數(shù)字時(shí)代下電影《登月第一人》的特效制作

程 喆

(北京電影學(xué)院美術(shù)學(xué)院，北京 100088)

特效是在劇院、電影、電視、視頻游戲等使用的幻覺(jué)或視覺(jué)技巧，用于模擬故事或虛擬世界中的想象事件。它是在電影的拍攝和制作中最常見(jiàn)的一種特殊的成像技術(shù)，與普通的實(shí)拍不同，因?yàn)楦鞣N原因沒(méi)有辦法得到影像內(nèi)容或者需要增強(qiáng)影像效果等都可以通過(guò)特效制作的手段來(lái)展現(xiàn)。早期，特效一般屬于機(jī)內(nèi)特效，也就是可以在現(xiàn)場(chǎng)使用攝影機(jī)記錄的效果，一種包括了各種物理模型，人工制造的風(fēng)、雨、云，特效化妝，特殊布景等效果，另外一種則是利用攝影機(jī)實(shí)現(xiàn)的光學(xué)效果。數(shù)字時(shí)代則衍生出了需要使用計(jì)算機(jī)制作的效果，現(xiàn)今在行業(yè)內(nèi)廣義理解這兩種特效，所有傳統(tǒng)的機(jī)內(nèi)特效都稱為特殊效果 (Special effect)，而不依靠攝影技術(shù)生成的則是視覺(jué)效果(Visual effect)。

隨著電影工業(yè)的崛起、各類技術(shù)與設(shè)備的成熟化，大銀幕開(kāi)始挑戰(zhàn)更加精致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)漠?huà)面，觀眾也開(kāi)始對(duì)特效有了更高的要求與期待，特效不再是游離在外的附加產(chǎn)品，其在制作中的重要意義已不日而語(yǔ)。現(xiàn)在一部電影都會(huì)使用不同的特效手段互相合作，以此配合虛擬制作的嵌入可以不露痕跡。2018年上映的 《登月第一人》，全篇主要著墨于阿姆斯特朗在1965-1969年的個(gè)人生活和職業(yè)生涯，摒棄了波瀾壯闊的景觀，展現(xiàn)出真實(shí)、如紀(jì)錄片似的氛圍。全片使用CG 動(dòng)畫(huà)、蒙版繪畫(huà)、LED 屏幕、微縮模型等多種特效手段，并且在傳統(tǒng)的理念上提出了許多創(chuàng)新的思路，與不同版本鏡頭結(jié)合使用給予觀眾細(xì)膩動(dòng)人的體驗(yàn)。

1 特效制作的發(fā)展歷程

特效的發(fā)展實(shí)際上大致可以分為兩個(gè)時(shí)期，第一個(gè)時(shí)期在信息時(shí)代前，沒(méi)有計(jì)算機(jī)參與到制作中。與電影的誕生近乎一致，從梅里埃的《月球旅行記》開(kāi)始，魔術(shù)般的特效手段便被帶入了電影拍攝中，也是從這一時(shí)期開(kāi)始所有的特殊效果需要在拍攝現(xiàn)場(chǎng)下功夫。這時(shí)期是實(shí)體模型與攝影機(jī)內(nèi)效果的時(shí)代，比如1927年的《大都會(huì)》中用舒夫坦合成法與微縮模型一起完成了反烏托邦世界的拍攝，1933年的《金剛》用逐幀定格的制作方式，讓早期的機(jī)械模型金剛在帝國(guó)大廈爭(zhēng)奪飛機(jī)的場(chǎng)面變?yōu)榻?jīng)典。雖然由于時(shí)代的限制，早期的特效稍顯稚拙，但是有很多特效的基本原理也是在這一時(shí)期被奠定了起來(lái)。隨著上世紀(jì)80年代計(jì)算機(jī)開(kāi)始普及，特效的發(fā)展迎來(lái)了第二個(gè)階段，虛擬角色、三維場(chǎng)景變得唾手可得，《星球大戰(zhàn)》《第三類接觸》等影片成為特效制作的一個(gè)分水嶺，數(shù)字化的制作方式迅速發(fā)展并廣泛運(yùn)用在不同類型的影片中，為現(xiàn)當(dāng)代的特效制作方式勾畫(huà)出了整體的輪廓。就像當(dāng)時(shí)許多評(píng)論家所述：“演員將被賽博明星取代，導(dǎo)演可以直接將他或她的想象轉(zhuǎn)化為聲音和圖像，根據(jù)這種觀點(diǎn)，電影將不再像攝影而更像繪畫(huà)和文學(xué)——一種純粹的依賴想象力的創(chuàng)造行為?！?/p>

人們對(duì)于影像自我超越的愿景從未停止，在特效這塊廣泛汲取現(xiàn)代科技養(yǎng)分的肥沃土壤上，藝術(shù)與技術(shù)的種子產(chǎn)生激烈的碰撞，它鼓勵(lì)電影制作者進(jìn)行更多的嘗試，并開(kāi)啟一個(gè)制作的新時(shí)代。

2 《登月第一人》 中的數(shù)字特效拍攝

2.1 綠幕拍攝與后期特效

提到實(shí)拍中的特效制作，最被熟知的方法就是色度鍵合成，這種方法從上世紀(jì)90年代開(kāi)始就一直在使用，電影前期拍攝常用的就是藍(lán)、綠幕合成，而根據(jù)數(shù)碼相機(jī)的感光特性，在同等照明下?lián)碛懈吡炼鹊木G幕拍攝則更為常見(jiàn)。將幕布作為拍攝背景以便后期階段可以使之透明進(jìn)行精確的摳像、替換CGI背景等。雖然是較為基礎(chǔ)的拍攝手段，但是它作為后期特效能夠與前期拍攝的鏡頭完美融合的關(guān)鍵，仍然需要精細(xì)的考量。比如說(shuō)在沒(méi)有參考物的單色幕布下拍攝，那么后期對(duì)場(chǎng)面調(diào)度和機(jī)位調(diào)度都是混亂的，所以在現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有布景或者其他的參考數(shù)據(jù)下，跟蹤點(diǎn)便是特效制作最為重要的伙伴。另外在使用綠幕的時(shí)候還有一些既定的規(guī)則需要遵守，比如在拍攝現(xiàn)場(chǎng)對(duì)照亮幕布的燈光運(yùn)用要均勻柔和，主體對(duì)象需要與綠幕有一定的距離，一方面是避免投射出陰影，讓后期可以得到一個(gè)精確干凈的邊緣。另一方面則是常見(jiàn)的溢色反應(yīng)，尤其是在一些容易反射和受光線影響大的材質(zhì)上，比如說(shuō)一個(gè)明亮的盔甲、純白的服飾等，這樣在后期制作的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生難以消除的綠光，并且會(huì)讓不小心溢出的綠色和背景一同消失，導(dǎo)致在正式制作特效前就需要花很多的功夫去修理，甚至重新拍攝。

隨著技術(shù)的提升，這些問(wèn)題在有條理性的規(guī)劃下可以規(guī)避，但是這種制作方式也正在迎來(lái)新的挑戰(zhàn)。因?yàn)樵谶@種制作方式下，各部門的工作人員遵循一種嚴(yán)格的線性流程，數(shù)字特效必須在現(xiàn)場(chǎng)拍攝完需要的所有鏡頭后進(jìn)行，這意味著在可能出現(xiàn)的許多問(wèn)題將要堆積在后期階段解決，在這個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程中存在著無(wú)數(shù)的變量，如果需要修改某個(gè)鏡頭或者進(jìn)行補(bǔ)充，將會(huì)造成時(shí)間和預(yù)算的損失，導(dǎo)演、攝影、美術(shù)等各組人員如果不能共同協(xié)作這個(gè)過(guò)程，將會(huì)讓不確定性增大。

2.2 前投影與背投影

上文提到的使用綠幕后進(jìn)行背景的規(guī)劃再制作特效可以看做是后期的制作，那么其實(shí)還有一種方法就是讓后期的特效前置，這也是 《登月第一人》所使用的方法。當(dāng)然在說(shuō)到這種方法之前有必要了解一下它的鼻祖技術(shù)，就是前投影和背投影，這也是最早的機(jī)內(nèi)特效之一。顧名思義，這種投影的命名方式取決于投影儀放置在投射的屏幕之前還是之后，這種方式對(duì)比藍(lán)、綠幕來(lái)說(shuō)最大優(yōu)點(diǎn)就是可以簡(jiǎn)化制作流程，因?yàn)榍昂笃诳梢酝瑫r(shí)完成，并且容易調(diào)整。但是早期的使用中它有明顯的缺陷，因?yàn)樗挥泄潭ㄒ暯?，所以在拍攝前需要詳細(xì)的計(jì)劃角度，視差問(wèn)題難以解決，再加上背投使用的是半透明的屏幕投射，這讓畫(huà)面變得十分暗淡。所以之后前投影技術(shù)利用不透明的反射屏幕大量替代了背投影技術(shù)，得到更清晰的圖像。再之后就是藍(lán)、綠幕可以對(duì)畫(huà)面有更流暢自然的掌控而成為后起之秀。

近幾年一個(gè)“現(xiàn)代版”的投影拍攝則讓特效的前后流程得到了緊密、高級(jí)的控制，它就是使用提前制作的圖像投放到LED 屏幕中，因?yàn)長(zhǎng)ED 屏幕的技術(shù)不斷革新可以得到高質(zhì)量的畫(huà)面，包括它與數(shù)字化的高度聯(lián)系讓這種新型技術(shù)逐漸參與到電影電視的制作中，現(xiàn)在我們可以在相機(jī)中直接拍攝特效場(chǎng)景，甚至是得到最終版本的畫(huà)面。雖然是一項(xiàng)較新的技術(shù)，但是除了 《登月第一人》外還有很多愿意使用機(jī)內(nèi)效果來(lái)拍攝的導(dǎo)演都在做這樣的嘗試，比如電影 《敦刻爾克》 《東方快車謀殺案》，美劇《曼達(dá)洛人》《西部世界》等。

2.3 《登月第一人》中的LED墻虛擬制作

MPC公司對(duì)于虛擬制作是這樣解釋的： “用CGI和游戲引擎技術(shù)，將虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)結(jié)合起來(lái)，使得在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行創(chuàng)作和拍攝的人員可清楚了解自己所創(chuàng)建的場(chǎng)景和鏡頭效果?！?/p>

《登月第一人》中使用了60×30英尺LED 墻創(chuàng)建了90分鐘的可回放的4K 級(jí)別360°球面影像，創(chuàng)造出獨(dú)特的質(zhì)感。比如在開(kāi)頭一段導(dǎo)演用手持16mm 膠片攝影機(jī)捕捉了很多特寫(xiě)、第一人稱視角，以此來(lái)渲染主角在X-15火箭飛機(jī)試飛時(shí)精心動(dòng)魄的場(chǎng)面，實(shí)際上這一部分用不同的特效制作而成。首先，特效公司DNEG 需要提前在一個(gè)景觀生成軟件Terragen中創(chuàng)建從云層到太空的3D 環(huán)境動(dòng)畫(huà)，之后以360°VR 的形式渲染鏡頭，這樣在拍攝時(shí)可以靈活地進(jìn)行調(diào)動(dòng)。飛機(jī)模型固定在6軸的平衡環(huán)架上，主角在駕駛艙內(nèi)有幾個(gè)鏡頭是放在其直視點(diǎn)上或者固定在機(jī)身上，這樣直接讓現(xiàn)場(chǎng)模型和畫(huà)面實(shí)現(xiàn)同步地移動(dòng)。透過(guò)機(jī)艙拍攝到的就是LED 屏幕顯示的CG 畫(huà)面，重塑了第一視角帶來(lái)的緊迫感。而當(dāng)飛機(jī)穿過(guò)大氣層，在屏息凝神之際，主角的眼睛、遮陽(yáng)板的表面都顯示出來(lái)自LED 屏幕十分微妙的反射。

如果在綠幕中處理這一幕將會(huì)變得十分復(fù)雜，幾個(gè)光亮的表面有難以消除的溢色，還要重新添加素材在上面。并且影片中的景觀除了用特定資產(chǎn)，還積累了許多真實(shí)的NASA 檔案資料進(jìn)行編輯，這些鏡頭有許多類似火箭發(fā)射時(shí)排氣口這種生動(dòng)的細(xì)節(jié)畫(huà)面最終都被利用上，先將這些資源用電腦修復(fù)成干凈清晰的原始畫(huà)面再做舊處理，之后數(shù)字繪景、其他的CG 元素一起增強(qiáng)了畫(huà)面效果。

影片中除了最后登月成功的場(chǎng)景，還有大量的太空實(shí)驗(yàn)都是使用這種方式拍攝完成的，將不同的特效背景前置制作在LED 屏幕播放，其優(yōu)勢(shì)不言而喻。首先，導(dǎo)演、攝影等團(tuán)隊(duì)可以對(duì)這個(gè)畫(huà)面進(jìn)行更流暢地掌控，演員可以沉浸式地進(jìn)行表演，所有信息在現(xiàn)場(chǎng)的鏡頭中逗留，甚至可以直接在拍攝時(shí)對(duì)色彩、遮罩校正。其次解決了前背投的固定視角問(wèn)題，對(duì)于鏡頭的設(shè)計(jì)比較理想，可以創(chuàng)建與攝影機(jī)完全同步的視差。最后就是對(duì)于LED 屏幕輸出的高質(zhì)量圖像可以為在場(chǎng)的其他物體提供真實(shí)可信的交互式照明和反射，這也讓特效以一種非線性的形式參與到前期的拍攝中，減少了后期的許多麻煩。雖然在這部電影使用的是提前渲染好的畫(huà)面，還有一些影片則在虛擬制作的進(jìn)步下讓實(shí)時(shí)渲染更加的可靠，最終現(xiàn)場(chǎng)就可以制作出可以入畫(huà)的效果，重新定義機(jī)內(nèi)效果。

圖1 X-15飛機(jī)與LED屏投射的環(huán)境

3 《登月第一人》 中的物理特效模型

3.13 D打印技術(shù)賦能模型制作

在許多觀眾的意識(shí)中，特效模型已經(jīng)退居末席，但實(shí)際它不但是傳統(tǒng)中非常重要的一種制作手段也是數(shù)字時(shí)代不可或缺的一種表現(xiàn)方法。與LED 屏幕的優(yōu)勢(shì)相似，它可以在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮巨大的作用，所擁有的表面質(zhì)感、造型的嚴(yán)謹(jǐn)性在拍攝時(shí)可以產(chǎn)生以假亂真的效果，并且能夠作為參考模型進(jìn)行三維掃描，使數(shù)字模型有準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。電影的制作流程復(fù)雜而苛刻，根據(jù)不同的景別大小、拍攝限制、所要求的效果或者是預(yù)算的考量都會(huì)使用不同的特效手段，這種制作多樣化的探求也是對(duì)于電影藝術(shù)與技術(shù)的追求。而在數(shù)字時(shí)代，也可以看到模型與其他實(shí)景、CG 一起進(jìn)行合成，只不過(guò)在模型的制作方式上，傳統(tǒng)的雕塑、翻模等工藝流程開(kāi)始謀求與高科技的合作，3D 打印就是其中的佼佼者。

3D 打印技術(shù)并非一項(xiàng)陌生的技術(shù)，早期的叫法是增材制造，即通過(guò)逐點(diǎn)到面的層層增加材料而形成三維物體。這項(xiàng)技術(shù)在上世紀(jì)80年代開(kāi)始就受到關(guān)注，至今已經(jīng)在不少領(lǐng)域有所成就，并開(kāi)始參與電影中的模型制作，例如在 《終結(jié)者2》 《星際穿越》《攻殼機(jī)動(dòng)隊(duì)》等影片中已經(jīng)有了不俗的表現(xiàn)。3D 打印與原始的減材或是等材不同的成型工藝使它更適合快速、個(gè)性化的生產(chǎn)設(shè)計(jì)，首先得益于3D打印的一體化成型對(duì)于模型形狀的生成是不受限的，因?yàn)樗褂靡环N降維生產(chǎn)的方式先讓模型在計(jì)算機(jī)中切片再進(jìn)行逐層堆積，不但對(duì)于內(nèi)部附著復(fù)雜結(jié)構(gòu)的物體有很強(qiáng)的包容性，而且減少了組裝的程序，在修改時(shí)也不用重頭再來(lái)，而是對(duì)計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，節(jié)約了大量的材料和時(shí)間。在一些情況下，還可以與3D 掃描儀連接使用直接復(fù)制物體進(jìn)行打印。之所以3D 打印現(xiàn)在可以帶來(lái)很多傳統(tǒng)制作所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)樗c各類數(shù)字化軟硬件、材料科學(xué)的緊密結(jié)合息息相關(guān)，當(dāng)這些技術(shù)在共同進(jìn)步時(shí)，模型的制作也愈加具有連續(xù)性，可以更大膽地進(jìn)行創(chuàng)作。3D 打印就像站在傳統(tǒng)與數(shù)字制作的一個(gè)交叉口，將會(huì)帶來(lái)模型制作模式的新變化。

3.2 《登月第一人》中的模型制作與使用

像其他需要實(shí)拍的模型制作基準(zhǔn)一樣，在 《登月第一人》中，真實(shí)性也是其追求的首要目標(biāo)。在NASA 中收集的照片與視頻成為主要的參考資料，甚至還需要研究一些檔案內(nèi)十分復(fù)雜的操作示意圖作為概念參考，之后便要在電腦上建好模型并轉(zhuǎn)成3D 打印機(jī)可識(shí)別的格式。美術(shù)組租借和購(gòu)買了十幾個(gè)打印機(jī)用來(lái)制作不同的飛行器組件，其中還包括兩臺(tái)大規(guī)格的工業(yè)級(jí)打印機(jī)，最終制作了14英尺的土星5號(hào)火箭，還有1/6比例復(fù)刻的阿波羅登月艙、指揮兼服務(wù)艙、雙子星8號(hào)以及一些艙內(nèi)的設(shè)施等。這里拿影片中所使用的的BigRep ONE 3D 打印機(jī)舉例，這臺(tái)機(jī)器擁有1005×1005×1005mm 的構(gòu)建體積，所使用的成型方式是擠出成型，一般它所代表的典型工藝就是熔融沉積技術(shù)，這種工藝使用提前加工過(guò)的熱塑性絲材導(dǎo)入熱流道以此熔化，因?yàn)楹罄m(xù)絲材的壓力擠出到加工平臺(tái)上，層層成型。比起其他常見(jiàn)的成型工藝，這種方法性價(jià)比較高，它的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料易得也易保存，做簡(jiǎn)單的后處理工序后就可以得到直接使用的組件，剩下只需要藝術(shù)家將它們組裝并上色，做出一些特殊的材質(zhì)質(zhì)感能經(jīng)得起攝像機(jī)的審視。在拍攝階段，整個(gè)舞臺(tái)被布置成黑色，LED 屏幕的環(huán)境光照射下這些飛行器模型絲毫看不出與傳統(tǒng)制作的差異。

圖2 3D打印的阿波羅11模型

4 結(jié)語(yǔ)

電影技術(shù)的提升使得特效的表現(xiàn)力也在不斷地突破，它讓電影的表達(dá)更自由。雖然LED 屏幕和3D 打印技術(shù)都是近幾年才慢慢進(jìn)入電影制作中，但是它們對(duì)于特效制作的潛力是巨大的，對(duì)于前者將重新定義機(jī)內(nèi)效果，電影的制作將被鼓勵(lì)更多的非線性、協(xié)作的過(guò)程，而對(duì)于后者設(shè)計(jì)師的職能也在潛移默化的改變，設(shè)計(jì)師也可以成為生產(chǎn)者。這些改變不但是對(duì)更高影像追求的必經(jīng)之路，同時(shí)對(duì)于電影制作的效率、成本也有巨大的改觀。所以在關(guān)注藝術(shù)的同時(shí)，也應(yīng)發(fā)現(xiàn)這些新技術(shù)與其的關(guān)系愈顯緊密，將為電影制作帶來(lái)更廣闊的空間。?