科技改變影視制作： 虛擬制片助推國產超寫實科幻影片發(fā)展

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屏幕上播放著男女主角在上升的“太空電梯”中侃侃而談，他們周圍是呼嘯而過的飛船和隨著電梯上升逐漸變化的太空基地場景。最后電梯升到太空基地頂層，男女主角置身充滿科技感的奇幻太空基地——各種高科技設備林立，飛船在男女主角頭頂盤旋，遠處的微弱的光和無盡的黑暗昭示著太空的神秘……

你以為這是已經通過后期制作的某部科幻大片的片段？

其實，這是國內首部采用全LED虛擬拍攝的電影概念片《未知行星》的一個片段。在10月20日舉辦的“2021中國科技影視高峰論壇（重慶）”上，占地200多平方米的LED虛擬攝影棚矗立在會場后方。隨著周小帆導演的一聲“開拍”，《未知行星》原班人馬現場再現了影片中男女主角在“太空電梯”中相遇橋段的攝制。通過虛擬制片技術，場景完全使用虛擬引擎實時渲染，現場拍攝到的豐富、奇幻的畫面實時呈現在大屏幕上，這就是虛擬制片的“所見即所得”。

近年來，很多影片都使用了虛擬制片技術，例如《星球大戰(zhàn)》《指環(huán)王》《阿凡達》《獅子王》《白蛇2：青蛇劫起》等。到底什么是虛擬制片？它需要哪些技術加持？又如何給影視制作帶來更多創(chuàng)造力？

依托虛擬現實、增強現實的交互電影攝制

虛擬制片是指一系列計算機輔助制片和可視化電影制作方法。簡單來說，就是以實時交互的方式進行電影攝制，將虛擬現實和增強現實與計算機生成圖像和游戲引擎技術結合，使畫面看起來就像現場實景拍攝的。

2019年，隨著《曼達洛人》的播出，虛擬制片一詞大火，被廣泛討論，并逐漸開始破圈。實際上，虛擬制片并不是特別新鮮的事物，“十多年前就有這個概念”，2009年就進入虛擬制片領域的北京電影學院未來影像高精尖創(chuàng)新中心虛擬制作實驗室主任、北京圖象圖形學會理事王春水說。

《曼達洛人》在攝制的過程中，在原虛擬制片的基礎上引入并使用了LED環(huán)繞屏幕（背景墻）。LED屏幕這一直觀、具象、可觸摸的虛擬制片實體也使虛擬制片這一概念在公眾眼中更加清晰和具體。

據達瓦未來影像科技有限公司CTO朱子威介紹，在十幾年前，就有人使用投影、電視機或其他方法去實現這樣一個虛擬的幕布，只不過那時很多人并不了解這到底能解決什么問題。今天，虛擬制片橫跨了廣播、影視、舞臺、廣告、動畫、游戲、仿真等行業(yè)，在各個領域誕生和應用。

虛擬制片從技術角度可以分為可視化、表演捕捉、實時混合綠幕和實時LED墻。很早以前，電視新聞天氣預報就可以說是實時混合綠幕虛擬制片的一種體現。在電影方面，《阿凡達》的畫面和效果在上映之時在全世界引發(fā)了轟動。它當時使用了4千多臺服務器，CPU超過3.5萬個，渲染時間達到288萬個小時。它抓住了科技紅利，用虛擬相機呈現出一個逼真的虛幻世界。

繼《阿凡達》之后，2016年的《奇幻森林》中被狼群養(yǎng)大的人類小男孩與森林中各種動物的“真實互動”，就是通過混合虛擬制片技術，后期制作而來。雖仍保留了傳統(tǒng)特效電影的制作方式——演員在綠幕前表演，幾乎沒有背景和“搭檔”提示，但其應用的虛擬制片技術更加成熟，將真人演員與虛擬動物角色、虛擬環(huán)境、虛擬道具相結合，通過預演捕捉表演、動作的形式，與后期實時合成結合，形成虛擬片場。這也讓《奇幻森林》的畫面看起來更像是一部真人電影。

《曼達洛人》所采用的LED屏幕背景墻，代替了綠幕，讓實時拍攝、實時渲染、實時輸出成為可能。使用LED屏幕背景墻進行虛擬制片，能達到所見即所得的效果，即在攝制的過程中，也一并完成了后期視覺效果的制作，拍攝出的片段即可成為成片的一部分。正如達瓦科技在大會現場展示的《未知行星》“太空電梯”橋段的實時攝制與出片。

能達到實時出片，是因為虛擬制片并不是簡單地將一張圖片或是一段視頻拿到LED屏幕上播放，拍攝過程中，現實中的攝影機將和虛擬世界中的虛擬攝影機完美匹配，使現實中的攝影機透過LED屏幕拍到宏大的虛擬世界。

實時LED屏幕給虛擬制片帶來新變革

雖然虛擬制片并非新鮮事物，但實時LED屏幕的出現和應用給虛擬制片的工作流程和制作效果帶來了更多的便捷和可能性。

過去，綠幕與合成一直是虛擬制作奇幻、科幻類場景的方案，但其始終存在一些后期技術上難以解決的問題。例如，當角色穿著高反光的服裝或是戴著能反光的面罩時——就像《未知行星》中各個角色在太空中都戴著高反光頭盔，環(huán)境光影將如何在反光物體上呈現以打造更加符合現實、真實的場景，這是后期的光影制作面臨的巨大難題。此外，演員在毫無提示的綠幕前進行表演，不僅考驗演員的表演能力和經驗，也非常考驗主創(chuàng)人員的構圖和鏡頭設計。

在環(huán)繞的實時LED屏幕下，光影元素將實時反射到高反光服裝、頭盔等物體上，直接呈現實時的光影效果，避免了后期高成本、高難度的光影制作。同時，演員在環(huán)繞的背景下，也能更加清楚地了解故事發(fā)生的環(huán)境，有了提示和參照后，將有利于其對自己的表演進行控制和調整。主創(chuàng)人員也可以根據實時呈現的畫面進行鏡頭、畫面的控制。在《未知行星》的現場拍攝中，導演周小帆就可以通過手中的平板電腦實時控制“太空電梯”的升降。

《曼達洛人》第一季中有50%的鏡頭都是采用實時LED屏幕這種新的方式拍攝的，其采用的LED屏幕墻由1326個單獨LED組成，約6.1米高，覆蓋天花板，呈現出一個270度的半圓形，可用的表演空間直徑約有23米。在拍攝過程中，導演可以根據“所見即所得”的視覺效果再作出具體的創(chuàng)意決定，據稱可以做到實時修改，生成新的數字資產（LED屏幕所呈現的虛擬場景）。實際上，在第一季拍攝時并不能做到那么快的實時修 改。

“當時如果要換一套數字資產至少要花一天時間，在虛擬引擎升級到1.5版本時可以縮減到20分鐘，如果用現在的蜂巢AI數據引擎則可能將時間縮減到20秒。”納光智能科技公司聯合創(chuàng)始人孫丹說。

此外，實時LED屏幕虛擬制作還將帶來更多便捷。拍攝團隊不用到處找景、布景，一部大型影片在一個影棚即可完成。在時間上，相比于傳統(tǒng)制片，虛擬制片也能極大地壓縮時間?！堵_洛人》第一季的核心命題就是必須在6個月之內完成實際的制作，這也是其采用實時LED屏幕虛擬制片的原因。在此技術的加持下，“《未知行星》概念先導片整個項目只做了18天，拍攝只有3天左右。”朱子威介紹。

想象力前置——實時LED屏幕虛擬制片再造攝制流程

實時LED屏幕虛擬制作將環(huán)境、背景等數字資產放到電影拍攝之前完成，這雖然免去了后期的加工，可以達到“所見即所得”，但這對導演來說確實是一種考驗。

從技術來看，技術的發(fā)展能讓導演、創(chuàng)作者很便利，也能快速得到想要的內容?！疤摶靡?出來后，一個鏡頭一晚上就渲染出來了，我把意見反饋給技術端，他們馬上改，第二天就能出新片?！敝麑а堇钗等恢毖约夹g的更新會讓創(chuàng)作者很方便。此外，目前的技術也能支持導演在拍攝現場進行實時修改。

在著名動畫導演趙霽和達瓦科技實驗室技術總監(jiān)王鑫看來，使用實時LED屏幕虛擬制作技術需將想象力前置，即在創(chuàng)作過程中把靈感和想法快速實現和確定。這一方式可能會對想象力造成一定的局限。趙霽認為“前置”是比較理想的工作方式，但他擔心創(chuàng)作都在前期會缺少演員方和實際拍攝中的靈感和額外的可能性。未來，這兩方面還需再平衡、再摸索。

此外，利用虛幻流程的插件和流程管理，導演可以在現場對已經定好的虛擬場景進行無限修改，“但在現場拍攝時，導演突然間靈感來了要加一場，這是虛擬制片不允許的。”孫丹說。

節(jié)約成本了嗎

節(jié)約成本也是實時LED屏幕虛擬制片常被提及的一大優(yōu)點。所有拍攝在棚里均可輕松搞定，省去了路費、場地費、布景費等。但也有人質疑，對于動作電影來說，從屋里打到屋外再打到屋頂，整個空間結構需要比較復雜的環(huán)境，這樣的話基于LED屏的這個棚到底得多大，棚的造價與虛擬空間的制作可能比搭建實體場景還貴。

目前，LED棚的造價還是非常高。納光科技給臺北世新大學量身定制的實操教育基地的影棚造價大概200萬美元，而這個棚還達不到電影大熒幕制片的要求。如果要呈現出完美的畫面效果，LED屏幕非常關鍵?？苹秒娪皩а萦魟偨榻B，他們?yōu)榱顺尸F出真實的虛擬場景，測試了很多屏幕，有一款全球頂級的屏幕目前可以達到肉眼看不出背景的真假。當然，不同等級的屏幕造價也不一樣——可以湊合用的屏和頂級的屏價格相差幾十倍。

在孫丹看來，目前，在虛擬制片領域，經常有人會提到其能節(jié)省很多成本，但其實它只是可以在同樣的成本下產出更多的東西。此外，實時LED屏幕虛擬制片有一定的場景限制，有的場景可能直接采用傳統(tǒng)的拍攝方式比采用虛擬制片技術更省錢?！疤摂M制片有一個適用率，有時反倒不如用傳統(tǒng)的方法去解決。比如咱們拍《家有兒女》，制一個實景就可以了，好多人圍繞著機器折騰，不如制一個景一條拍完;拍黃果樹大瀑布，可以直接拍實景素材，然后在LED屏里面放，這也是一種應用方向，并不是大家認為的一定要做一個三維的圖像才能用LED屏?！?/p>

未來，期待LED棚發(fā)展規(guī)模化，功能細分化，流程分工細化，助力降低虛擬制片成本，使虛擬制片在影視制作中普遍應用，為影視業(yè)發(fā)展帶來革命性變革。