【特效】建筑物爆破:真实与CG之间的差距

4 八月, 2014
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在3DCG里面要制作爆破牵涉到几个几个基本流程:首先,要把完整的模型弄破碎(碎裂),再来就是控制这些碎裂的动态移动,还有就是随之产生的烟尘。碎裂有很多方法,免费的有FractureVoronoi、付费的有Rayfire以及Cebas VolumeBreaker。动态的话则是可以用Particle Flow或是Thinking Particles,强调物理模拟的话可使用内建的Reactor或是付费的Rayfire。烟雾的话可使用FumeFX或是最新的Phoenix FD。

这样看起来似乎一切工具都具备,要做出写实的建筑物爆破没有太大问题。然而, 实际上真的是这样吗?这篇文章里面,我们讲举几个实际建筑物爆破的例子,分析它的爆破特征,接着,跟CG做出来的爆破效果比较,看看问题的症结点在哪边!

真实的建筑物, 是如何爆破的?
我们收集了几个真实的建筑物爆破影片(截图取自http://implosionworld.com/网站),分析的重点是碎裂的分布方式、大小、还有它移动的方式: 我们可在这几个建筑物爆破里面看到,其实,碎裂是很局部的。一栋建筑物甚至可能是一整块像自由落体般落下,建筑体本身只有扭曲的效果却没有真正的碎片。有些是因为埋炸药的方式,建筑物变成三大块落下。小碎片的产生也不是没有,它会在大块的建筑体之间有很细小的碎片,这之间伴随着烟尘。除了一开始的炸药小爆炸外,几乎都会在很短的时间内,由上往下产生地面烟尘,这些烟尘也会把那些小碎片的细节遮蔽着。
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从格子状的窗户可看出来除了建筑物本身自屋顶有扭曲之外, 没有明显的大块碎裂. 真正的小碎片反而被烟尘遮蔽。
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碎裂成三大块的建筑物, 断点切面间产生了小碎片夹带着烟尘. 三大块几乎原封不动地沉入地面。
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这个例子有比较多的碎片但也是很局部, 带有一点扭曲。
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建筑物只有一点扭曲, 自由落体, 然后就消失在厚重的烟雾当中
我们可以说,真实的建筑物爆破,它的大块碎片几乎是很完好地落下!如果建筑物断裂成三段,它在落下的过程并不会被切成很平均的碎片,而是顶多带点扭曲的方式掉在底下的大块烟尘里面。之前的知本金帅大饭店也是很好的例子,建筑物没有分裂成小碎片,表现的重点反而是一块大的建筑体往河的方向倾斜,掉落在河流里激起似烟尘的大水花,把倒下所随之产生的小碎片都遮蔽着了!
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若是以此为参考, 倒塌的建筑物可以没有明显碎裂, 也能有很好的拟真效果.
电脑动画的爆破
接下来,我们看看电脑动画处理的大楼倒塌,效果是如何。我们先看Rayfire的几个范例,首先,这个例子建筑物被预先切割成很细的碎片。当大楼倒塌时,这些碎片很平均的扩散开来,往地面塌陷。虽然Rayfire具有根据撞击点来产生更系小的碎片的功能,但是跟真实的大楼爆破影片想比,你就会马上发现到问题点: 碎片根本就没有想像的多,而就算弄了超多的碎片,也不保证模拟效果能够很拟真。原因就是碎片本来就没有那么多,大楼也不会像切碎机那样被切的那样平均! Rayfire影片的另外一个例子是天外飞来一个陨石,把大楼打成碎片,这跟实际的大楼爆破影片也有很大差距。可以跟911的世贸大楼相比,就知道在撞击瞬间,根本就不会把大楼切成那样多的小碎片。因此我们知道,就算是你设定Rayfire把你的建筑3D模型切碎成三万个碎片,也不能保证做出写实的爆破感!况且,切的越细会让电脑效能急速下降。
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Rayfire的问题是, 碎的太平均了!
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天外飞来的陨石, 让大楼整个脆掉! 好假!
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真正的状况应该是, 撞击点很局部的碎裂夹带烟尘; 其余部分几乎是完整的.
另外一个例子是利用VolumeBreaker与ThinkingParticle制作的电影2012特效片段。在这个例子里很显然制作人员比较有概念,他们知道完全用物理模拟的爆破特效反而不能做出真实的效果。所以用的是混合的表现方式:一方面用物理来计算大面积的建筑物块;一方面当右边的建筑物倒塌到左边时,用程序性的方式产生撞击点的细小碎片。这样,整体而言,建筑物本身并没有太过平均的被切割成片段,而撞击点本身就能够提供够细致的碎裂片段,这的确是比较高明的作法!
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电影2012的特效算图效果
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电影2012特效, 可看出Thinking Particles在撞击点局部产生碎裂与许多微小粒子. 这粒子可以不是物理的几何体.
话说回来,Rayfire的策略也并非完全无用武之地。对于那种本身是凸面体(convex) 而不是像建筑物那样有复杂的凹面(concave)几何构造,例如一座雕像、或是高速公路这类的物体,用Rayfire就能产生相当不错的效果。尤其Rayfire可以让碎片碎了再碎,因此对于局部的爆破表现,效果仍然可圈可点。
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Rayfire用在雕像的爆破相当适合。
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高速公路的模型通常是凸面体, 因此效果通常可以很逼真.
笔者曾经尝试了几种方法想要做出写实的建筑物爆破效果,但效果总是不满意。后来才发现原来问题根本就不是碎片的数量问题,而是它实际的爆破方式不是像现有的破碎软体那样是可以『按个纽』就能模拟出来的,中间是需要一些微调、一些程序性控制、一些粒子特效(而非几何碎片的物理碰撞模拟)、甚至一些人为的keyframing的动作,才有可能做出令人信服的特效。而这中间烟雾对细节遮蔽,也会有大大加分的效果。

转载:hammerbchen.blogspot.com
翻译:Hammer Chen