网易娱乐12月28日报道（文/乔达摩） 电影自从诞生以来经历了无声到有声、黑白到彩色，再到电脑特技的三次革命CG技术的广泛使用，现在一日千里的特效营造出来的奇观早已不是新闻，能满足现在观众的现今只有3D特效了。此次《阿凡达》之所以成为全球瞩目的焦点，主打3D+IMAX观影效果应该是主因。带领第三次技术革命核心CG技术的导演詹姆斯·卡梅隆又将掀起电影的第四次技术革命——3D特效时代即将来临。
《阿凡达》降世计划启动 3D技术革命就此掀起
90年代后期开始，好莱坞一度掀起特效技术革新热，尤其是CGI技术的日臻完美，而詹姆斯·卡梅隆也一直认准3D电影将是未来电影技术的主流趋势。2002年，他在看到《指环王2：双塔奇兵》中的3D动画人物咕噜（Gollum）后，确定当今的技术已经可以实现《阿凡达》的设想，再配合其已经相对成熟的3D摄影系统，于是打算开始启动这个“降世计划”。2005年随着史上首部IMAX-3D电影《极地特快》上映，一个崭新大时代悄然莅临，同年卡梅隆高调宣布将开拍一部新片，即今日的《阿凡达》。
这里要特别提到已故的好莱坞著名特效师斯坦·温斯顿，这位卡梅隆最得力的合作伙伴几乎为他的每一部代表作贡献了最令人叹为观止的视觉效果，在卡梅隆对3D技术的摸索中时，温斯顿更是给予了其莫大的鼓励与建设性意见。《阿凡达》早期的准备工作启动时，温斯顿负责视觉化设计的工作，直至辞世。在此特别向这位已经远去的电影特效大师致敬。
3D动画人物咕噜（Gollum）还获得了2003年MTV电影奖的最佳虚拟演出奖。
《阿凡达》是迄今为止影史上最昂贵的影片，据称其初始预算为2.3亿美元，最终成本超过3亿美元，《纽约时报》更是称其总耗资已超过5亿美元。这样一部鸿篇巨制的很大一部分成本都花在了技术上，仅是动画渲染需要的硬盘存储空间就超过1PB（1000TB），即使不考虑RAID空间损耗和备份，仅使用500块2TB硬盘搭建这套存储系统，成本就在10万美元以上。其中40%的画面由真实场景拍摄，60%完全由电脑动画生成，拍摄立体画面使用的全新3D Fusion Camera系统也耗费了大量的成本。“《阿凡达》是有史以来最复杂的一次电影制作”，卡梅隆说，“2个半小时的电影有1600个镜头，而且和‘金刚’（King Kong）、‘咕噜’（Gollum）不同的是，我们要做的CG角色不止一个，而是几百个，都要有照片般的真实感。”以至于在最近一次的采访中，“工业光魔”的视效总监John Knoll忍不住发出感慨：“以往我们为别的影片制作的CG特效就已经够牛逼够有爆炸性的了。但达到《阿凡达》这样足够真实的水准确实是第一次，而且大家这么多人和团队分工合作也是前所未有过的！”
实际上，参与这部电影特效制作的公司至少有十家，不过其中负责最核心部分的是四家。他们就是《指环王》导演彼特·杰克逊旗下的WETA工作室，主要负责CGI方面的工作；卡梅隆自家的Raelity Camera System公司，主要负责3D效果的拍摄与制作；卢卡斯旗下的“工业光魔”以及早年间卡梅隆经手，并多次参与过其电影制作的，现今已是《变形金刚》导演迈克尔·贝旗下的Digital Domain，主要负责细微粒子化特效制作，比如那些大气，尘埃以及海洋等。除此之外，微软还独家赠予了卡梅隆一套数字资料管理系统。除了由不同公司负责不同项目外，卡梅隆在《阿凡达》中还采用大量全新的电影技术。
3D虚拟影像摄影系统通过两台索尼HDCF950 HD摄像机进行拍摄。
两台摄影机镜头可以提供不同视角的画面。
新技术一：3D虚拟影像摄影系统（Fusion 3-D Camera System）
《阿凡达》最区别于以往电影拍摄的最大一点，就是采用了这套卡梅隆团队自主研发的3D摄影系统。2000年卡梅隆与摄影师文斯·佩斯在索尼的支持下开始研究发明这套全新的拍摄设备。通过两台索尼HDCF950 HD摄像机进行拍摄，这两台摄影机的镜头酷似人类的双眼，可以提供不同视角的画面，因为装配有不同的滤镜，因而在被摄物进入镜头时就会移除图像的不同部分，传递给大脑一种视差错觉，建立起最终感官得到的三维视角。在《阿凡达》的拍摄中，改进后的摄影机所获取的银幕呈现效果将更具深度，前景与背景会显现于不同的层面之上，也不再是以往那些移动的平面图像。
这样的好处就是不仅可以得到更棒更具动感的立体视效，同时也能令观赏电影的观众不再因为画面深层的抖动与快帧递进产生头晕，而这套设备也使直接拍摄3D电影变成现实。卡梅隆很乐意让同行帮他测试这项技术的效果，《非常小特务》，《地心游记》都使用了这个方法进行拍摄。连斯皮尔伯格都对这套设备大加赞赏：“以往为了看清画面在2D层面上的效果，我必须在拍摄每个画面时都眯起一只眼看啊看。《丁丁历险记》因为用了这套设备拍摄，我再也不用躲在监视器后面扮独眼龙了！”
通过显示器观看时会发现已经有各式虚拟场景存在。
真人表演同CG画面相映成趣的合成观察平台。
电影中将出现的飞船。
新技术二：虚拟摄影棚（Virtual Producation Studio）与协同工作摄影机（Simulcam）
这是真人表演同CG画面相映成趣的合成观察平台。实际上其本身是一块空地（或者没有任何摆设的有限空间），但当你通过显示器观看时就会发现已经有各式虚拟场景存在。导演可以通过虚拟摄影机来指挥演员的表演。演员类似于被放进一个充满CG物体的虚拟空间中，通过这个系统可以令导演在真实世界拍片一样，任意选取各种摄影角度，控制协调CG物体的活动，在第一时间看到真人表演同虚拟场景结合后的视效。
协同工作摄影机（Simulcam）令CG场景呈现出高度拟真的效果。
而这个系统的核心设备就是协同工作摄影机（Simulcam），由布满在摄影棚顶部的140个数字摄像机组成，搭建出一套表演捕捉技术平台。摄像机通过追踪现场LED灯打出的近红外光谱的反射，将捕捉到的数据传输到一套系统中，再将光谱的反射与演员的运动进行组合分析，得出整个镜头的立体模型。之后，这些数据再被映射到后期的计算机处理，从而令CG场景呈现出高度拟真的效果。卡梅隆亲自参与研发的这种新型虚拟摄影机系统，是对表演捕捉技术的最重要的贡献之一。以前的传统做法都是先将演员的表演动作捕捉抓取后加入到数据库，然后再同虚拟场景进行搭配。卡梅隆让这一切变得更加直观和快捷，不仅令演员可以同步与数字环境进行互动，同时也为导演进行有效指导调配行了极大方便。“它就像一个强大的游戏引擎，如果我想在空中飞或是改变视角，我立刻就能办到。我还可以把整个场景变成50:1的模型布景，在里面穿梭。” 卡梅隆如是说。
演员不仅身着表演捕捉服，还有装备着微缩高清摄影头的帽子。
卡梅隆向身着特殊服装的演员讲戏。
新技术三：面部捕捉头戴设备（Facial Capture Head Rig）与面部表演捕捉还原系统（Facial Performance Replacement）
由于本片超过60%的镜头都要通过表演捕捉完成的CG画面，因而那些特效演员必须身着表演捕捉服，还有装备着微缩高清摄影头的帽子（即面部捕捉头戴设备）。这些摄影头离演员面部只有几英寸，其工作后对准演员脸部，主要采集他们的面部表情以及细微眼球活动，然后将其输入数据库以丰富CG虚拟角色（以纳美人制作为主）的动作表演。全新的表情捕捉系统可以捕捉到演员的每一个细微表情。WETA工作室的艺术家们运用最先进的电脑生成影像技术把拍摄的人物和环境转化成照片级的虚拟影像，最终把观众带到一个广阔的外星世界。
微缩高清摄影头离演员面部只有几英寸。
面部表演捕捉还原系统完成面部动作重设的需求。
最终完成的画面。
另外一个更神奇的发明就是面部表演捕捉还原系统（Facial Performance Replacement）。在传统电影制作当中，如果后期当遇到有更改台词，面部动作重设的需求时，一般都会使用ADR系统（额外对话采集系统）进行修改，即在嘴形无法对上之时，将选取远景活着角色非脸部部分进行补拍以免穿帮。有了面部表演捕捉还原系统，这些麻烦事完全可以迎刃而解。其可以通过已有的表演数据生成新的所需要的面部扫描件和对白捕捉，轻而易举完成修改。
演员表演捕捉舞台比以往的舞台大上六倍有余。
新技术四：容积（The Volume）
卡梅隆与其特效团队打造的演员表演捕捉舞台工作点，也可以看作是一个感应舞台系统。规模超大，比以往的表演捕捉舞台大上六倍有余，能够设置出一个完整的新西兰。此次完全是为了能够展现出《阿凡达》中那奇幻瑰丽壮美的外星世界。基本上除了少量的实景拍摄，真人表演以及模型特效外，大部分拍摄工作都是在这里完成的。此系统专门纪录台上演员的动作，亦用一种类似美式足球头盔的“E-Motion Capture”头罩，演员戴上后，电脑可收集演员的面部表情及肌肉变化，效果比上一代的动态捕捉技术更精准。
《阿凡达》技术要求过于超前 14年前放弃拍摄
其实早在1995年卡梅隆就已经想拍摄《阿凡达》了，当时已能在好莱坞呼风唤雨的他扮演着电影特效技术创新大师的角色，因为在《终结者2》时，结合模型与CG制作拍摄的特效画面在他的调教下上了一个新台阶。裹挟着对于特效技术近乎狂热的劲头，卡梅隆拿着已经完成的《阿凡达》剧本找上了当时的Digital Domain（业界著名特效制作公司，简称D2）。但以当时的技术水平，想把《阿凡达》中的虚拟世界制作出来，基本上不可能完成的任务。即使被制作出来，也没有几个影院和银幕可以放映。而且3D电影在当时还并不是能被广泛拍摄并放映的。
早期的3D技术停留在与简单的视效跟拉客争人的噱头中。
虽然早在上世纪50年代3D技术就已经在电影中使用，但始终是停留在与简单的视效跟拉客争人的噱头中。80年代3D被广泛应用到一些类型片当中去（以恐怖，动作，记录片为主），像《13号星期五》(1982)、《鬼哭神嚎》(1983)、《大白鲨3D》(1983)等都以其作为卖点。不过因为这些影片自身的艺术水准不高，缺乏镇得住台面的大片登场，加之技术上的局限性，来到九十年代后，3D电影更是在很长一段时间内少有人问津，逐渐淡出了人们的视野。另外一方面，在当时能够给影片视听享受以极致体验支撑的IMAX巨幕也是少的可怜。即使在美国这样的电影大国，银幕数与占有量也不乐观，虽然有着为数不少的汽车影院等类似于巨幕形式的放映地，但从硬件条件跟性价比上，也难以令人满意。一直以来，IMAX影院的搭建基本都是在一些诸如展览馆，科技馆，主题公园之类的地方，放映的也是不痛不痒的科教片，纯粹是为了给人们最初级的影音震撼而已。美国况且如此，那么别的国家呢？情况只会更糟，不会更好。
基于这样的一个现实考量，卡梅隆最终暂缓了《阿凡达》的拍摄，而转去先制作《泰坦尼克》。不过这并不表示卡梅隆就此永久搁置《阿凡达》的拍摄计划，事实上，拍摄《泰坦尼克》和之后将近十年的沉默都是在为《阿凡达》作准备。
“深海”(IMAX 3D电影纪录片)三部曲是卡梅隆打造特效、捣鼓新摄影系统的试验田。
卡梅隆摸索新技术 拍摄IMAX -3D纪录片为《阿凡达》
《阿凡达》计划搁浅后，卡梅隆投入了《泰坦尼克》的制作中去，《泰坦尼克》的3-D数字效果总监Judith Crow和他的团队与卡梅隆一起进行实验性的创新，他们在跟踪摄像机的移动和处理调和动作控制数据方面做了很多工作。这些技术帮助拓展了《泰坦尼克》的布景，给电影中不可避免的流水的镜头添加了数字化海平面。其中一个重要的发展是一个用立体摄像术在计算机中构建物理环境的系统。
Crow的团队用那些数据推断出摄像机的移动方位，把这些动作用到数字化船模的扩展和海平面上。“这颇象一场数字勘测”，Crow解释说，“通过用一对摄像机在已知距离以已知角度拍摄布景，我们就能用软件推断出各个点在三维空间中的位置，一旦我们再现布景的几何形状，我们就能从这里推断出摄像机的移动轨迹。这适合于近景拍摄的镜头，对于较远的镜头，我们就把一个圆锥形的物体放在布景中，然后用一个手提摄像机从两个不同的角度摄像。随后我们能从已知的几何形状重建布景，在墨西哥拍摄的所有的镜头中都用了这些方法来制作特效。无论什么时候我们做了包括缺失部分的布景的扩展，我们总要重新创建数据，来推断摄像机的移动轨迹和布景的几何图形，然后用这些信息把数字化船只的延伸部分以及水和天空等元素加进全比例的泰坦尼克中。
这样的努力并没有白费，《泰坦尼克》所取得票房奇迹和口碑赞誉自然不必多说，但是其中对新技术的创新跟经验收获对于卡梅隆来说才是最重要的。在那之后，卡梅隆突然犹如人间蒸发一样消失在人们的视野里。这期间他开始把重心放到对3D电影技术的研究和尝试上来。事实上，在拍摄《泰坦尼克》之前，卡梅隆就为环球影城的主题公园拍摄了一部《终结者2：3D版穿越之战》的影片。作为一次有效大胆的尝试，这部电影更像是一个融合了人物互动游戏，舞台表演以及多媒体调度的娱乐项目。接下来的“深海”（IMAX 3D电影纪录片）三部曲——《重返俾斯麦战舰》、《深渊幽灵》跟《深海异形》虽然不太为人所知，但却是卡梅隆打造特效、捣鼓新摄影系统的试验田，这一次是水下IMAX摄影机大出风头，当那些饱满，深邃，富有别样质感的全景式画面出现在人们面前时，人们都开始忍不住期待他的下一部鸿篇巨制了。果然《阿凡达》没有让等待多年的观众失望。
注：本文部分图片由ETHERMETIC.com特别提供
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