电影《阿凡达：水之道》的渲染、CG 技术相对 2009 年的首作有何本质上的提升？
2017年在Weta实习时候，做了一套水和头发交互的系统，主要负责计算湿头发之间聚合力、水顺着头发留下来的运动，以及头发在水下的拖拽力。 当时是给《阿丽塔》做的，不过这套算法也继续被沿用到了《水之道》上面，而且被改善得更成熟。 效果像这样： 当然，Weta的水体系统本身这几年也有很多的改进。尤其是做各种细节。比如做水从脸上流下来的效果： 做水花飞溅产生的的白沫： 做人水下吐气产生的气泡： 并且打造了一套称为Loki的模拟系统，可以在超级计算机或者云计算平台上做各种效果的物理模拟以及不同物理系统之间的耦合。 上面图中的每一个技术背后都是一篇SIGGRAPH论文或者讲演。更进一步说，这些技术很多方面，尤其是计算架构和方法论上，和模拟火箭发动机的流体模拟并没有本质不同（区别可能在于是求解Navier-Stokes还是Lattice Boltzmann，以及数值精度要求、离散化格式上等等），背后是无数应用力学和数值计算研究人员的努力。同时，Weta的一些研发人员也具有很深厚的工程背景，可以帮助不同领域之间的研发经验共享。比如，曾经领导Weta模拟部门的大佬Ken Museth，现在依然同时给Weta和马斯克的航天公司SpaceX做咨询。 实际上不只是物理模拟，近几年Weta的研发人员在渲染方面也有很大的进展，比如一直在推的光谱渲染（Spectral rendering，即渲染器里面不用三原色而是用物理波长来着色）、机器学习光追降噪等等；以及工具链优化，比如USD通用场景文件格式的应用。他们做产学研结合，以及研究成果落地的能力显然是非同一般的。 最终，所有的这些图形学技术革新成就了《水之道》这部电影。 最后，贴一些之前写过的相关文章。比如，《水之道》模拟毛发使用的离散弹性棒模型，之前写过一篇关于它的算法简要介绍： 以及，写过一篇笔记记录在Weta实习的生活体验： 就这样。
十多年来，电影特效进步飞速，现在看《阿凡达》的特效也就那样了。如果这是个人感受，那自然无可争辩。但看看这部《水之道》里的各种生物、水体、水下场景、背景和物体与角色的互动、远景中的CGI物体渲染等方面，你会发现，差距真的非常明显。 比如《复联4：终局之战》，成本同样有3.5亿美元之高，但结尾复联与灭霸对决一场，复联这边列队时，远景的模糊、远近景物体的割裂感、部分镜头明显的棚拍效果，恐怕整体上特效都还没有超越第一部《阿凡达》最后的大战吧……如果拿前几年的《海王》来比（尽管我刚看完时也感觉挺过瘾）《水之道》，如果把《水之道》比作是一辆顶级保时捷，那《海王》只好算一件塑料车模了。 同样是水下场景，《海王》显得缺乏层次，有塑料的CG感，而《水之道》则非常自然逼真，场景中的物体也比《海王》要丰富。 《阿凡达：水之道》几乎每一帧画面都非常清晰、真实、稳定，无论是CGI物体还是物理特效的装备、载具，或者远处的数字置景，都毫无瑕疵！这一点上，我认为卡梅隆与其它世界上的任何导演相比，都领先十年甚至更多！目前看到的电影画面，即使是诺兰的《盗梦空间》《星际穿越》，或者卡隆的《地心引力》，雷爷的《火星救援》……也都与卡梅隆呈现出的效果有一定差距。 同时，《水之道》中的各种载具、机甲、武器、工具，都极具真实感！这不仅仅是指其特效质感的真实，而且是说，这些东西都像是真的存在，都是可以实用的！绝非很多科幻大片中器具那样华而不实，看着就像某种概念设计，仅炫酷而已。《水之道》中出现的各种科幻器具，足够武装3到5部普通科幻大片！例如捕鱼的指挥船、水下蜘蛛型机器艇、声波干扰仪、单人机甲、提取大鱼精华的设备等等，令人目不暇接。看起来没有特别超越现实的夸张想象，但每样东西的质感都非常强。影片中所有设计都非常统一、严谨、精致、实用，完全是卡梅隆的风格！对比近些年科幻电影中比较华丽甚至浮夸的设计风格，我觉得卡梅隆的作法特别值得赞美。