『ターミネーター2』技術のオーラルヒストリー（2017）
(vfxblog.com)- 1991年公開の Terminator 2: Judgment Day に登場するT-1000は、約50カットのCGショットのために、当時12〜20人規模だったILMのコンピュータグラフィックスチームがモデリング、アニメーション、レンダリング、合成ツールを自作して完成させたデジタルキャラクター
- 液体金属が人間のように動き、実写のRobert Patrickへ変化するよう、身体を手作業でデジタル化し、RP1〜RP5 段階の共通制御点を補間しながら、
Body Sock、Make Sticky、Chan-Math、MORFなどの専用ツールを開発 - リアルタイムレイトレーシング、モーションキャプチャ、インバースキネマティクス、精密なマッチムーブがない環境で、反射平面ベースの poly alloy シェーダー、ロトスコーピング、手続き的変形、投影マッピング、フレーム単位のバッチ処理を組み合わせた
- 1990年当時、ストレージ1GBは 9,000ドル で、約100万ドル規模のSGI機材を投入して6か月間作業し、一部の結果は一晩レンダリングして翌日に確認する必要があった
- T2の制作は光学効果から デジタル合成 へ移行する転換点であり、このとき構築されたキャラクター変形、サーフェス接続、反射、合成の基本原理は、はるかに進化した現在のツールにも受け継がれている
小さなCG部門が担った前例のないプロジェクト
- ILMは The Abyss の水柱キャラクターでデジタル効果の可能性を証明していたが、Terminator 2 では失敗した場合に代替できる回避策がほとんどない作業を引き受けた
- 当時としては巨大な規模だった 約50のCGショット を制作するため、小さなCGグループの人員を急速に増やした
- Alex Seidenは、制作前に約20人だった人員がT2制作期間中に約40人へ拡大したと記憶している
- Eric Endertonが入社した時点では12〜15人規模だったが、その後CGグループがILMの大部分を占めるようになり、会社全体も約300人に成長した
- それまではショット担当者がソフトウェアまで直接書いていたが、EndertonはCG部門初の ソフトウェア専任開発者 として採用された
- ストーリーボードには実装難度に応じて色や点が付けられており、
head through bars、head through floor、互いに融合するサーフェスのような最高難度のショットは、制作開始時点でも実装方法が決まっていなかった - 現在より役割分担が緩く、1人がモデリング、アニメーション、手続き的アニメーション、テクスチャリング、ライティング、レンダリング、合成まで担当する DIY方式 で作業した
- TDは市販パッケージにないフレーム単位の処理のために、C-shellスクリプトやバッチツールを自分で書く必要があり、効率よく結果を出すにはソフトウェアやコンピュータ内部の動作まで理解していなければならなかった
- 異なる役割のチームメンバーが同じ空間で働いたため、シェーダー、アニメーション、ソフトウェア開発の知識が自然に混ざり合い、ツールもほぼ毎日変わっていた
高価なハードウェアと遅いフィードバック
- 1990年ごろ、ストレージ 1GBの価格は9,000ドル で、グラフィックス作業に最適化されたSGIサーバーと240 VGX、340 VGXワークステーションを使用した
- T2制作のために約 100万ドル規模のコンピュータ を購入し、50余りのショットを完成させるのに約6か月かかった
- 夜間は機械室をレンダーファームとして使い、CPUの配分を誤ると他の作業者のショットが朝までに終わらないことがあった
- これを管理するため、割り当てられたCPUを配分または返却するGUIツール
PAを作成した
- これを管理するため、割り当てられたCPUを配分または返却するGUIツール
- アニメーション結果は一晩レンダリングした後、翌日のデイリーで確認することが多く、画面上では見えない変形のタイミングを推測しながら作業しなければならなかった
- ディスクを交換するには作業室を出て地下の機械室にあるプラッタードライブを直接交換する必要があり、ディスクI/Oとメモリ節約が制作速度を左右した
- Pixar分社化前のLucasfilmで作られた一部ツールを維持し、法務・事業上許される範囲でPixarと協力して RenderMan を使用した
The Abyss技術の分解と再利用
- The Abyss の水柱は、背骨の曲線、断面曲線、Cyberwareの顔、波紋効果を1つのプログラムにまとめた 単一目的ソフトウェア で制作された
- T2ではこのプログラムを複数の独立ツールに分解し、液体金属の表面や銃創の回復といった効果に再利用した
Z-rippleはサイン波状の手続き的な波紋と減衰を追加し、弾痕が塞がっていくようにした- John Bertonは実写プレート内のRobert Patrickの胸を変形させ、傷がしぼむ効果を加えた
- The Abyss の水柱は人間性と無関係な抽象的存在だったが、T-1000は金属状態でも 中に人がいるような動き を見せる必要があった
- 当時のコンピュータは反射素材を比較的うまく処理できたが、金属を液体のように動かしながら、人間の歩行や実写シーンに説得力をもって結合することは別の問題だった
- James Cameronの水柱と液体金属人間は、デジタルシステムがうまく扱える美学的特性を備えており、毛のあるキャラクターより実現可能性が高かった
Robert Patrickの手作業によるデジタル化
- 当時は実用的なモーションキャプチャがなかったため、Robert Patrickの体に 4インチ×4インチのグリッド を描き、正面と側面のVistaVisionカメラで同時に撮影した
- 正面には85mm、側面には50mmレンズを使用し、同じフレームの2つの視点を合わせた
- 身体形状と動きのデータをすべて手作業でデジタル化し、歩行はロトスコーピングした
- 初期データにはRobert Patrickがアメリカンフットボールのけがで持っていた足を引きずる癖まで含まれていたが、機械のように歩くようアニメーションで修正した
- 変形状態を RP1〜RP5 に分けた
- RP1：形のない塊
- RP2：Silver Surferのような滑らかな人型で、
Oscarとも呼ばれた - RP3：サンドブラスト処理されたような金属の警官制服形態
- RP4：しわやボタンまで含む精密な液体金属警官
- RP5：実写のRobert Patrick
- RP2とRP4は同じ制御点データセットを共有し、高解像度スキャンデータを平滑化して詳細度の低い段階を作った
- 炎の中から歩き出す
CC1ショットは一般にモーフィングと呼ばれたが、実際には モデル補間（model interpolation） を使用した- ボタン、バッジ、銃を体内に隠しておき、時間に沿って外へ生えてくるようにした
- すべての段階間を直接変形できたわけではないため、アニメーションでできるだけ近い状態を作った後、モーフィング、メッシュディゾルブ、ジオメトリ変換でつなぎ合わせた
Aliasと初期キャラクターアニメーションの限界
- ILMは当初、業界トップだったWavefrontを好んでいたが、アーティストが使いやすい Alias を選択し、これはAliasがプロ制作ツールとして認められるきっかけになった
- 制作には
Alias 2.4.1を使用し、現在のスカルプトツールとは異なり、重なった制御点を持つNURBSやB-splineパッチをワイヤーフレームで編集する必要があった- 一度に動かせる制御点は1つだけだった
- 周囲の制御点を減衰付きで動かす
Prop Modも、操作のたびに約5秒待つ必要があった quick shadeの結果が画面に表示されるまで約5分かかり、モデルをほぼ完成させてからでなければ陰影の形を確認できなかった
- インバースキネマティクスやコンストレイントがなかったため、関節回転を直接追跡する必要があり、1つの関節の過度な回転が腕や脚全体に影響することがあった
- 初期のマッチムーブは精度が低く、足が床に固定されているように見せるため、フレームごとに滑りを補正した
- Tien Truongの低ビットエッジ検出ツールは、プレートのコントラスト領域を明るい色で抽出してAlias画面に重ね、肉眼では静止しているように見える俳優の サブピクセル単位の動き まで合わせるために使われた
Body Sockによる分かれるサーフェスの接続
- T-1000の体は複数の4辺B-splineパッチで構成され、骨格を動かすと膝や股間などの部位でパッチが開いたり重なったりした
- Angus Poonが始めた
Sockはその後Body Sockへ発展し、各フレームでキャラクター全体の継ぎ目を自動的に ステッチング した - 当初は体の上に伸縮性のあるナイロン靴下のようなサーフェスをかぶせようとしていたが、実際には既存パッチの端をつなぎ合わせる方式で実装された
- Aliasには静的な2つのサーフェスを接続する機能があり、Endertonはシーンを読み込み、各フレームで接続処理を行った後、アニメーションとして書き出すプログラムを作った
- Steve Williamsはこのツールを受け取り、20秒で筋肉が膨らむ腕のアニメーションに適用した
Sockファイルには、接続する2つのサーフェスと各サーフェスの方向である+U、+V、-U、-Vが記録された- 分割数が異なっていても整数倍の関係なら処理できたが、3つや5つのサーフェスが1点で出会う人型構造は数学的により難しかった
- 当時新たに解く必要があったこの問題は、その後の市販キャラクターアニメーションソフトウェアの基本機能になった
液体金属の反射と質量感
- Alex SeidenはT-1000のためにRenderManベースの poly alloy シェーダー を書いた
- プロダクションレンダラーでレイトレーシングを使えなかったため、シーンに複数の反射平面を配置し、シェーダーが交差の有無を高速に検査する、制御可能な反射マッピングを使用した
- 反射だけを適用するとT-1000に質量感がなく見えたため、拡散シェーディングを混ぜた
pewterの外観を作った ledという対話型ライティングエディタは、事前計算したサーフェス法線と位置を収めた ジオメトリバッファ を活用し、全体レンダリングなしで反射平面とシェーディングパラメータを調整した- 画像上の任意の位置をクリックして、反射やスペキュラーハイライトを配置することもできた
- 炎の中から歩き出すシーンでは、炎の映像を貼ったカードを環境内に置き、RenderManの座標変換を通じて金属表面に反射させた
- CGから俳優へ移行する終端部分では、モデルのオブジェクト空間でカードを動かして透明度ワイプを作り、直線的な境界を避けるためにフラクタルでエッジを乱した
- ヘリコプターのシーンでは、シェーダーのアルファマップで操縦士の顔が液体金属越しに見えるようにしたが、実際の光学よりも顔をT-1000に近く配置した
代表的なショットを解決した専用ツール
-
Head through floor
- 顔と床は互いに無関係でトポロジー構造も異なるため、直接融合するアニメーションの代わりに、2つのサーフェスの上に布のように置かれる新しいサーフェスを作ることにした
- Eric Endertonの レイキャスティングツール は、開始平面から顔と床の結合サーフェスへレイを飛ばし、交点に制御点を配置した
- 制御は非常に難しく、Liza Keithは平らな床から顔が盛り上がりながらテクスチャが破れない遷移を作るのに長い時間を費やした
- Michael Natkinは、いくつかの静止モデルをアニメーションに変えられるよう、Aliasファイルをキーフレームへ変換する接続コードを書いた
- 病院の床は実際にはすべて白だったが、Cameronがテスト用の 白黒チェック柄シェーダー のほうがより不気味だと判断し、撮影現場の床に黒いステッカーを交互に貼った
-
Make StickyとHead through bars
Make Stickyはテクスチャ画像上の点を3次元ジオメトリに固定し、頭と体が鉄格子の間で変形するとき、映像がサーフェス上で滑らないようにした- 既存のメッシュ頂点ベースのテクスチャリングはUVとパラメータの歪みを引き起こしたが、Make Stickyはマイクロポリゴンがスキャンされたフィルムフレームのどの位置に置かれるかを利用した
- Robert PatrickのCyberwareスキャンメッシュの制御点を鉄格子の形へ直接引っ張り、円筒形変位ジェネレータで縦の鉄格子に押し付けられる形を作った
- 銃が鉄格子に引っかかり、T-1000が腕をひねる動作も、同じショットの印象的な細部として完成した
- ツールの元の名前は
Make Me Stickyだったが、その後Make Stickyに変わった
-
Split HeadとChan-Math
- 頭が割れて修復されるショットは、Stan Winstonチームの実物プロステティック効果で頭が開く部分を撮影し、CGと投影マッピングで閉じる部分を制作した
Chan-Mathは、繰り返される使い捨てプログラムの代わりに、オブジェクトとチャンネルを命名規則で探して接続する中間スクリプト言語を作ろうとする試みだったskinが付いたオブジェクトが対応するboneオブジェクトを追従する方式で動作した- TDが直接書くには言語が十分になじみやすくなかったが、開発者はカスタムスクリプトを素早く提供できた
- 制御点アニメーションが積み重なり、ピボットが散らばる問題を解決するため、既存の変形を維持したままピボットを
0, 0, 0に圧縮した - Split Headでは指定されたパッチを見つけ、個別オブジェクトのキーフレームにして、割れた頭を再び縫合した
-
走行とヘリコプター
- 病院ガレージの
HG-1は、Robert Patrickの横方向の走行映像を参考にロトスコーピングしつつ、参考映像になかった加速区間を別途アニメーションした - 滑らかなT-1000から制服警官へ変化する過程はAlias上では見えず、夜間レンダリングの結果でしかタイミングを確認できなかった
- ヘリコプターで「Get out」と言うシーンは、複数のCyberware顔スキャンが正確に整列していなかったため、中間の口の形と顔の位置を合わせた後、メッシュ移動にモーションブラーを適用した
- 完成後に振り返ると、セリフの2語の間隔はやや長かった
- 病院ガレージの
MORFと2D変形
MORFはDoug Smytheが Willow の動物変身のために作り、Indiana Jones and the Last Crusade を経てT2にも使用された- もともとはSun 3/180・280とPixar Image Computerで動作していたが、より多くの作業者が使えるよう、T2では SGI 340 VGX に移植した
- ソース画像とターゲット画像にそれぞれグリッドを置き、キーフレームごとにグリッド点を動かして、2つの映像の形状と色を補間した
- 大きな形が小さな形へ変わるとき、一方のグリッドを平らなままにせず、両側から反対方向へ引っ張ることで伸びやサンプリングエラーを減らした
- 二重3次B-spline評価では、グリッド間隔の差が大きいとオーバーシュートやリンギングが発生し、ソフトウェア側で別途処理する必要があった
- タイムライン画面で各グリッド点の移動と色遷移のタイミングを調整できた
- 上段グリッドの灰色の点は、開始状態の黒から目的状態の白へ変わり、各領域の進行度を示した
- 領域ごとに遷移時点をずらし、アニメーションワイプや順次変形を作ることができた
- T-1000が壁にぶつかった後、体を回転させずに自分自身を貫通して前面へ変わる
Turnaroundショットでは、シャツの前面としわが順番に回るよう、遷移そのものをアニメーションした - 警官のブーツが金属床に溶け込むショットは、足が実写プレート上で滑る問題と、靴底・ヒールの変形のために数週間かかり、ディレクターズカットに再び含まれた
Death Squadと最後の溶解シーン
- 最後の溶鉱炉シーンは、T-1000を殺す Death Squad が担当し、Doug Chiangの紙のアニマティックをSteve Williamsが3Dへ移した
- キャラクターが頭を後ろへ裂き、内部を口から吐き出すように裏返って溶け落ちる4〜5カットは、当時の機材では処理が難しいほど多くのジオメトリデータを要求した
- モーションブラーのために、1フレームの開始時と終了時のジオメトリを両方パイプラインへ入れる必要があり、John Schlagがそれを処理できるようレンダリングスクリプトを書き直した
- 最終的な溶解効果はランダムな フラクタル変位 でT-1000の映像を溶かしたが、個々の金属片の移動や渦を直接制御することはできなかった
- 望む結果が出るまでランダムシードを変えながら映像処理を繰り返した
- 作業者たちは週約80時間働き、通勤時間を減らすためにILM近くのモーテルで寝ることもあった
- Dennis Murenは低解像度の640版を最終版として選び、1280で再レンダリングする時間がなかったため、元の映画の一部カットはぼやけて見える
- Tom Williamsは当時の最終解像度を約1Kと記憶しており、Josh Pinesが拡大とフィルム出力で結果を救った
- CGチームが色を修正しても、フィルム現像担当者が意図的に再び色補正して戻すことが繰り返され、デジタルチームは光学部門によるこの後処理過程を知らなかった
フィルムスキャンからデジタル合成へ
- T2はフィルムで撮影されたため、すべての実写映像をスキャンし、CG作業を経た後で再びフィルムへ出力する必要があった
- ILMはLucasfilmのpre-Pixarグループから受け継いだ 35mmレーザースキャナー／レコーダー を使用した
- 1台の装置がCCDとレーザーを使い、撮影済みフィルムをデジタル化したり、生フィルムに映像を記録したりできた
- まず元フィルムをスキャンした後、何も処理せずに再出力し、デジタル工程を経ていないフレームと区別できないかを検証した
- The Abyss では1ショットを除き、CGの水柱を黒背景でフィルムに出力して光学合成したが、T2では デジタル合成 がコストと品質の面で実用的な方式になった
- ILMは4Kではなく主に2Kまたはそれ以下の解像度を使用したが、優れたシャープ化アルゴリズムとフィルム記録技術で結果を補った
- George Jobloveは広いリニアフィルム空間を 8ビットログ形式 に変換し、保存容量と帯域幅を節約した
- この方式により、1日で終えられる記録作業が2〜3日に延びるのを防いだ
コマンドラインベースのデジタル合成パイプライン
- デジタル合成はGUIではなく、画像を共有メモリに入れ、マットとカラーチャンネルをバッファごとに指定する コマンドラインスクリプト で実行した
- 画像の読み込みと保存、チャンネル演算、レイヤー合成、ブラーはそれぞれ別のプログラムが担当した
- プロセス間で維持される共有メモリ領域は
virtual frame bufferと呼ばれ、各プログラムは環境変数に保存されたキーでアクセスした - 合成手順を一度スクリプト化すれば、コンピュータが毎回同じ順序と設定で実行するため、フィルムとゼラチンフィルターを手作業で扱っていた光学プリンターより高い再現性を確保できた
- 光学合成は作業表やフィルム位置合わせに誤りがあると最初からやり直す必要があったが、デジタル方式では素早いテストと修正が可能だった
- Dave Carsonは初期のPhotoshopでCGが処理できなかった部分を最後に手で消して修正していたため、パイプラインは冗談交じりに
model, animate, render, composite, Daveと呼ばれた
制作方式と業界に残した影響
- T2当時のCGキャラクターモデリングとアニメーションは初歩的な段階だったが、形状構築、骨格アニメーション、サーフェス処理、レンダリング、合成という 基本的な制作原理 は現在にも受け継がれている
- 開発者たちはアーティストの要求に合わせてほぼ毎日ソフトウェアを改善し、簡単なデータ変換ツールだけでも手作業なら数日かかる仕事を即座に処理した
- Jim Mitchellはビデオデイリー業務を終えた後、T-1000の小さな金属片が足に再び合流するショットを担当して良い結果を出し、正式なアニメーションチームのメンバーになった
- 当時はソフトウェア人材の価値が十分に確立されておらず、Michael Natkinは年俸約 3万5,000ドル で週80時間働き、その後残業代を請求した
- チームメンバーは過酷なスケジュールの中でも互いに支え合い、完成するショットが長い間古びて見えない水準になるという期待を共有していた
- 公開後、観客とSIGGRAPH参加者の反応は爆発的で、一部の制作者はサインを求められるほど注目された
- T2はVFX部門のOscarを受賞し、小規模チームが制作と同時にツールとパイプラインを発明した経験は、参加者のキャリアと仕事の進め方を変えたプロジェクトになった
1件のコメント
Hacker Newsの反応
液体金属に弾丸が命中するシーンのために作られた特注のスクイブは、今なお屈指の特殊効果だと思う
https://www.reddit.com/r/nextfuckinglevel/comments/v6qjaj/bu...
https://www.reddit.com/r/MovieDetails/comments/h9rzry/in_ter...
来月、Judgment Dayと35周年に合わせて4Kリマスター版が劇場で再上映される
https://www.fathomentertainment.com/news/fathom-entertainmen...
1、2か月後にBaton Rougeで映画を観て、今でも映画もあの結末だったと勘違いして覚えているほどだ。ガソリンスタンドで頭蓋骨を開いてCPUを学習モードに切り替える場面も、その次のJohnの「もう学んでるのか？」という台詞にきれいにつながっていて、なぜ削ったのかわからない
Terminator 2の制作にはSoftimageが使われている
https://en.wikipedia.org/wiki/Softimage_(company)
https://www.fxguide.com/quicktakes/remembering-softimage/
T2は史上最高の映画であり、核物理学者たちからも高く評価されていた
Terminator 2のかなりの部分をゼロから発明しなければならなかったという事実に驚かされる。現代の視覚効果を生んだツールや発想が、エンジニアたちが不可能に見える問題をひとつずつ解決する中で生まれたという点も印象的だ
時代を超える映画は確かにあるが、今日のCGIが同じようにうまく歳を重ねるかは疑わしい
実写映像と自然に溶け込むことが必須だったが、今は同じ原則が適用されていないように見える
インタビューに登場するSteve ‘Spaz’ WilliamsのドキュメンタリーJurassic Punk (2022) を勧めたい。T2とJurassic Parkだけでなく、ILM内部の政治も扱っている
監督 Scott Leberecht、上映時間80分
https://watch.plex.tv/movie/jurassic-punk-2022
技術の話が出たついでに、40ワット級のPhase Plasma Rifleも名前だけでもまた出てきてほしかった気がする
高架下を通過するヘリコプターが実際の飛行なのか、視覚効果なのか、あるいはトレーラー上のヘリなのか確認したい。スタントパイロットが2回も実際に通過したらしいが、どれだけ熟練していてもローターのダウンウォッシュの予測不能な影響を避けるのは難しそうに見える
45〜50歳未満であれば、Terminator 2 と当時の大作公開がどれほど巨大な出来事だったかを完全に実感するのは難しいかもしれない。MCU時代や Star Wars のプリクエル・シークエルも興行収入は大きいが、文化的影響力という点では同じような例を見ていない
当時の地域の映画館では、大作でも通常は1〜2スクリーンで1日4回上映する程度で、マルチプレックス以前だったため大きな映画館でも4〜8スクリーンほどだった。ところが T2 は公開3週間後でも日曜まで午前8時から深夜0時の間に1日12〜15回上映されており、熱が冷めるのを待って日曜の朝8時に行ったのにそれでも満席だった
CGIや節度あるファンサービスも大きかったが、続編としては珍しく物語そのものが素晴らしく、革ジャン姿の Arnold Schwarzenegger が酒場から出てきてバイクにまたがると観客が歓声を上げた。Linda Hamilton の Sarah Connor も、大規模なメジャー映画で女性を描く方法を変えた初期の例であり、サングラスに武装した姿のポスターを貼る人も多かった
1990年代は週1〜2回映画館でどんな映画でも観るほどの黄金期だったが、2010年代には年2〜3回に減り、Avengers: Endgame 以降は映画館に行っていない気がする。1990年代初頭に T2 が実現した CGI の規模はいまでも驚異的だ
父と映画館で T2 を観たのがおそらく最初のR指定映画で、これをきっかけに親しくなった。友人の中にも似た思い出を持つ人が多かった
Alien、Terminator 2、Jurassic Park は、当時の技術で不可能なことを無理にやろうとせず、それでいて物語自体がとても面白かった。過度な露出で観客を引きつけようともせず、登場人物たちは強く憎み、愛する 実在の人間 のように自然だったが、最近の映画ではそういう感覚を見つけにくい
ただし T2 は Endgame のように本当に楽しむために22本前後を事前に観ておく必要がなく、より気軽に触れやすい
昔のメイキング映像を見ると、かなり多くの効果がコンピューターグラフィックスではなく 実物のセットと場面制作 によって実現されていたことがわかる