制作。

半專業或者非專業性內容反推專業流程和工具。半專業或者非專業的人員由于沒有經驗對工具的傻瓜化有強烈需求。最后，數字制作專業人員的離散化工作和數字協同工作。這是整個人類都會面臨的一個趨勢，從投資到創業，到任何領域的工作，乃至你的感情生活，都會面臨更加離散化、獨立化、平民化、自我決策的一個趨勢，并且這個趨勢會越來越明顯，所以要求有更強的協同的工作，更強的引擎來支撐大家越來越沒有耐心的狀況。

暢想未來引擎發展

影視制作和游戲是整個數字制作領域的一大塊，但它并不代表全部。因此可以看看引擎除了在影視動漫和半娛樂領域的一些發展。

一是離線渲染與實時渲染的結合。量子計算會突破這個瓶頸，讓離線渲染變得沒有必要。但在這之前，離線渲染不太可能被剝離掉。二是打破游戲引擎的額Gap，讓引擎可以跨行業應用（數字廣告、智慧城市、影視動漫等）三是渲染的定制化服務?？梢越档图夹g維護的要求，特別是針對在非游戲的場景。以前由于完全是固定游戲渲染，所以它的靈活度和品質都很難進行修改。四是引擎使用普及化，不僅為專業人士提供服務，還可以為普通消費者提供簡單的數字化內容創作平臺。