当大家欣赏电影的时候，经常叹服于那些精致、震撼的特效画面。很多人都想知道，到底这些画面是由谁来制作的？如果也想从事这一行业，需要什么样的专业知识？我们今天就采访一位在北美电影特效技术领域工作多年的专业人士，贾宏愿。他曾经在美国的梦工厂和加拿大的ToonBox从事特效相关的技术开发多年，参与了很多好莱坞大片的特效软件和pipeline的开发与设计，有丰富的实际工作经验。今天我们就让他来给我们讲讲这一行业的前台与幕后。

记者：

贾老师你好，首先，我想让你给大家介绍下，你如何进入电影特效这个行业的。

贾：

我原来是学艺术设计的，在九几年的时候，一个偶然机会接触到当时PC上唯一的一款三维软件，3D Studio，当时还是运行在Dos下。从那以后我就对对三维电脑动画产生了浓厚的兴趣。后来大学毕业后我就在北京从事了多年与三维相关的工作，像影视特效，建筑动画，电视包装等都有所涉猎。 但我一直最大的梦想，是能从事像好莱坞那样的特效工作。当时非常想知道为什么好莱坞的大片能如此震撼，他们到底是如何实现那么复杂、逼真、炫酷的特效的。所以在2009年的时候，我就开始准备GRE、TOEFL以及专业课程，计划出国留学。2010年的时候，我收到了美国克莱姆森大学DPA电影与计算机交叉学专业的录取通知书。当时选择这所学校，就是因为该校的这个专业在电影特效行业排名非常好，像我的好多同学现在很多都在像ILM、Pixar、EA、Deng、MPC这些全球第一梯队的工作室。并且当时该校还给我全奖，所以最后就决定去克莱姆森大学。我硕士毕业之前拿到了美国梦工厂的offer，所以一毕业就去了梦工厂在加州的特效部门工作。再后来加拿大多伦多的ToonBox来美国挖人，他们想让我加入他们的特效部门，负责特效pipeline的开发。当时这是一家新成立不久的工作室，考虑到有机会参与一个完整的特效pipeline的开发，我就决定去了。

记者：

非常有意思，你的经历还是蛮传奇的。那你能通过你的工作经历和相关认识给大家介绍一下，电影特效的这个发展的过程吗？

贾：

当然可以。其实我们现在所谈的电影特效都是指电脑制作的电影特效。在这之前，由于技术限制，电影特效非常少，仅局限于一些现场实拍的特效，像烟火、爆炸， 以及后期的胶片冲印特效等。只有在电脑正式参与电影特效的制作以后，商业大片才真正进入了数字的电影特效时代。当然，这个过程遵循了一般事物发展规律，即从无到有，从简单到复杂的发展过程。我觉得我们不妨通过一些电影特效实例，介绍一下该行业大致的发展轨迹和技术趋势。

记者：

那你认为哪种特效最具代表性，能很好的反映电影特效的发展经历？

贾：

在电影中我们经常能看到，来势汹汹的洪水，或者震撼的海浪，而这些都要归功电脑特效。今天我就以水的特效的发展过程为例来介绍一下电影特效技术的发展过程。

记者：

这个例子很好。许多大片中都有那个水的特效，像《后天》，《泰坦尼克》等电影中水的特效都非常震撼、逼真，许多人都想知道这些水的特效画面都是制作出来的？从什么时候开始，制作这样逼真的水特效技术开始成熟？

贾：

在早期的电影中，几乎没有什么特别复杂的水的特效镜头。因为，制作水的特效在当下当时的技术条件下是根本无法实现的。有的也都是些小规模的实拍的特效。直到1997年，商业大片《泰坦尼克》上映，以计算机三维模拟为基础的水特效才在商业大片中开始出现。这部电影在水的特效发展史上有着里程碑式意义。

记者：

你一提《泰坦尼克》我也想起来了，在这部电影之前，好像在这部电影之前很少有复杂的水的特效镜头。当时我还在想，电影中的那些水的镜头是如何的拍的，看来全靠特效技术的实现。那这部电影对，在随着特效模拟方面有什么特别的贡献吗？

贾：

当然，《泰坦尼克》曾包揽10项奥斯卡奖，在电影技术创新方面有卓越贡献，海水特效模拟就是其核心技术创新。 影片中的海水模拟就是应用了一种基于快速傅立叶变换的技术，业界称为Tessendorf Wave，因为该技术是由Jerry Tessendorf发明, 现该技术已经被广泛的应用于像XSI、Houdini等众多商业3D软件中。DPA专业是Clemson大学最为有名的交叉学科领域之一，我在Clemson读该专业的研究生期间，Jerry就是该专业的Director，所以有幸师从Jerry进行很多相关领域的研究。Tessendorf Wave海水模拟技术大致分为两部分：首先为Grid网格上的每一个顶点计算出海浪的高度数值，并把该数值通过插值转换成高分辨率的displacement位图文件；然后，利用Displacement Shader把海水模拟结果在渲染引擎中转换成Procedural Geometry，并最终渲染出高分辨率的海水效果。该技术适用于比较有规律的水面效果，在电影《Water World》中也大量的采用了这种技术。

记者：

你提到的这种技术可以模拟海面，那能模拟海浪和碰撞的浪花吗？在那个电影中，那些沉船镜头中的浪花是用这种技术实现的吗？

贾：

那倒不是，那些镜头还是靠实拍的来实现的。前面提到那种技术还是有其局限性的，不太适合解决特定形态的海水模拟，比如海水与船碰撞的流体模拟。真正的实现液体的碰撞模拟是在多年后的FLIP模拟技术成熟之后。不过，Jerry倒是发明其它的一些与流体碰撞模拟相关的算法，像模拟海水与岸边和漂浮物碰撞的水波纹效果的算法等。在这方面的他公开发表了很多技术文献。

记者：

通过你上面的介绍，我感觉水的特效，最难的就是如何让水的特效模拟更为真实，只要能解决特效的真实性，问题解决了。是这样吗？

贾：

不完全是这样。在早期，确实最主要的难题是如何解决特效模拟的真实性，但到后期，还需要考虑艺术的可控性。艺术源于生活，但高于生活。导演不仅要让镜头中的水看起来真实，要看起来好看，符合一些特定的艺术构思。随着技术的进步以及电脑运算能力的大幅提升，水的特效模拟和渲染的真实性已经不是大问题。在镜头的真实性要求解决之后，对特效的艺术控制要求就随之所为了特效技术研发的另外一个重点。比如影片《The Lord of the Rings》第一部《The fellowship of the Rings》中，林谷追逐镜头中的魔法的水特效，并非完全按物理特性进行模拟，而是通过volume与noise在空间散布密集的点来做出好像魔法的水的样子。其中马的形状通过3D模型动画做出来，以引导noise的分布来形成由水组成的奔马效果。这是业内第一次在商业大片中使用该技术，在特效业内，这种技术的使用现在已经非常普遍。

指环王中河水奔马特效镜头

记者：

非常有道理。毕竟， 人们是去欣赏艺术，导演的艺术构思和故事才是重点，电影特效是为导演构思而服务。那你认为，近期那部电影在特效的真实性和艺术控制方面最具代表性？

贾：

我认为2016年迪士尼上映的“公主动画”《Moana》是一个经典案例。在这部动画电影中，水不仅是作为渲染气氛的配角，而是具有显著个性的主角。这里的水时而是自然界无处不在的环境，时而变成推进故事情节的重要角色。为了达到即有角色感又真实可信，迪士尼是开发全新的特效流程和技术，以便使影片中的水的有逼真的物理特性，同时还要给动画师们发挥的空间，即可控。该制作流程大致可分为两步：首先由动画师制作出水浪的大致模型；然后再由这些模型生成密集的动态粒子，以模拟自然界浪花的效果。最终，实现了特效模拟与手工控制相结合的水的特效制作方式。

Disney 粒子浪花特效

记者：

除了前面提到的这几部电影外，你认为还有那部电影在水的特效方面非常成功，给你留下深刻印象？

贾：

那非得说是李安执导的《Life of Pi》。这部电影在水特效方面有很高成就，获得多项奥斯卡大奖的。其是海水部分都是由极富盛名的特效公司Rhythm & Hue(R&H)完成。Jerry在来Clemson之前就是该Studio的首席科学家，从事流体特效模拟以及其它相关方面的研究，由于在流体模拟相关技术的卓越贡献，于2008年获得了奥斯卡技术成就奖。他开发的流体模拟技术在这部电影中也有广泛应用。R&H在这部电影的特效制作方面相当成功。在这部电影上演之前，我跟其它一些同学曾有幸跟随Jerry去R&H参观，并欣赏了当时还没有上公开上演的部分特效镜头，其中最为震撼就是海水特效部分，无论是硬性的技术指标，还是艺术气氛都无可挑剔。R&H由于在该电影特效方面的特殊贡献，当年也获得了不少荣誉和奖项，只可惜由于经营方面的问题后来公司倒闭了，非常可惜。但就电影特效方面，我认为这部电影把以追求逼真的水的特效水准提高到了一个全新的高度。2013年，Life of Pi得到了最佳特效奖，大家可能都关注到了逼真的老虎，然而各种海水特效也是其中重要部分。不论是各种天气、阳光、夜晚氛围的水渲染，还是大鱼夜空腾越时带起的层层水花，都可谓美伦美奂。

Life of Pi海水画面

记者：

通过您的介绍我们对电影中水的特效技术的发展过程有了一个大致的了解。那你能给大家再介绍一下，你认为在未来，这个领域的技术将会是怎么样的发展趋势？

贾：

水的特效模拟与渲染技术，从最初追求逼真的效果，发展到后期逐渐增加对艺术可控性、可塑造性。目前的特效技术已经比较成熟，可以使用的商业软件也很多，但是整体上来说，制作出完美的水的特效还是一个比较复杂的工作。相关的操作流程比较复杂，物理模拟和渲染计算量还是非常大的，生产成本还是非常高的。因此，对于产业界来说，在未来的技术发展中，可能最优先解决的问题是简化操作，增加可控性，提升工作效率，以便提升特效质量，并降低制作成本。

近几年DreamWorks 公司开发的OpenVDB技术就是在这一方面的一个重要技术突破。访技术把以前需要极其昂贵的硬件，并且耗时很长的特效模拟，降低到一个相对合理的水平，使水的特效模拟效率和效果都有显著的提升。由于水的特效模拟数据量非常大，即使采用128GB的内存电脑，对于电影级别的特效模拟也是远远不够的。在OpenVDB的技术出现之前，大规模的水特效模拟通常都需要大量的昂贵硬件投入，以及经历漫长的模拟计算过程。OpenVDB采用了一种称为Sparse Grid稀疏网格的技术，该技术通过标记有效的数据块(Participation Block)方法来存储海量的模拟数据，极大地提高了数据的存储和访问效率。DreamWorks的电影《The Croods》正是利用该技术制作了大量的水的特效模拟镜头。我在ToonBox工作时，也是利用该技术为公司开发一整套Maya 平台上的OpenVDB特效制作工具，显著提高了相关的特效工作效率。 目前OpenVDB在业界已是标配，主流的三维软件和渲染器都支持该数据格式。

DreamWorks OpenVDB流体模拟

感谢贾老师今天的分享，真是满满干货。希望通过贾老师的介绍，让电影特效爱好者和从业者都能从中获得启发。再次感谢贾老师。

注：本文中所引用的图片版权归相关所有人或公司所有。

专家介绍：

贾宏愿, 毕业于Clemson大学Digital Production Arts（电影与计算机交叉学科）专业，获该专业MFA硕士学位。毕业后在美国的DreamWorks和加拿大的ToonBox从事特效相关的研发和制作工作多年。在电影特效技术方面的主要的成就：

● 为The Nut Job2，Spark，The Nut Job3等电影开发了核心VFX Pipeline，并以Production Engineer 和 VFX Technical Director身份获得多个IMDb Credits;

● 为Maya和3Delight生产线开发了一整套基于OpenVDB的特效灯光渲染系统；

● 基于OpenGL 和RSL设计开发了Displacement Shader实时预览系统；

● 以C++、 Python、 Houdini 为主要工具，开发了一套Volume特效渲染系统。