影視級別的破碎效果怎麼製作？

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以上效果來自《變形金剛4》，用到了哪些力學知識，計算物理模型，用Bullet物理引擎能做出來嗎

引言 -- 最真實的，莫過於大自然本身。

我接下來所說的，可能顛覆很多人的三觀。由於現實中的爆炸是十分複雜的反應，用現有的cg技術，並不能夠做到完美，所以在變形金剛這個由邁克貝指導的影片的製作中，幾乎所有的鏡頭都是實拍爆炸與特效爆炸相結合的。而這也就是邁克貝被尊稱為爆炸貝的原因之一。

變形金剛里的爆炸鏡頭，有不少是實拍。
我舉其中最經典的一個鏡頭：（可惜知乎不支持gif）。。。

這個金剛衝破一輛公交車然後和擎天柱打起來的鏡頭想必很多人印象深刻，實際上這個鏡頭除了機器人外，並非cg特效，而是實打實的實拍完成的。為了拍攝這個鏡頭，導演和它的爆破團隊搞了一個車隊：

包下了洛杉磯的一段高速公路，並架好攝影機：

車隊一邊行進，一邊就進行拍攝

然後就到了我們的龍套爆炸車：

這輛車裡面布滿了雷管，經過精心的爆炸力學的計算和設計，這個爆炸能夠使得這個車的前方往畫面的右方炸，後端往畫面的左後方炸，然後爆炸團隊遙控引爆雷管：

這個鏡頭由兩個不同的機位同時捕捉完成，目的是為了之後的畫面中的切機位。

事後，特效人員再把金剛合成進去：

爆得一手好炸。

像這樣的鏡頭，全片到處都是，演員們的拍攝也可以說是在真實的槍林彈雨中完成：
巷戰中的爆炸80%為真實爆炸，此為拍攝場地內此起彼伏的煙霧：

真實的爆炸與群眾演員逃跑：

炸車

炸車

再炸車

真實的槍戰：

因為爆炸而稀稀拉拉，硝煙瀰漫的拍攝場地

主角與爆炸：

如果可能因為拍攝而付出生命危險，少年，主角，你敢嗎？演戲，你怕了嗎？

而導演就是在這樣的真實的鏡頭上，再添加上了由特效製作的機器人與數字爆炸，其合成的難度可見一斑：

至於數字軟體層面的，之前的朋友已經列舉了好多，我就不冗述了。

正如著名的武學大師金庸所說過的，招式是死的，而人是活的，一個特效鏡頭，沒有必要去追求用什麼軟體什麼方法，只要最後能夠完成最高品質的畫面的，則應該不滯於物，什麼方法都嘗試。

先說結論: 對於物理破壞而言, 最麻煩的不是物理部分, 而是視覺部分. 所以這並不是一個簡單的技術問題, 而是涉及到製作工具和流程了.
AAA級遊戲中常用的是Havok物理引擎中的這一功能. 以下內容部分來自其文檔, 如有侵權, 請告知刪除.
簡單地說, 破碎效果, 物理層面其實是一堆具有層次關係的RigidBody, 通過Constraint連接到了一起, 根據受力(或者衝量)情況自上而下的進行逐級解體. 從這個角度來說, Bullet引擎也能做到.

但是, 碎片的生成卻是破碎系統的核心, 這一部分與美術製作流程結合到了一起, 已經不僅僅是技術層面的工作了. 當然, 也有程序去隨機生成碎片的切割演算法, 但效果可能就是這個樣子:

這種演算法其實只是美術製作的第一步, 結合不規則的切面幾何體, 視覺模型與物理碰撞體的表現可以有所差別:

斷面的處理才是最麻煩的, 最起碼的一點是, 斷面需要一個新的材質. 比如MGRR這個切西瓜的Demo:
https://www.youtube.com/watch?v=YVpNRjCEMXE

而對於一些類似牆壁的夾心構造, 還需要斷面的裝飾物, 這就不僅僅是材質的問題了:

一些爆炸痕迹還需要做個貼花什麼的:

對於金屬, 簡單的破碎是不行的, 那就成玻璃了, 要根據受力情況進行變形:

除了這些, 還需要配合各種粒子效果, 如爆炸火焰, 煙塵, 火花等等, 還要做流體力學的運動模擬, 已經脫離破碎技術的範疇了

客觀談一下電影級別破碎的問題：
我覺得數字破碎技術分成兩個階段，一是前《2012》階段，二是後《2012》階段。這裡說的《2012》，是羅蘭艾默里奇2009的科幻電影。

電影級別的數字破碎很早就可以做，說到底還是一個精度和複雜度的問題，如果能夠很細緻有耐心的設定各項參數，其實破碎也就是物體間的一種作用形式。比較早的案例如星球大戰前傳１：魅影危機中的飛行器大賽，特效人員會花三個月時間去綁定一艘飛行器，然後使用Maya的剛體動力學系統去模擬飛行器墜毀的鏡頭。很多人說Maya的剛體動力學系統不行，其實也就是一個耐心的問題。當然會有模擬幾何體數量和效率的問題。

接著，開始出現一些插件，比如Maya有一款插件，叫做BlastCode，是把Nurbs面片轉化成可破碎物體，效率比較高，一些電影如老版蜘蛛俠２的一些窗戶破碎的鏡頭，就是使用這個插件來製作的，效果也不錯。

《2012》是一座里程碑，因為以前的電影，從來沒有這麼大規模的數字破壞，像《獨立日》這種電影，都是直接用高速攝像機拍攝縮微模型的爆炸，而《2012》沒有辦法這麼做，在洛杉磯大地震的鏡頭中，一邊鏡頭需要跟蹤小飛機，另一邊畫面需要出現符合劇情表達需要的「樓倒倒」。這種特效，是傳統技術無法完成的。著名的苦力特效公司Digital Domain測試了三個月毫無結果，就要灰心喪氣甩手不幹的時候，這時一個印度阿三發現了神跡，用一款名叫「bullet」的遊戲引擎，定義了電影級破碎特效的里程碑，最後他給軟體Houdini寫了個外掛，使用這種技術，製作齣電影里那些驚世駭俗的畫面。這個阿三後來跳到夢工廠直接變中高層。Houdini從12版開始，就直接植入了bullet技術，基本取代了原有引擎，使之成為了電影級破碎的核心技術，沿用至今，無數好萊塢大片從中受益，影響無人能及。

下面就科普一下這項偉大技術的各個要點：
１，切分幾何體，核心是使用一種叫做"voronoi fracture"的技術，像切菜一樣把幾何體切的碎碎的，在這種技術普及之前，各大特效公司往往是用人肉苦力慢慢切，想想你們看到那些宏大的效果往往是一個傷心孤獨者一個月的勞動成果。
２，破碎幾何體之間的連接方式，從空間關係上來說，可以點對點連，面對面連，中心對中心連，從連接曖昧程度來說，可以情比金堅，可以藕斷絲連，可以愛連不連，可以條件成熟再連，總之熟悉人類社會的組織方式，是完成這個工作步驟的重要方式。
３，破壞力場的設置，初學者拿幾個大鐵球砸一下就行，高階段位者可以嘗試使用「力場」直接控制。
４，解算：這時真正的"bullet「技術粉墨登場，首先解釋一下破壞的原理，讓我們回到初中課堂有關牛頓力學的內容，物體的作用力和反作用力之間的關係，blablablablablabla……總之，各項參數設定之後，會有一個叫做剛體動力學引擎（RBD）的系統來負責進行逐幀計算破壞以及幾何體重新空間定位，以此來模擬破碎的效果，Houdini原有的RBD系統求出的解比較精確，但是效率比較低，同時能解算的數量不多，對於現代大片動則成百上千萬物體破碎捉襟見肘。Bullet的解並不是完全精確，但是對於電影問題不大，它的優點是速度極快以及可以解算大規模物體破碎，這也是它在《2012》中大顯身手的原因。
５，觀察結果重新調整，以及加上各種特效：數字煙塵、小碎片，然後統一渲染合成。

上圖為伊拉克藝術家Ahmed Saadi的作品，有時候真的會相信民族會決定破碎技術的水平，像俄羅斯這方面水平就很高，造詣很深。人類社會在不斷進步，進來又出現了有限元破壞技術，bullet技術雖然快，但畢竟是一種模擬，有限元技術是真正應用在結構工程領域的技術，然後就被搬到電影特效了，最新的例子是《移動迷宮２》的廢棄城市，就全面使用有限元技術進行模擬。但我一直覺得，這種技術和weta最新的渲染器問題一樣，過於依賴自動化過程，導致影片本身力度不足，難以產生感染人的效果。對於電影特效，我還是覺得，藝術家主導的結果會比較合適。

轉自微信公共號cgangs

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA5MzQ1NDc4OQ==mid=401644618idx=1sn=a9376102289aea5eace1932e93afbf56scene=7key=ascene=0uin=devicetype=android-23version=26031233nettype=WIFI

Bottleship這方面做的還是很好的，如果會翻牆可以關注一下他們的vimeo。

現代影視作品特別是《變形金剛》這類視效片每一部都是一項超級工程，銀屏上呈現的也許就一兩秒的效果背後可能是幾十上百人數月通宵達旦的工作成果。所以這種相對比較複雜的鏡頭基本不太可能幾句話就說清楚的，每個鏡頭製作方案根據製作內容，製作要求，製作周期，製作經費等都會不盡相同的。

為了達成高的影視級別的效果，從前期設定，製作方案制定，模型貼圖，燈光渲染，破碎煙火粒子製作到後期合成每一步都有相當嚴格的標準，前面流程有一點沒有做好對後面流程都可能會造成非常大的影響。

題主如果問的只是動力學特效部分破碎的效果怎麼製作的話，根據不同鏡頭製作方案也不盡相同。建議可以去網上找Houdini剛體破碎或者3ds max的thinking particle相關教程，基礎的基本免費任意看，高級一點的可能需要付費購買。
題主如果問的是整個完整鏡頭下來怎麼製作的，我只能說

那都是通宵熬出來的！！！！！！

有時候純物理運算未必「好看」

CG製作破壞需要做兩個模型：未破壞前和破壞後。然後通過各種變形控制做出中間的關鍵幀。（這個變化通常是動力學+手key）

很重要：
記住，很多情況下，手Key才能控制出鏡頭前導演需要的效果，純動力學很難控制出「漂亮的破壞」

以上這只是主體結構，煙霧、碎片、火焰這些部分需要粒子系統+動力學單獨設計製作。（很多時候這些粒子都是實拍素材合成）

然後還需要製作爆炸的動態貼圖（燒焦、熏黑的各種材質序列）

最後打燈、分層渲染、合成。

別指望一個破碎插件能做出啥像樣的東西來，那個只能用一部分。

剩下的還是需要大量後期合成。

我還在那個行業混的時候，有個職位叫煙火，著名的團隊基本來自於中國人民解放軍八一電影製片廠。工作手段巧妙高明，視覺效果超級逼真。沒記錯的話當年的我們的劇組的老組長叫劉禮。善於使用包括和不限於……TNT，黑色火藥，蔗糖，氯酸鉀，黃色染料發煙品，衛生球兒，輪胎………爆炸的破碎效果主要就是這些東西加上過蘿篩細的黃土或者滑石粉來共同完成的。

houdini有做破碎的強大功能。

一個軟體搞定houdini 現在都是現成軟體