CG电影技术漫谈之《虫虫危机》

《虫虫危机》中栩栩如生的昆虫形象，惟妙惟肖的动物表情都是空前的。以这部电影为标志，迪斯尼被捆绑在了Pixar的三维电脑动画技术快车上，开始了艰难的转型。同时，这部电影一改以往动画电影“艺术担纲，技术辅助”的模式，首次把“全渲染”(Pure rendering)模式引入电影制作。 CG电影以此为标志步入电影殿堂，开始与二维动画电影分庭抗礼
　　本片的创意来源于古老的伊索寓言故事《蚂蚁与蚱蜢》。导演以此为蓝本从一个昆虫的视角来描绘一个声情并茂的昆虫世界。影片讲述了一群辛勤工作的蚂蚁，长期遭到蚱蜢的掠夺。这一年，蚂蚁们辛苦地储备粮食，而蚱蜢也虎视眈眈，一只名叫Flik的蚂蚁决定邀请朋友来改变这一切。但是没想到，他阴差阳错地找来一群马戏团的虫虫！经过一番波折，最后他们终于达到了目的，Flik也从此成为蚂蚁王国的英雄。

　　本片的CG制作技术有两个亮点，一是半透明物体的渲染，标志为植物叶子的渲染；其次是第一次把多种动画(Animation)技术用Renderman进行了整合，从此Renderman开始成为三维建模和动画制作的行业标准之一。

　　植物叶子的有效渲染一直是CG技术的一个难点，主要是光照明的相互作用十分复杂。这些光照明效果可以分为：散射(Diffuse)、高光(Specular & glossy)、粗糙度(Roughness)、相互反射(Inter-reflectance)、散聚(Caustic)以及厚度质感(Thickness)。传统是用光线跟踪(Ray tracing)方法实现。光线跟踪对于单光源的渲染已经十分耗时，对于全局光照来说更是昂贵。Pixar的工程师们在这部影片中用了一种当时的新技术，光子跟踪技术(Photon mapping)并加以近似和利用专用硬件加速。这种技术的运用使得渲染成本大为降低，并且渲染效果完美。

　　整合多种动画技巧可归类为运动复制(Instance)、运动捕捉(Motion Capture)和仿真(Simulation)。“复制”技术是比较传统的动画技术，艺术家需要对一个个体的动画加工然后再映射到其他的动画个体中。但Pixar的动画师们并不局限于简单的“复制”，而是加入了很多智能的噪声，这些噪声的运用可以使群体动画中的动画个体有相似但不雷同的姿态，影片中无数蚂蚁在一起的场面就是运用这种技术实现的。“运动捕捉”也是一种运用广泛的动画技术，在《虫虫危机》中，被采集下来的动作并不只是简单地加以重用，而是加入了人为的更新。至于“仿真”，《虫虫危机》中昆虫的动作很多都出自物理模拟。就是定义动画对象的运动关节点和运动特性，使对象的运动符合客观世界的运动规则。由于大部分的角色都是昆虫而难以“运动捕捉”，因此运用得最多的也是基于物理的仿真。所有的这些技术现在都已经被整合到了Pixar研发的Renderman软件中。