牛小明

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)成像技術(shù);影視特效;電影制作

當(dāng)前數(shù)字電影特效在全球范圍內(nèi)依然熱度不減，不同類型的圖像沖擊和特效電影不斷進(jìn)入人們的視野。無論是《哥斯拉2：怪獸之王》這種以特效塑造角色，還是《流浪地球》這種將數(shù)字世界作為重要故事講述場(chǎng)景，或是最近復(fù)映的《指環(huán)王》系列當(dāng)中的角色動(dòng)作捕捉與實(shí)拍特效結(jié)合，都說明了傳統(tǒng)電影在內(nèi)容和形式上都經(jīng)歷著根本性的變革，畫面和視覺效果從某種程度上看與情節(jié)有著相似的作用和地位，甚至超過了故事本身。

一、計(jì)算機(jī)成像技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）立體感和真實(shí)感

計(jì)算機(jī)成像技術(shù)的出現(xiàn)讓電影領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了一次新的“革命”，越來越多的技術(shù)手段應(yīng)用之后，視覺層面的魅力已經(jīng)超過了影片本身，與傳統(tǒng)電影相比更加具有形式層面的美感。1980年的《星戰(zhàn)2》當(dāng)中一米不到的機(jī)器人是應(yīng)用特型演員和木偶技術(shù)營造出相對(duì)逼真的效果，但實(shí)際上仍然缺乏真實(shí)感。而1999年的《星戰(zhàn)前傳》則開始加入了背景視效，使得各種奇怪的種族在電影中開始呈現(xiàn)。諸如此類的立體感角色設(shè)計(jì)和布景與傳統(tǒng)拍攝方案之間有著本質(zhì)區(qū)別，達(dá)到的效果和規(guī)模也是空前的。從這一角度來看，中國電影產(chǎn)業(yè)和世界電影產(chǎn)業(yè)仍然具有差距，特別是和好萊塢的差距還比較明顯，無論是制作技術(shù)還是領(lǐng)域發(fā)展都需要完善。

（二）鏡頭設(shè)計(jì)

在一部電影的拍攝過程當(dāng)中，機(jī)位的設(shè)計(jì)與鏡頭設(shè)計(jì)是核心組成部分，但由于傳統(tǒng)攝影技術(shù)的缺陷，在需要進(jìn)行長鏡頭拍攝或是在特殊視角拍攝時(shí)容易受到較大程度的限制。與之相比，借助相關(guān)的動(dòng)畫軟件則可以構(gòu)建若干個(gè)虛擬的攝影機(jī)，且只需要將這些路徑進(jìn)行設(shè)置之后就可以按照要求進(jìn)行自由拍攝。以長鏡頭為例，長鏡頭會(huì)表現(xiàn)出電影的其中一個(gè)段落，然后以連續(xù)的時(shí)空運(yùn)動(dòng)將真實(shí)情況直接地呈現(xiàn)在屏幕之上，給人一種紀(jì)錄片的感覺，也可以將很多復(fù)雜的信息進(jìn)行一一呈現(xiàn)[1]?？偠灾娔X制作方式可以讓拍攝過程更加流暢，鏡頭設(shè)計(jì)的美感更加突出，讓電影的節(jié)奏緊湊而激烈，也調(diào)動(dòng)了觀眾在故事情節(jié)發(fā)展當(dāng)中的情緒變化。

（三） 影片色彩

影片色彩可以在視覺層面給人以強(qiáng)烈地沖擊，很多電影給人留下深刻印象的主要原因也在于影片的絢麗多彩。因?yàn)樯适侵饕臍夥蘸嫱惺侄?，色彩的良好運(yùn)用不僅可以對(duì)情節(jié)進(jìn)行敘述，同時(shí)還可以展現(xiàn)電影的很多關(guān)鍵信息、關(guān)鍵人物等。在傳統(tǒng)的拍攝環(huán)節(jié)，影片的色彩主要是通過燈光師的打光，在后期進(jìn)行色彩校正，這使得色彩設(shè)置更多地依靠前期進(jìn)行拍攝，后期的發(fā)揮、彌補(bǔ)空間相對(duì)有限。然而通過計(jì)算機(jī)成像技術(shù)，可以直接模擬出真實(shí)的光源，將人物進(jìn)行后期補(bǔ)光、畫面降噪處理等，給影片創(chuàng)造更加細(xì)膩的色彩風(fēng)格。數(shù)字化的特效和實(shí)拍畫面的合成也是其中的關(guān)鍵組成部分，可以讓一些部分設(shè)計(jì)得更加自然，以不同素材的拼接來實(shí)現(xiàn)出虛擬拍攝的創(chuàng)新之處，甚至在某些校色、添加光效等方面，很多特效電影都借助了計(jì)算機(jī)成像技術(shù)進(jìn)行修飾和美化。

（四）內(nèi)容拓展

電影的題材與內(nèi)容是電影的核心環(huán)節(jié)，正是在技術(shù)的支持之下，傳統(tǒng)的電影開始解放自己的生產(chǎn)力，很多在當(dāng)時(shí)引起轟動(dòng)的特效片實(shí)際上已經(jīng)被導(dǎo)演進(jìn)行細(xì)致構(gòu)思，但只是由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件不足，使得很多導(dǎo)演放棄了相應(yīng)的計(jì)劃。

例如《阿麗塔：戰(zhàn)斗天使》當(dāng)中，就對(duì)演員的動(dòng)作進(jìn)行捕捉之后，完成了CG制作。通過對(duì)飾演阿麗塔的演員羅莎薩拉查在現(xiàn)場(chǎng)與其他演員進(jìn)行的表演和動(dòng)作捕捉，將其在日常生活中每一個(gè)細(xì)微的表情都如實(shí)記錄下來。這樣一來，虛擬動(dòng)作的表情能夠像真人一樣自然和逼真，不僅虛擬的人物面部能夠得到重建，同時(shí)技術(shù)人員還使用了演員的牙齒和牙齦道具來建立面部肌肉系統(tǒng)。

真實(shí)的效果配合紀(jì)實(shí)的影片風(fēng)格仿佛將所有電腦特效的印記都消除了一般。這說明在計(jì)算機(jī)成像技術(shù)的幫助之下，很多原先無法完成的項(xiàng)目計(jì)劃都可以實(shí)現(xiàn)，使得電影的內(nèi)容拓展價(jià)值更加顯著[2]。

（五） 降低成本

電影拍攝本身是一個(gè)成本消耗非常高的產(chǎn)業(yè)，且傳統(tǒng)電影在制作方面更加依賴前期的計(jì)劃，很多場(chǎng)面都要通過實(shí)際的拍攝過程來實(shí)現(xiàn)。我們熟知的成龍電影當(dāng)中，很多特技動(dòng)作都是靠自己親自完成，正如某些動(dòng)作片當(dāng)中看到的一些沖擊場(chǎng)面雖然給電影增加了足夠的刺激感，但同時(shí)消耗的大量資金、道具等也使得電影成本增加，況且很多動(dòng)作并不能完全保障一次到位。但是，計(jì)算機(jī)成像技術(shù)出現(xiàn)之后，特效的制作過程傾向于后期部分，一切都可以通過數(shù)字化手段進(jìn)行處理，一些全CG電影當(dāng)中，演員甚至可以不用進(jìn)行全方位的化妝，也不用進(jìn)行背景設(shè)計(jì)，只需要通過藍(lán)幕和捕捉技術(shù)就可以完成拍攝。例如《魔獸》的電影當(dāng)中，其中的很多經(jīng)典人物形象來源于游戲《魔獸爭(zhēng)霸》和《魔獸世界》，很多角色設(shè)置都是通過動(dòng)畫特效人員在后期加工完成，配合面部和肢體動(dòng)作的捕捉，只需要在藍(lán)幕環(huán)境的背景之下就可以順利地完成拍攝過程。降低成本的意義非常突出，這些特效制作人員從某種程度上看也是電影的“主角”。

二、計(jì)算機(jī)成像技術(shù)在電影拍攝環(huán)節(jié)的經(jīng)典應(yīng)用

（一）動(dòng)作捕捉

計(jì)算機(jī)成像技術(shù)得到廣泛應(yīng)用的同時(shí)，必然會(huì)讓觀眾產(chǎn)生疑問，究竟很多特效電影是經(jīng)過了怎樣的技術(shù)支持完成制作過程的。我們按照生成方式和拍攝方式的不同，將技術(shù)應(yīng)用劃分為了幾個(gè)不同的部分，其中動(dòng)作捕捉就是其中的主要部分。運(yùn)動(dòng)捕捉的全稱是motion capture，可以定位人物在三維空間當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，能夠讓影片當(dāng)中的生動(dòng)場(chǎng)面直接展現(xiàn)在觀眾面前。在一些早期的電影當(dāng)中，房間內(nèi)部會(huì)設(shè)置多個(gè)紅外線攝像機(jī)，用于捕捉演員所穿的特殊服裝發(fā)光點(diǎn)和傳感器，獲取不同的關(guān)節(jié)部位在空間當(dāng)中的變化趨勢(shì)。一般情況下動(dòng)作捕捉的方式包括機(jī)械捕捉、聲學(xué)捕捉和電磁捕捉等類型，而后續(xù)的光學(xué)捕捉在捕捉范圍和捕捉精度上最為優(yōu)秀。很多無線的高精度捕捉儀器可以直接在室外完成操作過程，非常簡(jiǎn)便，當(dāng)肢體發(fā)生變化時(shí)，傳感器可以測(cè)量到光纖的導(dǎo)光率變化情況獲得關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的參數(shù)信息，獲得四肢運(yùn)動(dòng)傾向等。然后將這些數(shù)據(jù)在電腦當(dāng)中進(jìn)行分析和處理，直接用軟件恢復(fù)人體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)即可[3]?？梢钥吹?，這種動(dòng)作捕捉過程完全地?cái)[脫了攝像機(jī)的控制，可以在近距離范圍內(nèi)就完成數(shù)據(jù)傳輸過程，大幅地降低了拍攝成本。如果設(shè)計(jì)師要想在電影當(dāng)中加入一些其他特效（例如《魔獸》電影當(dāng)中很多種族的胡須、觸角等），那么就可以直接用傳感帶的設(shè)計(jì)來模擬過程完成數(shù)據(jù)的捕捉，進(jìn)行三維建模。

但需要注意的是，通過儀器并不能完全代替拍攝過程，演員的演繹過程也十分重要，應(yīng)該通過角色的生動(dòng)表演配合技術(shù)手段來完美地呈現(xiàn)出角色的特點(diǎn)。近年來火爆的“虛擬主播”正說明了這一點(diǎn)，包括中央電視臺(tái)也推出了自己的虛擬人物形象，并安排了真人對(duì)虛擬形象進(jìn)行“操控”。在電影拍攝環(huán)節(jié)當(dāng)中，電影技術(shù)和演員演繹過程要繼續(xù)進(jìn)行有效配合，才能呈現(xiàn)出電影的吸引力。在電影的后期制作階段那些數(shù)量龐大且沒有邏輯關(guān)系的畫面和聲音素材，在制作工藝的基礎(chǔ)之上，最終編輯成為情節(jié)完整的電影內(nèi)容，這些具有畫面和音效的電影作品標(biāo)志著電影制作工藝的整體流程。

（二）運(yùn)動(dòng)追蹤

運(yùn)動(dòng)追蹤即track motion，在影片素材的二維名片之上來設(shè)置一個(gè)點(diǎn)，然后完成目標(biāo)層的活動(dòng)設(shè)計(jì)，這一點(diǎn)在電影拍攝的過程當(dāng)中也是一項(xiàng)非常重要的技術(shù)手段。目前的影視創(chuàng)作環(huán)節(jié)，以攝像機(jī)配合鏡頭來開展的場(chǎng)面設(shè)計(jì)對(duì)于提升畫面的連貫性起到了關(guān)鍵作用，單純地使用固定機(jī)位、固定鏡頭拍攝的電影基本已經(jīng)不復(fù)存在，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)追蹤技術(shù)的出現(xiàn)有效地解決了角色、角度的同步問題。

例如在很多看似“穿幫鏡頭”當(dāng)中通過運(yùn)動(dòng)追蹤就可以完成缺陷處理。如火焰燃燒的鏡頭，就可以讓火焰以電腦定位的方式“附著”在角色的身上，之后按照鏡頭的角度、位置變化而改變，完成某些特效畫面的制作。另外，攝像機(jī)對(duì)于透視和風(fēng)景的拍攝控制等也可以進(jìn)行調(diào)整，數(shù)字技術(shù)支持下的追蹤效果會(huì)添加各種縮放、旋轉(zhuǎn)變化技巧。

綜合來看，追蹤運(yùn)動(dòng)在拍攝的過程當(dāng)中會(huì)設(shè)置一個(gè)追蹤點(diǎn)，且這個(gè)追蹤點(diǎn)和其他畫面之間有著本質(zhì)區(qū)別，電腦會(huì)在后期的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)中了解到識(shí)別環(huán)節(jié)的差異之處，并且不影響到正常的干擾追蹤過程。我們熟知的哈利·波特角色手中的法杖一直存在的亮點(diǎn)就是通過標(biāo)注的方式進(jìn)行了光效設(shè)計(jì)。在一部完整的電影當(dāng)中，某些航拍畫面會(huì)呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的氣勢(shì)，所以通過運(yùn)動(dòng)追蹤的方式來對(duì)景物特殊點(diǎn)進(jìn)行捕捉之后就可以完成同步的攝影工作，減少畫面可能出現(xiàn)的各種不穩(wěn)定問題。

（三） 鍵控

鍵控即我們熟知的摳像，將某一個(gè)區(qū)域當(dāng)中的色彩全部消除之后得到透明化的圖像效果，這一點(diǎn)在實(shí)拍鏡頭和其他素材進(jìn)行綜合應(yīng)用時(shí)使用得比較頻繁。目前摳像已經(jīng)成為很多特效電影制作時(shí)必須使用的手段之一，也是傳統(tǒng)拍攝和現(xiàn)代拍攝的主要區(qū)別。早期的拍攝過程當(dāng)中，鍵控技術(shù)非常不成熟，需要通過多重曝光的方式來進(jìn)行替代，這種手法會(huì)造成極大的拍攝困難，不僅人物比較生硬，且場(chǎng)景設(shè)計(jì)時(shí)的真實(shí)性也不佳。時(shí)至今日，很多電影演員可以在不離開攝影棚的前提下就可以置身于各種場(chǎng)景、各種環(huán)境，比如，山中、水中、天空中等，正是因?yàn)殒I控技術(shù)的成熟才能讓電影拍攝進(jìn)入了全新的虛擬拍攝階段，也更加考驗(yàn)演員的虛擬表演能力。

之所以我們熟悉的鍵控使用藍(lán)色或綠色的幕布，是因?yàn)檫@種色彩鮮明的顏色可以更加簡(jiǎn)單地被計(jì)算機(jī)所識(shí)別，并且在后期摳像完成之后，可以獲得更加逼真的視覺效果。基于鍵控制作的電腦平臺(tái)已經(jīng)得到了充分應(yīng)用，例如Adobe公司開發(fā)的AfterEfects等，即便是一些比較模糊的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)物體等也可以完成鍵控以獲得更加逼真的效果[4]。

（四） 未來電影技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

這里以中國的特效電影為例，中國的特效電影在40、50年代進(jìn)行模型拍攝，在60年代開始進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，然后在20世紀(jì)90年代正式的與國際接軌進(jìn)入了科技競(jìng)爭(zhēng)的行列。2000年之后華語電影在世界范圍的電影領(lǐng)域當(dāng)中占據(jù)了重要角色，說明了特效電影的發(fā)展?jié)摿Γ絹碓蕉嗟谋就岭娪伴_始進(jìn)入國際市場(chǎng)，已經(jīng)能夠和很多好萊塢大片進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)[5]。

《阿凡達(dá)》成功之后，越來越多的人開始關(guān)注虛擬電影制作技術(shù)，之后拍攝的《丁丁歷險(xiǎn)記》、《圣誕頌歌》等影片當(dāng)中導(dǎo)演搭建了專門的虛擬攝影棚展開電影拍攝，提供了空前的創(chuàng)造性?！稄?fù)仇者聯(lián)盟4：終局之戰(zhàn)》、《蜘蛛俠：英雄歸來》、《奇異博士》、《雷神3：諸神黃昏》等也紛紛利用了虛擬動(dòng)點(diǎn)為基礎(chǔ)的虛擬制作技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。這種技術(shù)整合了當(dāng)前游戲產(chǎn)業(yè)中不同類型的制作流程，創(chuàng)造出一種全新的交互性模式，尖端的輸入設(shè)備可以不通過鍵盤鼠標(biāo)直接將數(shù)據(jù)輸入到電腦程序當(dāng)中完成先進(jìn)的動(dòng)作捕捉和虛擬攝像套件。這樣一來，攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)和演員的表演過程被捕捉之后，可以將結(jié)果實(shí)時(shí)顯示在虛擬攝像機(jī)屏幕之上，這與拍攝真實(shí)電影時(shí)能達(dá)到一樣的標(biāo)準(zhǔn)。虛擬攝像系統(tǒng)重建了傳統(tǒng)攝像機(jī)的全部功能，且場(chǎng)景范圍可以被隨意設(shè)置，便于瀏覽和決策。

三、結(jié)語

計(jì)算機(jī)成像技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)超越技術(shù)本身的現(xiàn)實(shí)意義，與電影的商業(yè)化運(yùn)作密切相關(guān)，甚至關(guān)系到電影背后的文化輸出。目前中國穩(wěn)步走在電影強(qiáng)國之路上，在國內(nèi)以數(shù)字技術(shù)為核心支持的電影特效制作與產(chǎn)業(yè)化之間的聯(lián)系越來越緊密，從而提升了中國電影的視覺魅力，讓中國電影以更加自由的形式來呈現(xiàn)，在帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，讓中國的優(yōu)秀作品在世界范圍內(nèi)得到拓展，促進(jìn)了電影的國際化傳播。