論阿凡達技術(shù)制作成功的關(guān)鍵要素

好萊塢著名導(dǎo)演詹姆斯.卡梅隆導(dǎo)演的《阿凡達》這部影視，經(jīng)過計算機技術(shù)處理的畫面大約有60%，本片運用了數(shù)十種技術(shù)，這是一部技術(shù)領(lǐng)先，效果讓人耳目一新的影片。

好萊塢著名導(dǎo)演詹姆斯.卡梅隆導(dǎo)演的《阿凡達》這部影視，經(jīng)過計算機技術(shù)處理的畫面大約有60%，他的投資成本超過5億美元。在先進的技術(shù)使用和表現(xiàn)特殊的視覺效果上花了大量的資金，在拍攝過程中還發(fā)明了一些更新的技術(shù)和特效，在實拍動作與CG合成畫面也花了不少心思，導(dǎo)演致力于拍攝出一部技術(shù)領(lǐng)先、效果讓人耳目一新的影片。我們利用了協(xié)同虛擬攝影機，還有擁有全新三維攝影機，還有高效捕捉技術(shù)，是這些先進的數(shù)字技術(shù)讓這部影片得以成功。

下面就十個技術(shù)方面談一下阿凡達成功要素。

表演捕捉技術(shù)。他用來記錄真實演員的真實動作再將他技術(shù)化，這是一套轉(zhuǎn)為《阿凡達》所研制的技術(shù)，影片中的外星人就是通過與The Volume“能量”虛擬攝影、協(xié)同工作攝影機、面部捕捉頭戴設(shè)備，結(jié)合后期面部表演還原系統(tǒng)，將真人轉(zhuǎn)化為外星人。與現(xiàn)有的設(shè)備動作捕捉技術(shù)相似，善于抓拍演員細(xì)節(jié)動作和整個面部多種表情的細(xì)節(jié)化，使動畫外星人角色形象更加逼真具體，真人演員結(jié)和IG制作相當(dāng)完美。為此，卡梅隆采用最新的虛擬式攝像機設(shè)備，他能直接就看到計算機通過即時性現(xiàn)場生成的人物各種角色，總導(dǎo)演并能隨時隨地去指點演員們的表演。

“能量”捕捉技術(shù)。這個已經(jīng)被眾多導(dǎo)演使用過的技術(shù)，即彼得和史蒂芬之后“The Volume”是卡梅隆為 Avatar 特制的一種表演捕捉攝影棚，它的規(guī)模是常規(guī)攝影棚6倍，他與虛擬攝像合作完成影片中的虛擬數(shù)字部分。

協(xié)同虛擬攝影技術(shù)。作為虛擬技術(shù)攝影的核心部分，導(dǎo)演卡梅隆參與對演員表演的捕捉相關(guān)技術(shù)的改進和研發(fā)應(yīng)用，用監(jiān)視器觀察演員表演與所拍攝虛擬數(shù)字場景之間所產(chǎn)生的互動從而在該機器上調(diào)整到需要的最佳畫面效果。協(xié)同工作的攝影機會實時去追蹤目標(biāo)或者在監(jiān)視上通過表演的捕捉去創(chuàng)造虛擬的演員，還可以把虛擬演員放到實拍的場景中。而且制片人可以隨時觀察調(diào)整直到影片具有一定的觀賞價值。

虛擬技術(shù)。很像在玩游戲時游戲產(chǎn)生的場景的搭建，某個在虛擬場景中，演員就像游戲中主角，主角置身于一個虛擬的場景，并與虛擬場景中的任何CG物體互動，例如空氣、植物、動物、機器等互動，與此同時總導(dǎo)演可以任意的切換當(dāng)時攝影角度包括取景，以及處理諸如空氣、植物、動物、機器相關(guān)CG物體運動，還可以現(xiàn)場指導(dǎo)演員在虛擬場景中的表現(xiàn)直到達到導(dǎo)演需要的拍攝結(jié)果等。

三維立體技術(shù)。立體三維視覺系統(tǒng)可以通過兩咯臺式視頻攝像機所創(chuàng)造，這批三維裝置由首席官卡梅隆及旗下做攝影的文森. 佩斯一起進行產(chǎn)品設(shè)計及研發(fā)運用， 分管濾鏡被不同的鏡頭通過搭配產(chǎn)生不同的情景，一個被攝景物如遠(yuǎn)山進入到鏡頭時會被分光的濾鏡產(chǎn)生分別的折射反射最后兩路的圖像都要進入兩臺不同的攝像機記錄下來遠(yuǎn)山，就像人打開自己的左右眼，但卻提供不同得視角透視最后反饋到大腦遠(yuǎn)山形成三維遠(yuǎn)山視覺。這個機器重達130多磅，各部分功能非常之強大，不斷應(yīng)用改良的立體攝影技術(shù)系統(tǒng)能使3D立體的寬銀幕上的影像各自具有極其不同的多個景別的層次，整個的銀幕將具有深度立體感，不像早期平面呆板。

超運算技術(shù)?！栋⒎策_》的眾多特效大家見識了這種超運算服務(wù)器的綜合渲染色彩能力，在CUDA基礎(chǔ)上并行且架構(gòu)的叫Tesla S1070 GPU超運算技術(shù)，擁有近4個GPU，每個GPU又擁有241個核心，其總數(shù)961個核心，在浮點的運算專業(yè)能力可以高達4TB。就在整個CG技術(shù)視覺多種特效史上看《阿凡達》首次把數(shù)字需要而生成的相應(yīng)三角形的數(shù)量值從百萬種級別一下子提高到十億個級別值。

運算集群。分為運算群和計算群，經(jīng)過專家的重新的部署安排，采用了集群的平臺當(dāng)做它解決的方案， 運用一定的操作系統(tǒng)，總內(nèi)存就有104個TB，在內(nèi)聯(lián)方面采用的是萬兆的以太網(wǎng)路。積極采用的惠普面向?qū)I(yè)高性能的計算強力推出的傳感刀片掛高服務(wù)器，它的不一樣的地方是將一個單刀片里面放置兩臺專業(yè)服務(wù)器，再將整部的數(shù)字影視大概有3PB的完整數(shù)據(jù)存放在相應(yīng)存儲的陣列上，那么數(shù)據(jù)的傳輸時段采用的光纖叫SUN。概部數(shù)字影視全部完成時合一幀數(shù)據(jù)12，MB，一秒鐘就有24幀， 17.28GB，是每分鐘的數(shù)據(jù)，因而整部數(shù)字片《阿凡達 》就會出現(xiàn)長達160多分鐘放映時間。

預(yù)行計算光線追蹤引擎。有了這個引擎可以大大加速渲染過程和CG制作技術(shù)，規(guī)劃師可以用更少的時間完成更多更加繁復(fù)的場景設(shè)計。

20世紀(jì)60年代以來，一個數(shù)字改變著一切的時代已經(jīng)拉開序幕。數(shù)字技術(shù)在影視藝術(shù)運用、影視藝術(shù)的創(chuàng)作、影視藝術(shù)的傳播、影視藝術(shù)的接受等諸多方面產(chǎn)生廣泛的影響，影視在形式上由膠片向數(shù)字化演進過程，是繼無聲向有聲、黑白向彩色演變之后的又一轉(zhuǎn)變，這次轉(zhuǎn)變對影視界的沖擊是無與倫比的翻天覆地的。數(shù)字《阿凡達》的首映，是影視業(yè)的一次巨大變革。時下人們看影視大多都會選擇數(shù)字高清晰影視去觀賞，比如我國著名的導(dǎo)演兼制片人張藝謀老師現(xiàn)在就多以3D影視的形式去拍攝影片，它的《英雄》、《滿城盡帶黃金甲》、《三強拍案驚奇》、《山楂樹之戀》等受到很多影迷的熱捧，就是最好的例證。

作者簡介：普曉敏（1979-），女，湖北應(yīng)城人，鄖陽師范高等專科學(xué)校藝術(shù)系講師，主要從事中國畫的教學(xué)和研究。

基金項目：2014年度鄖陽師范高等?？茖W(xué)校校級科研一般項目，項目名稱：現(xiàn)代數(shù)字媒體藝術(shù)的表現(xiàn)特征。項目編號2014B07。