文 / Henry Winchester
译 / Hammer Chen
CG 艺术家 Jonas Ussing 先生通过这部东京防洪系统动画分享了电影级写实水花的制作技巧。
《首都圈外郭放水路》位于日本东京郊外，其功能在于将洪水从市中心转移出去。这是一座真正史诗般的建筑，由五个 64 米高的筒仓组成，每个筒仓都能够容纳自由女神像大小的水量，6.4 公里的隧道，以及一个长达 25 米，高 177 米的水槽，有 59 个巨大的柱子，用以支撑天花板与洪流。
满负荷运转时，该设施每秒能够从东京向江户河输送 200 吨水。不使用时，主水槽还对游客开放，并作为电影《饥饿游戏：自由幻梦 —— 第2部》（The Hunger Games: Mockingjay – Part 2）的拍摄场景。
当 CG 艺术家和 VFX 主管 Jonas Ussing 第一次看到大教堂般的水槽设计时，他被迷住了。“有人在 CGTalk 上贴了一系列照片，问：‘这是CG还是照片？’”他解释道。“很多人都认为这是 CG，因为看起来很超现实，就像现代的 Moria Mines（译者注: 魔戒中的一个场景）。我对这个场景很着迷，并想收录到我的环境作品集，所以我认为通过建模，照明和渲染这个场景，达到照片级写实，对我来说是个很好的练习机会。”
由于主水槽的重复几何和角度表面，Jonas 能够在很短的时间内就建模出写实的场景。但还少了一样元素：在汛期将有大量的水冲过主水槽。Jonas 并没有模拟洪水，而是用了 V-Ray 材质制作的几个小水坑，这个项目躺在他的硬盘中待了九年之久。
在使用 Phoenix FD for 3ds Max（Chaos Group 的流体动力学模拟插件）进行一些测试之后，Jonas 意识到他早有了大规模水模拟的完美测试场景，于是他将模型从文件中挖出来。由于设施的设计让水流过它非常简单，他使用了 Chaos Group Phoenix 的河流教程中的泡沫设置，让洪水看起来写实。尽管还需要一些额外的调整。
“现实生活中的水并不像灾难电影中常出现的‘水花墙’” Jonas说。“水很快就变得平坦，所以我不得不作弊并研究该如何做出来效果。我使用 Phoenix 的初始填充(Initial Fillup)用几英寸的水填充游泳池，这使得海啸的前部不断撞击到墙面，以非常戏剧性的方式产生水花与翻滚。然后渲染的地板 —— 并不参与模拟相互作用 —— 高出几英寸，用以隐藏底部的预先填满水体(fillup)。”
vimeo 视频：Jonas 的水模拟本身，底部可见 initial fillup。
通过这种尺寸的水模拟，Phoenix FD 的体素(voxels)密度可能会是问题。较大的体素看起来很适合整体模拟，但如果水花非常接近摄影机，体素的马赛克就会变得很明显。在整个模拟过程中减小体素大小，让特写镜头比较不会有马赛克感 —— 但这也导致体素的数量大量增加。 为了避免这种情况，Jonas 使用聪明的方法来达到两全其美。
Jonas 的高质量洪水模拟冲击水泥柱
“为了克服这个问题，我模拟了三个独立的高分辨率，撞击水泥柱个洪水，并在合成时合并在一起，”他解释道。“由于水花的（缓存）大小有限，我可以用更高的密度来仿真水花，并且在更大的仿真器需要水花的地方添加额外的细节。额外的优点是，水花还把原本被体素格点(voxel grid)边界切到的地方，遮起来看不到了。
“V-Ray Cloud 非常快，实际上替我节省了数月的渲染时间。”
Jonas Ussing，3D艺术家
一旦水槽建模和洪水模拟的准备就绪，Jonas 寻求 Chaos Group 的 Chaos Cloud 服务进行渲染。最初，该服务无法渲染 Phoenix 模拟与环境之间的相互作用，例如水中的反射，阴影和 AO。然而，最近的一次更新补足了这个问题，Jonas 可以在他的本机计算器运行 Phoenix 模拟，将其烘焙到他的场景文件中，并提交云端渲染，其中包含了洪水，环境和 3D 运动模糊等 beauty pass。
Jonas 发现 V-Ray Cloud 稳定且易于使用。“纹理或其他场景资产没有任何问题，你只需点击 V-Ray 工具栏上的‘云渲染’按钮，然后在提交窗口之后，你会进入浏览器界面来监控工作，”他解释道。由于 V-Ray Cloud 是基于 Google 云平台架构，因此服务快速而安全。“超级快，实际上节省了我几个月的渲染时间。我不敢想象用如果我用自己架设的计算器会花费多少。”
在这个洪水测试之后，Jonas 的下一个项目联合使用 Phoenix FD 和 Chaos Cloud —— 这次会有大爆炸。“我将场景要丢给渲染农场几个星期，看看它是否能处理对大型爆炸模拟。”