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用高斯潑濺刷出手繪質感!皮克斯資深藝術家 Dylan Sisson 開發「3DGS × Houdini × RenderMan」風格化全新工作流

隨著 3D 高斯潑濺(3DGS)技術在空間重建領域受到廣泛關注,皮克斯資深數位藝術家 Dylan Sisson 著眼於其在藝術風格化上的潛力。他近日以《A Brush with Reality》一文,分享他透過 KosmoAI 開發的手持空間掃描裝,捕捉皮克斯總部園區,並整合 Houdini、AI Agent 與 RenderMan,探索如何將物理場景轉譯為手繪質感的風格化表現。

一處被捕捉的實體空間,透過高斯潑濺(Gaussian splats)、Houdini 與 RenderMan 的詮釋與再現。

誰是 Dylan Sisson?

身為現任皮克斯動畫工作室 RenderMan 的創意參與負責人的 Dylan Sisson,常年在全球各大 CG 盛會上,引導無數藝術家探索 3D 著色與運算的。

長達二十五年的從業生涯中,Dylan 始終在思考一個核心命題:「我們打造的工具,究竟如何形塑我們創造的藝術?」。他著名的例子莫過於 2000 年發起的「行走茶壺(Walking Teapot)」企劃,他以設計師與雕塑家的身分,為電腦圖學史上的精神圖騰「猶他茶壺(Utah Teapot)」裝上雙腿,將數位雕塑、實體玩具設計與皮克斯特有的幽默感融為一體,使這只發條小玩具化為風靡全球 SIGGRAPH 展會,參與者必定排隊領取的精神小物。

Dylan Sisson 與其設計的「行走茶壺(Walking Teapot)」歷年收藏系列,攝於 2018 年 SIGGRAPH 大會。

近日,Dylan Sisson 在其最新文章《A Brush with Reality》中,分享了一套他親自摸索出的全新工作流程。


與現實的一筆之會

這一切始於香港 SIGGRAPH Asia 演講後的一場偶然相遇。當時 Johnnyfly 找上 Dylan Sisson,希望他測試 KosmoAI 團隊開發的一款新硬體。那時這項設備甚至還未正式問世,但形容它是一根用來捕捉實體世界片段的「魔杖」。Johnny 因為看過 Dylan 平常畫的怪獸創作,很好奇當一位藝術家拿到這樣的技術時,會拿它來做些什麼。幾個月後,Dylan 收到了一款名為 Kosmo 的空間掃描器。

Dylan Sisson 的怪獸創作《Idle Hands》

傳統上,要把現實環境放進 3D 工作流程中,需要利用像光學攝影測量(Photogrammetry)、重新拓撲、拆 UV 和貼圖繪製。但 Kosmo 透過 3DGS 高斯潑濺(Gaussian Splats)技術,將空間重構為無數帶有位置、色彩、形狀與透明度的小型半透明橢球體。

這項技術概念本身不算新,但它設備的外觀與便攜性卻是前所未見。加上另一個關鍵拼圖到位—皮克斯 RenderMan 28 正式支援可直接運算高斯潑濺。

於是,Dylan 拿著這根「魔杖」走出辦公室,掃描了皮克斯總部最標誌性的地標—賈伯斯大樓廣場外的巨大跳跳燈與皮克斯球。透過 OpenUSD 直接將這批掃描資料匯入 Houdini 的 Solaris 環境。

在 RederMan 運算 Splats 的畫面
皮克斯廣場的 Splats 點雲掃描

我不需要用手動建模重建整個廣場就可以直接算圖。既然有了這樣的製作流程,身為藝術家的我下一個直覺便是:「如果把它推向更具手繪質感的風格,會發生什麼事?」

Dylan Sisson / 皮克斯動畫工作室 RenderMan 創意參與負責人

現實 → 潑濺 → 算圖

Dylan 的核心突破在於不把 3DGS 當成「靜態掃描模型」,而是視為在 Houdini 中可被任意調控的「點資料(Point Data)」。利用 Houdini 工具可以隨意移動它們、縮放大小,或是調整不透明度。以下是他所發展出來的工作流程:

  • 實體環境的採集:Kosmo 掃描器 > 導出 3DGS 高斯潑濺數據
  • 格式整合:在 OpenUSD 封裝 > 導入 Houdini(Solaris / LOPs 環境)
  • 筆觸風格化:
    • 點的屬性操控(Scale / Opacity / Position 隨機擾動)
    • 鏡頭距離衰減遮罩(Camera Falloff:前景清晰、背景抽象)
    • 導入 AI Agent,撰寫設計規格書引導筆刷順應物件表面、程序化迭代
  • 最終生成:Pixar RenderMan 直接運算 Splats > 輸出手繪風的高品質影像

流程技術解密—

1. 點屬性的程序化解構

進入 Houdini Solaris 後,每一個高斯橢球體都被解析為具備獨立特徵的點(Point)。Dylan 利用 Houdini 的點運算工具,調節其縮放軸向、旋轉角度與不透明度。當結構被局部放大並打破平滑邊界時,原本物理寫實的掃描結構,便自然碎裂成如同油畫一般的「實體筆觸感」。

原始 3DGS 掃描成果
為 3DGS 潑濺資料注入扭曲與形態變換

2. 相機距離的衰減控制(Camera-based Falloff)

起初的嘗試會讓整座賈伯斯大樓、樹木、路燈和皮克斯球全都均勻碎裂,導致畫面失去構圖焦點。為此,Dylan 構建了基於相機視野距離的衰減遮罩(Camera Falloff),讓靠近鏡頭焦點的皮克斯球保持清晰飽滿的形體與光影細節,而背景的建築與遠處樹木則隨距離擴散成隨意的色塊筆觸,精準營造出傳統手繪在層次上的虛實張力。

原始 3DGS 掃描成果
風格化處理
套用相機距離的衰減控制,焦點聚在跳跳球身上,焦點外的背景則隨意擴散。

3. 導入 AI Agent 進行程序化美術指導

面對龐大的場景數據,手動微調每個節點會曠日費時。Dylan 撰寫了一份「風格化設計規範文件(Design Document)」,將其作為標準輸入給 AI Agent,規範葉片筆觸的重疊、筆刷如何順應物件的表面,以及遠景空間的抽象化程度。Agent 在流程中扮演技術助理角色,將美術指導的指令轉譯為驅動 Houdini 程序化修改的參數,實現快速運算、數位重繪與精細調整的快速迭代迴圈。

同一個場景,另一種詮釋
在 RederMan 運算 Splats 的畫面

4. RenderMan 原生支援可直接算圖

省去了耗損細節且費時的網格化(Meshing)與貼圖重構,RenderMan 28 能直接解算帶有自訂著色與材質屬性的潑濺點,不僅完美繼承現場的光影反射與環境陰影,也大幅減輕了傳統高面數幾何體在大規模場景下的運算負擔。

「三個月前,我根本不可能做出這些畫面。這需要空間相機、RenderMan 對高斯潑濺的支援,以及與 Agent 協同美術指導的全新可能。有時候,一場偶然的對話就會為你開啟全新的創作契機。」

Dylan Sisson / 皮克斯動畫工作室 RenderMan 創意參與負責人

為數位藝術打開新時空膠囊

隨著本次流程的成功測試,皮克斯動畫工作室內部的實驗小組「The Lab」,更邀請 Dylan 為一個專案掃描手工製作的瓦楞紙板模型—從紙板邊緣的毛邊、折痕、手工旋鈕,甚至連乾涸的膠水反光,都被 3DGS 鉅細靡遺地捕捉下來。

隨後,他們甚至將整個堆滿玩具、美術用品與擺著一台《大白鯊》彈珠檯的「The Lab」,完整掃描並進行風格化,成為一座凝結了創作靈感與溫度的「時空膠囊」。

在 The Lab 中掃描紙板框
以 RenderMan 算出來的的掃描紙板框效果

回顧這場跨界實驗,Dylan Sisson 表示:「這正是在各種新工具交匯融合時,最令我著迷的地方。三個月前,我根本不可能創作出這些畫面——這需要空間掃描設備、高斯潑濺技術支援,以及攜手 AI Agent 進行美術指導的全新協作模式。它們彼此如何嵌合,本身就是一場精采的實驗。」

以下為 Dylan 從皮克斯總部園區到舊金山街角的風格化探索,透過扭曲的點雲與留白手法,實景轉身化為充滿意境的手繪筆觸。

舊金山的一處街角
舊金山的一處街角,透過擾動扭曲的點屬性並剔除多餘元素進行風格化呈現。

作者介紹

Dylan Sisson

皮克斯動畫工作室 RenderMan 創意參與負責人


Dylan Sisson 是一位藝術家、國際演講者,現任皮克斯動畫工作室 RenderMan 創意參與負責人(Head of RenderMan Creative Engagement),在此任職已超過 25 年。他的創作將藝術實踐與新興科技緊密連結,涵蓋範疇從算圖、虛擬實境一路延伸至實體物件。他曾在全球超過 50 座城市發表演說,足跡遍及 SIGGRAPH、SXSW、FMX、安錫國際動畫影展、THU 以及 VIEW Conference。他的演講深入探討創作決策、風格化世界,以及形塑藝術生涯的那些出人意料的探索途徑。

文章授權聲明

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