跑道盡頭的明燈-科學人雜誌
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跑道盡頭的明燈

2011/07/27 雷文斯基(John Scott Lewinski)
皮克斯動畫在「汽車總動員2」裡運用了物理光學!

雖然皮克斯動畫公司所呈現的故事,是發生在幻想中的世界,但是為了製造出這樣的世界,還是得動用到真實世界裡的科學和技術。


為了2011年6月上映的「汽車總動員2」,曾經製作出「玩具總動員」、「天外奇蹟」、「瓦力」等電影的智囊團,得煞費苦心去研究光線從汽車反射而出的複雜路徑。影片一開始,就是主角離開前一集裡死寂的荒涼城鎮,來到國際賽車的世界。也就是說,畫面中會有很多車子在各種跑道和競賽路面上奔馳。而製片人很快就了解到,皮克斯現有的3D燈光系統,必須大幅度提升。


皮克斯燈光團隊成員蘭加斯瓦米(Sudeep Rangaswamy)說:「每輛汽車的設計和塗料,都會反映出特殊的顏色和燈光。因此我們必須研究燈光在快速移動的車輛上會有什麼表現,還有車輛移動及燈光的反射效果對周圍環境的影響。」


皮克斯的研究團隊於是研究了光線在汽車烤漆、碳纖維以及塗料上的吸收效果,還有標準車燈及LCD頭燈投射在黑暗中時,穿透力會有多強。他們把研究出的結果寫入程式運算規則,然後即時計算,並得出光線和顏色在反射性、吸收性及變形材質上的頻率和溫度。


接著,這項研究會與新的軟體照明工具整合在一起,動畫師就可藉由軟體製造出具有打光效果的場景,而且任選光線角度,就跟真實世界中攝影指導所設計出來的效果一樣。照明工具還會進一步與虛擬的攝影系統整合起來,因此導演拉薩特(John Lasseter)便能選定任何的拍攝角度來設定場景。蘭加斯瓦米表示:「新的照明工具能讓場景中的光線正確地與動畫師置入的角色互動。例如我們在影片中就重現了東京市中心以及裡面所有的霓虹燈。這個照明工具便是以內建的人工智慧創造出這些燈光,而且不需人為調整,就能讓燈光與物體之間的關係正確運作。」


因此,當閃電麥坤上場比賽時,跑道上的燈光和霓虹燈會從車身的紅色烤漆上反射而出,而紅色的光線也會從行經的水窪反射出去。這些反射光都會改變身旁車輛的顏色,而動畫師並不需要針對各個場景去「手動」調整這些光線效果。這項新的燈光技術是皮克斯的專屬軟體工具,即使屆時閃電麥坤已一路呼嘯長揚而去,這項技術往後依舊會應用在其他電影中。


【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2011年第114期8月號】


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