科技，讓現(xiàn)代電影魅力無窮
當(dāng)三個(gè)著火的伏地魔腦袋飛向觀眾席、當(dāng)伏地魔身上的鱗片不斷剝落、身體化為灰燼并消逝在霍格沃茨上空時(shí)、當(dāng)影迷們在電影院驚呼和鼓掌，同時(shí)為哈利波特的謝幕而悲傷感懷時(shí)，沒有人會不感嘆，現(xiàn)代科技，為現(xiàn)代電影的飛躍發(fā)展，做出了多么卓越的貢獻(xiàn)。
萬眾矚目的同時(shí)，讓我們來解析一下現(xiàn)代特效電影大片背后的秘密武器。
對IT過度依賴，卻為電影帶來逼真特效
3D電影開山鼻祖《阿凡達(dá)》，只有25%的內(nèi)容使用了傳統(tǒng)的外景拍攝，剩下的全部都在CG世界結(jié)合表演捕捉和虛擬環(huán)境生成；如果除卻真人表演部分，讓鋼絲們意亂情迷的《變形金剛》原則上應(yīng)該算是一部氣勢恢弘的動畫片。不難想象，科技在現(xiàn)代電影中所扮演的角色到底有多重。
想象一下有這樣一家公司，其愿意為在一個(gè)大項(xiàng)目中工作的所有人花費(fèi)上百萬美元購買工作站、軟件、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)連接與存儲設(shè)備。此外，這家公司對這些系統(tǒng)會循環(huán)利用，并且仍會為下一個(gè)項(xiàng)目購買新的設(shè)備。
這種情況很像是對IT的過度依賴，但這確實(shí)是位于加州格倫代爾的夢工廠動畫公司的真實(shí)寫照，這家著名的動畫公司曾經(jīng)成功地制作出《怪物史萊克》與《馬達(dá)加斯加》系列，以及《怪物大戰(zhàn)外星人》與《功夫熊貓》系列等動畫影片。正是這些經(jīng)典影片的成功面世，使夢工廠占據(jù)了好萊塢動畫電影的半壁江山，成為高科技動畫制作的領(lǐng)頭羊。
在夢工廠，制作新的影片就意味著為約500名訓(xùn)練有素的藝術(shù)家提供全新的HP Z800系列工作站、新的軟件、更多的內(nèi)存與其它設(shè)備。一部動畫電影（無論是否為3D）都需要花費(fèi)4到5年的時(shí)間完成制作，設(shè)備的使用將從制作之初一直延續(xù)到結(jié)束，因此工作室的投資必須物有所值。
13年的良好聲譽(yù)、眾多膾炙人口的作品，讓夢工廠的影片成為高票房的保證。而這些電影，也成為了娛樂數(shù)據(jù)存儲市場發(fā)展的主要推動力量，該市場已經(jīng)成為新興的全球數(shù)據(jù)存儲市場中最熱門的一個(gè)分支。實(shí)際上，該領(lǐng)域已有全球性的、專業(yè)的行業(yè)大會：Coughlin Associates主辦的2011年創(chuàng)意存儲大會，已于2011年6月28日在美國加州斑鳩城舉行。
這一市場囊括了所有的創(chuàng)意傳媒業(yè)，包括動畫片、劇情片、記錄片、企業(yè)宣傳片、電視節(jié)目與音樂視頻。有需求就會有市場，高品質(zhì)視頻的廣泛應(yīng)用，如高清與超高清，其規(guī)模已經(jīng)達(dá)到普通視頻的一倍以上，敦促著創(chuàng)意存儲產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。
值得一提的是，創(chuàng)意存儲產(chǎn)業(yè)的利潤增長點(diǎn)非常可觀。一份由Coughlin在2011年5月發(fā)布的報(bào)告預(yù)測，媒體存儲市場在未來五年將增長一倍，從年收入38億美元增長至64億美元，而數(shù)據(jù)量將從11EB增長62EB。沒錯(cuò)，就是EB，即百萬億字節(jié)。
***研究人員Tom Coughlin在報(bào)告中寫道：“由于更高分辨率與立體內(nèi)容在傳媒與娛樂行業(yè)的普及，數(shù)字存儲需求正在飛速增長。”
#p# 3D特效電影，現(xiàn)代電影的票房保障
近十年來，因?yàn)橐曨l質(zhì)量已經(jīng)獲得了極大提升，因此，與普通影片相比，3D影片在票房方面取得了更大的成功，而且數(shù)量連年遞增。
“一旦看過3D電影，你就被寵壞了，無法再回頭。新影片的推出會使觀眾的胃口越來越大。” 夢工廠***技術(shù)官Ed Leonard談到，“在這行呆得越久，我就越來越感到，每部新電影都試圖趕超上一部。當(dāng)然，最根本的辦法仍然是塑造好角色，把故事講好。但是，我們希望這些都在不知不覺中完成…… 希望影片能把您帶到一個(gè)遠(yuǎn)離塵囂的地方，讓您在兩個(gè)小時(shí)中忘卻生活中的一切煩惱。”
夢工廠總是能超越自我，就像其值得尊敬的競爭對手皮克斯動畫工作室與盧卡斯影業(yè)公司一樣。夢工廠在兩年的時(shí)間里制作出三部影片，正在實(shí)踐著其雄心勃勃的計(jì)劃。其每部影片都擁有自己的動畫人員與惠普工作站，這些工作站不斷利用***、處理速度更快的英特爾處理器進(jìn)行運(yùn)算。
“因?yàn)槊坎坑捌际侨碌?，我們就要根?jù)需求更換工具與技術(shù)。實(shí)際上，所有設(shè)備都在不斷創(chuàng)新。” Leonard談到，“對于《功夫熊貓2》，這是***我們塑造一個(gè)’真正’3D的世界。過去的幾部3D電影(如2010年的《馴龍高手》及其它電影)的制作經(jīng)歷，讓我們了解到需要增強(qiáng)工具集與我們的創(chuàng)意技能。在《功夫熊貓2》的制作中，這些愿望成為了現(xiàn)實(shí)。”
Leonard表示，夢工廠每6個(gè)月都會采購***的惠普工作站，隨著新影片制作的開始，軟硬件都會隨新的采購而逐步更新，IT部門也花費(fèi)了大量時(shí)間進(jìn)行軟件的性能優(yōu)化。
高級技術(shù)專家Miller說，通常以四年為期的夢工廠電影項(xiàng)目，與當(dāng)前的IT演進(jìn)周期一致。他談到：“每四年，計(jì)算能力與I/O速度都會實(shí)現(xiàn)一次飛躍。我們發(fā)現(xiàn)***購買新的硬件，因?yàn)橹恍枰荒昃涂梢詫?shí)現(xiàn)投資回報(bào)。”
Leonard表示，“這就是在夢工廠工作的好處，你可以使用***的設(shè)備。在制作期間，我們從4核的Westmeres（英特爾處理器）升級到6核。每個(gè)工作站都有12個(gè)內(nèi)核在工作，而且每個(gè)內(nèi)核的運(yùn)算速度也都獲得極大提高，這讓我們擁有了超乎尋常的能力。這就相當(dāng)于摩爾定律，也是我們一直追求的。”
#p# 銀幕品質(zhì)，科技讓熊貓阿寶有血有肉
不斷改善的軟硬件平臺的能力與效率，支持藝術(shù)家在更短的時(shí)間內(nèi)完成更多工作，這樣就能創(chuàng)建更多場景與角色。而且為導(dǎo)演和制片人提供了更多選擇。——這是所有設(shè)備更新?lián)Q代的出發(fā)點(diǎn)。
Leonard解釋說：“通常來講，《功夫熊貓2》中的豐富視效與景深就是我們所追求的效果。影片結(jié)尾是戰(zhàn)斗的高潮部分，發(fā)生在城市的運(yùn)河上與港口中，水中的激戰(zhàn)與其它動作特效完全超乎想像。這些效果使用普通CG非常難，但是您看到的畫面卻是非常流暢的，精彩絕倫。”
《功夫熊貓2》的制作軟件中最為重大的變化是角色工具集，Leonard表示：“基于2008年的《功夫熊貓》，這些工具集讓我們重新塑造角色，重新定義創(chuàng)建動作與關(guān)鍵效果的算法。”
“當(dāng)然，在創(chuàng)作首部影片時(shí)使用的所有工具都需要升級，使我們能夠處理真正的3D。當(dāng)我們的場景‘燈光師’工作時(shí)，我們就能直接在3D的環(huán)境中看到效果。這是影片制作中的創(chuàng)新。”
新影片的細(xì)節(jié)比2008年的影片多得多。Leonard談到：“首部《功夫熊貓》在電影制作過程中我們花費(fèi)了2000萬小時(shí)進(jìn)行渲染。而新影片，使用了超過5500萬小時(shí)渲染，數(shù)據(jù)量也有成倍的增長。”
細(xì)節(jié)的等級對于動畫的品質(zhì)有著巨大影響。“請看看熊貓阿寶豐富的細(xì)節(jié)與表情，這些都讓您毫不懷疑，阿寶就是有血有肉的真實(shí)角色。這就是高科技在影片制作中所發(fā)揮的巨大力量。”
搶灘云渲染
Leonard談到，以2011年的技術(shù)制作90分鐘長的優(yōu)秀3D影片，要求工作室的數(shù)據(jù)中心農(nóng)場至少存儲100TB的數(shù)據(jù)。由于《功夫熊貓2》的這些新要求，夢工廠增加了一個(gè)云服務(wù)中心，來處理增加的存儲量并提供更加靈活的運(yùn)行。
Leonard表示：“我們在這部影片中使用了很多云渲染，史無前例地將這些海量計(jì)算使用云計(jì)算來完成。之前這些工作都要在公司內(nèi)部完成，并由我們?nèi)珯?quán)控制，但是這次我們將這部影片的渲染交給了云。我想說的是，1000萬小時(shí)的渲染在云中完成，占整部影片的20%多，目前來看，這已經(jīng)是一個(gè)很大的比例了。”
Leonard談到，夢工廠明年將把更多渲染交給云存儲系統(tǒng)（由夢工廠和惠普共同運(yùn)行）處理。因此，大部分繁瑣的渲染工作將在公司外部進(jìn)行。
他指出：“這讓我們有更多機(jī)會來降低制作成本，但是更重要的是，讓我們能夠靈活應(yīng)變。我們可以隨時(shí)從屏幕上快速增減動畫元素，無需擔(dān)心是否需要購買更多服務(wù)器或構(gòu)建我們自己的數(shù)據(jù)中心，只需呼叫就可以獲得更多的計(jì)算能力。”
夢工廠使用惠普位于拉斯維加斯及新墨西哥州科拉爾斯的數(shù)據(jù)中心。Leonard談到：“如果我們構(gòu)建了自己的數(shù)據(jù)中心并在其中進(jìn)行渲染，那么這就不是真正的云。我們更愿意與我們的合作伙伴來合作完成。”
Leonard指出，即使使用了大量技術(shù)并完成了大量工作來制作高質(zhì)量、擁有兩臺跟蹤攝像機(jī)的3D電影，比如《功夫熊貓2》，但是這類影片在夢工廠的制作總成本卻下降了。他說：“這是因?yàn)檫^程縮短且更加高效，高科技使我們的藝術(shù)家可以更加頻繁地協(xié)作，更加快速地完成工作。”
當(dāng)然，這些都需要更大存儲容量。夢工廠大部分的數(shù)據(jù)存儲支持來自NetApp與惠普公司。當(dāng)被問及多久就需要采購新的存儲時(shí)，Miller說：“存儲從來都不是購買決策，而是一種生活方式。”
他解釋說：“我們需要存儲數(shù)量驚人的視頻。例如，90分鐘的影片擁有129,600個(gè)視頻幀。很多場景都只有5分鐘或更短。但是在這些場景剪輯、混合為連貫的影片之前，卻需要進(jìn)行很多的藝術(shù)創(chuàng)作?；旧希覀兠刻於家M(jìn)行基于大數(shù)據(jù)量文件的超級計(jì)算。”
#p# 艱苦的藝術(shù)創(chuàng)作之路
夢工廠是首家使用多核工作站的電影工作室。很多CG制作組都擁有12個(gè)內(nèi)核的工作站，支持24線程計(jì)算。在這之前需要花費(fèi)8小時(shí)來完成3D效果的單幀渲染，現(xiàn)在僅需數(shù)分鐘就可完成。因此節(jié)省了大量的時(shí)間與成本。
HP Z系列工作站提供比之前版本提高了一半的高速緩存（***為24GB），極大提升了處理速度。工作站采用的英特爾至強(qiáng)5600 Westmere處理器擁有更好的散熱性能，因此更加節(jié)能，安全特性也有所增強(qiáng)。
當(dāng)CG藝術(shù)家將所有塑造角色的屬性組合到一起時(shí)，就會生成眾多方案：最初是建模，然后為組合，添加毛發(fā)、服飾與蒙皮。這就涉及到非常細(xì)致與繁瑣的CG工作。勝任這項(xiàng)工作的人需要擁有特定的優(yōu)秀技能，幸運(yùn)的是夢工廠擁有眾多這樣的人才。
藝術(shù)家需要花費(fèi)12至18個(gè)月來完成角色的原畫繪制。因?yàn)椤豆Ψ蛐茇垺返慕巧窃?、8年前創(chuàng)作的，很多基礎(chǔ)性的工作已經(jīng)完成。但是，由于是3D效果，最初的影像已經(jīng)不能在新電影中重復(fù)使用。
一旦繪制完成，CG建模就登場了。從這時(shí)開始，夢工廠便使用Adobe Creative Studio來進(jìn)行屏幕呈現(xiàn)的所有動畫效果的制作。
數(shù)學(xué)、科學(xué)、HPC（高性能計(jì)算）、藝術(shù)與各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域的專家匯聚一堂。角色每一個(gè)細(xì)微的動作都需要反復(fù)構(gòu)思：其如何移動、如何與其它角色互動、如果呈現(xiàn)風(fēng)吹與水花的效果，毛發(fā)在動作中應(yīng)該怎樣拂動與下落……
成百上千的因素與變量，所有細(xì)節(jié)都經(jīng)過精心安排，才能為觀眾呈現(xiàn)“真實(shí)”的畫面。實(shí)際上，夢工廠擁有獨(dú)立的CG部門，專門制作毛發(fā)與服飾，因?yàn)檫@一領(lǐng)域需要大量的渲染工作。蒙皮也非常重要，特別是在3D畫面中。照明、陰影、透視與其它視覺元素都要全盤考量，每一個(gè)細(xì)節(jié)都不能放過。
科技，帶來電影行業(yè)巨變
Miller已經(jīng)在夢工廠工作了12年，之前曾在迪斯尼的動畫工作室工作過7年，他見證了面向渲染流媒體視頻的HPC工具的巨變。
談到科技為行業(yè)帶來的變革時(shí)，Miller 感嘆到：“在1999年，當(dāng)我剛來時(shí)，我們只擁有140個(gè)內(nèi)核處理器，現(xiàn)在，我們擁有超過10,000個(gè)內(nèi)核，實(shí)際上，我也數(shù)不過來。我們之前需要分享功能***大的計(jì)算機(jī)，將它們打包并從一個(gè)工作室發(fā)運(yùn)至另一個(gè)工作室，這樣才能完成影片的制作。有時(shí)，我們會互相爭奪RAM，因?yàn)槟菚r(shí)的內(nèi)存，每MB的成本是4,000至5,000美元。在1999年，我們還沒有現(xiàn)在擁有的帶寬、工具或計(jì)算能力?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)擁有了多核處理器、計(jì)算能力的動態(tài)分配與超乎想像的存儲能力。”
能夠見證科技的變革，同時(shí)見證科技沿革給動畫創(chuàng)意帶來的巨變，已在夢工廠工作12年的Miller異常感慨。
