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從科學模擬到電影特效

104/07/02 2114

芮嘉勇｜國家實驗研究院高速網路與計算中心雲端技術與系統整合組

張致文｜國家實驗研究院高速網路與計算中心雲端技術與系統整合組

近年來國際間影視產業蓬勃發展，其中最引人注目的莫過於視覺特效技術了；從「魔戒」系列、「阿凡達」等作品為特效影片立下了數位技術應用的里程碑，到近期國內外的各種類型電影都少不了視覺特效的加持。然而，視覺特效的研究與發展，除了影視與商業軟體市場投入大量資金人力與時間外，也與學界研究有著密不可分的合作關係。

以近年電影藝術與科學學院所頒發的科學與技術獎項為例，2015年美國加州大學柏克萊分校的James F. O’Brien教授即因為其破裂特效研究的貢獻獲得奧斯卡科技成就獎的肯定（Technical achievement awards）。O’Brien教授的研究以電腦圖像方式呈現，但仍基於古典的彈塑性力學理論模型與計算數學中的有限元素法，將現實中的物理現象以數學理論模型重建，再結合計算方法將其呈現，塑造出幾可亂真的視覺碎裂景象。而2013年美國康乃爾大學的Doug L. James教授則以其「Wavelet Turbulence」的研究提供了一個快速、高精細度且可由藝術家自行控制的氣體模擬技術，同樣獲得了奧斯卡科技成就獎。綜觀上述兩位學者的研究，除了借重先進的電腦技術，也高度仰賴數學理論模型與物理基礎模擬。

學研界的研究成果與業界的市場需求往往呈現相互競逐的態勢，這個良性的循環更加速了電影或動畫特效的正向成長。因為當市場的需求無法滿足時，常會引發頂尖學者們對該主題的興趣，進而發展出新的技術；同樣地，新穎的研究成果出爐後，也常讓不同領域的工作者躍躍欲試，急切的想投入新的表現方法與可能性。值此以往，相信未來視覺特效的技術，將激發更多令人讚嘆的視覺饗宴。

提醒您下回看完電影時，先不要急著離座。看看畫面上升起的工作人員名單，這可是剛才經歷過的煙霧繚繞美景、虛擬浩劫的震撼破壞、或驚心動魄的槍戰現場的幕後大功臣！仔細瞧瞧會發現裡面除了電影工作者，還有很多來自研究領域的專家學者們，他們秉持著科學求真的執著態度，默默地成就一幕幕電影中的極致演出，值得你我佩服。

參考資料

http://obrien.berkeley.edu/Prof._James_F._OBrien/Home.html
http://www.oscars.org/news/21-scientific-and-technical-achievements-be-honored-academy-awardsr
http://www.cs.cornell.edu/~djames/
http://www.oscars.org/sci-tech/ceremonies/2013

資料來源

轉載自「國研院高速網路與計算中心100期電子報」

視覺特效(3) 科發月刊(5210)

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