《多哥》里的狗是怎么制作的?幕后制作解析都在这了!


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CG世界营业时间到!说到动物题材的电影,关于狗的经典作品实在太多了,有讲述职业赛车手和狗狗恩佐故事的《我在雨中等你》、以狗狗视角展现狗和主人微妙情感的《一条狗的使命》、讲述名为贝拉的狗狗穿越400英里回家故事的《一条狗的回家路》,经典催泪不能碰系列之《忠犬八公的故事》、还有今年2月份刚上的《野性的呼唤》等等。凡是和动物相关的电影,小编几乎都不..会..去..看,因为实在是太好哭了。


《多哥》里的狗是怎么制作的?幕后制作解析都在这了!

去年年底有一部在迪士尼流媒体(Disney+)上线的作品,是关于二哈哦不对,是关于雪橇犬接力送血清的片子,名为《多哥》(Togo),一直没机会和大家分享其中的内容(主要是怕自己又哭的稀里哗啦),这两天终于鼓足勇气看了一下,想和大家聊聊。

《多哥》里的狗是怎么制作的?幕后制作解析都在这了!


影片《多哥》改编自1925年发生在美国阿拉斯加州诺姆市为了挽救患病儿童生命而进行血清接力的真实事件。当地的孩子们染上了白喉病,需要通过专用血清才能救命,而接收血清需要往返966公里。百年一遇的暴风雪即将来临,人们决定采用最原始的通行方式,20名雪橇手、150只雪橇犬日夜兼程,血清接力,与时间赛跑。


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多哥是其中一只领头雪橇犬,他和同伴以及主人老赛(威廉·达福,在《海王》中饰演海王的人生导师维科)肩负这场接力赛中最危险的一段,他们穿越危机四伏的冰冻湖面和刺骨寒冷的暴雪,在面临生命危险的情况下艰难完成了任务,仅他们一支队伍就跑了425公里。2011年《时代周刊》追认多哥为“有史以来最英勇的动物”。

 
这部影片的视效部分是由DNEG、Lola Visual Effects和Soho VFX制作完成,整部影片给人留下印象最深的就是忠诚勇猛的雪橇犬和当地的恶略天气。DNEG从2018年10月份拍摄结束后开始制作,周期大概持续了1年时间,来自4个不同分支团队共872位艺术家完成了778个VFX镜头。接下来我们把DNEG制作的部分(CG狗和数字环境)分成三块给大家介绍一下。


对雪橇犬进行3D扫描
 
片中我们看到的二哈雪橇犬不一定都是真实的,有一部分是全CG,一部分是CG狗头替换。CG雪橇犬需要与现场实拍的素材相匹配,会涉及到真实雪橇犬的3D扫描、收集参考资料、重新设计毛发工具、建立肌肉和骨骼、重建雪橇犬咆哮外貌等工作。

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现场实拍

1. 测试
 
DNEG曾做过《复仇者联盟4:终局之战》里有80万根毛发的火箭浣熊,也在之前的项目中做过有关狼的测试,但并没做过狗,也没有处理过像这个片中如此庞大的皮毛/毛发制作。
 
为了《多哥》这个项目,他们更新了内部毛发工具Furball,通过一些开发和优化工作,先尽可能地在单只狗身上创建最大毛发量,再去满足1个镜头中出现的11只狗的毛发量,除了要求外观真实以外,还要模拟带有水、冰、雪的毛发状态及其渲染效果。

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2. 雪橇犬的3D扫描
 
拍摄期间,DNEG在摄影棚内使用Clear Angle对30-40只雪橇犬进行了两次摄影测量扫描,一次穿夏天的衣服,一次穿冬天的衣服。训犬师将单个雪橇犬引入摄影棚,先熟悉环境,然后带其站在指定C位。扫描过程必须一次性完成,不然把狗吓跑的话就没有再来一次的机会了。
 
在Clear Angle棚的旁边还有一个单独的小棚,里面设置了动画参考相机,可以在实际拍摄之外捕捉到雪橇犬的细节动态和特征,为创建CG角色绑定和资产提供参考素材。

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3. 从数据到雪橇犬
 
对雪橇犬进行3D扫描,可以得到脚、腿、头和粗略的身体体积数据,但不包括皮毛/毛发数据。没有毛发数据,就没法分析肌肉质量和皮毛下的组织,DNEG采用的解决办法就是在上面提到的小棚里,用卷尺手动测量雪橇犬脖子、后背、尾巴等几个特定位置的皮毛/毛发长度。
 
然而这种创建方式更多的是基于理想/解剖学教科书中涉及的狗,并不一定是数据驱动,还需要在此基础上加入一些雪橇犬身上的具体细节。


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实拍

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最终镜头

最后创建的是定制肌肉系统和骨骼系统,用Ziva Dynamics创建肌肉和脂肪系统,Maya的nCloth创建皮肤,毛发工具Furball处理grooming,Houdini vellum处理毛囊动力学。
 
制作团队发现,许多皮毛运动实际上是来自于脂肪,皮毛本身非常僵硬的,并不会左右扭动,反而是脂肪和肌肉在下面四处移动,形成是皮毛在动的感觉。当然还需要模拟给雪橇犬带上护具之后,牵引拉动皮毛的效果。


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实拍

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最终镜头


适用于雪橇犬面部捕捉的dogFACS系统
 
为了制作雪橇犬的最终版动画,DNEG还探究了狗的动作捕捉,花时间开发了专门用于雪橇犬面部的Facial Action Coding System(面部动作编码系统,简称FACS)系统。来了解一下?
 
1. 雪橇犬动作捕捉的研发
 
在制作早期阶段,DNEG就已经在Animatrix Studios使用训练有素的雪橇犬进行动作捕捉。平时我们看到的都是演员身穿专业服饰进行动捕,这次同样的过程发生在雪橇犬身上,装备的佩戴方式和如何在皮毛上设置跟踪标记都是很有技术挑战的。虽然实际制作并没有用到这些动捕数据,但对于制作团队以后的工作来说还是一次很好的学习经历。

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2. 研发:dogFACS系统
 
为了能够对雪橇犬面部的肌肉有详细的了解,也为了尽快明确面部绑定的工作方向,DNEG也是在很早就开始了dogFACS的研究,既然有人类的面捕系统,也可以有雪橇犬的。研究人员对所有的雪橇犬表情进行归类,基于dogFACS系统绘制了面部表情,其中包括“嘴角上扬”和“皱鼻子”,举例来说,咆哮是“上嘴唇提起”“皱鼻子”“皱嘴唇”这三种动作组合在一起的表情。基于这些表情的面部控制方案可以使动画师激活或抵消单个表情,从而创建出更为精细和可信的动画。

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DNEG的绑定部门重新开发了整个四足绑定系统来模拟更高标准的真实表现,其中包括新的前腿模块,该模块具有“肢体固定”的功能,动画师可以模仿大多数动物将其重量压在腿上时的前腿固定状态;还包括重建的脊柱设置,以改善动画的真实感和功能。总的来说,绑定环节需要投入大量的努力,要与动画部门密切合作开发和改进四足绑定标准,并始终从研究参考中汲取灵感和方向。
 
3. 咆哮时间
 
有一个镜头是,雪橇队中名叫Ilsa的小伙伴冲多哥咆哮(啊看着好凶啊),此时多哥发挥了一个舔狗的专业修养,瞬间收服Ilsa。请注意,这里看似真实的表演其实是一个CG镜头。

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实际拍摄时,训犬师使用了“咆哮装置”,就是用橡皮筋和假体把雪橇犬的嘴撑开。据说扮演Ilsa的雪橇犬性格非常温顺,也很配合整个过程,但它的眼睛和不停摇动的尾巴暴露其异常开心的状态,怎么看都不像是生气的样子。

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实拍素材

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替换CG头部后的效果

制作团队决定用实拍身子+CG头的方法来解决,设计了一些二哈雪橇犬生气和凶猛的概念图。这个制作过程对于绑定师、模型师和动画师来说非常有挑战,他们需要准确地把握雪橇犬细微的面部动画,而且Ilsa的头部制作比多哥更为详细和精确,毕竟镜头主要是在表现Ilsa。


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舔狗实拍素材

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最终镜头
 
而dogFACS系统最有用的地方是就是这个Ilsa咆哮的特写镜头。FACS表情和混合表情是线性的,而雪橇犬的嘴和鼻子那部分是可以随便动的,为了有适当微运动的真实性,制作团队在它鼻子的旁边添加了很多小细节。据说第一次展示咆哮场景动画测试的时候是与实拍素材并排播放的,大部分观看者都看不出来是假的。


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实拍素材

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最终镜头

4. 雪橇犬冰面滑行
 
影片中有一段情节是,在多哥的带领下雪橇犬队伍冒着风雪严寒穿越不稳定冰冻湖面,当他们回程的时候冰面已经四分五裂,雪橇犬们一边脚底打滑一边还要快速前进。

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DNEG团队也是很早就开始在网上找了一些关于雪橇犬滑倒或摔倒的素材,为找到雪橇犬站在冰上不稳定的感觉提供参考。这些素材会放到用Time Editor处理过的动画粗剪中,像拼积木一样为整体镜头建立适合的效果,也帮助他们确定了雪橇犬在某些特定镜头该有的表现。从动画质量和细节来看,这样的方式应该属于比较高级的blocking。
 
5. 为多只雪橇犬设置动画
 
上面说到冰面打滑这段,加上多哥共有11只雪橇犬,雪橇犬在团队中的行为表现和独自的表现是不同的,为此DNEG开发了一个绑定系统,用来确定每只雪橇犬在团队中相间隔的距离,如果距离太远,系统其中一部分就会显示红色。虽然这个系统并不是超级精准的那种,但还是可以为团队提供一个大概的可量范围。
 
制作团队在处理动画时进行了一些布局开发工作,为雪橇犬行动的状态设置了很多不同的cycles和不同的速度,并将其输入到绑定系统,这样就能自由切换Layout效果,比先加载绑定后设置动画的方法方便很多。
 
Layout部门可以根据选定的雪橇犬运动Cylces和速度设置雪橇动画,在保证工作效率的同时尽可能地实现效果的真实性,这么看来他们这部分工作也是很方便的。


影片中出现的数字环境
 
上面我们提到的都是关于CG雪橇犬的制作,影片中还有很多自然环境,有一部分是完全合成的数字景观,还有一部分是在加拿大艾伯塔省实拍之后的增强效果,其中两个主要的场景分别是小麦金利山(在艾伯塔省Fortress Mountain拍摄)和冰冻的诺顿海湾(在艾伯塔省的亚伯拉罕湖拍摄)


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实拍素材

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最终镜头


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实拍素材

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最终镜头


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实拍素材

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最终镜头

1. 在艾伯塔省拍摄穿越冰冻湖面场景,依靠大量roto完成
 
之所以把拍摄不稳定冰冻湖面的场地选在艾伯塔省的亚伯拉罕湖,是因为这里蓝色的冰面非常干净清晰,地方还很大。只是拍摄当天天气并不是很配合,2天之后湖面就被白雪覆盖了,幸好制作团队在这两天之内拍摄了大量的参考照片。
 
将近95%的拍摄都与雪橇犬和主人老赛有关,为了方便制作,整个雪橇队伍、雪橇、护具、皮毛、衣服和老赛的头发都需要单独roto出来,考虑到队伍后面的雪橇犬身处的寒冷氛围比前面的雪橇犬更浓重,roto还得要分层创建。


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实拍素材

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实拍雪橇犬,替换了环境,增强了分氛围

一般情况下,将roto层投射到角色身体轨迹或车辆轨迹之后在上面进行叠加就可以了,但此时毛发细节非常复杂,要把roto投射到card上,搭建雪橇系统作为card绑定,然后添加粒子FX、雪、大气等各个分层。另外,雪橇和雪橇犬飞速前进所产生的雪和冰都是在Houdini中模拟的,还填充了一些2D元素。


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实拍

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最终镜头

2. 冰面破裂
 

冰面破裂镜头的设计工作非常复杂。现场实拍是在平坦冰面上进行的,所以一些冰面翻转的镜头只能靠全CG的方式完成,而那些非CG的镜头,采用了破坏镜头轨道的方式,让冰面看上去更“活跃”一些,限制在不会破坏视差的范围内,通过2D技巧,把固定的相机约束在浮动的冰块上,或者在冰面素材上移动相机,添加2D浮动,使效果看起来不那么稳定。

 

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实拍

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最终镜头

而且素材本身是在光线不同的平坦冰面上拍摄的,光照条件随着时间的变化而不断变化,因此每个版本的素材都不太一样,既要使这些素材保持一致,还要指导冰面一块接着一块破碎,也是一个漫长而又复杂的过程。




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实拍

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3. 模拟巨大冰块
 
在雪橇犬队伍穿越冻湖的序列中,随着冰面破碎会有巨大冰块逐渐浮起。制作团队在处理巨大冰块时尽可能地采用程序化的方法来指导其形状。当巨大冰块数量很多时,就没办法对每一块单独设置绑定,也不能对每一块都进行雕刻、纹理和外观开发处理,这样的话会限制它的形状和大小,一旦想要对其作出修改,就得重新回到之前的步骤重新创建。因此他们创建了新的Cascade系统,使Layout部门和环境部门可以以逐个镜头为单位创建巨大冰块Layout。

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Layout部门在Maya中创建非常基本的代理形状,通过新工具使用Maya的曲线工具绘制巨大冰块形状,进行拉伸,将其放置在场景中,添加绑定约束,在浮动的海洋中设置粗略动画。

环境团队创建了一个非常实用的工具集,可通过基础几何体对巨大冰块进行程序性建模,生成破碎的边缘细节、内部气泡、冰层内的裂缝和断层。在新工具的帮助下,制作团队的工作基本上一整天都是白天拍摄,晚上农场渲染。


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实拍

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最终镜头

如果需要改变巨大冰块的大小或形状,到Layout环节重新绘制曲线,给到下个流程就可以了。特效环节还会模拟巨大冰块与水的交互,包括泡沫、水花等细节,最后到Clarisse里渲染。


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实拍

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4. 其他山脉的环境

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最终镜头

片中以老赛回忆的形式对多哥的成长进行了描写,其中一部分是发生在群山环绕之间的。制作团队拍摄了很多非常美丽的山景,在此基础上进行了修改。例如在艾伯塔省的Fortress Mountain拍摄时,导演认为环境不错但是树太多了,因此在后期阶段又作了一些处理。再比如定居者房屋的镜头中,实拍时并没有阿拉斯加山脉,也需要后期加入。


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最终镜头

在设计背景时,相比绘制大量数字绘景图的繁琐工作,制作团队采用的是3D方法,将数字高模、激光雷达扫描和摄影测量技术结合了起来。
 
最终我们看到的靠近镜头的山脉是经过雕刻、纹理和look-dev流程完成的,还有一些树木、树叶和岩石的Clarisse渲染,总的来说确实有大量需要处理的背景工作。


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实拍

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最终镜头

关乎《多哥》这部电影的技术解析先介绍到这里,这部片子再一次向大家解释了什么叫做“虽然他不能陪伴你一生,但你就是他的一生”。不说了,找这部片子的资源去看看?

https://beforesandafters.com/2020/05/01/3d-scanning-a-dog-is-not-easy/
https://beforesandafters.com/2020/05/04/yep-theres-facs-for-dogs/
https://beforesandafters.com/2020/05/05/the-art-of-togos-procedural-icebergs-and-other-snowy-scenes/
https://www.artofvfx.com/togo-raymond-chen-vfx-supervisor-dneg/

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