Unity实时渲染：影视动画制作的未来
本文，Unity平台部技术总监杨栋将让你了解，Unity实时渲染技术如何影响影视动画业的制作。
Unity作为全球领先的实时互动内容创作引擎，除了在游戏领域成为全球市场占有率第一的核心生产力工具，也逐渐成为其它数字内容创作领域的核心工具。
这些领域包括：建筑设计和实施、汽车设计制造、航空航天领域等，当然也包括大家关注的影视动画制作领域。
从游戏引擎到内容创作平台
一项新技术要被市场所接受，必须在实战项目中被大量地使用和测试。在研发影视动画制作工具的过程中，Unity将相关技术不断应用在内部团队所制作的演示项目中。
如下图所示的《异教徒》实时渲染动画短片。
在2018年，Unity与迪士尼公司联合制作了动画系列短片《大白的梦》。Unity也因此获得了堪比“技术界奥斯卡奖”的技术与工程艾美奖，表彰其在《大白的梦》中所使用的实时渲染技术和取得的技术突破。
了解《大白的梦》幕后制作故事，请观看：
https://www.bilibili.com/video/av70459405
Unity实时渲染技术也被好莱坞导演们大量使用，在卖座大片诸如《奇幻森林》、《头号玩家》、《银翼杀手2046》以及最新版《狮子王》的拍摄过程中都得到了应用。
Unity实时渲染工作流程
与传统影视动画的瀑布流式制作方式不同，Unity可以让团队中不同的角色同步进行开发制作工作，而不必相互等待，避免制作周期的延误。
在传统影视动画制作中，制作过程包含一系列相互依赖的工序，例如：预演、建模贴图、角色绑定、动画制作、特效制作、渲染输出、后期画面特效等。这些工序无法同步进行，主要是因为制作过程中导演无法实时看到整个场景的渲染结果。
传统离线渲染通常需要花费很长时间才能渲染一帧画面，虽然云端渲染农场可以提高渲染速度，但是因为成本高昂，不是所有制作公司都能够负担。
如果使用实时渲染工作流程，很多制作工序是可以同步进行的。在预演阶段，只要场景和角色设计已经完成，制作公司就可以同步进行建模贴图，角色绑定等工作。
实时渲染工作流程所见即所得，导演可以在预演阶段就直接进行场景中物体和摄像机的摆位，在Unity的Timeline中进行镜头的动态切换等工作。
预演时虽然没有最终模型可用，但可以使用Unity内置的ProBuilder套件制作简单但尺寸正确的模型，从而完成预演的所有工作。等到预演完成，场景和角色模型如果已完成，就可以直接将场景中的占位模型进行逐步替换。
Unity还内置了功能丰富的后期处理模块，制作人员可以直接在Unity中进行动态模糊、景深、晕光、抗锯齿以及影视工业级画面调色的操作。
还有Unity Recorder工具，可以输出分辨率高达8K的静态图片帧或者直接进行视频文件输出。最新版本的Unity Recorder也支持传统影视动画制作中所需的分层输出功能。
下图形象说明了Unity实时渲染工作流程。
Unity影视动画工具集
下面将列出目前Unity中所提供的跟影视动画制作相关的工具集，所有工具皆为Unity编辑器的内置模块。
1
高清晰渲染管线HDRP
高清晰渲染管线HDRP是在Unity中制作影视动画作品时的首选渲染管线。
“渲染管线”就是渲染技术，实时渲染时主要依赖的是计算机中的图形模块，即GPU，而GPU在渲染生成一张图片时通常需要经过一系列的计算过程，故此有了“渲染管线”的说法。
2
3D建模工具ProBuilder
开发者可以在Unity中使用ProBuilder进行多边形3D建模。虽然Unity暂时尚未支持像Maya和3ds Max中那样精细化的建模，但是将使用ProBuilder制作的3D模型用于预演是绰绰有余的。
3
支持FBX，USD和Alembic格式资产导入
Unity支持导入从Maya，3ds Max，Houdini等DCC工具制作的数字资产。目前支持FBX，USD和Alembic格式。
通过FBX还可以导入DCC工具中生成的光照，摄像机和自定义属性等数据。
4
非线编工具Timeline
使用Timeline，开发者可以把任何所支持的数据，例如：动画、音乐音效、镜头切换、后期处理、字幕、甚至故事板进行非线性编辑操作。
Timeline还提供丰富的扩展API接口。如果目前Timeline不支持某些功能，开发者完全可以使用这些API自行开发这些功能。
5
智能摄像机系统Cinemachine
Cinemachine可以支持生成虚拟拍摄轨道，就像在现场拍摄时铺设真实摄像机轨道一样，动态智能选取最佳镜头，添加手持摄像机效果等。
6
可视化特效工具Visual Effect Graph
影视级可视化特效开发工具Visual Effect Graph可用于制作包含几百万粒子的特效，例如：火焰、爆炸、可动态交互的烟雾、龙卷风、沙尘暴等。
Visual Effect Graph制作出的特效都基于GPU进行计算，渲染速度可以达到实时的程度。
7
可视化着色器编程工具Shader Graph
开发者可以通过Shader Graph可视化的编程方式生成丰富的表面着色器效果。一改以往为了制作一个特殊的效果，需要编写大量着色器代码的方式。
8
HD Post Processing Effect
Unity为高清晰渲染管线HDRP特别开发了配套的影视级后期特效模块，开发者可以快速的以可见即所得的方式使用这些特效。例如：景深、动态模糊、高级抗锯齿功能、晕光等，无需等待传统流程中漫长的渲染过程。
《Sherman》动画短片技术分享
为了让更多的影视动画从业者可以掌握实时渲染技术，Unity制作了动画短片《Sherman》，并提供完整项目工程下载。
《Sherman》提供完整项目工程下载：
https://connect.unity.com/p/sherman-unityguan-fang-zhi-zuo-ying-shi-duan-pian
结语
随着计算机能力的进一步提升，实时渲染技术将快速渗透传统影视动画制作流程，为现有的从业者打开一扇高效制作的大门，为想要进入此行业的人士铺设一条进入的绿色通道。
下载Unity Connect APP，请点击此处。 观看更多Unity官方精彩视频，请关注“Unity官方”B站账户。
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Connect.unity.com/g/discussion
使用Unity制作影视动画的故事
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