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Netflix《獵魔士》、夢想動畫都在用!細說群體模擬軟體 Atoms Crowd

無論是好萊塢電影中常見的大型戰爭場景、還是近期討論度攀升的國片《下半場》,其中運用到的群眾運動特效,總為人津津樂道。製作群體模擬特效的方法百百種,過程中除了需要有大批的藝術家、工程師投入,也需要模擬軟體的協助。現在市面上,也不乏有許多群體模擬軟體工具,像是 Golaem Crowd、Miarmy等,大家熟悉的特效大廠MPC也有供內部使用的群體模擬引擎「Alice」。在這篇文章中,我們專訪到最新模擬軟體背後的開發團隊 Toolchefs,與 CEO Daniele Federico 一同談談時下竄紅的群體模擬軟體 Atoms Crowd,其中的背後奧秘是什麼吧!  


對使用者友善,多方支援、彈性度高

「目標打造第一個適合所有主流程式的群體模擬軟體!」成立於 2014 年的 Tool Chefs,團隊的核心成員—CEO Daniele Federico、CTO Alan Stanzione,於特效及動畫產業都有 20 多年的工作經驗,像是在 Framestore 及MPC 等公司擔任軟體及工作流程的技術開發;舉凡像喪屍爽片《末日之戰》、《星際異攻隊》等電影專案皆有參與。接受採訪的 Daniele 說道,「Alan 之前在 MPC 主要負責群體模擬引擎『Alice』的開發,因此我們也意識到,目前現有的解決方案都會有一些不足之處,例如不好延伸、對使用者不太好上手等等。」因此,團隊也決定要打造一個對使用者友善、客製彈性俱佳的群體模擬軟體。

在 Atoms Crowd 中,使用者會面對許多以「組」為單位的代理人(Agents),且每組都有一些行為模組,用於定義其中代理人的數量及其行為。Daniele 說,「如此一來,就非常上手,即使沒有技術基礎的藝術家,也能在 Maya中輕鬆創建群體模擬。」動畫方面,使用者可以擁有自定義的骨架、任何幾何形狀的角色。我們對此方面的用戶不構成任何限制。「知道C ++ 的使用者,也能很容易地擴展軟體性能。在 Unreal 中可用 Blueprint 系統、而Houdini 則能以 VEX 腳本進行修改。」 


以骨架為基的模擬系統

在軟體的支援上,Atoms Crowd 能以獨立的軟體形式在 Maya、Houdini、Katana 中運用;也能支援 V-Ray、Arnold 等渲染引擎,模擬出骨架樣式。在 36 期映 CG 雜誌中我們曾提到,Golaem、Miarmy 等常見的軟體以粒子發射為系統基礎,Atoms Crowd則是以骨架系統為基礎來進行模擬。如此一來,每個代理人(Agents)的骨架都有腳鎖定地面的系統,模擬過程中緊貼在表面上、進而影響骨架的姿勢,避免產生腳滑動的錯誤,提高動畫品質。而非透過 AI 人工智慧驅動,當中的群體運動模擬也是由使用者自行決定運動的方向、範圍。

從軟體研發的角度,Daniele 說,要做到群體模擬,最大的困難點是在處理大量的數據、確保群體動畫的品質。若要求快的話,動畫品質勢必略差,反之亦然。從 VFX 藝術家的角度來說,總是希望可以不費力地就可以快速地得到結果。 


首個支援遊戲引擎 Unreal 的群體模擬軟體-AtomsUnreal

在遊戲領域,使用者更傾向使用 C++、Python 來打造自己的客製化工具。進一步談到在遊戲引擎的群體模擬,Daniele說,「在傳統的遊戲引擎中,要處理大量的角色動畫並不容易。」因此針對Unreal引擎,為了要可以牽動代理人(Agent),團隊就花費了數個月的時間來寫出專屬的骨架 Instancer、添加自動的 LOD 生成、視錐體剔除(Frustum Culling)等。在7月釋出的 AtomsRealtime 官方影片展示中,則可看到 1500 個代理人以 26/28 Fps 的速度同時運行。而速度將取決於許多因素,像是角色的關節、Mesh 的品質等等。AtomsUnreal 目前提供 Beta 版測試,預計秋季會正式上市。 

重視客戶回饋,做為軟體優先開發項目

已經來到第三版的 Atoms Crowd,Daniele 提到首批採用軟體的客戶-台灣夢想動畫(MoonShine VFX)運用在商業廣告上的案例。夢想動畫曾受訪表示,「在使用 Atoms 之前,如果想添加更多特效,總會因為 Maya 和Houdini 之間的人群模擬文件交換,丟失一定程度的細節。透過 Atoms Crowd,我們不僅可以通過更輕鬆地處理工作、擁有更多控制權可以在 Houdini 中也能掌控更細節的行為。」不僅對程式的支援度讚譽有加,夢想亦表示,運用 Atoms 當中清晰的 API,也能更快地管理和集成至工作流程中。Daniele 說道,無論客戶的規模大小,研發團隊都非常重視使用者的回饋,「雖然我們有自己的產品開發藍圖,但是若有任何客戶提出的回饋是適合大眾使用的,我們就會盡可能開發出對應的功能,滿足所有使用的客戶。」 

△夢想動畫運用  Atoms Crowd 在商業廣告製作上(影像來源/Tool Chefs)

入門容易,創意在你手!

而要使用 Atoms Crowd,使用者們又要具備什麼基礎呢?「如果已有角色素材和設定,那麼通常只需一天,就可以在 Atoms Crowd 學會群體模擬。」Daniele 一句話道出軟體的簡易上手程度,他補充,「考慮到每個客戶的團隊會有跨部門的工作流程,我們並不希望讓客戶花費過多的授權費用、在無謂的用途上。因此若只是需要檢視當中的 Cache,是完全免費、不須授權的。」針對獨立工作室及個人使用者,Toolchefs 也很佛心地提供了「Atoms Indie」、「Atoms Free」的授權,只須符合對應條件,即可優惠取得授權。 

△ 夢想動畫為 ASUS 旗下品牌 ROG 發展的品牌影片第三作《The Age of Gamers》

△ 即將於年底上映的影集《獵魔士》,當中也能看到 Atoms Crowd 的應用成果。

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