赛道尽头的光芒:皮克斯如何为汽车总动员2探索光线物理学

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虽然皮克斯动画工作室讲述的故事发生在丰富多彩的奇幻世界中,但创造这些世界所需的科学和技术却有着截然真实的起源。

对于汽车总动员2,该片定于六月下旬上映,制作过《玩具总动员》、《飞屋环游记》和《机器人瓦力》等影片的幕后团队不得不研究光线反射到汽车上的复杂方式。这部电影离开了原作中沉睡的沙漠小镇背景,转而发生在国际赛车世界,这意味着必须描绘许多汽车在不同的赛道和赛车表面上行驶。制片人很快意识到,皮克斯现有的3D照明系统需要进行重大升级。

皮克斯照明团队成员苏迪普·兰加斯瓦米说:“汽车的设计和喷漆旨在与色彩和光线产生独特的关系。因此,我们需要探索光线如何在快速行驶的车辆上发挥作用,以及它们的运动和反射特性如何与周围环境相互作用。”


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皮克斯的一个研究团队研究了汽车油漆、碳纤维和铬的吸光特性,以及标准和LCD前灯的黑暗穿透强度和照射范围。研究结果被编程到算法中,这些算法可以实时计算和渲染反射性材料上的光和颜色的频率和温度,
吸收性和扭曲性材料。

然后,这项研究被整合到一个新的照明引擎中——该软件允许动画师创建看起来好像从任何角度照明的场景,这正是现实世界的摄影指导所追求的效果。该照明引擎与虚拟摄像机系统集成,这使得导演约翰·拉塞特可以从任何摄像机角度创建场景。“新引擎允许场景中的光线与动画师放置在其中的角色正确地互动,”兰加斯瓦米说。“例如,我们为电影重新创建了东京市中心及其所有霓虹灯。引擎通过其[人工智能]创建了这些灯光并维护了它们——自动创建正确的照明关系。”

因此,当闪电麦昆赛车时,赛道灯和霓虹灯会反射到他的红色油漆上,而红色的光芒现在可以反射在他经过的水坑中,从而改变他旁边汽车的颜色——所有这些都不需要动画师从一个场景到另一个场景“手动”渲染这些效果。这项新的照明技术将保留在皮克斯的专有软件工具箱中,供未来的电影使用,即使在汽车总动员2驶过地平线之后也是如此。

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