一叶成林:迪士尼新工具可以由一片树叶创建整个虚拟森林

今年第89届奥斯卡,被提名最佳视觉效果奖的5部作品中,有迪士尼的《奇幻森林》(The Jungle Book)。迪斯尼的特效一向是奥奖的强力竞争者。特效团队花了数个星期在印度的丛林研究树木,然后创建了一个CG的树木和苔藓的世界,这个世界有枝丫纵横的茂密植物以及它们散落下来的纷纷扬扬的枝叶。小主角Neel Sethi被整合到这个数字丛林里,与他的CGI出来的动物朋友一起演绎故事。

上述工作场景想象一下估计已经累瘫。想要渲染出一整个精美逼真的3D森林,必须扫描现实中的多少草木枝丫才能构建出这样一个虚拟场景——至少观众看的时候不会发现每一片树叶和草丛都长得一模一样——如果无限复制一片树叶的话,那么整棵树真的会长满相同的叶子。

如何让动画师和设计师在面临上述场景时,既节省大量体力和工时同时又能获得逼真的虚拟3D森林呢?

迪士尼研究机构Gaurav Chaurasia和Paul Beardsley,日前在国际计算机视觉大会上发表了一篇论文:如何从一片叶子的3D信息编辑出茂密森林。揭示了一个专用于“建造森林”的工具。

该工具的工作原理:研究人员首先获取一片叶子的深度感知信息,然后通过算法识别来自点云的单个叶片。接下来把它们与已确定的、优雅的Bézier曲线匹配,通过调整曲线从叶片轮廓到叶尖,逐一获得各具特色的众多叶片。

这些曲线本身就是非常有效的存储信息的方式,也很容易进行调整和重新编辑。通过调整这些曲线来控制每片叶子的形态。只要先获得足够多种类和形态的单一树叶的深度信息,即可瞬间调整整个森林中不同树种不同叶片的形状,让它们款款有别各不相同。这比起上面提到的《奇幻森林》视效团队,需要在森林里耗费数个星期来逐一扫描森林环境,然后通过不断复制编辑来渲染整个虚拟森林来,要简单省力太多了。

迪士尼研究人员表示,研发这个工具的目的不仅仅只是为了创建虚拟的3D森林,而是为了解决艺术家们对轻量化编辑和自动重建方面的需求。

当然,不能指望使用这个工具去捕捉整个场景。它的长处在于创建单一的个体,然后通过编辑出众多同类事物、再创建一个主要由该事物组成的混乱有序的世界。所以别指望在下一部皮克斯动画片里,用一棵枫树就能创建整个加拿大。

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