一部劇如果特效做得好，我們一般會(huì)這樣來(lái)夸：“擁有電影級(jí)別的畫面”。相反，做得不好，我們通常以五毛特效稱之。

好的特效，的確是在燒錢?！额^號(hào)玩家》耗資1.75億美元制作，超過(guò)1億美元花在了特效制作上。當(dāng)然也有這種把經(jīng)費(fèi)全花在特效上，比如無(wú)真人/獅出演的電影，真人版《獅子王》。

沒(méi)有人，要怎么拍？其實(shí)，是借鑒了游戲的制作方式。

【The Heretic 異教徒】demo截圖

這是由Unity引擎2019實(shí)時(shí)演算的游戲Demo。是不是看起來(lái)像活生生的人？這就是實(shí)時(shí)渲染的效果。那么，什么是實(shí)時(shí)渲染？這種渲染技術(shù)還可以用在哪些地方？本文將逐一介紹。

01 如何擁有電影質(zhì)感？

渲染，直白地說(shuō)，就是讓畫面更具“真實(shí)感”。

比如說(shuō)一個(gè)爆炸場(chǎng)面，最真實(shí)的畫面莫過(guò)于直接記錄實(shí)物爆破的瞬間，這種方式小場(chǎng)面還可以用一用，但是類似于蘑菇云這樣的大場(chǎng)面，就不是經(jīng)費(fèi)可以解決的，此時(shí)就要用到CG了。

CG（Computer Graphics）計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，原是一種使用數(shù)學(xué)算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)顯示器的柵格形式的科學(xué)?，F(xiàn)在習(xí)慣將利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行視覺(jué)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的領(lǐng)域通稱為CG。

渲染是CG的最后一道工序，主要是讓圖像更立體，更逼真。拿蘑菇云來(lái)說(shuō)，就要基于物理規(guī)則，如能量守恒、流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律等等，不斷優(yōu)化計(jì)算機(jī)算法，渲染煙霧運(yùn)動(dòng)的軌跡細(xì)節(jié)。

就像Ps、Ai等作圖工具，在CG制作中也有很多工具軟件，制作特效用的Houdini，三維動(dòng)畫用到的Maya，還有繪制貼圖用的Mari、渲染用的Arnold / RenderMan引擎等等。藝術(shù)家們利用這些生產(chǎn)力工具，完成一部部作品。

當(dāng)然也存在缺陷，在電影中，渲染一幀畫面的時(shí)間可能要花上好幾天。據(jù)說(shuō)，斯皮爾伯格在拍攝完《頭號(hào)玩家》，利用后期制作的時(shí)間，順便拍了《華盛頓郵報(bào)》，還拿了奧斯卡小金人。

與電影制作不同，游戲因?yàn)榻换バ栽?，每一幀畫面都需要顯卡進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染，且受畫面復(fù)雜度影響，一秒鐘內(nèi)能渲染的幀速率也是不穩(wěn)定的，這也是為什么玩游戲會(huì)卡頓的原因。

所以，是否可以有更好的方式，對(duì)畫面進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染，同時(shí)保證畫質(zhì)？

Unity的技術(shù)美術(shù)總監(jiān)江毅冰說(shuō)：“高品質(zhì)的游戲畫質(zhì)和電影畫質(zhì)主要差距在于材質(zhì)、光影和抗鋸齒三個(gè)方面，突破這幾點(diǎn)游戲畫面就能呈現(xiàn)出電影級(jí)別的表現(xiàn)力?！?br/>
隨著實(shí)時(shí)渲染技術(shù)的成熟，用制作游戲的方式拍電影也逐漸成為可能。

02 在游戲場(chǎng)景，用VR拍電影

之前上映的《獅子王》就是最好的例子。

這部電影采用CG渲染+動(dòng)作捕捉+VR等技術(shù)，在一個(gè)虛擬空間，進(jìn)行無(wú)實(shí)景拍攝。

導(dǎo)演Favreau為了拍攝這部電影，制作了一個(gè)多人VR大空間游戲場(chǎng)景。攝影師戴上VR頭顯，可以自由穿梭于任意角落，尋找最好的拍攝角度，用VR虛擬運(yùn)鏡，并且可實(shí)時(shí)預(yù)覽拍攝畫面。電影中的虛擬場(chǎng)景的搭建，就是借助Unity的游戲引擎完成。

Favreau和工作人員進(jìn)入虛擬場(chǎng)景

這也不是導(dǎo)演第一次這樣做，其前一部作品《奇幻森林》就利用Unity游戲引擎和設(shè)計(jì)好的虛擬布景，讓導(dǎo)演和攝影指導(dǎo)可以實(shí)時(shí)改變排練現(xiàn)場(chǎng)。

運(yùn)用游戲引擎拍攝電影不僅可以實(shí)現(xiàn)快速渲染，且實(shí)時(shí)預(yù)覽的效果，還可以提供實(shí)時(shí)照明場(chǎng)景的能力。這樣攝影指導(dǎo)在工作時(shí)可以分辨太陽(yáng)和月亮在哪里，以適時(shí)添加補(bǔ)光和反射光。

所以，用制作游戲的方式制作一部電影，總比去非洲大草原拍獅子來(lái)的安全。

真人版《獅子王》劇照

目前使用Unity制作的游戲和體驗(yàn)內(nèi)容，已經(jīng)在全球范圍內(nèi)覆蓋近30億臺(tái)設(shè)備。

這個(gè)數(shù)量有多大？

也就是說(shuō)，市面上有超過(guò)一半的手游，30%~40%的PC和主機(jī)游戲，以及2/3的AR/VR內(nèi)容都是使用Unity制作的。開(kāi)發(fā)者用Unity每天開(kāi)發(fā)出的游戲就超過(guò)3000款。

諸多爆款游戲，例如《王者榮耀》和《爐石傳說(shuō)》都是通過(guò)Unity游戲引擎制作。其實(shí)在游戲、影視以及VR/AR的內(nèi)容創(chuàng)作上的應(yīng)用外，一些看起來(lái)就很高端的汽車品牌的廣告也是由Unity制作。

03 辛巴是假的，汽車也是假的

眼睛告訴你，這是真車，但是事實(shí)告訴你，這是憑空做出來(lái)。

Unity渲染的寶馬CG汽車，圖片來(lái)自Unity官方

這是Unity渲染的寶馬CG汽車，幾乎與現(xiàn)實(shí)拍攝的真實(shí)寶馬8系列Coupe車型一樣。真真假假，就像《獅子王》中隱藏的唯一一個(gè)實(shí)景拍攝鏡頭。

而讓人真假難辨的關(guān)鍵，正是實(shí)時(shí)光線追蹤技術(shù)。

我們所看到的物體的顏色，是光照的結(jié)果，其中涉及到光的反射、折射、漫反射以及光的吸收等原理。物體的不同材質(zhì)以及不同位置的光源，都會(huì)產(chǎn)生不同的效果。

以最近大火的《長(zhǎng)安十二時(shí)辰》為例，雖然講了長(zhǎng)安反恐24小時(shí)，但是整部劇的大部分場(chǎng)景是在室內(nèi)夜間拍攝完成。正是因?yàn)槭彝夤饩€的不可控，所以改在室內(nèi)，依靠燈光來(lái)呈現(xiàn)白天不同時(shí)辰的光影效果。

那么對(duì)于無(wú)實(shí)景的制作，則需要計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)復(fù)雜的光線追蹤計(jì)算，來(lái)決定圖像的每一個(gè)像素顯示什么顏色。雖然每一個(gè)靜態(tài)幀都需要產(chǎn)生大量的光線，這些光線的數(shù)量理論上也是無(wú)窮的，實(shí)踐中復(fù)雜的場(chǎng)景甚至是億級(jí)別的。

但是經(jīng)過(guò)算法優(yōu)化，按照動(dòng)態(tài)畫面進(jìn)行實(shí)時(shí)打光，就像隨身攜帶了一個(gè)打光板，實(shí)現(xiàn)光線實(shí)時(shí)追蹤。

Unity離線渲染過(guò)程，圖片來(lái)自Unity官方平臺(tái)

除了酷炫的廣告宣傳片，Unity在汽車領(lǐng)域還有更多實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。

虛擬概念車，通過(guò)AR、VR用真實(shí)的尺寸體驗(yàn)虛擬的車和真實(shí)的泥模做疊加，拓展了銷售場(chǎng)景的空間；車輛配置器，顧客可通過(guò)Pad直接查看汽車的零部件，提升銷售體驗(yàn)；自動(dòng)駕駛訓(xùn)練，用三維引擎做虛擬場(chǎng)景的仿真，針對(duì)立交橋、交叉口等場(chǎng)景設(shè)計(jì)不同案例，對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練。

另外，在建筑工程及建造、航空航天、房地產(chǎn)虛擬樣板房展示、軍事虛擬化作戰(zhàn)訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實(shí)展館體驗(yàn)項(xiàng)目等，需要真實(shí)模擬物理世界的場(chǎng)景中，都可以運(yùn)用游戲引擎Unity的軟件來(lái)制作。

最后，正如Unity自己所說(shuō)，Unity拓展工業(yè)數(shù)字化，不是Unity“選擇”了工業(yè)領(lǐng)域，而是工業(yè)的應(yīng)用選擇了Unity。