从《阿凡达》看当代的3D技术

景立辰

（河北师范大学 新闻传播学院，河北 石家庄 050024）

一部3D电影的产生，从筹划到拍摄，再到后期的制作合成，中间的过程可谓是举步维艰却又缺一不可。由于3D电影方兴未艾，在技术方面还不尽完善，在拍摄和制作的过程当中常常会遇到技术性的难题。《阿凡达》这部电影从剧本创作到制作完成，历经了14年的时间，耗资5亿美元。它的导演詹姆斯·弗朗西斯·卡梅隆先生为解决技术上的问题，与合作伙伴文斯·佩斯共同研发了一套全新的数码摄影系统，光是购买这部分器材，花费就高达1 400万美元。如此巨大的投资，并不是因为他们财大气粗，而是因为他们对这套技术有充足的信心，他们坚信十几年的努力和巨大的投资成本不会白费。

有了强大的技术支持和世界最先进的数码设备，《阿凡达》这部电影一经播放，便当之无愧成为了“没有想不到只有做不到”的奇迹，卡梅隆导演将自己脑海中想象的场景活灵活现地展示在观众的眼前。那么，他究竟是如何实现的呢？

当代3D电影的制作，离不开传统电影所需的实景拍摄、演员表演、后期合成等，无外乎就是在传统拍摄的基础上加入了新鲜的元素。例如，通过3D软件的制作以及后期合成，将实拍的场景画面与导演的想象相结合，产生一个全新的如梦如幻的世界。（《阿凡达》当中的宛如仙境一般的外星场景，其实景的取材就是源于我国的著名旅游风景区——张家界）演员的表演则是在摄影棚里面进行无实物表演，应用绿背抠像技术，将演员抠出。最后，利用后期合成技术将演员放到之前制作好的如梦如幻的场景之中。虽然说起来简单，但是要想完成一部堪称完美的3D电影，需要各个部门、各个环节完美配合。这样，当代最先进的3D摄影技术和最完善的动作捕捉技术便从此产生了。

一、3D摄影技术

在电影《阿凡达》当中，我们所看到的美妙而奇幻、逼真而震撼的3D场景是出自于三套相互配合的3D拍摄系统，分别是3D实景拍摄系统、协同拍摄系统、虚拟拍摄系统。正是由于这三套拍摄系统的密切配合，才使得《阿凡达》当中逼真而震撼的3D效果呈现在我们眼前。

首先，3D实景拍摄系统。要想得到一个具有3D真实效果的实景场景，3D实景拍摄系统是不可缺少的环节，这个系统是卡梅隆的技术团队独自研制的一套新型的3D拍摄系统，而这种3D拍摄系统在过去的电影拍摄中，实际上都有用到。比如在摄制《泰坦尼克号》的纪录片时就已经使用这种技术。之后，又在《非常小特务》和《地心历险记》等3D电影当中也相继使用过。历经反复的3D电影拍摄实践，在已有经验的基础上又进行了完善，3D实景拍摄技术已日臻成熟，为在之后的《阿凡达》拍摄中的全面应用奠定了良好的基础。在3D实景拍摄技术没有产生之前，3D电影的实景拍摄系统则为立体拍摄，这种拍摄方式就是在原有的拍摄过程当中使用两台摄影机，代替人的双眼，以期达到立体的视觉效果。但是这种立体拍摄的技术，是同时使用两台摄影机同步拍摄，使用起来尤为不便。由于机器体型巨大，十分笨重，在拍摄过程当中无法做到灵活多变，许多高难度的镜头也就无法完成。而3D实景拍摄系统就较好地解决了这个难题，此系统是用一个普通的摄像机和两个体积很小的数字镜头构成，摄像机和两个数字镜头之间可以人工手动调节，通过两个数字镜头，同时搭配不同的分光滤镜，被拍摄的景物进入镜头时分光滤镜分别折射和反射出两路图像进入两台摄像机并分别记录，就如同人的双眼，输送不同视角的透视信息反馈给大脑，因此就呈现出三维的视觉。这样不但使拍摄过程变得简单方便，可以随时调节拍摄项目，而且，两个数字镜头的间距正好是人的双眼的间距，这样所获得的三维效果也就更加的真实了。

其次，虚拟拍摄系统。这种系统就是在拍摄的过程中使用虚拟摄影机，将拍摄下来的实景，利用3D追踪软件以及3D模型软件等技术，转化为计算机当中的3D场景。在虚拟的3D场景当中，通过加入虚拟的摄影机，可以自由地变换摄影机的位置与角度，以达到在真实场景拍摄过程中无法达到的拍摄效果。虚拟摄影技术在摄制《黑客帝国》时就已经开始运用了。但是，当时这种技术在使用时并不是用于拍摄，它是帮助导演寻找更好的拍摄角度。然而，在电影《阿凡达》的拍摄过程中，导演卡梅隆将原有的虚拟拍摄技术进行了改造，他用虚拟摄影机在虚拟的3D场景直接进行拍摄。这种方法的运用，使拍摄人员能完全轻松有效地控制虚拟摄影机的位置与角度，拍摄出各种所需的实景效果。所以，通过虚拟拍摄技术则可自如地将所需要的效果加以表现。卡梅隆改进的虚拟摄影系统的特点主要体现在：第一，这种新的拍摄技术能很好地在演员与虚拟场景二者之间进行沟通，通过这种拍摄技术的定位，可以选取对演员进行拍摄的有利视角；演员可以在虚拟摄影机拍摄的画面中了解自己在镜头中的表演，使演员在进行无实物表演的过程中变为“有实物”，为表演下面的节目做好准备。第二，这种新的拍摄技术能极为方便快捷地进行摄制，它能任意地在虚拟的3D场景里面设立拍摄镜头，没有数量的限制，实现多个角度同时摄制。

再次，协同拍摄技术系统。这种拍摄技术系统就是将实景拍摄系统与虚拟拍摄系统相互之间搭配使用，融为一体，以其达到实现拍摄的真实场景与虚拟3D现场巧妙融合的目的。产生这种效果就是通过协同摄影机来实现的。它主要的作用是对实际拍摄画面进行完善和补充，如将虚拟场景补充到拍摄画面之中、虚拟角色插入到现实的角色之中、同时将现实角色加入到虚拟场景当中等，并且即时地展现出来，供导演观看。由此，通过这种系统，导演能够自如地把握好演员与虚拟角色的转换，更好地进行制作和拍摄。

二、动作捕捉技术

《阿凡达》这部电影当中，虽然有演员的真人表演，但是不可否认的是影片当中的“虚拟人物”——CG角色占据了绝大多数。从专业角度上讲，一部3D电影成功的关键就在于对CG角色的塑造。欲使CG角色的动作自然逼真，靠3D动画师一针一针地去“key”CG角色的动作是远远不够的，因为这不仅需要3D动画师具有娴熟的技巧和深厚的动画功底，而且由于电影当中存在大量的CG角色会使得动画师们的工作量十分繁重、难以承受。于是，在《阿凡达》当中运用了动作捕捉技术。卡梅隆导演也一直在不遗余力地开发和完善这项技术，他曾经这样说：“我们不畏艰辛，付出了时间和心血，创造了成套的工具和方法，可以让我们创作这些外星生物了”。

动作捕捉技术就是在演员表演之前穿上特制的动作捕捉服，通过动作捕捉服上的关键点捕捉其相关动作，然后在电脑中生成相关数据并导入绑定好的虚拟角色，以达到虚拟角色完全继承真实演员的动作的目的。由于新的动作捕捉手段的应用，对真人的表演也提出了新的要求，他们必须适应在没有物体的摄影棚里，进行无实物的空间表演，并以剧情需要做出对周围事物的感觉以及反映，这一技巧是一个极度考验演员的想象力和表演功底的表演功夫。演员需力求达到身处其境，想象自身处于某个场景之中，并且做出逼真场景中的神态和动作，以助于动作捕捉器材捕捉到微小细密的肌肉抽动和眼神变化，达到以前用道具搭建一个等比的虚拟场景才能达到的拍摄效果。

毋庸置疑，《阿凡达》这部电影当中所采用的动作捕捉技术是当今世界最为先进和完善的。“The Volume”是卡梅隆导演特制的动作捕捉摄影棚，其规模也远远大于平常的动作捕捉摄影棚，通过与实时的协同虚拟摄像机配合，可轻易地制造出电影所需要的虚拟世界。“这是一个动作捕捉摄影棚，位于棚顶的传感器可以采集到演员完整表演的所有细节”。“独特之处在于它可以实时渲染动作，呈现在导演的监视器上，你可以监控未来完成影片的粗略渲染的合成模样。”戴尔先生曾经这样说过。

三、结语

《阿凡达》是一部3D电影时代的“独立宣言”。通过对3D电影的制作，卡梅隆既近乎完美地发挥了3D技术在电影中的应用，又将当代的3D电影技术提高到一个新水平，3D技术在影视行业中应用的市场空间将是十分广阔的。就像IMAX技术的诞生一样，3D技术将电影所能展现的内容进行了极大延伸，从二维空间扩展到三维空间；3D的视觉效果使电影中的场景真实地展现在观众的面前，致使观众心目中开始逐渐抹消银幕的概念，犹如身临其境，融为影片中的一员。巨大的视觉冲击力和身在其中的感觉，使人们在领略3D电影的同时，获得了更大的心理享受。

尤为重要的是，3D技术使电影的表现感和信息量有了极大的扩充，过去只能是大脑想象的情节和场面，现在则已体现在电影之中，或者是出现在观众的眼前。怎样更完美地发挥3D技术来进行叙事，已经成为当代电影人不断追求的目标。尽管在过去的几年里，3D电影技术在发展过程中遇到了一些问题，比如：有些观众观影之后会出现晕眩感、必须佩戴3D眼镜的制约等，但随着3D技术的不断发展进步，这些问题终将得到解决，事实上，现在已经出现了裸眼3D技术。我们有理由相信，随着3D技术的日趋完美，3D电影也会广泛普及，不久的将来一定会进入一个“无3D不成电影”的时代。

［1］黄式宪.电影电视走向21世纪［M］.北京：中国电影出版社，2010.

［2］郝冰.数字特技与视觉真实性问题［J］.影视艺术，2002，（1）.

［3］吴樵.阿凡达——最先进视觉效果的3D电影［J］.影视制作，2010，（2）.