（ISNS）-- 每部電影的目標都是讓觀眾放棄集體不信任感，並沉浸在螢幕上創造的世界中。隨著特效技術的突破不斷提高電影觀眾的期望，幕後的技術人員將於週六齊聚一堂，慶祝電影製作中的科學和工程進步。
觀眾知道丹尼爾·戴-劉易斯並非真正的亞伯拉罕·林肯，安妮·海瑟薇也不是芳汀，但當他們觀看《林肯》或《悲慘世界》時，他們相信了。美國電影藝術與科學學院將於 2 月 9 日在比佛利山莊酒店舉行科學和技術成就獎頒獎典禮。今年，頒獎典禮將由佐伊·索爾達娜和克里斯·派恩共同主持，兩人都曾出演 2009 年的《星際迷航》重啟版。九個科學和技術獎項將表彰總共 25 位創新者，他們的硬體和軟體改變了電影製作的過程。許多獲獎者與 Inside Science 進行了交談，解釋了最新特效奇蹟背後的科學、工程和數學工具。
視覺特效 – 羽毛和煙霧
儘管娜塔莉·波特曼具有出色的表演能力，但幫助她在 2010 年的電影《黑天鵝》中最終從女人變成天鵝的是螢幕科學，讓她長出了羽毛。
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Imagineer Systems Ltd. 首席營銷官 Ross Shain 表示：“Look FX 團隊已經努力了數週，試圖使其生效。最終效果必須顯示從她的背部、頸部和肩部開始，鏡頭特寫。”
由於鏡頭移動幅度很大，並且很少有數字點可以將羽毛附著到波特曼的手臂上，Look FX 嘗試了它擁有的所有工具，但都無效。因此，該團隊嘗試了 Mocha 平面和跟蹤軟體，該軟體的建立是為了解決常見的技術問題，併為視覺特效藝術家、編輯、動畫師和調色師節省時間。
該軟體由包括 Shain 和其他獲獎者 Philip McLauchlan、Allan Jaenicke 和 John-Paul Smith 在內的團隊開發，本質上是跟蹤場景中每個螢幕數字圖片元素（或畫素）的移動。這使藝術家可以更好地控制視覺效果的最終外觀和移動。幾乎在瞬間，Mocha 允許藝術家獲取他們建立的天鵝皮膚和羽毛的影像，將其附著到波特曼的手臂上，並將影像整合到她的皮膚中。
Shain 說：“這讓揭示得以發生。結果令人震驚。”
觀眾常常被大型的火爆爆炸或滾滾的煙霧雲所震撼。
在 2011 年的電影《雨果》中，當雨果·卡布雷穿過鐘樓試圖逃離火車站巡視員時，加州大學聖巴巴拉分校的計算機科學家西奧多·金，以及其他獲獎者尼爾斯·圖雷、馬庫斯·格羅斯和道格·詹姆斯，創造了提供額外隱形斗篷的縷縷煙霧。小波湍流軟體使藝術家更容易控制螢幕上煙霧雲和火焰的最終外觀。
金說：“雖然這項工作技術性很強，但其最終目標是審美上的。當許多人想到數學和科學時，通常認為它沒有給創造力或直覺留下任何空間。然而，兩者都在該軟體的設計和實施中發揮了巨大作用，反過來它又幫助其他人進行他們自己的創造性工作。”
CG 皮膚和運動
將 2012 年電影《霍位元人：意外之旅》中的計算機生成角色咕嚕復活是一項獨特的挑戰，因為使其看起來如此逼真的一部分與他的皮膚和運動有關。為了實現這一點，來自維塔數碼的藝術家和科學家團隊（包括獲獎者西蒙·克拉特巴克、理查德·多林和詹姆斯·雅各布斯）開發了一種他們稱之為“組織：基於物理的角色模擬框架”的方法。
生物特效主管雅各布斯說：“該框架用於構建和模擬我們數字生物和角色的解剖元件。”
出於類似的目標，Centropolis FX 的一組人員（包括獲獎者 J.P. 劉易斯、尼克松·方和馬特·科德納）建立了姿勢空間變形，或“PSD”技術。
暴雪娛樂公司的特效藝術家科德納說：“PSD 是一種對藝術家友好的方式，可以解決動畫中基本的蒙皮問題。它是維塔組織框架不可或缺的組成部分。”
PSD 幫助藝術家將計算機生成的手臂擺成特定位置，例如手臂彎曲使肌肉隆起。藝術家可以修復皮膚的表面，併為該特定姿勢儲存皮膚表面的設定。在場景中所有姿勢的皮膚都修復後，PSD 將整合所有這些資訊，以便在手臂從彎曲到放鬆時移動，以幫助使皮膚看起來更真實。
照明 - 從場景到城市
在 2001 年的動畫電影《怪物史萊克》中，為 PDI/夢工廠工作的團隊（包括丹尼爾·韋克斯勒、勞倫斯·凱斯特魯特和德魯·奧爾布里奇）創造玫瑰色的日落既是藝術又是科學。
現在是 The11ers 執行長的韋克斯勒說：“我們為藝術家製作了一個工具，幫助他們實現新的創造力水平。燈光師（用燈光講述故事，並且由於燈光師的時間比計算機的時間更有價值，我們開發了 Light 系統）。”
Light 系統將照明和渲染組合到一個工具中。照明是當藝術家向場景新增燈光時，例如照亮的檯燈。渲染透過形成結合了燈光、桌子上的木紋和牆壁顏色的影像來生成整個場景。這使燈光師可以看到燈光在場景中的樣子。
韋克斯勒說：“藝術家不必在對場景進行更改和能夠檢視更改之間等待數小時，而是能夠即時檢視照明的變化。”
專注於一個房間的燈光是一回事，但試圖照亮紐約市天際線的五個街區是另一回事。對於索尼影檢視像工作室的 Steve LaVietes、Brian Hall 和 Jeremy Selan 來說，建立 Katana（一種計算機圖形場景管理和照明軟體）是一種克服使用計算機的所有記憶體來生成大型複雜場景的常見問題的方法。
管道架構師 LaVietes 說：“Katana 專門用於大型電影製作，其中涉及大量資料或大量團隊成員。他開發了在部門之間移動資料以進行最終電影幀交付的軟體流程。Katana 的工作方式是，如果我對場景進行更改，我只儲存該更改，您將看到此場景的所有更改的流程圖。”
例如，藝術家可以製作一套關於夜晚燈光如何從公寓視窗照射出來的說明。然後，如果藝術家決定將一個視窗和一個整棟公寓樓變成一個城市街區的長度，Katana 可以將相同的照明說明應用於更大的環境。
讓燈光恰到好處，讓角色看起來栩栩如生，並創造出讓觀眾驚歎的視覺效果是這些奧斯卡獲獎螢幕科學家和傑出工程師的目標。當他們把工作做好時，觀眾甚至不會注意到他們的工作。
這個故事最初由 Inside Science News Service 釋出。