从《爱尔兰人》中探析减龄视效技术的发展及应用

董 迪 李 勃

（北京电影学院中国电影高新技术研究院，北京 100088）

1 引言

在众多的影视作品中，观众经常能在银幕中看到某一演员饰演了与自身年龄反差极大的角色，栩栩如生的荧幕形象让观众惊叹演员仿佛乘坐时光机一般回到过去或穿越未来，神奇的减龄和增龄效果使得影片更加具有说服力，以最真实的状态呈现出影片的艺术效果。在马丁·斯科塞斯（Martin Scorsese）执导的电影《爱尔兰人》（The Irish man，2019）中，三位演员罗伯特·德尼罗（Robert De Niro）、阿尔·帕西诺（Al Pacino）和乔·佩西（Joe Pesci）在参演电影时均已达到70岁以上的高龄，然而他们所饰演的角色在电影中却呈现出20～90岁之间不同的姿态。电影为达到最真实和自然的减龄效果，研发并应用了全新的数字减龄视效技术，革新的技术为这部黑帮史诗电影的成功提供了强有力的保障。

实际上，“减龄”并非是一个崭新的概念，在电影发展的每一个时期，电影工作者们都运用不同的手段来达到减龄的目的，可以说每一部影片或多或少都有“减龄”的痕迹。随着电影制作的发展，角色减龄的方法也越来越丰富，不仅包括服化道，还有数字技术。数字技术的出现激发了创作者们的灵感，演员年龄跨度以及表演过程中年龄衔接性的创新需求也在增长，正是无数电影制作者们精益求精的态度和孜孜不倦地探索，成就了一部部银幕前感人至深的画卷。

2 影视作品中减龄方式的革新与发展

2.1 更换演员

在众多减龄手段之中，更换演员是最简单和直白的方式。大多影视作品里，不同年龄段的演员饰演影片中一位角色的不同时期，这样的现象屡见不鲜。虽然此手段在角色塑造的真实性上有所折扣，但是电影制作者会运用添加字幕表明时间过渡、不同时间段画面采用不同的影调风格、寻找形象相似的演员等方式来弥补此遗憾。除此之外，若是电影的故事衔接和剧情设置合理，不同演员对同一角色的塑造配合度高，观众内心亦能接受更换演员的减龄方式。

在早期技术不成熟的时期，众多小投资的电影中，不乏以更换演员达到减龄效果的成功案例，如由韩国导演黄东赫执导的喜剧电影《奇怪的她》（2013），讲述了70多岁的老奶奶突然变成了20多岁的花季女子的奇幻故事，影片由罗文姬饰演70多岁的吴末顺（图1）；由沈恩敬饰演年轻女子吴斗丽（图2），二人在外形上的相似和精彩的角色诠释（图3）使得影片大获成功。

图1 罗文姬饰吴末顺

图2 沈恩敬饰吴斗丽

图3 沈恩敬（右）罗文姬（左）

更换演员的减龄手段适用于角色年龄跨度较大的影视作品，尤其是童年到成年的跨度，角色在身形和面貌上有着显著的变化，因此多应用于史诗类电影、电视剧之中。此外，巧妙运用更换演员的手段可以达到意想不到的戏剧感，比如喜剧类型电影刻意突出减龄前后角色某一特质的变化，由此和喜剧风格相契合。

2.2 物理化妆

在现如今的影视制作领域，演员化妆已经成为必不可少的环节，除特殊场景需要搭配相契合的妆容之外，为演员化妆使其在剧中呈现最佳的人物精神状态，这个过程本身亦可理解为减龄的过程。针对不同影片对年龄跨度的不同需求，影视制作者可设计减龄程度不同的物理妆容，并和服装、道具一同配合，呈现出最佳的减龄姿态。

但物理化妆的手段有着天然的缺陷，人类衰老是不可逆的自然规律，再完美的化妆技艺也无法实现年龄跨度极大的减龄效果，即使竭尽化妆工作人员之力达到影片主创满意的减龄效果，也会耗费大量的时间影响拍摄效率，且需保证妆后拍摄完成所有镜头，否则重拍或补拍会耗费重复繁琐的上妆时间，人力也很难保证前后两次妆容完全一致。所以选择物理化妆减龄大多是角色年龄跨度较小的影片，在剧情设置上往往也会因为该手段的限制作出让步，尽可能压缩减龄角色出演的篇幅，使影片不过于突兀。

2.3 数字图像增强

随着计算机图形图像科学以及计算机软硬件技术的飞速发展，电影的数字化生产模式已经全面取代胶片生产模式。数字时代涌现的众多后期处理软硬件，为电影制作提供了全新的理念和方式——数字影像以像素为基本单位，数字图像增强技术可在像素层面上，通过改变像素值从而改变画面以实现减龄的效果。

数字图像增强具有方便、实时、可逆、可操作空间大等特点，因此被大范围使用于减龄领域，这种快捷实用的技术手段使电影创作者们在剧情设定时更加游刃有余，适当解放了演员年龄跨度的些许限制，可以说数字技术的发展也从侧面丰富了电影的类型。在电影《我和我的祖国》（2019）的回归篇中，便采用数字后期图像增强的手段实现了主人公的减龄（图4）。

图4 数字图像增强技术减龄前后对比

数字图像增强技术实现减龄虽然节省了前期拍摄的人力和时间成本，实现减龄效果也方便快捷，但是若使用不够谨慎会引发全新的问题。随着后期处理软件功能的更新和操作的简化，该手段运用门槛逐渐降低，许多并无明显减龄需求的影视作品大面积使用甚至滥用数字图像增强，将“减龄”片面理解为在人物面部遮瑕、美白、磨皮、加高饱和度之类的“美颜”操作，不仅没有保留角色减龄后的面部细节特征，而且电影中光影、色彩、表演等艺术内核在过度“美颜”的趋势下完全丢失。因此使用数字图像增强手段减龄时应客观谨慎，保留人物面部特有的细节以保证真实感，不干扰导演或摄影所追求的人物面部光影对比和反差，不影响影片的色调风格等。

2.4 基于动作捕捉技术的面部三维重建

动作捕捉技术即在运动物体的关键部位设置跟踪器，由系统捕捉跟踪器位置，再经过计算机处理后得到三维空间坐标的数据，当数据被计算机识别后，可以在计算机内重建全新的角色。

将动作捕捉技术运用于人脸面部，着重跟踪和记录演员的面部表情数据，从而在计算机内实现面部三维重建，视效人员对数据进行修改或重建以实现减龄效果，这便是面部捕捉技术减龄的方式。该减龄手段拥有更高的精度、更灵活的可操作性以及更加趋于自然的减龄效果。影片《双子杀手》（Gemini Man，2019）作为高投资、高质量、高技术格式的代表，使用面部三维重建完成主角的减龄，减龄之后的演员成功保留了大部分面部细节（图5）。

图5 《双子杀手》面部捕捉技术减龄

虽然面部三维重建改善了减龄的效果，但该技术对硬件要求较高，高质量的效果往往需要高额的资金，对于中小投资的影片来说，不足以承担巨额的费用。采用低成本的技术，用面部三维重建实现减龄的质量不佳，反而会对影片造成负面的影响。即便少数电影的预算充足，花最大努力完成了减龄特效镜头，但目前技术仍有缺陷，减龄后的面部效果无法和真实的年轻状态相提并论，或多或少都会有技术处理过后的“痕迹感”。

3 《爱尔兰人》中的数字减龄视效技术

如前文所述，不同的减龄方法具有各自的优缺点，适用于不同类型的电影，但是对于马丁·斯科塞斯执导的新片《爱尔兰人》来说，现有的减龄视效技术都无法满足电影的需求。

首先，影片主要讲述一段由真实事件改编的黑帮历史，故事发生在1949年至2000年之间，时间线上不停地来回跳跃，且影片更多侧重于讲述人物的经历与成长，探讨生命与死亡、人生价值等命题，因此对演员的形象、状态和演技要求极高，不宜采用更换演员的方式。而当影片着手拍摄时，阿尔·帕西诺78岁，他扮演的角色在44～62岁之间；罗伯特·德尼罗和乔·佩西74岁，分别扮演20～80岁和53～90岁之间的角色，所以三人都没法仅凭化妆来饰演角色年轻的形态。

其次，导演要求演员的面光必须保持现场真实拍摄环境下的状态，他没有独自安排搭建舞台补光的拍摄计划。

最后，导演和三位主演坚持不使用面部捕捉技术，他们认为头戴特制头盔和面部贴满网球状的跟踪点不利于影片角色形象塑造，也不利于观察到与之合作的表演对象的表情从而作出实时反馈，他们需要在最真实的环境下呈现出最投入的表演。

幸运的是正当导演为此而发愁时，网飞（Netflix）决定为影片投资，且给予导演充分的创作自由。工业光魔（Industrial Light and Magic，IL M）愿意为影片探索技术，寻求不需要面部捕捉的数字化减龄方式。至此，高质量的主创团队、投资方和技术团队组成铁三角，完成了全新数字减龄技术的研发，并成功应用于影片当中，保证了影片的成功。

3.1 “Flux”和“Three Headed Monster”

对于工业光魔的研发团队来说，全新减龄视效技术的开发最重要的是保证特效过程不会干扰到表演或拍摄，为此团队在前期做了大量的试验，将不同的想法付诸于实践以尽可能达到电影中需要呈现出的年龄效果，最终确定了软件“Fl ux”和硬件“Three Headed Monster”互相配合的方案。

“Fl ux”是工业光魔花费两年时间开发的全新软件系统，“F”代表“Facial（面部）”，“l ux”代表“lighting component（光线明暗）”，软件从现场拍摄的画面之中获取人物表演的光线及纹理数据，并将其转化为由计算机生成的3D模型，通过处理之后合成演员表演的年轻化版本。

工业光魔还与《爱尔兰人》的摄影指导Prieto团队、ARRI Los Angeles公司合作设计开发摄影系统——“三头怪（Three Headed Monster）”，整套系统重64磅，由一台主摄影机和两台监视摄影机组成，监视摄影机分别位于主摄影机左右两侧，镜头选取Cooke Panchro Classic和ZEISS Master Prime Lenses T1.3系列。其中主摄影机为Red Helium 8K，用于记录和监测常规影像画面；两台监视摄影机选取ARRI Alexa Mini，仅获取红外影像，红外影像可记录更高密度的空间立体信息，用于后期建立3D立体模型，还为后期在软件中处理提供光照支持；ARRI Rental为摄影系统提供云台、支架、滑轨等稳定设备，Abel Cine提供OConnor三脚架。整个摄影系统（图6）虽由不同设备、不同材料和不同电缆组合而成但能方便灵活地操作、平移和倾斜三台摄影机，且具有优良的刚硬度、平衡性和同步性。

图6 《爱尔兰人》中的摄影系统“三头怪（Three Headed Monster）”

3.2 摄影系统“三头怪(Three Headed Monster)”方案分析

“Three Headed Monster”是三台摄影机集合为一的摄影系统，机型选取主要有以下原因:一是Red Helium 8 K和ARRI Alexa Mini均能拍摄4K分辨率的影像，满足导演的拍摄需求；二是“三合一”的系统要尽可能控制整体的重量以保证系统的稳定和拍摄时的平稳移动，以及方便装卸和收纳整套设备，而Red Helium8K和ARRI Alexa Mini集成化、轻量化的特点十分适合该“三合一”系统；三是Red Helium8K和ARRI Alexa Mini均采用了Super 35mm尺寸的CMOS传感器，两种摄影机之间相同的靶面能尽可能保证成像画面的一致性。此外因《爱尔兰人》中无需用到视效技术的镜头，导演采用的是胶片摄影机拍摄，而Super 35mm尺寸的CMOS传感器完全对应于胶片摄影机，能获得和电影胶片相同的景深。

作为监视摄影机，两台ARRI Alexa Mini经过特殊的处理，首先移除了摄影机内部传感器前的红外滤光片，然后在用于ARRI Alexa Mini的镜头前安装可屏蔽所有可见光谱的滤光片，最后当把镜头安装到摄影机上时，监视摄影机只能看到红外影像（图7）。

图7 “三头怪”拍摄的主摄影机画面（左）和监视摄影机画面（右）

监视摄影机的作用是双重的，一方面利用双目立体视觉原理，通过两个相隔一定距离的摄影机同时获取同一场景的两幅画面，通过立体匹配算法找到两幅画面中对应的像素点，根据三角原理计算出视差信息，通过转换后可得场景的深度信息，以帮助后续在软件Fl ux的空间中精确重建和定位面部模型；另一方面对于一些特殊拍摄所产生的运动模糊和硬化阴影等问题，红外影像可以提供可靠的冗余数据作为补充来解决由主摄影机拍摄产生的画面问题。

3.3 减龄视效技术流程

《爱尔兰人》整部影片一共拍摄了108天，其中309场戏共辗转117个拍摄地，计划一共完成1750个视效镜头，所有的视效镜头都需要“三头怪”摄影系统完成拍摄。在拍摄时，三台摄影机分别获取不同的画面（图8），观察的视角越多，后期三维转换效果越好，因此每一台摄影机从不同的视角记录演员的表演，最多时采用了9台摄影机即6台红外摄影机记录（图9），并且拍摄多次。

图8 “三头怪”摄影系统所拍摄的影像

图9 三个“三头怪”摄影系统同时配合捕获多视角影像

“三头怪”摄影系统中红外摄影机的目的是在后期制作中能更准确的还原三维模型，通过复杂的加工处理后重建演员年轻时的景象，所以在完全不佩戴任何头戴式设备和跟踪点顺利完成拍摄之后，整个数字减龄视效技术的核心还是在于后期软件Fl ux中的制作。

后期处理流程可分为以下四个步骤:

（1）收集和研究三位演员过往影片中的所有镜头。工业光魔的团队花费了两年的时间收集和观看了三位演员过往所有的电影作品，截取跨越了各个年龄段的场景进行研究和学习。团队发现没有一个标准化的罗伯特·德尼罗，也没有一个标准化的乔·佩西，他们在表演中倾注的东西改变了他们的模样。所以创作者的目的不是重建年轻版的演员，而是熟知每位演员的特质之后创造出符合本片风格的年轻版角色。

（2）让三位演员在特定环境下表演进行表情捕捉。在研究三位演员过往的影片中工业光魔团队发现，同一演员表演的不同角色之所以与众不同，最重要的原因是面部不同表情之间的转化方式不同，如哭与笑之间的转化，或者平静与伤心之间的转化等。所以团队使用“Medusa（美杜莎）”让三位演员在特定的环境下表演各种表情（图10），也称之为“真实表情”，由此生成一系列表情模型（图11），可以从一种表情变化到另一种，软件Fl ux将这些动画形态混合成特定的一帧帧画面。

图10 使用“Medusa（美杜莎）”技术进行表情捕捉

图11 表情模型

（3）在Fl ux软件中处理和合成画面。首先用Flux采集现场拍摄的影像，分析人物面部表情，从而进行3D建模（图12）；其次处理面部光线的明暗变化，捕捉微妙的细微差别，小到一丝颤抖，鼻子上的一抹皱纹（图13）等都是关键信息；然后分析人物面部肌肉变化、肌肉收缩或者放松时血液流动的方式，通过处理使人物面部变化使其年轻（图14）；最后处理其余细节，如演员皮肤上的毛孔及光线透过皮肤的方式，和罗伯特·德尼罗脸上的痣（图15）等每位演员的特质。

图12 3D建模

图13 处理面部光线的明暗变化

图14 分析和处理面部肌肉变化

图15 处理罗伯特·德尼罗面部的痣

（4）将软件中合成的人物定位到主摄影机所拍摄的画面中。重新定位是一项困难且复杂的工作，摄影机成像的原理在于它所捕捉的像素、光线明暗、纹理以及红外线等，这一切都是经过一系列的计算。为了使年轻化的演员看起来真实，就要考虑摄影机成像的逻辑和特性，这是一项数学工作；更重要的工作在于取舍，要判断该场景中演员需要“年轻化”到怎样的程度，还需从收集的“表情模型库”中不同版本的表情中找到最适用的版本，并且要考虑动作形象呈现出怎样的效果等，这就成为一项依靠想象力的工作。此时动画师无法借用软件完成所有细节，于是团队引入了众多生物设计师、平面设计师以及擅长粒子模拟的特效师在此环节投入工作，重新定位之后的效果，见图16。

图16 重新定位前后效果对比

综上所述，《爱尔兰人》中实现减龄的过程是一项多技术结合、多团队合作的全新方式，技术流程可简要总结为图17。整个流程以软件Flux为核心，摄影系统获取红外影像、表情捕捉和影片收集都是为在Fl ux中处理人物模型时助力，而Fl ux中的后期处理可分为3D建模、肌肉变化处理、光线处理和细节处理四部分，最终三位演员减龄后的效果可见图18、19、20。

图17 《爱尔兰人》中数字化减龄流程

图18 演员罗伯特·德尼罗减龄前（左）后（右）对比

图19 演员阿尔·帕西诺减龄前（左）后（右）对比

图20 演员乔·佩西减龄前（左）后（右）对比

3.4 全新减龄视效技术的优势和局限

与数字图像增强或面部捕捉技术等传统方式实现减龄相比，《爱尔兰人》中全新的减龄视效技术第一次摆脱了面部跟踪点和特质头盔实现减龄，归还了演员在表演过程中的完全自由，不仅可以让演员呈现出更加自然松弛的表演状态，而且保证了减龄之后人物状态的真实和生动。其次，尽管整个减龄流程十分复杂，但实现减龄的理念值得所有视效影片学习和借鉴，每一项为减龄而创新的技术也可在不同的影片中得到灵活应用以实现不同的需求，提高影片制作效率和整体影片质量。

另一方面，该技术仍存在一定的局限性。第一，影片中优质减龄效果建立在团队花费近两年的时间去收集和研究演员过往所有影片镜头为前提，研究成果也只限用于本位演员在本部影片之中，而所有为实现减龄而在软件中生成的虚拟资产也很难在其它影片中直接重复利用；第二，研发和应用全新的技术实现减龄需花费巨额的资金与大量的时间，从商业角度考量存在一定风险；第三，技术已经能够完成演员面部的减龄，但却无法掩盖肢体动作上的衰老，仍需改进和发展的空间；第四，核心软件Flux仍处在工业光魔内部使用和不断更新迭代的阶段，暂时达不到大范围商用的要求。

4 结语

影片《爱尔兰人》的成功再次拓展了影视剧对于演员减龄需求的边界，实现了不再依赖于在面部标记跟踪点实现减龄的拍摄手法，可谓是艺术推动技术发展，而技术发展又为艺术表现添砖加瓦的典范，技术与艺术的融合在此部影片中得到完美体现。随着此项数字减龄视效技术的继续完善与发展，未来影视作品中实现演员减龄会愈加方便快捷，真实性亦能显著提升，这必然会给更多的艺术创作者们信心，可以发挥无限的想象力去表现不同的主题。笔者相信技术与艺术都没有止境，期待二者能紧密联系，从而创作出更多优秀的作品。

注释

①Medusa:美杜莎面部捕捉系统，最初由迪士尼研究中心开发，后与工业光魔共同合作不断迭代增强。该系统能实现高精度的无标记面部捕捉功能。