好莱坞大片与云计算

解放军国防信息学院 郎为民 杨德鹏

一、引言

盘点近十年来的好莱坞电影，其中最靓丽的风景莫过于好莱坞大片中的高科技奇观，而且近十年来全球票房的前十名也几乎全部被这批电影所囊括。在好莱坞，以计算机及其数字技术为代表的高科技几乎影响着整个影片的制作和发行过程，并为电影提供了一整套制作方法和工具。为此，美国电影艺术与科学学院于1995年宣布奥斯卡奖从第68届起增设“科技奖”。

好莱坞大片使用先进的高科技进行制作，拥有无可比拟的观赏性和征服力，总能给人以极大的震撼和幻想，充分体现了科技和艺术结合的魅力。因此，一些年轻人对好莱坞大片情有独钟也就不足为奇了，甚至有“好事者”深刻地归纳了所谓的好莱坞大片“十二大定律”，即短命定律、洗手间定律、三次死亡定律、电话铃声定律、女人开枪定律、透视定律、后座暂盲定律、图书馆定律、向上爬定律、及时猫定律、只准单打定律、主角不死定律。

当IT业界正在爆炒“云计算”的时候，好莱坞的导演和主角们自然也不甘寂寞，他们雄赳赳、气昂昂地地投身到这场轰轰烈烈的运动之中。娱乐没有圈，没有谁规定电影人不能玩高科技!

从《泰坦尼克号》、《黑客帝国》到《魔戒三部曲》、《怪物史瑞克》、《功夫熊猫》、《阿凡达》等等，无不依靠以计算机集群为硬件的技术手段来编辑成特技效果。电影的动画和特技效果编辑制作，特别适合用计算机集群架构来运算。这是因为整个的计算任务都可以比较有效地分割为成百上千的相对独立的计算任务（比如每10帧页面的生成），彼此间没有关联（在计算过程中被分割的任务之间不需要相互通信或者共享某些变量）。这样，每一个计算任务都可以分配相应的一台计算机去独立完成，然后再逐步整合集成。

二、《阿凡达》

一定得看年度最好的大片——

好莱坞《阿凡达》

看就得看iMAX 3D版的

直接买第一排座位

最少也得找十兄弟去

什么《风云》呀，《三枪》呀，《刺陵》呀……

能不看的，全都别看

电影院里面有汽水、可乐、爆米花

检票处站一个超级辣妹

但凡有人一进来，甭管人有事儿没事儿都得跟人家说

Show your ticket，Sir

一口地道的伦敦英语

倍儿有味儿。

电影院里设两排迎宾的，全用潘多拉星球上的纳美人

再整一特大电子屏，二十四小时滚动播放宣传片

就是一个字——炫

看上个把小时脑瓜就得晕上半个小时儿。

旁边的人不是看《阿凡达》的，就是看宣传片的

你要说你看《刺陵》呀

大家得把你踩死。

你说看一场这样的电影，得花多少钱

我觉得怎么着也得要的50人民币吧

50人民币？那是成本

100人民币起

电影《阿凡达》海报

电影《怪物史瑞克4》海报

你还别嫌贵，还不打折

你得研究看电影人的心理

愿意掏50人民币看的人根本不在乎多掏50

你知道什么叫追求大片吗？

追求大片就是——

看什么电影都看美国的，不看国产的

所以，我们做电影大片的口号就是

不求好看，但求票房！

这是网友在用电影《大腕》调侃《阿凡达》。美国奥斯卡金像大导演詹姆斯 · 卡梅隆14年磨一剑的3D（三维）史诗巨制《阿凡达》公映后，引发全球性的观影狂潮，这部电影不但刷新了由卡梅隆自己保持的世界票房新纪录，而且还开创了将3D电影技术转化为“真金白银”的灿烂前景。

讲述老百姓自己的拆迁故事。《阿凡达》让人联想到了为抗拒暴力拆迁保护自己的“钉子户”。片中拆迁办的执行城管爱上钉子户杰克，从地球人战士转变为纳美人战士，被网友评为“背叛拆迁办的拆迁前锋”。

在《阿凡达》中，我们看到了逼真的飞流瀑布、漂浮云中的山峦、似含羞草的粉红植物、旋转飞行的“蜥蜴”、夜间发光的森林，似水母般在空气中游动的树种……这些3D画面让人仿佛身临其境，也令人相信科技的进步的确会改变电影的观感。《阿凡达》中有很多同云计算技术相关或相通的地方：

（1）片中曾说，在整个潘多拉星球中，每棵树都像是大脑中的神经元，彼此之间相互联系，从而形成一个很大的网络。而每一个纳美人都可以通过自己的神经末梢上传或下载相关的数据与信息。而云计算技术正是将很多服务器与存储资源通过网络相互联系在一起，向用户提供相应的计算能力与存储能力。从这一点看，潘多拉星球整个就是一个巨大的“云”。

（2）影片中每一个纳美人都可以通过辫子上的神经末梢同各种野兽以及大树之间进行交互，这种交互形式简洁、高效且接口统一，十分便于用户进行访问。在云计算平台中，端到云的接入体现的也是这些特点。正因为有这些特点，才使得云计算的用户可以方便地屏蔽底层的编程接口，提高效率。同时，统一的接口也增强了可用性。这是云计算优于网格计算之处。

（3）影片中整个星球有1万多棵神树，每棵神树又和1010～1020个其他植物相连。这一万多棵树互相之间也布满连接。根据推算，该星球上一共有1024个这样的节点，比人脑的神经元还要多。其中每棵神树都保存了大量本部落的相关信息。这实际上可以看做是云环境中的一个个数据中心，通过分布式的存储策略，使得终端用户能够方便快捷地在各处获取相关的数据信息。因此，潘多拉星球的各个“数据中心”之间，必然存在十分高效的数据同步、副本创建与更新策略以及相应的容错机制，即使在某个数据中心“失效”（大树被推倒）时，也能够保证数据的完整性、准确性。

（4）影片中那个将地球人和阿凡达进行意识同步的仪器，可以看作是地球人接入到潘多拉这个云平台的接入方案之一，可以称为是一种端到云的解决方案，而且该方案采用了很成熟的无线技术，保证了数据链路不受物理距离和地形的影响。

（5）影片最后描写人类发动袭击时，潘多拉星球各种野兽都帮忙进行对抗。这反映出圣母不仅仅是一个神，而且是一个拥有强大计算能力与人工智能的超级云计算环境，这不是人类和一个原始种族的战争，而是一小撮傻大兵和拥有强大的计算能力、海量信息存储能力以及高效的协同能力的云计算平台之间的对抗。

总的来看，《阿凡达》中包含了许多云计算以及分布式计算相关的理念与问题。可以毫不夸张地说，现实生活中云计算的理念无处不在。正是由于其应用的普遍性，使得云计算成为工业界与学术界十分关注的新计算模式。

《阿凡达》的制作集结了西方发达国家电影动漫行业的精英人才和前沿技术，参与制作的包括美国、新西兰等国的多家特效制作公司，其中包括曾制作《指环王》系列电影、《金刚》重制版、《2012》等影片的新西兰维塔工作室，以《星球大战》系列影片自1970年代末就闻名于世的美国工业光魔公司，制作了《变形金刚》、《2012》等影片的美国数字领域公司等。

2008年，新西兰维塔工作室重新装配了10000m2的机房，填满了惠普BL2x220c刀片式服务器，总计拥有4万多个处理器和104TB RAM（随机存取存储器），通过光纤连接读写大约3PB的数据。多重10G网络连接紧密地包裹起上述装备。由于数据流要求绝对稳定，因而所有运算都不能借助互联网，而需通过本地机房网络以尽可能高的带宽完成。《阿凡达》这种鸿篇巨制得以呈现的关键因素就是数据中心提供的强大运算能力，以及艺术品一样驱动计算进行的数据管理。为保持机房平稳运转，维塔工作室装配了强制水冷设备，提升地板增强散热，但也只是勉强抵挡为《阿凡达》这样的电影运算时散发出的强大热力。好在他们的选址让冬天需要的制冷成本大大降低，全水冷的总造价要低于使用空调的费用。每年因为调整一度室温，他们可以节省几万美元。

细心的观众会发现，电影《阿凡达》在最终鸣谢的时候，微软作为鸣谢单位被放在最重要的地方。因为这背后有一个数据支撑的故事。《阿凡达》制作方与微软进行了卓有成效的合作，微软为整个《阿凡达》电影提供了一个数据管理系统，这是一种基于云计算技术的数据资产管理系统。该系统将捕捉到的每一秒动作作为源数据，及时通知音效团队对数据进行编辑。然后，通知新西兰维塔工作室特效团队访问世界任何一个角落的玛雅数据，并进行编辑。《阿凡达》所有镜头都是摄像机拍摄结束后作为数据存储起来，经过处理以后剪辑形成的。在整个《阿凡达》制作过程中，这个系统提供106GB的数据存储。正是由于微软强大的数据资产管理系统及云计算平台存在，才使得《阿凡达》成为史上最伟大的3D电影之一。

三、《怪物史瑞克4》

白宫门口站了二十来人，有男的有女的，弄的兜子都准备好了——记者呀！我得留神说话，别被他们抓住什么把柄，丢中国人的脸。往下一走，这帮人全过来了：“师傅要盘吗？”卖盘的！你说白宫文化局都干嘛吃的！

这是郭德纲相声《西征梦》中的经典台词，讽刺那些卖盗版光盘的。我第一次接触《怪物史瑞克》是在回河北老家的长途汽车上，正昏昏欲睡的我因为一只会唱歌而且不肯停嘴的骡子吵得不能入睡，同时也被它的搞笑本领逗得精神大振。司机师傅一直炫耀车上新装的影碟机，估计碟片是在白宫门口买的，反正效果不怎么好。《怪物史瑞克》能在一片挟带暴力、阴谋等沉重主题的好莱坞影片中脱颖而出，相信就是因为它表达了已经被很多人所遗忘的纯真爱情主题：丑八怪的爱情也美丽！美国“梦工场”耗费近四年多时间创作的这部大手笔巨制，用清新亮丽的色彩塑造了一大群栩栩如生的动画人物形象。

颠覆有理，恶搞无罪，这是我对《怪物史瑞克》系列电影的真实评价。2001年的动画代表作《怪物史瑞克1》为史蒂芬 · 斯皮尔伯格的梦工厂树起了颠覆传统的大旗，迪斯尼出品的《白雪公主》、《三只小熊》、《木偶奇遇记》、《三只小猪》、《小红帽》、《罗宾汉》等经典动画片都成了该片的恶搞对象，显示出其对迪斯尼在动画领域的那巨无霸的藐视，希望能通过新的影片来对好莱坞文化注入新的活力。2004年上映的《怪物史瑞克2》则将恶搞对象指向美国的文化，南瓜马车、好莱坞标志、新婚标签、派拉蒙电影工厂、加长型马车、快餐店外卖窗口、奥斯卡颁奖晚会星光大道、电视主持人、娱乐频道、著名电视纪录片《Cops》、《碟中谍》、星巴克连锁咖啡公司、好莱坞露天剧场无一幸免。全片从好莱坞地区的环境到人物，无处不在地颠覆着现有的价值观，创造出一个让人觉得既熟悉又陌生的童话世界。2007年与观众见面的《怪物史瑞克3》给人以黔驴技穷的感觉，片中先后对中世纪晚餐剧场、《小飞侠彼得潘》、美国大学文化、猫头鹰餐厅、汽车影院、清口秀进行了恶搞，基本上是回收利用老笑话炒冷饭，外加找出那些还没有被恶搞过的迪斯尼动画元素。

作为《怪物史瑞克》系列的收官之作，2010年的《怪物史瑞克4》的主题是颠覆自身，已经成家立业并且有三个可爱孩子的史瑞克，却像我们身边的都市男人一样遭遇了“中年危机”。变肥的剑客猫还是一如既往的精彩，可爱的形象加上幽默搞笑的对白，让史瑞克夫妇彻底成了打酱油的。影片普通话配音版台词却意外地搞笑，并切合时下的流行趋势，“草菅驴命”、“驴唇不对怪物嘴”、“你按揭买房了吗？”引来观众爆笑，《怪物史瑞克4》是一部不折不扣的合家欢电影。曾有知名影评人看完《怪物史瑞克4》后评价说，梦工厂这部电影为“动画领域的顶尖水准，故事领域的全新创作，娱乐领域的绝对风尚！”

闲话少叙，言归正传。人们对《怪物史瑞克4》津津乐道的，还包括该片采用了时下最流行的3D技术，立体感与视觉效果都让片场内观众声浪四起。在被称为3D元年的2010，酷炫的3D技术、极致的动画场景，从《驯龙高手》到《怪物史瑞克4》，一部接一部高精尖水平的动画电影让梦工厂一直站在3D旋风的聚光灯下。

有了不断增强的“云计算”能力的保障，《怪物史瑞克》系列的特技效果也巧夺天工越来越逼真。《怪物史瑞克4》在动画效果上堪称极致的动画巨制，从灯光技术到人物头发及衣物纤维表现，都取得了巨大突破。在之前的《怪物史瑞克》中，人物的头发被塑造成固态，使用许多线条渲染，尽可能呈现最佳的外观。但是由于当时的条件限制，菲奥娜的头发被设计成一条长长的麻花辫，没有明显的摆动。而在《怪物史瑞克4》中，随着新技术的应用以及惠普科技的助阵，动画师们能随意通过动画制作出各种发型，从而诠释各个不同的角色。于是在这一集里，菲奥娜拥有了一头火红色的短发，随风飘动。

《怪物史瑞克》系列是由一个有1000多台服务器、共计约3000个英特尔中央处理器组成的计算机集群来计算动画生成电影的每一帧页面。从最早的一部《怪物史瑞克》6TB的渲染数据量到这一部中将近76TB的渲染量，这些数字的增长和变化背后，展示了梦工厂3D动画突飞猛进的发展态势。在《怪物史瑞克4》中所使用的渲染工厂，是梦工厂有史以来规模最大、功能最强的动画处理电脑集群，累计用了4600多万小时的渲染时间，而在2001年推出的《怪物史瑞克1》中这一数字仅为将近500万小时；2004年制作的《怪物史瑞克2》，总计算时间为1000万小时；2007年完成的《怪物史瑞克3》，则使用了2000万小时的总运算时间。也就是说，每三年总计算时间量翻一翻，这被戏称为“电影动画技术的摩尔定律”。为了塑造出令人惊叹的场景情节，梦工厂需要一个极其强大的设施基础，它在美国加州Glendale和Redwood市的两个工作室配有30台渲染服务器，每台服务器都有超过500个核心。事实上，梦工厂在制作《怪物史瑞克4》时，使用了将近10000个核心，连续数个月一刻不停地运行才得以实现，这一切都依赖于惠普公司不断创新的强大云计算设备和可靠稳定的云计算系统。有了如此大的运算量，在《怪物史瑞克4》中，每个人物的神态，甚至每一根头发的动态几乎都可以被清晰地模拟出来，可谓出神入化、惟妙惟肖！

此外，在制作过程中梦工厂采用了“远程”渲染，利用惠普公司在马达加斯加的实验室对影片进行安全有效地部分渲染，可谓是当之无愧的云计算先驱之一。而惠普公司独有的DreamColor技术，则最大限度保证了电影从创作到上映所有环节中精确的色彩还原性。

电影《功夫熊猫2》海报

电影《社交网络》海报

四、《社交网络》

你知道马克 · 扎克伯格吗？你听说过Facebook吗？你用过Facebook吗？如果前两个问题你的答案是“No”，对不起，朋友，你该与时俱进了，否则别人会认为你像不知道比尔 · 盖茨和微软一样无知。如果你是国内的用户，且第三个问题给出的是肯定答案，那么恭喜你翻墙高手，因为Facebook还没有来到中国。如果你玩Facebook，或者常常混迹在校内网，或是沉溺于开心网无法自拔，建议看看电影《社交网络》。

外行看热闹，内行看门道。《社交网络》海报包含了一个“宛如耶稣”的马克 · 扎克伯格巨幅面相，注释文字说，“交友五亿，难免树敌若干”。该片由《搏击俱乐部》导演大卫 · 芬奇执导、根据畅销书作家本 · 梅兹里奇《意外的亿万富翁：Facebook的创立，一个关于性、金钱、天才和背叛的故事》一书改编，讲述的是全球第一大SNS（社会性网络服务）网站Facebook创始人和CEO马克 · 扎克伯格的创业史，以及后来创业伙伴为了利益而分道扬镳的故事。主人公马克 · 扎克伯格因为被一个女孩拒了，然后就编写了一个网站来评论学校里的女孩，一下子就流行了起来，于是哈佛的校园社交网站让他得到了灵感，决定要把人们的整个社交体验搬上网络，搬到他最熟悉的世界。想想我也“杯具”过很多次，却没有这样的突发奇想。迅速扩张规模的Facebook，终于铸就了宅男宅女社交的模式，也让马克 · 扎克伯格一夜暴富，这就是网络的力量。

大卫 · 芬奇是个大师级导演，技艺可谓炉火纯青，以交织而紧凑有序的情节构架、倒叙的叙述方式、高超又超速的对白、跳跃的场景和幽暗的影调，让众多观者大呼过瘾，也为影片这股子高智商的特质所折服。他告诉大家，原来商业人物传记电影还可以这样拍！关于这个电影，某个杂志有一句影评，说“对白没有一磅多余的脂肪”。我个人印象最深的，是最后的一组镜头，马克·扎克伯格坐在会议室桌子前，发现周边似乎找不到一个朋友了。所谓自古英雄皆寂寞，这种意境有很强的感染力。以至于夫人看完电影后在旁边挤兑我说：“这个片子说明了一个真理：IT男=宅男=闷骚男。”我立即搜集证据进行反驳：据报道，扎克伯格与女友普莉希拉签订了恋爱合约：两人每周必须至少约会一次；每次单独相处的时间不得少于100分钟；约会时不能待在扎克伯格的家中，也不能只是在网上交流；每年有一次出国旅行。

社交网络正在改变一切，从网民的信息获取方式到企业的营销手段。而社交网络与云计算的结合，则是IT服务领域正在发生的重大改变。

当你有一天，像《社交网络》中的两个傻兄弟一样，有了一个美妙的创意，但是你不会编程，也没钱买服务器和网络设备，又担心被马克 · 扎克伯格那样的人骗走，在这个神奇的土地上，巨额索赔的概率比中500万元彩票的概率还低，你怎么办？

有了云，也许就有了希望。只需要拿着很少的钱，去找一个云的服务商，那里有专业的系统架构师把你的创意转化为应用，软件工程师帮你开发，网络工程师和系统工程师帮你运维整个网络，这个网络还提供给有很多和你有同样梦想的人。

五、《功夫熊猫2》

2008年，《功夫熊猫》让“阿宝”风靡全球。随着夏日气温和“阿宝迷”热情的不断升高，2010年功夫熊猫旋风浪潮再次席卷全球！“功夫熊猫”重出江湖，又来抢钱了!我们全家去电影院，一入大厅即觉空气稀薄，人流挤得沙丁鱼似的。入电影厅细看，座无虚席，全场笑声如浪，3D的效果赏心悦目，没有半点冷场，一部温暖人心的动画大片，熊猫很萌很可爱。

《功夫熊猫》是梦工厂写给中国的一封情书，三年后的第二封情书《功夫熊猫2》比中国还要“中国”，更加情真意切。《功夫熊猫2》从头到尾，中国元素浓郁充足，把中国经典的美术元素（剪纸、水墨、皮影）、爱与被爱的主旨意趣、中国功夫（熊式少林拳、猫式无影脚）发挥到了极致。这片子如果删去片头片尾与主创名单，谁还会相信是洋鬼子制作的呀？活脱脱就是一部绝妙的中国动画故事片。当然，这可能是一二十年后的事情了。作为中国文化元素“出口转内销”的一次返乡之旅，《功夫熊猫2》果然劲到爆，赢得一片叫座叫好之声，印证了小品大师赵丽蓉的一句名言：只有民族的，才是世界的。

无论是出神入化的动画制作特效，还是精彩纷呈的故事情节设计，《功夫熊猫2》无疑都是梦工厂奉献的动画魂灵之作！梦工厂又为我们的视觉享受准备了一场饕餮盛宴，一部作品的成功并不是侥幸获得的。让我们看看成功的《功夫熊猫2》制作都有哪些令人震惊的幕后!

第一次：《功夫熊猫2》是梦工厂动画第一部实现了与现实匹配且动态群组角色元素（例如狼群）的电影。

1200个：影片中，有一只狼被1200个桃子击中，这些桃子总重207kg，速度达到169km/h。

50000个：影片中高塔被摧毁的镜头中，散落的碎片和残骸碎片超过50000个。

1000万：在一场关键战斗场景中，当炮弹击中水面时，美术师需要制作巨大的水花以突出表现冲击效果。对于特写镜头，专家使用的专有软件对1000万个颗粒进行了渲染。

5500万：相对于《功夫熊猫1》的50TB的数据，这次的《功夫熊猫2》使用了100TB的数据，整体渲染时间从2500万小时，增加到令人窒息的5500多万小时，但整个电影的制作周期却从上一部的4.5年缩减到3年，工作量提升了50%。

6000万：影片的最后一场发生在Gongmen City港口和运河中的战斗，计算得知此场景包含6000万加仑的水量，是整部影片中计算图形工作量最大的镜头，一共耗费了700万小时的渲染时间，制作了14000帧。

诸多亮眼数字支撑起了“靓”绝江湖的《功夫熊猫2》。为了实现这些艺术设计，需要强大的技术做支撑。在《功夫熊猫》的制作过程中，梦工厂动画公司统一配置了高性能的惠普工作站。这些新型工作站的处理速度在运行某些应用时，速度可提高50%。更多处理器内核，更大内存以及可选硬盘让艺术家们可以同时处理多个场景。梦工厂动画公司的两个工作室分别位于Glendale和Redwood市，惠普Remote Graphics软件可支持处于不同地点的工作人员在同一台工作站显示器上进行协作，而HALO视频会议系统则支持工作人员随时进行视频对话，并通过互联网控制另一方的设备进行操作。

云计算被广泛应用于网络后台的制作过程中，但是“梦工厂动画”率先将其使用在动画上面，这将对未来整个动画和特效行业产生深远的影响。2009年2月17日，梦工厂动画与Cerelink数码多媒体集团、新墨西哥计算应用中心（NMCAC）达成协议，建立商业合作伙伴关系，并组建了团队，利用计算机应用中心资源，准备在未来的几年内把所有影片后台的运算和存储放在该公司的云端服务器上，这样梦工厂就可以在新墨西哥州进行3D电影的渲染制作。

为了加强电影与动画制作过程中的流程管理，进一步缩短影片制作周期，梦工厂动画公司于2007年开发了中央存储计算系统，将所有的部件运算数据都集中在一起，参与项目制作的人员在任何地点都可通过互联网调用中央服务器数据，并应用中央服务器集群的强大能力来进行运算，这也是为什么梦工厂能够以如此快的速度开拍《功夫熊猫2》的原因所在。《功夫熊猫2》与第一部中有很多相同的角色、模型、造型以及动作数据，“梦工厂动画”只需要将这些数据从远端数据库中调出，稍加修改就能使用，这也节约了大量成本。云计算技术对于提供制作该影片所需要的计算资源起到了至关重要的作用。同时，项目的管理人员也可随时通过该系统了解个别人员的工作进展和工作量。

见www.dcw.org.cn