《哪吒》《大圣歸來》在技術(shù)上是否已達(dá)到美國迪士尼水平：
最近在知乎上，有一個(gè)話題大家展開了激烈的討論； 其中一位答主的回答，獲得了4萬多的贊同
我們來聽聽他是怎么說的
文/張心欣
本文已獲原作者授權(quán)發(fā)布
云泥之別。別到什么程度呢?
我能讓你沖著這個(gè)回答叫爸爸。。。。
好，現(xiàn)在來回答了。
問題只問了技術(shù)上的差別，那我也就只談技術(shù)上的差別，如果談藝術(shù)上的差別，那只需要拿出一部 inside out(頭腦特工隊(duì))，估計(jì)是我國十幾年內(nèi)出不來的作品。
回到技術(shù)上，首先毫不客氣的說，包括迪斯尼在內(nèi)，整個(gè)CG產(chǎn)業(yè)，都是皮克斯這個(gè)祖師爺賞飯吃的結(jié)果。
詳情請(qǐng)見之前的文章：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/121868664
那么接下來
我展開列舉一些迪斯尼集團(tuán)的“技術(shù)”
給大家細(xì)品一下
迪斯尼集團(tuán)是一個(gè)包含了皮克斯， 盧卡斯影業(yè)(工業(yè)光魔)，福斯，等IP廠商， 以及全世界各大主題游樂場，地產(chǎn)，還有6個(gè)科技研究院(麻省理工學(xué)院的圖形學(xué)研究部門，蘇黎世理工學(xué)院的圖形學(xué)研究部門，工業(yè)光魔，皮克斯研究院，迪斯尼本部)的大集團(tuán)。
做CG動(dòng)畫，首先是要有工具，工具所帶來的的產(chǎn)能，決定了動(dòng)畫作品品質(zhì)的下限。
在中國， maya， 3D max, houdini， AE。。。。。凡所能盜版到或者買到的軟件，以及一些有限的開發(fā)， 通常就定義了工具的全部了， 這些工具就好像如來佛的手掌一樣，把藝術(shù)家發(fā)揮的范圍限定在了它們的功能所構(gòu)成的包體內(nèi)。
但迪斯尼不一樣，它的6個(gè)研究院，可以給他創(chuàng)造工具。
先舉一個(gè)例子， 蒙皮大家都知道， 一個(gè)CG角色有一層外表網(wǎng)面，里面有個(gè)骨骼，然后藝術(shù)家給骨骼點(diǎn)刷上權(quán)重，骨骼的運(yùn)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)“皮膚的運(yùn)動(dòng)”形成角色動(dòng)畫。
這個(gè)技術(shù)它有個(gè)巨大的問題，就是權(quán)重很難刷，導(dǎo)致了在低成本的情況下，像是胳膊肘、胳肢窩， 這些關(guān)節(jié)曲折的地方會(huì)產(chǎn)生諸如扭曲，穿插，畸變等問題，比如：
穿插
扭曲，畸變
迪斯尼看了看手上的勞力士，說：“那么，就讓我們來徹底解決這個(gè)問題吧。”
于是開發(fā)了基于有限元仿真的動(dòng)畫系統(tǒng)，就是造火箭一樣樣的有限元分析，他們自己開發(fā)一套來做動(dòng)畫。
這東西是怎么開發(fā)的呢？
研究人員先根據(jù)動(dòng)畫里大形變的需求重新推導(dǎo)了有限元積分的quadrature rule， 來保證軟體在大形變下的形變可靠性。
詳盡的論文鏈接是：
http://www.math.ucla.edu/~jteran/papers/MZSETTS11.pdf
使用稀疏hex網(wǎng)格離散動(dòng)畫角色
基于牛頓迭代的非線性方程求解法
用多重網(wǎng)格算法來做其中的雅克比系統(tǒng)求逆
通過CCD(連續(xù)碰撞檢測)來檢測穿插并作為碰撞約束帶入求解器中，于是得到的形狀絕無穿插
所有的代碼基于并行運(yùn)算開發(fā)，能以4fps的速度通過超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行求解運(yùn)算。
最終得到這樣一個(gè)系統(tǒng)：
在這個(gè)系統(tǒng)中，動(dòng)畫角色被分為充滿實(shí)體的有限元小塊，其控制骨骼則是實(shí)實(shí)在在的剛體， 動(dòng)畫師通過操作這些骨骼來驅(qū)動(dòng)有限元分析運(yùn)算，產(chǎn)生自然的形變和無穿插的運(yùn)動(dòng)，動(dòng)畫師的一個(gè)鼠標(biāo)操作指令會(huì)被送到工作室內(nèi)的超算上進(jìn)行運(yùn)算后返回求解完的形態(tài)， 整個(gè)來回在當(dāng)時(shí)可以達(dá)到4~8fps。
以下是他們和他們以前用的產(chǎn)品級(jí)rig的對(duì)比。
什么叫解放生產(chǎn)力， 發(fā)展生產(chǎn)力， 制造更好的生產(chǎn)工具？
當(dāng)然這些效果的提升 大概也就
在后來zootopia里， 迪斯尼已經(jīng)不滿足于用統(tǒng)一的軟體來描述一整個(gè)角色了， 于是搞了肌肉-皮膚仿真， 肌肉是一種各向異性(帶纖維方向)的彈性材質(zhì)， 在受力時(shí)不同的方向其膨脹，壓縮效果是不同的，可以更逼真的呈現(xiàn)有血有肉的角色。通過皮膚仿真來體現(xiàn)皮與肉之間的滑動(dòng)以及皮膚的褶皺
用骨骼驅(qū)動(dòng)肌肉仿真再驅(qū)動(dòng)皮膚仿真來表現(xiàn)筋肉型角色。
使用了全套仿真方案和不使用的對(duì)比， 在同一個(gè)動(dòng)畫動(dòng)作循環(huán)上。
科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。
以上所展現(xiàn)的兩個(gè)案例， 僅僅是管中窺豹的可見一斑， 同樣的例子， 隨便舉還有：
大家都知道摳綠是件麻煩的事， 很多人以為， 摳個(gè)綠幕有什么難的， 不是早都被軟件解決了么， 迪斯尼看了看自己手上的勞力士， 覺得并不是的。
于是呢，在siggraph2016上，他們提出了一種基于color unmixing的自動(dòng)綠幕摳圖方案， 論文題目是Interactive High Quality Green Screen Keying via Color Unmixing
這個(gè)綠幕摳圖它達(dá)到什么效果呢？
前方高能
注意它把這個(gè)動(dòng)態(tài)模糊都能很完美的摳下來。
注意這個(gè)透明的鏡片，以及其它那些頭發(fā)絲部分，是在和我開玩笑么？迪斯尼圖像算法這么厲害，國防部知道么？
這個(gè)算法，在論文中，迪斯尼的研究人員指出為整個(gè)制作流程節(jié)約了90%的勞動(dòng)工作時(shí)間。
就更不需要提為了冰雪奇緣研發(fā)的MPM算法：
為了海洋奇緣研發(fā)的FAB算法：先用計(jì)算機(jī)模擬出海浪沖擊的感覺
再模擬小帆船在海狼中前行
再加上人物，進(jìn)行環(huán)境調(diào)整
效果測試
更不要提他們?cè)阡秩?，?dòng)畫等多個(gè)領(lǐng)域的其它工作。
這些算法的論文， 全都發(fā)表在SIGGRAPH會(huì)議上， 收錄于ACM Transaction on Graphics期刊中。
SIGGRAPH是CCF(中國計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)會(huì))列為A類的會(huì)議， TOG是JCR 1區(qū)的期刊， 中科院的資料顯示“極難”在這兩個(gè)期刊發(fā)表論文。在任何一個(gè)國家的科學(xué)評(píng)價(jià)體系中， 這些都是頂級(jí)的科學(xué)技術(shù)研究。
我才注意到迪斯尼都開始往SIAM發(fā)論文了。。。。喪病
我才注意到迪斯尼都開始往SIAM發(fā)論文了。。。。喪病
那么在這方面
迪斯尼+皮克斯總共有多少論文呢?
https://www.disneyanimation.com/technology/publicationsgraphics.pixar.com/library
大家可以自己去數(shù)
點(diǎn)開他們的論文列表
花了好久拉到底
竟然還有好幾頁?
要知道， 不同于計(jì)算機(jī)視覺或者AI之類的灌水大會(huì)， SIGGRAPH是一個(gè)每年接收論文才80~100篇的高標(biāo)準(zhǔn)會(huì)議， 而迪斯尼， 皮克斯的這些研究， 全都是應(yīng)用數(shù)學(xué)科學(xué)的硬核算法研究。
現(xiàn)在， 你來和我說技術(shù)上我國影視業(yè)已經(jīng)和他們差不多了?
恐怕就目前來講，算上全世界所有其它同行和科研機(jī)構(gòu)的力量(維塔除外，技術(shù)上新西蘭的維塔可以與迪斯尼家單挑不慫)， 也只能和他們勉強(qiáng)打平手啊。。。。就說咱們用的軟件， maya houdini max， 這些都已經(jīng)被迪斯尼皮克斯甩出外太空了， 更別說我國低成本，低研發(fā)，只會(huì)制作的勞動(dòng)力密集型影視行業(yè)了。
當(dāng)然，以上羅列的技術(shù)，在整個(gè)影視動(dòng)畫工業(yè)用到的技術(shù)里，只是冰山一角，聊以吸引人眼球而已，大家一定要記住，我的用詞“比如就有這么個(gè)技術(shù)xxx”。
下面這個(gè)回答里提到的內(nèi)容，可作為很好的補(bǔ)充。
www.zhihu.com/question/389058916/answer/1220950139
最后，革命尚未成功，同志任需努力。我費(fèi)心盡力做這些科普工作，是希望帶領(lǐng)大家在這個(gè)領(lǐng)域睜開眼看世界。先看到差距，我們才能去追趕。
中國是個(gè)超級(jí)大國，無論在哪個(gè)領(lǐng)域，都不能落后于人。
(我寫文章的目的，是希望大家能看到差距，并且努力學(xué)好數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理、計(jì)算機(jī)科學(xué)，在相關(guān)領(lǐng)域奮起直追。為國家作出貢獻(xiàn)。)
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