（ISNS）-- 每部电影的目标都是让观众放弃集体不信任感，并沉浸在屏幕上创造的世界中。随着特效技术的突破不断提高电影观众的期望，幕后的技术人员将于周六齐聚一堂，庆祝电影制作中的科学和工程进步。
观众知道丹尼尔·戴-刘易斯并非真正的亚伯拉罕·林肯，安妮·海瑟薇也不是芳汀，但当他们观看《林肯》或《悲惨世界》时，他们相信了。美国电影艺术与科学学院将于 2 月 9 日在比佛利山庄酒店举行科学和技术成就奖颁奖典礼。今年，颁奖典礼将由佐伊·索尔达娜和克里斯·派恩共同主持，两人都曾出演 2009 年的《星际迷航》重启版。九个科学和技术奖项将表彰总共 25 位创新者，他们的硬件和软件改变了电影制作的过程。许多获奖者与 Inside Science 进行了交谈，解释了最新特效奇迹背后的科学、工程和数学工具。
视觉特效 – 羽毛和烟雾
尽管娜塔莉·波特曼具有出色的表演能力，但帮助她在 2010 年的电影《黑天鹅》中最终从女人变成天鹅的是屏幕科学，让她长出了羽毛。
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Imagineer Systems Ltd. 首席营销官 Ross Shain 表示：“Look FX 团队已经努力了数周，试图使其生效。最终效果必须显示从她的背部、颈部和肩部开始，镜头特写。”
由于镜头移动幅度很大，并且很少有数字点可以将羽毛附着到波特曼的手臂上，Look FX 尝试了它拥有的所有工具，但都无效。因此，该团队尝试了 Mocha 平面和跟踪软件，该软件的创建是为了解决常见的技术问题，并为视觉特效艺术家、编辑、动画师和调色师节省时间。
该软件由包括 Shain 和其他获奖者 Philip McLauchlan、Allan Jaenicke 和 John-Paul Smith 在内的团队开发，本质上是跟踪场景中每个屏幕数字图片元素（或像素）的移动。这使艺术家可以更好地控制视觉效果的最终外观和移动。几乎在瞬间，Mocha 允许艺术家获取他们创建的天鹅皮肤和羽毛的图像，将其附着到波特曼的手臂上，并将图像整合到她的皮肤中。
Shain 说：“这让揭示得以发生。结果令人震惊。”
观众常常被大型的火爆爆炸或滚滚的烟雾云所震撼。
在 2011 年的电影《雨果》中，当雨果·卡布雷穿过钟楼试图逃离火车站巡视员时，加州大学圣巴巴拉分校的计算机科学家西奥多·金，以及其他获奖者尼尔斯·图雷、马库斯·格罗斯和道格·詹姆斯，创造了提供额外隐形斗篷的缕缕烟雾。小波湍流软件使艺术家更容易控制屏幕上烟雾云和火焰的最终外观。
金说：“虽然这项工作技术性很强，但其最终目标是审美上的。当许多人想到数学和科学时，通常认为它没有给创造力或直觉留下任何空间。然而，两者都在该软件的设计和实施中发挥了巨大作用，反过来它又帮助其他人进行他们自己的创造性工作。”
CG 皮肤和运动
将 2012 年电影《霍比特人：意外之旅》中的计算机生成角色咕噜复活是一项独特的挑战，因为使其看起来如此逼真的一部分与他的皮肤和运动有关。为了实现这一点，来自维塔数码的艺术家和科学家团队（包括获奖者西蒙·克拉特巴克、理查德·多林和詹姆斯·雅各布斯）开发了一种他们称之为“组织：基于物理的角色模拟框架”的方法。
生物特效主管雅各布斯说：“该框架用于构建和模拟我们数字生物和角色的解剖组件。”
出于类似的目标，Centropolis FX 的一组人员（包括获奖者 J.P. 刘易斯、尼克松·方和马特·科德纳）创建了姿势空间变形，或“PSD”技术。
暴雪娱乐公司的特效艺术家科德纳说：“PSD 是一种对艺术家友好的方式，可以解决动画中基本的蒙皮问题。它是维塔组织框架不可或缺的组成部分。”
PSD 帮助艺术家将计算机生成的手臂摆成特定位置，例如手臂弯曲使肌肉隆起。艺术家可以修复皮肤的表面，并为该特定姿势保存皮肤表面的设置。在场景中所有姿势的皮肤都修复后，PSD 将整合所有这些信息，以便在手臂从弯曲到放松时移动，以帮助使皮肤看起来更真实。
照明 - 从场景到城市
在 2001 年的动画电影《怪物史莱克》中，为 PDI/梦工厂工作的团队（包括丹尼尔·韦克斯勒、劳伦斯·凯斯特鲁特和德鲁·奥尔布里奇）创造玫瑰色的日落既是艺术又是科学。
现在是 The11ers 首席执行官的韦克斯勒说：“我们为艺术家制作了一个工具，帮助他们实现新的创造力水平。灯光师（用灯光讲述故事，并且由于灯光师的时间比计算机的时间更有价值，我们开发了 Light 系统）。”
Light 系统将照明和渲染组合到一个工具中。照明是当艺术家向场景添加灯光时，例如照亮的台灯。渲染通过形成结合了灯光、桌子上的木纹和墙壁颜色的图像来生成整个场景。这使灯光师可以看到灯光在场景中的样子。
韦克斯勒说：“艺术家不必在对场景进行更改和能够查看更改之间等待数小时，而是能够实时查看照明的变化。”
专注于一个房间的灯光是一回事，但试图照亮纽约市天际线的五个街区是另一回事。对于索尼影视图像工作室的 Steve LaVietes、Brian Hall 和 Jeremy Selan 来说，创建 Katana（一种计算机图形场景管理和照明软件）是一种克服使用计算机的所有内存来生成大型复杂场景的常见问题的方法。
管道架构师 LaVietes 说：“Katana 专门用于大型电影制作，其中涉及大量数据或大量团队成员。他开发了在部门之间移动数据以进行最终电影帧交付的软件流程。Katana 的工作方式是，如果我对场景进行更改，我只保存该更改，您将看到此场景的所有更改的流程图。”
例如，艺术家可以制作一套关于夜晚灯光如何从公寓窗口照射出来的说明。然后，如果艺术家决定将一个窗口和一个整栋公寓楼变成一个城市街区的长度，Katana 可以将相同的照明说明应用于更大的环境。
让灯光恰到好处，让角色看起来栩栩如生，并创造出让观众惊叹的视觉效果是这些奥斯卡获奖屏幕科学家和杰出工程师的目标。当他们把工作做好时，观众甚至不会注意到他们的工作。
这个故事最初由 Inside Science News Service 发布。