由韓裔美籍導演彼得孫執導的《元素方城市》是皮克斯最新力作，故事敘述風、土、水、火居民構成的城市裡，火熱的女子小炎與隨波逐流的男子水弟相遇，在解決漏水問題之際意外擦出愛的火花，卻又必須面臨層層考驗。導演透過不同元素居民的互動，講述了移民社會的種族議題。其中火、水等流體的動畫製作是本作的一大亮點，看似簡單的擬真流體效果，背後卻暗藏強大的技術力與創造力，外媒採訪了皮克斯的 VFX 總監 Sanjay Bakshi，暢聊團隊如何開發新工具，打造充滿奇想的「元素」世界觀。

《元素方城市》最重要的視覺效果是什麼？在技術與藝術層面上做了哪些努力？

Sanjay Bakshi：《元素方城市》是個非常有野心的計畫，大部分鏡頭都牽涉到 VFX 的運用，加上劇情有許多關於水、火不同元素的互動，將這些創意呈現於畫面中，是部門的首要任務。儘管過往皮克斯電影都有爆炸或火災的畫面，但要做一部以火、水等流體效果為主角的電影，最大的挑戰就是如何透過 Houdini 流體模擬創造多變的效果。主角小炎由火生成，但當她有不同情感(哭、笑、憤怒)時，該如何透過火的變化去傳達這些情緒，引發觀眾的共鳴，這是一個極大的技術挑戰。當然困難的不只是火焰效果，水也是一種流體模擬，水弟的所有行為都必須像水一般流動自如，且吸引觀眾的目光。 

與過去做 VFX 相比，有什麼變化嗎？ 

Sanjay Bakshi：不斷突破動畫的可能性，對技術團隊來說是一件令人興奮的事。當然視覺藝術部門一開始會繪製許多設計，為動畫奠定美術方向，但火、水這些流體動態，需透過電腦模擬才能顯現其效果。因此我們召集了動畫師、特效藝術家和著色藝術家，組成一個獨特的視覺開發團隊，將創意點子以電腦模擬的方式視覺化，在寫實與卡通風格不斷平衡，創造許多圖像，為電影奠定視覺風格。 

如何打造出更風格化的視覺風格？ 

Sanjay Bakshi：針對火跟水，團隊有不同做法，但最核心的思維是希望這些流體的動態感是真實的，它必須透過模擬生成，不能是短暫的循環動畫。在一些遊戲中，遊戲開發團隊會為了容量去設計一些能循環播放的流體效果，然而這種動態會不像真實的火焰。

在《元素方城市》中，小炎身上有一條輪廓線，用來定義她的頭部與身體，可將她與其他場景物件和角色區分，她身體有一條動態的邊界，展現她的形狀。我們將同樣的設計放在水弟身上，我們稱之為「a meniscus」(凹彎液面)。

至於水弟，頭部是水的模擬，團隊盡可能保持相同的形狀，水弟頭上三根獨特的手指，則是一個持續運行的模擬，當水弟靜止不動一秒鐘時，才會形成。再來他的身體不僅是表面折射，還有體內折射，團隊還創造氣泡，讓水看起來更具流動性。至於臉部只會確保眼睛下方沒有太多的氣泡，因為會看起來很奇怪。總而言之，團隊創造只有水才有的效果，並隨機分配於水弟的身上，感覺宛如水一般的自由流動。 

 聊聊在 SIGGRAPH 上分享的「Volumetric Neural Style Transfer 體積神經風格轉換」的火焰技術？

Sanjay Bakshi：對我們來說，是一個非常令人興奮的發現。「Volumetric Neural Style Transfer 體積神經風格轉換」火焰技術在先前報告中曾提到，並在幾年前引起動畫圈的注意，它假設有一個從Houdini中產生的火焰流體模擬，優點在於逼真、沒有循環、看不到任何模式、動態十足。它能模擬出燃燒碎片飛出來的效果，動態頻率也近似火，然而它卻不像插畫、且無秩序。這是該技術為我們帶來的效果，於是團隊給它一些繪製好的圖像，要求這些圖像能轉化成模擬，團隊混合該技術產生的結果，產出動態流體效果更完整的模擬、更有秩序、更像插畫，讓小炎的火焰既有真實火焰的逼真，卻又不凌亂。 

在與迪士尼技術團隊交談過後，迪士尼現在對 AI 的使用，更偏向在道德許可下的應用，透過旗下皮克斯、迪士尼的既有版權圖像訓練 AI，能聊聊這部分的想法？ 

Sanjay Bakshi：沒錯，之所以會非常放心使用「Volumetric Neural Style Transfer 體積神經風格轉換」的火焰技術，主要是因為團隊依然有聘請藝術家手繪一些圖像，再去生成想要的模擬效果，這幾年，我們也使用機器學習進行降噪，都是透過過往電影的有噪渲染版本和無噪版本進行訓練的。 

在這部電影中，還有使用其他的新工具或新流程嗎？ 

Sanjay Bakshi：團隊為電影建立的動畫工具非常出色，可以控制火焰的動態。之前曾發布相關文章，解釋如何透過曲線網格製作火焰的動畫。該製作流程能在角色身上使用低解析度的網格，還能幫助動畫師打造更精準的動態，塑造一些良好的形狀。基本上在其他電影也使用過，只是在《元素方城市》發揮了它的優勢。 

 《元素方城市》視覺風格偏向 2D，是如何在 3D 創作上打造這種效果？

Sanjay Bakshi：《元素方城市》非常 3D，一切都是流體模擬，背景的物件讓整個世界觀更立體，小炎本身具有透明度，在某些畫面中，背後物件會透出來，這樣的效果讓我們很驚豔！然而本片依然具有 2D 的特點，主要可能是剛剛提到的體積神經風格轉換技術，它是非常 2D 的技術。如果你改變攝影機的視角，就會有 Bug，它只能在固定的攝影機視角下製作具風格化的火焰效果。

再來我們有為角色進行剪影雕刻，這也是非常 2D 的效果，如果移動攝影機，就可能會讓該效果消失，或許還有動畫表演的考量，動畫師將火和水的元素特性，應用於攝影中。最重要的還有風格化的打燈方式。為了使角色和場景融合，燈光團隊使用了很多技巧，包含陰影具有圖像感。他們還使用了 Kuwahara 濾鏡，將遠處的物件轉化為插畫風格，讓整體看起來更 2D。 

《元素方城市》的視覺效果非常複雜，在算圖上有什麼挑戰？ 

Sanjay Bakshi：這部片其實非常複雜，但觀賞時其實並不明顯，因為我們不希望觀眾覺得創造這些效果很複雜，而是沉浸在電影情節中。流體算圖非常昂貴，大量消耗 CPU 和 GPU，體積神經風格轉換技術也都是在 GPU 完成的。為了完成這部片，我們建立有比以往更大的算圖農場，使用了更多的存儲空間來存儲每個鏡頭的模擬，甚至投資了一個 GPU 農場，進行體積風格轉換技術。 

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