Wie „Avatar: The Way of Water“ das Problem des CGI-Wassers löste

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Fast alle Meeresaufnahmen des Blockbusters sind digital. Aber sie mithilfe der Leistungserfassung real erscheinen zu lassen, führte zu einem Meilenstein in der Technik.

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Von Darryn King

Für das Original „Avatar“ nutzte der Autor und Regisseur James Cameron umfassend modernste Performance-Capture-Technologie. Es ermöglichte seiner menschlichen Besetzung, die 10 Fuß großen, spitzenohrigen, blauhäutigen Außerirdischen namens Na'vi darzustellen, die Bewohner eines Dschungelmondes namens Pandora.

Dies waren bahnbrechende visuelle Effekte in einer Karriere als Filmemacher, an denen es nicht mangelte, vom schimmernden Wassertentakel in „The Abyss“ über den formverändernden Flüssigmetall-Attentäter in „Terminator 2: Judgement Day“ bis hin zu einem größtenteils computergenerierten Schiff. bevölkert von computergenerierten Passagieren, in „Titanic“.

Mit seinem lang erwarteten Nachfolger zu „Avatar“ machte sich Cameron daran, mehr von Pandora zu erkunden. Das Drehbuch, das er zusammen mit Rick Jaffa und Amanda Silver schrieb, beschrieb viele Szenen im Wasser und unter Wasser mit einem semiaquatischen Na'vi-Clan namens Metkayina.

Wenn es darum ging, diese wässrigen Szenen umzusetzen, kam es nicht auf die in Hollywood üblichen „Trocken-für-Nass“-Performance-Capturing-Techniken an: Schauspieler baumelten an Drähten, täuschten Schwerelosigkeit vor und machten vage Schwimmbewegungen in der Luft. Laut Mitgliedern von Camerons Crew bestand der Regisseur auf „Nass für Nass“.

„Es geht um die Glaubwürdigkeit der Leistung des Schauspielers“, sagte Richie Baneham, Supervisor für visuelle Effekte bei Camerons Produktionsfirma Lightstorm Entertainment. „Wenn ein Schauspieler wirklich im Wasser ist, gibt es einen zähen Widerstand. Er beeinflusst die Entscheidungen des Schauspielers. Das ist es, was wir verfolgen. Das ist es, was es real erscheinen lässt.“

„Avatar: The Way of Water“, das am Freitag eröffnet wird, stellt einen neuen Meilenstein in der Entwicklung der visuellen Effekttechnologie dar: die Erfassung von Unterwasser-Performances.

Nach einigen groben Tests – die ersten Experimente fanden im Hinterhofpool eines „Avatar“-Produzenten, Jon Landau, statt – wurde in der Anlage von Lightstorm Entertainment in Manhattan Beach, Kalifornien, ein Performance-Capture-Tank gebaut. Der Tank war 32 Fuß tief und fasste rund 90.000 Gallonen. (Im Gegensatz dazu fasste der für die „Titanic“ gebaute Meerwassertank 17 Millionen Gallonen.) Neben Aussichtsplattformen auf dem Deck gab es Fenster in den Beckenwänden, durch die Kameraleute fotografieren konnten, was dem Ort das Aussehen und die Atmosphäre eines Labors verlieh Aquarium.

Auf Camerons Geheiß hin simulierte der Panzer auch Wellen und Strömungen. „Oh Gott“, erinnert sich Baneham, als er zu seinen Kollegen sagte, „es ist jetzt nur noch komplizierter geworden, Jungs.“

Eine der Hauptschwierigkeiten für das Team bestand darin, zu verhindern, dass Deckenstudiolichter die Leistungserfassungsdaten beeinträchtigen. Zu diesem Zweck schlug Cameron vor, eine Schicht kleiner Polymerkügelchen über die Wasserlinie zu verteilen, um so das Licht im Tank zu streuen und den Schauspielern gleichzeitig ein sicheres Auftauchen zu ermöglichen. Er hatte die grundlegende Technik verwendet, um in „The Abyss“ dunkle Meerestiefen zu simulieren.

Etwas anderes hätte die Performance-Aufnahme störend gestört: Schauspieler mit ihrem lästigen Atembedürfnis. Die Darsteller hielten den Atem an, nicht nur während der Einstellungen, sondern auch in den Momenten vor einer Einstellung. Zusätzlich zu ihrer Tauchzertifizierung absolvierten sie eine Ausbildung bei einem Freitauchlehrer, Kirk Krack. Kate Winslet hält stolz den gegossenen Freitauchrekord: sieben Minuten und 14 Sekunden.

Für den gelegentlichen Antriebsschub im Wasser trugen die Darsteller Jetpack-ähnliche Geräte. Es waren Sicherheitstaucher vor Ort und zwischen den Aufnahmen gab es Whirlpools für die Schauspieler. Die Hauptdarsteller teilen ihre Szenen auch mit professionellen Unterwassertänzern und Turnern.

Auf diese Weise wurden Unmengen an Leistungserfassungsdaten gesammelt. Im nächsten Schritt des Prozesses wurden diese Daten mit den Künstlern von Weta FX geteilt, dem Unternehmen für visuelle Effekte, das Peter Jackson in Wellington, Neuseeland, mitbegründet hat.

Es sind die Künstler von Weta, die die Künstler in Neoprenanzügen in Na'vi verwandelt haben. Sie schufen auch die üppig detaillierten digitalen Umgebungen und transportierten die Action von einem gechlorten Tank in ein bezauberndes Unterwasserreich voller Flora und Fauna. Laut Weta wurden für den Film 57 neue Arten von Meeresbewohnern geschaffen. Weta-Künstler berieten sich auch mit Forschern der Victoria University of Wellington über die Biologie von Korallenriffen. „Wir bekommen keine kostenlose Reise auf die Bahamas“, scherzte Joe Letteri, Effektenmanager bei Weta.

„Avatar: The Way of Water“ ist das größte Visual-Effects-Projekt, das das Unternehmen jemals in Angriff genommen hat. Nur zwei Einstellungen im gesamten Film enthalten keine visuellen Effekte.

Trotz all der langen Hautbeschneidungssitzungen im Aquarium und der riesigen Wassermengen in der Fortsetzung ist fast das gesamte Wasser im Film computergeneriert. Von den 3.240 Visual-Effects-Aufnahmen, an denen Weta arbeitete, handelte es sich bei 2.225 um Wasser.

Um Pandora zum Leben zu erwecken, musste das Team von Weta nicht nur Experte für Hydrodynamik werden, sondern auch für die fotorealistische Darstellung dieser komplexen Physik. Die Art und Weise, wie Wasser spritzt, schwappt, sprüht und sich sättigt – im Sprachgebrauch der Branche – musste „gelöst“ werden.

„Es gab ungefähr 1.600 verschiedene Simulationen großer Effekte“, sagte Eric Saindon, ein weiterer Effekt-Supervisor bei Weta. „Der richtige Wellenfluss auf dem Meer, Wellen, die mit Charakteren interagieren, Wellen, die mit Umgebungen interagieren, der dünne Wasserfilm, der über die Haut läuft, die Art und Weise, wie sich Haare verhalten, wenn sie nass sind, der Brechungsindex des Lichts unter Wasser. Das wollten wir.“ Machen Sie alles physikalisch korrekt.

Im Rahmen ihrer Recherche drehte das Team Hunderte Stunden Referenzmaterial: Windwellen auf der Wasseroberfläche, Wellen, die auf Steine ​​schlagen, die Bewegung von Seetang. Saindon beauftragte einen Freund, sich vor der Kamera eintauchen zu lassen, damit das Team die Auswirkungen von Wasser auf lockiges Haar untersuchen konnte. „Unser Pool war nicht der wärmste auf der Welt. Ich glaube nicht, dass sie es noch einmal für uns tun würde“, sagte er. Cameron selbst stellte Referenzmaterial von seinen eigenen Tiefseetauchgängen zur Verfügung.

Weta leistete Pionierarbeit, um Dinge feuchter aussehen zu lassen, und reichte kürzlich eine Patentanmeldung für „Methoden zur Erzeugung visueller Darstellungen einer Kollision zwischen einem Objekt und einer Flüssigkeit“ ein. Diese Neuerung war besonders nützlich in einer Sequenz, in der eine menschliche Figur namens Spider neben einer Gruppe von Na'vi auf einige Felsen auftaucht und von Wasser trieft. Die Aufnahmen vermischen Live-Action-Aufnahmen des Schauspielers Jack Champion, der in einem Wellenbad gefilmt wurde, mit dem CG Na'vi.

Wie Saindon betonte, musste das simulierte Wasser auf dem Na'vi genauso überzeugend aussehen wie das tatsächliche Wasser auf der menschlichen Figur, „weil man es mit einem Live-Action-Element in derselben Einstellung vergleicht. Und das tun wir nicht.“ Ich möchte, dass du darüber nachdenkst.

Es sind auch erhebliche PS erforderlich. Allein für diese Szene dauerte es zwei Wochen, bis die Systeme von Weta nur die Bewegung des Wassers simulierten. Das ist vor den Millionen von Prozessorstunden, die zum Rendern der Grafiken erforderlich sind. (Die Gesamtdatenmenge, die für diesen Film gespeichert wurde, betrug 18,5 Petabyte, während „Avatar“ ein Petabyte benötigte.)

In einer anderen Sequenz krachen Boote durch vollständig simulierte Wellen. „Jeder wird einfach annehmen, dass wir draußen auf dem offenen Meer waren“, sagte Saindon.

Obwohl die Ergebnisse in gewisser Weise spektakulär sind, geht es bei dieser Art sorgfältiger Arbeit nicht darum, Aufmerksamkeit zu erregen. „Es geht nicht um verrückte Momente, die nach ‚visuellen Effekten‘ schreien.“ „Das sind einfach Effekte, die den Film funktionieren lassen“, sagte er. „Wir wollen einfach nur, dass die Leute den Film anschauen und sich mitreißen lassen und vergessen, dass wir etwas getan haben.“

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