《机器人历险记》制作幕后

鼯鼠

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作者：Barbara Robertson

这部电影吸引人的地方在于用废弃的零件、外部附带的灯光、运动和表演创造了很多富有感情的角色，这对《机器人历险记》剧组的 CG 制作团队来说是一大挑战。CGN 访问了团队中的负责人。

Rodney Copperbottom [罗德尼·科波巴托姆] 穿着一身半新不旧的衣服，骑着一辆 Evinrude 外舷摩托车，他是福克斯/蓝色天空工作室的美艳明星，以喜剧片和冒险片见长的 Roberts [罗伯茨] 的儿子，他让那些动画迷们大饱眼福。电影的导演是 Chris Wedge [克里斯·威奇] 和 Carlos Saldanha [卡洛斯·萨尔丹哈]。为电影配音都是一些天才演员，Ewan McGregor [埃万·麦克格雷戈尔] 为 Rodney [罗德尼] 配音，Robin Williams [罗宾·威廉姆斯] 为 Rodney [罗德尼] 那个迟钝的朋友 Fender [芬德尔] 配音。

《机器人历险记》的出品使那些夸耀这个工作室的动画与编剧能力的人又多了谈资。这个工作室制作的《冰河时代》曾经荣获奥斯卡电影奖提名，《消失的坚果》荣获奥斯卡短片奖提名，《小兔子》荣获奥斯卡短片奖提名。《机器人历险记》中的诡异离奇的由机器、玻璃和金属世界是该片的一大亮点。自从该工作室成立以来，就以其CG技术而闻名。这里面的几乎一切都是闪闪发光的。因为《机器人历险记》采纳了过去一百年来工业设计的成果，其中的一些机器都有些生锈了。

这家工作室遇到的挑战就是对一个完全由玻璃和金属组成的视觉上很复杂的世界进行渲染。在这个世界里，物理上的精确的跟踪光线给人一种“过时”的感觉，生锈的机器人是由破旧的零件制成的，表面的纹理不会使管道阻塞，那些用精致工艺制成的机器人可以在不使金属变形的情况下做出各种丰富的表情动作。

“我们在拍摄《机器人历险记》时，不想把以前固有的观念带到这部电影中，” R&D 导演 Carl Ludwig [卡尔·路德维希] 说，“Chris Wedge [克里斯·威奇] 总想要得到那种梦幻的世界的感觉。我们发明了种种方法处理角色的数量，建模和构建城市的复杂性，我们也要显示这种渲染可以做到什么样，这就是我们的长处所在。”

具体细节

在机器人的世界里有两种类型的机器人，一种是老旧的工业机器人，它们用废弃的零件制成，还有一种是外表闪耀着光泽的现代型机器人，最新型的机器人 Ratchet [拉切特] 受到了他的母亲 Madame Gasket [加斯科特夫人] （Greg Krinnear [格雷格·柯林尼尔配音]）的影响，接管了 Big Weld [大维尔德] 的产业。Big Weld [大维尔德] （Mel Brooks [梅尔·布鲁克斯配音]）本人是发明家中的优胜者，也是过时的 Rusties 的朋友，他经常蜷缩在他的旧实验室中玩多米诺骨牌。为了把新型的机器人卖出去，Ratchet [拉切特] 停止制造废弃的零件并将大街上的那些“过时”的机器人回收到他母亲那里进行熔化。这位年轻少壮的发明家 Rodney [罗德尼] 拯救了 Rusties 和新制造出来的机器人 Cappy [卡皮]。（Halle Berry [哈雷·贝里]）

“我们在学习如何使这些角色变得更热情，更能吸引人的过程中学到了很多东西。但是这些角色仍然由金属制成并且发出的声音都是类似金属的。”Wedge [威奇] 说。一开始他们试图把机器人做成纯机械的，但是最终还是加上了一些拉抻，挤压和变形，这样它们的表情就更加丰富了。

例如，Rodney [罗德尼] 的眼窝有一个向外突出的外套，这个外套经过变形可以让他看起来更有活力，而这种变形也可以用在机器人的嘴唇上。Fender [芬德尔] 的眼睫毛就是用汽车挡风玻璃的擦拭刷做成的，而更新的，用纯金属制成的机器人的变形比重金属制成的要丰富地多，但是大部分动作还是基于旋转和平移。要模仿挤压和拉抻的动作，机器人的手臂要能够像手枪一样伸缩。Rodney [罗德尼] 在他的骨盆和上肢之间有一个弹簧。

“要说让机器人模仿眉毛和眼睛的动作，这就有点唬人了，因为它们没有附着在机器人头骨上。”首席动画师 David Torres [戴维·托雷斯] 说，“每个身体上的零件都有一个发动机”。在通常情况下，当一名动画师移动一个角色的眉毛时，在前额和面颊处的皱纹特效会使这个角色的表情更为丰富。对于机器人来说，动画师们要逐个地制作每个零件。

“我们必须要尊重机械美学”，首席动画师 Galen Chu [加仑·朱] 说，“我们不能随心所欲地创造出任何形状来。它们要看起来给人一种既像是机器人又不大像的感觉，所以我们在创作符合我们需要的角色时，进行了一番调查工作。”

零件，我们得到了零件。

机器人的身体是用很多细分的平面创建的，这些平面都是使用贝赛尔面片，而不是多边形或 NURBS 进行渲染。

“使用细分平面而不是 NURB 的主要原因是它更容易做成器官模型，”研究人员 Maurice Van Swaaij [毛利斯·范·斯瓦伊] 说，“但是，在创作机器人时，我们有很多很难创作的机器零件，那些零件用NURBS 都是很难做出来的。每一个零件都应该有一套自己的 NURBS 参数。当你把这些 NURBS 补丁粘在一起时，

很难让人们无法看到其中的接缝。但是采用细分的平面你可以做出任意的形状来。无论这个模型有多少个洞，或是多少个手柄，都可以做得出来。因为这是一块表面，你不要考虑如何把这些片粘在一起。”

要做出成群的机器人以及带有建筑物的城市景观，研究人员们发明了一种用于零件和片的系统。“弗兰肯斯坦机器人“就是从随意选择的零件中随机制造出来的，建筑物也是按照这个规程做出来的。即使是主要的角色，比如电影中的 Rusties，也是用废弃的零件制成的。

“我们要打破可能会重新使用的零件”，建模总监 Micheal DeFeo [米切尔·德菲奥] 说，“因为随着时间的过去，我们就可以得到一个新角色，这样一来，wingnut 就会工作的非常好。”

细分的平面要转化成贝赛尔表面以供渲染，因为它们曲线形的表面不必细分就可以得到光滑的形状。但是这经常会导致问题，当然不是在这个工作室里。

“这是一部很复杂的电影，严格说来，电影中没有一样东西在现实世界中视存在的。包括书、云、丛林和房屋。”

“问题在于使用光线跟踪的办法渲染贝赛尔面片很困难，”Van Swaaij [范·斯瓦伊] 说，“你在空间里有一束光线和带有 16 个控制点的面片，面片的形状是任意的，您要计算出在空间中的什么地方，光线和补丁会交汇在一起。幸运的是我们正在跟踪到贝赛尔面片。”

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在苍蝇上面创建纹理

使用细分的表面将导致另一个问题，就是没有 UV 空间。这样，问题就出现了：他们是如何渲染这个模型的？他们提出的答案解决了两个而不是一个问题。

“我们很早就认识到我们需要在建筑物和角色上使用的丰富的纹理和复杂的材质，但是这将成为一个标准贴图的技术问题，因为内存是有限的，”Ludwig [路德维希] 说，“这样我们就想出了很多新方法，它们可以在表面上交互地创建材质。”这就减少了所需的内存，而且这样做还有另外一个好处：团队不用再费心处理 UV 空间的问题了。”

工作室的员工使用 Maya 的节点编辑器开发的过程系统可以设计出材质然后将其传递给 Maya，“我们使用 Maya 主要是制作 GUI”Van Swaaij [范·斯瓦伊] 说，“我们甚至自己写了很多节点。”每个节点都代表一个可能是各种颜色之间的插入值的处理单元，或者代表到某一个点的距离。“有很多基于噪音功能的过程阴影可以让您进行有限的控制，但是在我们的系统中，您可以按照你摆放控制点构建使材质出现的空间的方式来处理这些材质。材质在整个的空间中被定义，但是只有在此模型上才被估算。这真是一种令人费解的转换。”

一旦材质定义好之后，它就可以在 Maya 中预览，然后编译成 C++ 代码并用蓝天工作室所属的软件进行渲染。“编译是最基本的，”Van Swaaij [范·斯瓦伊] 说，“节点对于 TD 来说是很了不起的，但是当你在进行渲染时，你需要纯节点。”

X无论你使用什么做的，你都会发光。

使用光线跟踪照亮一个金属世界会导致一个问题，就是控制反射、散射光线和镜面高光。新型机器人是用闪亮的金属制成的，上面的纹理很紧凑。老一些的机器人的外表上涂了一层薄薄的漆。它们在相同的环境下对光线的反应是不同的。除此之外，有些建筑物反射光线，但是也有些建筑物不反射光线。

“我们不使用环境贴图，”Dave Esneault [戴维·埃斯内尔特] 说，“我们使用环境。我们要过一阵子才能知道有多少光线已经改变，比如一个举杯祝愿的人将会对某一角色的光线产生影响。人们一开始就把这种散射处理的有些过分，这将使得反射性不是很强的物体过亮。我们可以使光线弹跳到各个地方。”

正如 Big Weld 所说，“无论你使用什么做的，你都可以闪闪发光。”

从采用时间序列法和关键桢波动形状和粒子形成的多米诺效应，到使用流体动力学创建的喷射石油的山泉，再到上千个用过程动画制成的球星轴承，再到看起来像是早晨回家的手表和路灯灯柱里面的城市。机器人的世界是一个完全古怪但又充满活力的世界，这个世界只能用 CG 的办法才可以创建出来。

“这是一部复杂的电影，”Wedge [威奇] 说，“这部电影的密度很大，有很多角色的动作，很多动作，而且在每一幅镜头中又有很多值得看的地方。我们最终了解了《机器人历险记》的事情就是，我们需要创造一个完全梦幻般的世界。严格说来，电影中没有一样东西在现实世界中视存在的。包括书、云、丛林和房屋。让我深受启发的是在一种看上去很酷的方式中，我们设法渲染了一个完全童话般的世界，这个世界‘欺骗’了你，当你觉得你不可能在这个世界里时，你已经身临其境了。”