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什么是3D电影中的恐怖谷理论?

    你听说过“恐怖谷”吗?下图为关于恐怖谷的图表。尽管恐怖谷这个概念最开始来自于机器人设计领域,但是它对计算机图形行业的影响正在随着技术的发展不断增大,在影视动画的渲染效果上表现得尤为明显。


    我相信,恐怖谷理论对于影视动画制作者来说并不是一个陌生的概念。1970年,日本机器人专家森昌弘第一次提出“恐怖谷理论”,它是一个关于人类对机器人和非人类物体的感觉的假设,即当机器人与人类相像超过95%的时候,哪怕她与人类有一点点的差别,都会显得非常显眼刺目,让整个机器人显得非常僵硬恐怖,让人有面对行尸走肉的感觉。这种现象在图表中观察更加清楚。上图显示,随着人类相似度的增加,感情线也会朝更积极的方向增加,然后突然在“恐怖谷”区域急剧下降,就像森昌弘在理论中阐述的那样。而理论的第二个部分在图表的最右边可以看到,即只有当人类相似度达到百分百精确的时候,感情线才会开始上升,从而摆脱“恐怖谷”。为什么“恐怖谷”跟3D计算机图形有关呢?


    “恐怖谷”理论跟概念艺术家、产品设计、3D建模、动画和渲染师都是息息相关的。在过去的几十年里,人们在照片级真实感的角色渲染上做出了无数次尝试,但结果却总是遭遇“恐怖谷”的威胁,只有少数取得了成功。


    下面例举了一些失败的案例,其中最著名的是Rob Zemeckis的《极地特快》,这部影片因为角色的“毛骨悚然”而被人们所嘲笑。其实在我看来,排名第一位的应该是1988年皮克斯的短篇电影《Tiny Toy》,因为故事的主角是个婴儿,所以恐怖程度至少要增加两倍。但是这种情况也是可以原谅的,因为1988年计算机图形行业还处在自己的婴儿期。


    《Tiny Toy》(1988)
    《最终幻想:内在精神》(2001)
    《极地特快》(2004)
    《贝奥武夫》(2007)
    《圣诞颂歌》(2009)
    《大雨》(2010)
    《电子世界争霸战:遗产》 (2010)
    《L.A. Noir》( 2011)
    《火星救母记》(2011)

     

    而针对这些影片的评论可以概括为以下几点:


    1、空洞,毫无生气的眼睛——这是不恰当的运动跟踪最可能产生的结果,人类的眼睛是永远都不会不动的。并且,眼膜的复杂高光和反射也很难把握。


    2、像僵尸一样的皮肤——随着细分表面投射和法线贴图的发明,很多皮肤渲染的问题都得到了解决。生物的皮肤或多或少都有透明度,而早期模拟皮肤透明度的技术有限,无法得到真实的效果。法线贴图可以让现代皮肤着色系统包含精确的纹理。


    3、难看的面部和嘴唇动作——这个问题其实在游戏制作中更加常见,但现在动作捕捉技术的普及已经能够帮助电影和次世代游戏获得相当好的面部和嘴唇效果了。

    “恐怖谷”对CG作品的影响如此之大,那么你肯定要问,行业内是否已经有克服它的办法了呢?简单地说,确实有。


    1、动画现实主义——动画工作室在很早以前就意识到克服“恐怖谷”的最有效方法就是避免同质化。与其去追求完美的真实效果,像皮克斯,梦工厂和迪士尼这样的大型动画制作都开创了独有的动画现实主义风格,所以当我们在观看这些大片时才不会觉得角色生硬。


    在制作角色模型时,动画工作室的创作者不会刻意去设计什么真实感很强的人类角色,而是费尽心思去创作风格独特的模型,这些模型的眼睛、手臂和嘴唇都是难以复制的原创作品。我们经常可以在国外的动画作品中看到很不真实却非常新奇的角色,他们看起来充满生命力,而国内现在还在模仿人类上缓慢前行,这也是缺乏创造力的表现。

    2、创新——最直接简单的方法,就是技术创新。实际上,现代雕刻,纹理和动作捕捉技术都可以帮助我们获得更真实的角色动画。
    虽然到目前为止还没有出现完全具有真实感的CG电影,但是随着技术的前进,这个目标仍然有实现的可能,时间会证明CG人的努力是值得的。

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