《阿丽塔：战斗天使》的超高电脑特效让演员慌了，虚拟人能代替演员吗？

《阿丽塔：战斗天使》是一部相当“炫技”的电影。带着詹姆斯·卡梅隆“光环”，导演罗德里兹格联手维塔工作室，给观众们展现出电影视觉幻术的最高技艺。

细致到令人震惊的大眼睛

CGI 眼睛的渲染和制作非常困难，因为从眼球壁到血管膜到视网膜，每一层结构都要制作和渲染。

人类的眼珠不是一个单纯的球体，为了复现它复杂的光学表现，需要计算光线在其中复杂的光路运动。

另外， 眼珠内部的几何结构也十分复杂，此次阿丽塔的眼珠特写镜头运用到了 830 万多边形数量的几何建模， 并使用自主研发的算法进行了复杂的光路追踪。

“眼睛”是传达情感、感染观众最重要的窗口。很多人看完电影都觉得，阿丽塔的“大眼睛”深深印在自己的脑海里、挥之不去，她从纯真到成熟的变化都映射到眼神的变化上——看来这些努力没白费。

看似简单却充满炫耀感的 CG 毛衣

CGI 衣服里面最难制作的就是毛衣，因为毛衣的物理形变涉及到很复杂的微观物理交互，除非仿真程序的模拟细致到了每一根线头，否则无法仿真出真实的毛衣布料形态。

而阿丽塔恰恰就选择在登场的时候穿了一件——毛衣。

这样的 CG 毛衣市面上没有现成软件可以完成，应该是维塔自己开发软件制作的，笔者以为，这大约是维塔在炫耀他们领先的仿真程序（开玩笑啦）~

这个算法是魔鬼吗？真的连每一根毛线都模拟啊。

“毛衣仿真技术”源自 2017 年由华人科学家蒋陈凡夫等人合作发表于 SIGGRAPH 2017 上的论文。

被水浸泡的头发

长期以来，“毛发模拟”和“液体模拟”在电影特效真实感的营造中起着至关重要的作用。电影中有一处场景，阿丽塔纵深跳入水中，找到水底战舰上的“狂战士铠甲”。

画面中她的头发因为浸泡在水中，发丝被打湿耷拉下来，呈现出从头到脚湿漉漉的观感。

这短短几分钟，逼真的模拟出了“头发”和“液体”之间的相互作用，是相当有技术含量的。

毛发和液体之间的作用是一种跨越多个空间尺度的物理现象。当毛发完全浸没在液体中时，它呈现为一种多孔介质，而且可以对周围液体流动产生拖曳效应。

当把毛发从液体中提出来后，毛发上会粘连一定量的液体，这些液体会沿发束流动、并最终滴落。

同时，潮湿的毛发相互之间不仅会发生碰撞，而且表面液体也会产生液体桥，表面张力效应会导致毛发凝聚成团块。

对于这样复杂的物理现象，设计出最合适的模型是关键。

通常来说，大块液体可以用仿射粒子胞元法（Affine Particle-in-Cell）来模拟，而毛发可以用离散弹性棒（Discrete Elastic Rods）来建模。

为模拟毛发表面较薄的液体，我们在毛发表面再增加一个液体的高度场，同时用浅水方程来计算表面液体流动。

▲展示毛发内液体仅为作对比，形态是不模拟的

在为头发、大块液体和薄层液体都建立了物理模型之后，通过引入碰撞和黏连模型，就可以模拟出湿毛发之间的内聚现象。

同时通过计算水下毛发与它周围流体之间的拖曳力，就可以生成毛发和液体互相拖曳的效果。

最后，再建立一组算法来模拟大块液体被头发捕获成为薄层液体，以及薄层液体汇流、滴落成为大块液体的过程。

这样，才能实现出最终《阿丽塔》电影里那种“湿头发”的自然视效。

充满技术含量的惊鸿一吻

有没有被阿丽塔和男主角接吻的画面感动到？我也是，但理由可能不大一样：因为 CG 人物和真人接吻，在电影特效上真的很！难！搞！

接吻时需要调用面部的 146 块肌肉（群），为真实再现接吻的动作，就有可能需要真实地再现这些肌群的运动；嘴唇肌肉是软的，而里面的骨骼和肌肉却较为硬，所以在仿真程序需要能够处理这些不同的材质的碰撞和形变。

震惊了吗？演员这个职业，很可能就要被计算机取代了。

比如说不久前号称国漫首位虚拟演员鹤追就C位出道了。

怎么样，明眸皓齿、巧笑倩兮，是不是感觉恋爱了。有网友表示，这演技不知道比某些流量好了多少。

还有人用AI技术把杨幂的脸换到了饰演黄蓉的朱茵身上。

有网友表示，太娇俏了吧。

电脑技术如此迅猛发展，许多演员都坐不住了，比如古天乐表示，很喜欢看特效电影，其实我们看的时候并不知道它后期做了多少复杂的工作才能达到那么震撼的效果。

但即使作为一个演员也要去了解这些，这样才能推动华语电影取得更大进步。他还说演员要学会要虚拟角色一起演戏！

编辑：沈湫莎

责任编辑：姜澎

来源：综合动画手册、极客电影、超然学院、长沙晚报等。