影片总述
　　影片Pearl Harbor是由Jerry Bruckheimer和Michael Bay制作导演、Randal Wallace（曾编剧过Braveheart）编剧的。Jerry Bruckheimer和Michael Bay曾合作制作过科幻惊险电影Armageddon。 与影片Titanic一样， Pearl Harbor中的爱情故事使人们正视了残酷的历史事实，并使情节扣人心弦。正如影片Saving Private Ryan，它还把观众带入一个真实的战争场面。
　　影片中，有290架日本飞机偷袭珍珠港，袭击持续了40分钟。，导演Bay与曾帮助制作过影片Saving Private Ryan 的战斗场景的Industrial Light &Magic工作室一起合作模拟出了这次偷袭和影片中另外的空战场景。为制作Pearl Harbor，由指导员Eric Brevig率领的ILM工作小组把真实的与数码合成的效果调和在一起制作出了栩栩如生的战斗场面。
　　ILM的视觉效果副指导Ben Snow出示了几组为影片Pearl Harbor 制作的数码合成镜头。其中有一组屏幕上满是数码合成船只，只有镜头前景中的一小部分保留有在夏威夷拍摄的真实场景。在甲板上来回跑动和与在岸上的人们挥手的大部分海员是数码合成的。在另一组镜头中，数码合成的海员与替身演员紧贴着颠覆的战舰Oklahoma的边沿。依据这些镜头，Snow解释，一艘船可能是一个缩小的模型，一艘真实的战舰，或者是一套被数码化扩大了的150英尺的组合装置。大部分的飞机是数码合成的。在一组英国飞机空战的镜头中，一架真实的和一架数码合成的飞机在交战过程中那架真实的飞机就变成了数码合成的。所有的飞机，无论是真实的还是虚拟的，都要发射CG子弹。有些爆炸场景是实景，大部分的是混合真实火焰（所谓的真实成分）与CG烟雾而制作出来的。飞机坠毁是数码合成的。射击水面的曳光弹是CG。水有数码合成的也有真实的。

　　正在颠覆的Oklahoma战舰的船首是一套150英尺长的旋转组合装置；船尾（包括
塔）是数码合成的。水中的游泳者是真的；船板上有些海员是真的，有些是数码
　　合成的。另外一些CG成分包括有：烟雾、溅起的水花、水、残骸、背景船只以及飞机。

　　为制作珍珠港的场景，工作小组把计算机图形处理分为四大块：加亮与数码合成在日光环境中的飞机、船只和小型的复杂物体；为复杂的空战场景设计动画；模拟真实大量的烟雾；开发复杂的坠毁工具。另外，工作小组还使用了新工具来制作数码合成人员并把他们放入场景。

码头、天空、水、左边的船和码头尽头的小船都被拍进了
珍珠港。战舰、它们的停泊处还有船上的海员是数码合成的。

　　飞机的真实性
　　为了与真实的战斗场面想符合，建模人员创建了三类日本飞机模型--Zeroes战斗机、Kates鱼雷机和Vals潜水轰炸机。此外，他们还制作了两架美国P-40式和B-25式飞机模型；两架德国ME109式战斗机和HE-111式轰炸机模型；一架英国Spitfire战斗机模型。另外，ILM的建模人员为八种不同的CG船只创建了两个版本来在袭击前后展示。

　　成功的环境渲染
　　序列监制Hayden Landis帮助设计出了新的环境加亮系统，他说，一直以来，ILM的效果工作人员都是在地面上放置一些铬钢球体并为它们拍照。通过在铬钢球体上展平拍摄下来的图片并把它置于虚拟的球体上，他们创建了用来照亮放置在真实场景中的CG物体的环境反射贴图。他说："我认为必须得想出一个办法用铬钢球体的图片得到全部照明。"Landis排除了通过环境取样来计算全部照明的方法。他说："你可以用光线追踪来进行环境取样一百万次，但是我所需要的是能用于制作的东西，所以，我仅仅只模糊了贴图。"
　　模糊贴图实际上就使环境中的光线更均匀从而来模拟过滤光。通过把从被照亮的物体表面上的法线（也就是从垂直物体表面）传来的光线直接射向模糊的环境贴图，他能判断落在物体表面顶点上的光线的颜色和方向。Landis指着他计算机屏幕上的一架色彩柔和的飞机说："机翼的底部是灰色的，因为停机坪的颜色是灰色；顶部呈淡蓝色，因为天空是蓝色的。我们也潜意识地获得了蓝色色调和从飞机跑道反射出的淡红色。因此，我们使用所有的真实环境的光线，从而获得所有合适的颜色和栩栩如生的视觉效果使物体看上去像环境中的一部分。"

动画师能选择CG飞机里的机枪，然后开火。如上图，
天空中的飞机、正在爆炸的飞机和炮火都是CG飞机融入到环境中。

　　接下来要解决的问题是设阴影。Landis说："由于飞机表面没有光线追踪，因此表面上的顶点无法知道它们是在机翼上的引擎之外还是之内。"为了给飞机着色，工作小组使用了Mental Images的Mental Ray渲染系统。通过射出物体表面的光线，Mental Ray渲染器能判断物体表面的每个顶点能"看"到的外界环境的大小。"如果一个顶点只能看到10%的外界环境，　那么，只有10%的部位与外界一样明亮，"Landis解释道，"这样就产生真实而柔和的阴影和某种光能传递的效果。"
　　然而，他们发现这些阴影总是投得不够精确。Landis说："尽管光线被阻挡，但是许多地方能从天空获得光线。"因此，除了让光线判断一个顶点获得光的多少，他们还让光线记录光的来源。利用这些信息，（Mental Ray）系统把法线弯曲到面向可利用的光的顶点，这样制作出了适当的闭塞口。

　　ILM的工作人员想出了一个加亮技巧，即模拟光能传递来
　为CG飞机着色。周边环境、过滤光把这些CG飞机融入到环境中。

　　最后，工作小组利用这些着色信息制作出了纹理贴图并把它们"烘焙"到物体上。在渲染过程中，他们并不是一帧一帧的计算每个物体的着色情况，而是把物体存储起来并在Pixar的RenderMan RIB文件里预算磁盘上的纹理贴图，然后，让RenderMan渲染系统把"烘焙"的物体带入需要的场景。"烘焙"需要大量的磁盘空间但可以节约时间。

　　 为飞机设计动画
　　 动画设计总指挥Scott Benza与技术指导James Tooley和Craig Hammack一起合作，在Alias/Wavefront公司Maya软件里为动画师们开发出了一套系统和一个界面。"我们用一个飞机输入按扭来开始设计动画，"Benza说，"每架飞机（模型）都设置有一个对话盒，当往电脑中每输入一架飞机时，它就开始准备设置动画。"
　　在Benza的SGI工作室的屏幕上显示的每架飞机都有它自己的飞行轨道和花键，他能在3D空间里进行测量和修改。飞机总是自动指出飞行轨道的方向。除了能改变飞行轨道，Benza还能利用每小时实际飞行的英里值来改变飞机的飞行速度。

　　动画师以每小时实际飞行的英里数来设置飞机的飞行速度，并移动
Maya软件里的三维飞行轨道上的控制点使屏幕中的飞机飞行，如上图。

　　当Benza设置飞机动画时，它的副翼、襟翼和方向舵能自动调节。现实生活中，这些零件控制飞机，但在这个虚拟世界里，事情是相反的。Benza说："我们先为飞机设计动画，这样软件就会估计控制表面将要做什么并提前设置动画。这是个反向循环，但最终结果是一样的。"

　　Maya中的执行工具根据动画师为飞机设计的飞行方式为（飞机的）
副翼、襟翼和方向舵设置了动画；CG飞机能受控于真实飞机的运动方式。

　　 为给数百架飞机（特别是数百架飞往夏威夷的日本飞机）设计动画，动画师使用Maya的"Pawn"模式，在此模式中，飞机微弱的图像能在场景中来回移动。
　　 动画师用Maya动力学来设计炸弹降落的动画，他们只是简单的设置一个释放关键帧使炸弹自动降落。效果工作人员用Maya的多元激光（MEL）脚本创建了一个特殊工具来设计炮火动画。Landis说："你可以（往电脑中）输入一架飞机，按下按钮，选择机枪来射击它，然后，系统就会显示机枪射击飞机时的火花。"在计算机屏幕里，当子弹射击物体时，它们会判断被射击的物体是什么，以此来设计更好的动画效果。Landis说道："如果子弹射击的是水面，它会溅起水花；如果子弹射击的是船，它会产生火花；如果射击飞机，飞机就会开始喷射烟雾。系统把所有的射击点储存起来使它们在无须反复模拟的情况下移动。"你有一个射击点的文件，子弹能自己准确无误的发射，"Landis说，"你也可以左右移动这些射击点。"

　　烟雾与炮火
　　工作人员用了真实的与数码合成的成分来制作炸弹爆炸的场景。通常CG烟雾是通过粒子系统运用场力和影响力层制作出来的。而ILM的工作人员使用的是他们内部的VOL流体（VOL Fluid）系统--由CG科学家John Anderson编写的一个容器流体动力学系统。在ILM软件开发部门工作的Anderson、Ari Rapkin和Vishwa Ranian能熟练的操作这个流体系统使其制作出自然的烟雾团。技术指导Raul Essig说："我们不是把一系列纯粹以牛顿学说理论运作的影响力反复地施加在粒子上，而是用流体动力学的真实物理属性。"
　　模拟工作是在一个分割成了栅格状的虚拟流体容器中进行的。虚拟流体容器里有一个热源和一个粒子发射器，每个栅格顶点都有一股与热量值相配的压力。当模拟发动机开始运作时，它会传送压力波，根据物理学规律，热量就会上升并散发开来，这样来驱动流体流动。
　　"我们打开热源产生热量，使热量上升到与栅格顶点的压力持平，然后打开粒子发射器，"Essig说，"当粒子沿着虚拟流体容器中的流体流动时，流体的外边缘会慢慢下降并开始改变方向，这样，热量驱动流体不断上升形成自然滚动的烟雾旋涡。"为帮助模拟，他们用一个小型的动力把虚拟流体容器朝一个特殊的方向推动，看上去像风吹动的一样，他们还制作了阀门来释放逐渐增大的压力。
　　每一个动画帧需要模拟数百万个粒子，因此，每一处烟团都需要大量的精力和磁盘空间。据Essig所知，每一缕烟要占据30GB的磁盘空间。而且，为了做好工作小组开始制作烟雾团之前的准备工作，模拟发动机为了800帧动画必须得不断运行，这样需要两天时间。因此，工作小组不是逐个镜头的制作烟雾，而是创建一个能插入到镜头中的烟雾资料库和一个RenderMan shaders的资料库。
　　为了往烟雾中加入炮火，Essig编写一个RenderMan shader系统，根据密度和使用年限，使粒子发出火焰色的光。他说："如果粒子较新而且稠密，我们就能判定它们发出的火光是炽热的。"为了进一步改善视觉效果，他们还往模拟烟雾中混合了真实的火焰成分。

为制作烟雾，虚拟流体容器里的模拟发动机到处传送压力波，热源就导致虚拟流体容器中的气压上升，
然后，成千上万的粒子就会随着流动的气流发射出来（如顶上左图）。 风力和释放阀门控制粒子的形状
（如顶上中图）。 烟雾团的形状都收集在（烟雾团）资料库里面（如顶上右图）用来制作如上图的场景。

　　飞机坠毁与燃烧
　　ILM已经有了一个由软件开发部门的Anderson、Jim Hourihan和Jeff Yost编写的固体系统，此系统曾帮助制作过影片Star Wars Episode One: The Phantom Menace。为模拟Pearl Harbor中飞机坠毁的场景，Hourihan重编了系统，即使需要进一步控制数百个相连接的固体，此系统也能快速运行。Hourihan解释道："飞机是由数百个小零件组成的，这些零件一起被控制使飞机正常飞行。当飞机坠毁时，这些零件也会断裂，但是，它们没有断裂时必须是组合在一起的。有时这就意味着多重控制是矛盾的。"在一个镜头中，即使一架飞机以每小时200英里的速度撞击到地面上，它会变瘪，但整个躯体会连在一起。
　　Hourihan不是逐个的模拟飞机的200个零件并组合在一起，而是开发出了一个聚类系统。有了这个系统，就能把飞机的许多零件（无论是连在一起的还是没连接的）转变成一个大的整体结构然后又使它断裂。
　　另外，通过用灵活柔软的弹簧针把零件的接点固定，Hourihan使飞机和船只遭受撞击后只弯曲变形而不破裂。例如，这样可以使撞击后的飞机机翼弯曲变形而仍然连接在机身上。要使机翼断裂，动画师只需拆开弹簧针。
　　同样的固体动力学系统也可用于模拟撞击后的船只。例如，当Arizona号战舰被鱼雷击中时，它会浮在水面上并且弯成拱形。"Scott Benza用弹簧针把船固定，这样船身就只能变弯曲，"Hourihan说，"当它再次被击中时，他就拆开弹簧针使船裂开。"

ILM的固体模拟发动机用一个聚类系统能使许多小部件组合成
一个大的整体结构（如顶上两图）。此系统也帮助模拟飞机坠毁（如上图所示镜头）。

　　模拟海员
　　影片中，被摧毁的船只上面的人有真实的也有数码合成的。为了把海员放置到船上，动画师会先设置些粒子然后用指定了纹理材质的预焙几何体来替换，此技巧在以前的影片中用到过。为制作Pearl Harbor，工作人员为Maya创建了一个界面让动画师选取一个角色并观察其特征，或观察所有角色的特征--例如，所有正在挥手的或乱转的人。
　　在资料库中的每个数码合成的角色都有动作。为了给角色设置一些重复循环的动作，动画师会绘制一条路径把角色放置在上面。对于有特殊动作角色，动画师会给他们定一个起始姿势然后放置在路径上。角色有可能回跑向栏杆，看一下，然后跳过去。Bauer说："一旦把他（角色）放置在场景中，他只不过是一个木头似的画像，动画师可以按他们的意思随意的拖动和放置他。"
　　角色的动作制作主要是用动作捕捉技巧来完成的。Bauer说："我们最终创建了一个有65个独立动作片段的资料库，每个动作片段都长到可分为三部分。"例如，在一个动作片段中，角色可能会反复地躲闪30秒；另一个中角色会反复的趴倒和爬行。
　　另外，有些数码合成的海员采用了手调动画--在不显眼的地方游来游去的惊慌失措的人，还有在颠覆的Oklahoma号战舰上爬行和翻跟头的海员。

在此镜头中，数码合成海员的动作是用手调动画来制作的。
如顶上左图，Oklahoma战舰上没有数码合成海员；上左图，
战舰上有海员了，再到上右图所示的镜头，数码合成海员就有很多了。

　　尽管是数码合成的海员，但是在Oklahoma号战舰和其它船只上的那些海员都代表了60年前在珍珠港的真实人物。在珍珠港牺牲的1012名海员也随着战舰一起沉没于海底。