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真实的虚拟世界-提升特效制作中的科技含量

2004-09-21 付龙 北京广播学院科学艺术系 依马狮网


    艺术与创作之数字艺术论坛
    编者按:计算机设备的出现为影视特效动画制作开辟了一个新的创作天地,高清技术的推广推动了数字电影的发展,DV摄像机的普及掀起大众DV制作的热潮……科技的发展不断影响和改善着影视制作,也为影视艺术注入了无限的生机。
    新的视觉享受是科学和艺术的结晶,艺术家们要创造好的作品,就必须了解自己的工具,这包括高超的技术,包括了解电脑科学和各种其他科学给视觉特效所带来的理论指导乃至重大变革。这样,他们才能更好地与先进的工具沟通,达到心中的艺术目标。
    本刊与北京广播学院信息工程学院科学艺术系联合开辟了“艺术与创作之数字艺术论坛”,与读者共同探索影视制作的发展,挖掘影视制作的最佳工具和方法,助力影视制作人员创作出更多更好的影视作品。
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    很有意思的是,这篇文章的题目中有一对相互矛盾的词汇,也就是我们常说的反义词:真实、虚拟。因为真的实在找不出更好的词汇,能表达心里对影视特效制作的感受。然而,仔细推敲了一下这两个组合,还真有些不一样。首先从语法上讲,形容词罗列,一想到这儿,就不得不想起当年英语考级考试前老师的高论,英语中如果用多个形容词一块形容一个名词,那么紧挨着这个名词,也就是离得最近的形容词是最想强调的,这与汉语不同,正相反,汉语是把最想强调的形容词放在最前面,虽然离名词最远,但一上来就先入为主,给人留下较为深刻的印象。所以在这里也说明我最想表达的感受是“真实”。其次,虚拟可以看作是作为作品制造者所采用的手段之一,因为有些作品也可以采用真实的拍摄创造手段,只是因为难度的原因放弃(如两架飞机相撞),而真实是作品所追求的目标,所以我们依旧要强调真实。再者,我认为,两个标题能反映出制作的两种境界来,“虚拟的真实世界”,是说让你看到感受到一个真实的世界,尽管所用的手段是虚拟的,终极目标也就是创造出一个真实世界的感受,真实世界有的它都有,真实世界没有的它也就没有,因为要客观,而“真实的虚拟世界”则不同,明知到是真实世界没有的,也就是说没有人亲眼所见,例如恐龙、外星人,乃至鬼怪神仙等等,但把这些东西在作品中做得栩栩如生,宛如亲临现场当中,这不能不说是另外一个层次上的追求。
    结合上面所谈及的一些原因,所以我认为,真实感是制作者追求的终极目标,也是受众快感的来源之一,他们也愿意花钱来体验,来感受。为什么好莱坞大片,尤其是充斥着众多特效制作镜头的大片普遍受到欢迎,除了故事情节、人物刻画的成功之外,新奇的视听觉体验更能说明问题,因为它顺应了经济发展的规律,满足了大众的要求,让他们坐在影院里就可以体验上天、入地、下海的种种感受。
    如果你是一个影视特效制作者的话,应该感到欣慰,因为你正在从事一项朝阳产业。对于影视特效制作者们来讲,创造新奇的视听觉体验是追求的目标。换句话说,虽然从事的工作是营造一个虚拟的世界,但如何把这个虚拟的世界刻画的更加真实,给观众以真实的体验,将是所面对的最艰巨同时也是最有成就感的工作。
    仍旧延续前面关于真实与虚拟的话题,其实,对于影视特效制作来说,首先要解决的就是虚拟出真实世界的问题,就是说呈现在我们生活的这个世界上发生的一些状况,包括雪崩和龙卷风等自然现象,也包括急速和爆炸等人为现象。既然是真实存在的,理论上讲当然应该去拍真实的,但事实上自然现象不会等我们去拍摄的时候才出现,人为现象也会由于其破坏力及危险性而难以拍摄。举个例子,如果要制作的是飞机坠机事件,我们当然不会真的毁掉一架飞机,通常的做法是采用高科技摄影,使电脑动画结合实景拍摄,我们需要搭建蓝幕或绿幕,并且建造迷你模型,再把高速和空中摄影结合在一起,利用蒙太奇手段组接镜头,营造真实的感觉。但是,很多人会发现,同样是拍摄飞机坠机事件,一些国产电影的效果就不如好莱坞电影,其实拍摄原理我们都差不太多,这是为什么呢?一个原因就是我们的镜头中的科技含量不够,实际上撞毁飞机这一事件牵涉到许多物理原理,而有一些物理原理会影响到视觉的感受,用一个迷你模型来代替真实的效果实际上是对我们视觉的欺骗,也就是说必须营造一种视觉幻象来使我们的眼睛相信看到的场景是真实的。认知科学可以解释这种幻象的基本视觉原理,如果采用迷你模型,视觉系统不会接受这种画面,因为我们的眼睛有所谓的物体恒常性,视觉系统会知道哪种大小是正常的,并根据它来解释视觉影像,在好莱坞电影制作中,较好的发展了摄影技术和烟火技术,为了制造原尺寸的飞机爆炸幻象,采用高速摄像技术,并且摄像机的移动速度要比正常时候慢许多,同时减慢闪烁不定的火焰,利用科学使它们的视觉规模与真实情况相符合,从而彻底摆脱掉迷你模型。
    其实科学在视觉特效中扮演着极其重要的角色。曾经赢得奥斯卡特效奖的动画片《小蚁雄兵》中的洪水的效果制作就是一个很好的例子,它是由电脑专家尼克福斯特所制作,当时制作方希望画面更加逼真,有水的质感,因为水的移动其实非常复杂,以前一直无法用电脑进行模拟,尼克福斯特在攻读博士学位时对这项挑战很感兴趣,于是他开始研究数学史,发现有一组很简单的方程式称为奈维尔——史多克斯方程式,它们自18世纪就已经存在,早在电脑发明以前,奈维尔和史多克斯就算出这个方程式,它描述作用在一小滴水的所有力量,尼克福斯特设法找出能创造最佳视觉影像的核心要素,从而建立其一个较为真实的模型,同时也去掉了一些多余的部分。把水方程式简化后,电脑就能处理创造逼真画面所需的数据,在实际处理电脑图形时,为了获得满意的视觉要素,不但要模拟水的移动效果,而且旋转是很重要的视觉要素,也就是漩涡,基本上水流包含了一个个的小漩涡,旋转扮演着重要角色,《小蚁雄兵》中制造的另一项创举是溅水,水滴掉下后,得加入其他的水,在尼克福斯特发展的水模型中,模拟水的动作让它逼真的飞溅,这是最棒的地方,它营造的视觉幻象让人以为它真的是水。
    此外,有了科学这个强大的后盾,我们还可以自如地创造出真实世界中没有的景象,并且一样令人感到真实。
    创造恐龙的挑战曾经引起许多电影制作人的兴趣。最早创造出恐龙影像的是菲尔提佩特,但他只是利用动画木偶的方法创造出一只活动“玩具”恐龙影像,当计算机三维动画技术出现以后,他的定格动画摄影技术突然不具任何价值,因为通过计算机可以很快的建造恐龙的模型,科学几乎使他绝望,不过却又突然挽救了他的事业,一项创新技术使菲尔提佩特的工作室得以生存,这就是克雷格海斯发展的电子定格木偶,木偶的动作会通过传感器转换成电脑动画模型的动作,所有关节都包含在内,只要移动它,电脑动画也会有相同的反应。这种技术可连接定格动画和电脑动画,因为长期在虚拟世界工作的艺术家,在真实世界的经验不如传统动画家,所以具有深厚的木偶动作经验技巧的定格动画家能自由移动木偶,实际操纵木偶,再把动画转换到电脑动画模式上,然后用电脑绘图技巧来合成,而不是采用定格摄影。
    随着科学技术的发展,也使视觉特效的制作进入一个新的天地。越来越多的恐龙影像进入我们的视线,模型制作与电脑动画结合也越来越紧密。在实际的制作过程中,恐龙的角色创造中就应用了许多种科学,例如制作道具模型时用化学来处理它的皮肤和肌理,用电子学来处理无线电子通讯以操控模型的动作,当然还有电脑科学,这些科学的融合,其目的就是要创造一个其实并不存在但是却让人感觉真实的角色。艺术家要创造逼真的角色就得熟悉创造该角色的科学,他还必须明了解剖学和各种演化过程,演化学、人类学及生物学,一句话,活在银幕上的恐龙的一切都是以真实的科学为根据的,所以才让观众能够感受到真实。
    计算机技术的发展同时又为艺术家的创造提供了崭新天地,有时可以无中生有,烘托气氛,甚至成为情节的重要推动力。
    在表现恐怖气氛片子里,故事会经常被安排发生在阴暗而且冰冷的环境里,因为在冰冷的环境里演员们说话时会吐出“白烟”,这些“白烟”对恐怖气氛的营造很有帮助,早先的电影会请演员进入很冷的房间表演,让他们说台词,以便有冷的效果。计算机技术出现后,演员们就不用再真的受冻了,只需让其他人在冷的房间里的蓝幕或绿幕前吐出“白烟”,然后再取出这些气息把它合成到影片中。新数码科技的进步使艺术家们更加大胆,在一部恐怖电影中,他们完全控制了这些气息,因为在计算机中它们是一系列的点,每一个点在3D空间都有一个位置,这些点也有速度,艺术家们可以随心所欲命令一些点往这边移动,另一些点往其他方向移动,它会完全按照制作者的意思走,新数码科技的创造使气息也有了生命,这样会获得前所未有的视觉效果,恐怖的气息更加浓厚,甚至成为片中一个较重的“戏份”。张艺谋导演的电影《英雄》里秦王面前的烛火,也是这个道理,利用电脑制作出蜡烛的火焰,然后用它们替换原来的烛火,特技人员同时为烛台加入了随着烛火变化的光影,给观众的感受是火焰能随着无名内心的杀气而动,这对气氛的营造起到了巨大的作用。

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