IT技术独立打造真人电影?《地心引力》背后的秘密
- 2013-12-3 9:36:49
- 类型:原创
- 来源:电脑报
- 报纸编辑:邓晓进
- 作者:
【电脑报在线】没有出色的剧情,没有耀眼的明星,凭借着让人眼花缭乱的CGI特效画面,11月19日上映的好莱坞科幻3D电影《地心引力》在中国已经取得了一周票房2.27亿元人民币,占据11月票房总收入的头把交椅。
没有出色的剧情,没有耀眼的明星,凭借着让人眼花缭乱的CGI特效画面,11月19日上映的好莱坞科幻3D电影《地心引力》在中国已经取得了一周票房2.27亿元人民币,占据11月票房总收入的头把交椅。
作为今年威尼斯电影节的开幕影片,《地心引力》曾连续数周蝉联北美票房榜首,1亿美元的投资,到目前为止已在美国收获约2.4亿美元票房,全球票房也突破了5亿美元。小贴士:
《地心引力》由阿方索·卡隆执导,剧本由导演阿方索·卡隆与儿子乔纳斯·卡隆共同撰写。
该片讲述了一个在地球空间站工作的男宇航员和一个女宇航员出舱进行行走测试时,卫星突然发生爆炸的故事。这部在太空领域内的“密闭空间”式电影人物极少,几乎只有这两位主演,他们将一同面对宇宙的无垠和人类的孤独。《地心引力》被《阿凡达》导演詹姆斯·卡梅隆盛誉为“史上最佳太空片”。
CGI画面占到80%的真人大片
跟其他好莱坞大片一样,《地心引力》也是一部由计算机特效打造的3D大片。
在《地心引力》之前,大部分太空题材的电影对于太空环境的拍摄,基本上是遵循了“威亚+绿幕+CGI后期”的模式,《地心引力》彻底打破了这个模式,让计算机的CGI成为整个电影的绝对主角。
由于整个故事发生在太空,摄制组也不可能真正进入国际空间站进行实地拍摄,所以这部好莱坞大片的CGI画面占到了80%。所有的3D部分是由好莱坞著名特效工作室Framestore完成的,同时PrimeFocus为整个电影30%部分做了后期3D转制工作。
除了两位演员的表演之外,整个片子仅用156个镜头拍完全片 演员实拍只有脸部,几乎是由计算机独立完成,作为一部真人电影,这是非常少见的。
在电影一开头,有一个长达18分钟的超长镜头。这18分钟所呈现的画面,全部是由计算机制作出来的。
在这个长镜头中,宇航员桑德拉·布洛克的脸部亮度成为最大技术难题,因为随着她在舱外不断调整身体位置进行翻滚腾挪,脸部受到的光亮照射应该和整个太空环境里面的光源相互配合。
如果光的位置、对比度和变换的速率如何配合出现差错,电影在IMAX银幕上播放出来就会出现明显的漏洞,甚至容易影响整体表现。
为了达到这个配合的效果,摄影师艾曼努尔·卢贝兹基和视觉总监蒂姆·韦伯讨论了许久,最终打造了一个六米高的摄影棚。
这个摄影棚内置4096个LED灯泡,可以投射出任何光照效果,一个巨大的显示屏安置在内,播放着模拟周围环境的视频或者图片,用机械臂控制的镜头就在这个空间里灵活地旋转。
这个显示屏就相当于地球,提供了从左边射来的反射光线。在屏幕上我们看到的就是一个巨大的地球,这当然是通过电脑精准地制作出来的。
如果要获得一个宇航员在太空中旋转的镜头,在绿幕条件下布灯就会是非常麻烦的事情,但在这个特制的摄影棚中,只需要调整LED屏幕上的内容即可。LED屏幕的每一个像素都是一盏灯,大概有180万个,每盏都能够单独控制。在后期的计算机处理中,这段特效画面也被负责本片特效的Framestore公司利用计算机系统反复处理,重点针对女演员的脸部光亮进行调整。
这个过程中,计算机系统调用了上万份宇航员在太空中行走的真实数据,进行脸部光亮效果的对比和处理,最终达到一个完美的效果。
智能机械臂成为“最佳摄影师”
复杂的智能摄影系统
IRIS机械臂系统可以帮助剧组完成复杂摄影工作
看完《地心引力》,很多观众都会产生疑问:太空失重环境下的很多镜头是如何摄制出来的,摄像机一直跟拍的?
实际上这是借助Dolly&Bot公司推出的一个IRIS机械臂,帮助电影摄制组的摄影师完成这种拍摄工作。
IRIS机械臂拥有4米/秒的运动速度,运动半径达到3.1米,动作精确到0.04毫米,多达7个关节的轴心,并配有一个超过10米的轨道,足以完成各种复杂的而且精细的动作,拍出随心所欲的各种刁钻角度的镜头。
整个IRIS驱动系统每秒可以移动4米,停止的话,精度在0.08米以内,整个系统的总重是6000公斤。
在《地心引力》拍摄的初期测试中,桑德拉·布洛克就被安置在了一个可以有少量活动范围的机台上,她的身边有两台IRIS机械臂,一台控制着一个ARRI Alexa镜头,一台控制着光源。
表现演员“砸向”镜头的效果时,实际上演员基本上是不动的,而是让摄影机在机械臂的精确控制下“砸向”演员。在一场戏中,摄影机要以每小时40公里的速度砸向桑德拉·布洛克,在离她3厘米的位置停下来,而这个过程中,布洛克必须保持一动不动。
其实《地心引力》的片场和其他电影的片场很不一样。比如拍摄桑德拉的太空浮游那场戏的时候,整个摄影棚就只是那个灯箱,再加上Bot&Dolly的IRIS的设备和ARRIAlexa的摄影机,就没有了。以前片场需要的那些大卡车和大件道具都不用了。
新型渲染工具登场
电影里的太空站和卫星都是Framestore事先精准地建过模型的。他们对细节的要求程度也很高。不过有例外,就是内景的有些太空舱,还有整个宇宙设置,都是通过电脑渲染得来的。
打光技术的核心,是Framestore团队和Solid Angle的Arnold带来的物理上的正确性以及正确的着色器。
Framestore团队在电脑上重新设计了打光的装置,让它变得更加传统一点,就是有反射板和挡板的那种。如果要向太空站反射光线的话,可能得做出一千米外的反射板。在太空你就得这么做,拍电影的话就不必被这些物理理论限制了。
在《地心引力》中,特效工作室首次使用了新软件Arnold作为画面渲染器。程序员在Arnold里写了整整71000条关于着色的代码。
因为在太空拍摄的时候,不可能是用最好的摄影机在拍,也不可能换镜头,很多事情都做不了。所以说用那些特效镜头是为了展现在太空摄影的感觉。
在太空拍摄是真的会有一些漏光的。白色航天服后面的太阳,二者的对比以及其中的阴影。由于太阳的遥远以及太空的乌黑一片,如果在阴影部分没有表现出地球反射过来的光的话,那么反差就会变得特别大,比任何在地球上看到的东西都要大。
电影中有很多碎片和残骸的表现画面,这些的代码大部分是在Maya完成的。当特效小组第一次用线框测试的时候,就觉得最后结果一定不错,因为它看起来是那么真实。
这是一个传奇
《地心引力》视觉总监蒂姆·韦伯讲解本片特效
问:在《地心引力》中,是不是所有摄影师的镜头都必须通过计算机处理?
韦伯:理论上是这样。我们会做视觉预览,然后会做打光模拟,然后我们会把从中得到的信息提取出来,然后开始一个我们叫做技术预览的过程(techvis),然后把摄影机里拍的东西提取出来,转换成特效工作室用的东西,两者看起来总是不大一样的。
问:太空环境里面的光线亮度最难模仿,你们如何做到这一点?
蒂姆·韦伯:我们首次使用了新软件Arnold作为画面渲染器。程序员在Arnold里写了整整71000条关于着色的代码。如果用一个单核CPU电脑来制作的话,得从埃及文明的发轫时,也就是公元前5000年,一直渲染到现在,才可以赶上首映日。
问:特效小组使用的Arnold渲染工具是不是一个挑战?毕竟以前很少用过这种产品。
韦伯:没错,刚开始的时候还蛮害怕的,但Arnold(以前他们用的是PRMan)做得很出色,所以后来一直进行得很顺利。Arnold有着超强的记忆管理功能,让很多复杂的场面也能完成渲染,还加了很多的镜头效果,比如渗透,闪耀,色差——这些元素在一般电影里都看不到。
问:演员的面部表情同样经过计算机处理?
韦伯:我们用了Lightstage来获得克鲁尼和桑德拉的面部扫描。有几个镜头他们的脸是CG做出来的,但是很少,比我们想象中的少多了。因为其他技术我效果都不错,实际用真脸的话是比较容易的,所以我们总是想办法用真脸。用CG做出一个能让人百分百信以为真的脸其实还是很不容易的,而且,如果整部电影都这么做的话,那就太吓人了。
问:从特效设计的角度来看,你认为整部电影中最难的地方是什么?
韦伯:很难说具体哪一部分是最难实现的部分,有时候直到一个事情忙完了,我们才意识到那是一个多么棘手的环节。举个例子来说,观众看到的布洛克在太空中漂浮的镜头,其实就是在一个特殊装置中拍摄的,为了真实地还原这种零重力环境,我们不得不依赖于虚拟摄影机。
因此我们创建了一个虚拟的环境,模拟太空中的光照,包括打在飞船上的光、打在演员脸上的光以及宇宙的背景光,然后才能在后期制作的时候,把这些与演员的表演合成到一起。这可以算是最困难的部分。
总之,这是一个传奇。 
本文出自2013-12-02出版的《电脑报》2013年第47期 A.新闻周刊
(网站编辑:pcw2013)
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