電影場景多層拍攝與合成的計(jì)算機(jī)應(yīng)用

電影藝術(shù)是繼文學(xué)、戲劇、繪畫、音樂、舞蹈、雕塑、建筑藝術(shù)之后的又一藝術(shù)形式，是雖年輕的藝術(shù)，也是與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展關(guān)系最為密切的藝術(shù)形式。經(jīng)過一百多年的發(fā)展，電影既承載并發(fā)揚(yáng)了戲劇藝術(shù)的敘事特征，同時(shí)又展示了電影藝術(shù)本身展示視覺奇觀的特點(diǎn)。電影中最能吸引人的，除了動人的情節(jié)，就是各種視覺特技效果了。人們的觀影活動不僅包括感情的宣泄，也蘊(yùn)涵了享受銀幕上視覺奇觀的樂趣。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，其已成為電影特技制作的重要環(huán)節(jié)，是用來創(chuàng)造視覺奇觀的重要手段；計(jì)算機(jī)技術(shù)在電影制作中的滲透，可以得到現(xiàn)實(shí)生活中拍不到的視覺效果，人類夢想做到而難以實(shí)現(xiàn)的想象都能通過計(jì)算機(jī)技術(shù)在影片中成為可能。

一、計(jì)算機(jī)在電影制作中的應(yīng)用

傳統(tǒng)電影特技包括利用攝影機(jī)本身的性能和膠片洗印技術(shù)完成的特技，以及縮微模型拍攝，機(jī)械和電子模型所產(chǎn)生的特技，還包括利用化妝技巧產(chǎn)生的特技。而在現(xiàn)今，電影特技呈現(xiàn)的是一種傳統(tǒng)特技與計(jì)算機(jī)特技相結(jié)合的局面。一方面，傳統(tǒng)電影特技還在發(fā)揮著無可替代的作用；另一方面，計(jì)算機(jī)特技在大展身手：計(jì)算機(jī)電影特技的效果在與傳統(tǒng)電影特技的結(jié)合中得到淋漓盡致的發(fā)揮。

計(jì)算機(jī)在電影特技中的應(yīng)用主要有兩大方面，分別是硬件應(yīng)用與軟件應(yīng)用，或者說是前期拍攝應(yīng)用和后期制作應(yīng)用。

1．前期拍攝應(yīng)用。計(jì)算機(jī)化攝影機(jī)及計(jì)算機(jī)控制攝影是特技電影在計(jì)算機(jī)技術(shù)參與下的又一大突破。在實(shí)際拍攝中，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)對攝影機(jī)的控制和操縱上，用帶有電腦控制裝置的攝像機(jī)來拍攝畫面。盡管這種方式目前并不是主流的攝制手段，但是它得到了越來越多的電影制作人的青睞，其原因是它所具有的優(yōu)勢。一方面用它來完成那些用傳統(tǒng)方法無法完成的拍攝，可以拍攝到高難度的鏡頭，或者在驚險(xiǎn)場景中攝影師無法到達(dá)的位置拍攝，這時(shí)用計(jì)算機(jī)控制攝影機(jī)運(yùn)動便成為非常有效的選擇。另一方面可以用于復(fù)雜的場景合成。用計(jì)算機(jī)控制攝影機(jī)進(jìn)行的多個自由度的運(yùn)動和操作，可以精確按照指令而動作。由于可以精確重復(fù)原有動作，因此能夠用多重曝光合成復(fù)雜的特技畫面。雖然許多效果可以靠在后期制作中應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件直接處理畫面來完成，但是在做畫面合成時(shí)，比如把計(jì)算機(jī)生成的畫面和實(shí)拍的部分合成時(shí)，尤其是二者畫面內(nèi)的人物之間要有嚴(yán)格的互動關(guān)系時(shí)，需要有精確的對位關(guān)系，這就需要用計(jì)算機(jī)進(jìn)行攝影機(jī)的運(yùn)動控制。

2．后期制作應(yīng)用。計(jì)算機(jī)影象合成是后期視覺處理的主要功能。通常一部電影由1000-1500個左右的分鏡頭(甚至有超過2000個)組成，場景畫面的制作和對復(fù)雜場景的控制，將對影片的精彩程度起到關(guān)鍵性的作用。數(shù)字電影場景畫面鏡頭不僅包括場面宏大、場景復(fù)雜的鏡頭；也包括觀眾不易察覺、但在鏡頭畫面中客觀存在有較多層次的中景鏡頭：或者在制作中使用了三層以上的實(shí)拍素材或三維生成素材的鏡頭。這種場景鏡頭是通過對來源不同的多個素材進(jìn)行多層控制、協(xié)調(diào)，最后使所有素材有機(jī)地合成為同一畫面而實(shí)現(xiàn)的。

二、電影制作中計(jì)算機(jī)應(yīng)用的軟、硬件

計(jì)算機(jī)化攝影機(jī)是由計(jì)算機(jī)、可以接收計(jì)算機(jī)控制信號的伺服電機(jī)和機(jī)械臂組成。安裝在機(jī)械臂上的攝影機(jī)可以做上、下、左、右、俯、仰六個自由度的運(yùn)動，機(jī)位也可以變化。這一切過程都由計(jì)算機(jī)來控制，可以預(yù)先設(shè)計(jì)，可以重復(fù)。計(jì)算機(jī)控制攝影機(jī)無疑拓展了攝影畫面的表現(xiàn)力，它所帶來的精確而完美的畫面效果，使得越來越多的新穎創(chuàng)意被提出、被探討、被采納，而這些創(chuàng)意往往是用傳統(tǒng)手段無法實(shí)現(xiàn)的。攝影機(jī)控制是由專門的軟件來完成的，它主要有兩方面的功能：一方面是可以從控制軟件系統(tǒng)輸出攝影機(jī)的運(yùn)動數(shù)據(jù)給生成畫面的工作站，用此數(shù)據(jù)去控制生成畫面的軟件(如三維動畫軟件)中的虛擬攝影機(jī)的運(yùn)動；另一方面是先用三維動畫軟件進(jìn)行攝影機(jī)的運(yùn)動參數(shù)設(shè)置，然后再把對攝影機(jī)的控制數(shù)據(jù)傳送到運(yùn)動控制系統(tǒng)引導(dǎo)攝影機(jī)的操作。

如今較為流行的數(shù)字合成軟件有：Paint、AfterEffect、MayaFusion、Flint、Flameolnferno等。這些軟件的功能都非常強(qiáng)大，而且在此基礎(chǔ)上又有各自獨(dú)特而擅長的功能，以處理各種不同的合成特技鏡頭。Autodesk公司的子公司Discreet Logic。是一家著名的專門開發(fā)和生產(chǎn)影視后期數(shù)字非線性編輯、特技效果制作系統(tǒng)的專業(yè)公司，它提供了一整套全范圍的影視后期數(shù)字制作工具，囊括了從后期數(shù)字制作開始到制作完成的整個過程。它的產(chǎn)品Inferno、flame、flint、fire曾多次獲得各種獎項(xiàng)，是被世界公認(rèn)的最優(yōu)秀的制作系統(tǒng)，目前在美國好萊塢已經(jīng)成為特技電影的制作標(biāo)準(zhǔn)。

三、場景多層拍攝與合成的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)

場景多層拍攝與合成是計(jì)算機(jī)在電影制作中的典型應(yīng)用，下面以一個Flame 8．5制作的鏡頭為例，簡單介紹場景多層拍攝與合成的創(chuàng)作過程。

看圖1這是一個比較典型的多層中景鏡頭，畫面的前后景區(qū)分的非常清楚，表達(dá)的主題也很明白，即通過畫面里的反光鏡傳達(dá)出后面有士兵拿著武器追來的內(nèi)容。此鏡頭只有短短的53幀(電影畫面24幀為1秒)，也就2秒鐘多一點(diǎn)點(diǎn)，觀眾的所有精力都集中在緊張的劇情中，雖然觀眾不易覺察這種細(xì)節(jié)，但是只有場景營造得越真實(shí)，帶給觀眾的感受就越緊張刺激：只有做到這步，才能達(dá)到使用視覺特效的基本目的。

作為此鏡頭的制作，必須在開始策劃時(shí)就對鏡頭中所有的元素進(jìn)行創(chuàng)意設(shè)計(jì)和安排，其技術(shù)重點(diǎn)為如下幾點(diǎn)：

1．士兵跑動的位置必須能準(zhǔn)確地反映到畫面當(dāng)中的鏡片上；

2．背景演員的表演能與士兵的跑動進(jìn)行準(zhǔn)確的對應(yīng)；

3．燈光的設(shè)置能更好地表現(xiàn)前后景的關(guān)系：

4．?dāng)z影機(jī)的焦距變化能準(zhǔn)確地突出鏡里的畫面內(nèi)容。

為了解決上面的幾個問題，可以選擇分層拍攝的方法，即將此鏡頭分拆成4個單獨(dú)的部分分別進(jìn)行拍攝，分別是士兵跑動層、士兵跑動背景層、汽車內(nèi)部前景層和畫面主背景層(包括演員表演的元素)。分別拍攝了上述4段的素材后，進(jìn)入后期合成階段，其制作步驟如下：

1．圖2中的士兵跑動層摳像后與士兵跑動背景層進(jìn)行合成：

2．對汽車內(nèi)部前景層進(jìn)行摳像，把背景綠色去掉，以便給主背景留好位置；

3．把合成好的士兵跑動層，與汽車內(nèi)部前景層的反光鏡進(jìn)行匹配；

4．把主背景層放入汽車內(nèi)部前景層的后面，根據(jù)反光鏡內(nèi)士兵跑動的位置，安排好背景演員的起始點(diǎn)；

5．所有元素齊備后，根據(jù)畫而的色彩和亮度關(guān)系，適當(dāng)提高前景反光鏡內(nèi)十兵跑動層的亮度，以突出要表達(dá)的情節(jié)；

6．調(diào)整好鏡面后，把主背景層進(jìn)行整體虛化，強(qiáng)調(diào)攝像機(jī)的焦點(diǎn)從全部集中在前景反光鏡內(nèi)的情節(jié)里面。

至此，一個簡單的中景多層拍攝與合成即告完成。制作過程看似簡單，但由于這個鏡頭是由4個不同的素材合成的，所以，對細(xì)節(jié)的要求是非常必要的。首先，每層之間的透視角度必須一致，即符合同一視角原則。如果出現(xiàn)運(yùn)動物體透視角度不一致，即使分層的動作很精彩，觀眾也會感到很不舒服，無法接受。其次是畫面的整體顏色、色調(diào)的協(xié)調(diào)問題。分層拍攝有很多優(yōu)勢，但對于燈光的控制，實(shí)現(xiàn)每個層之間都達(dá)到完全一致幾乎是不可能的，所以就需要在合成的環(huán)節(jié)進(jìn)行統(tǒng)一解決。去掉物體上綠背景的反光色是基本的，也是第一步；然后考慮前景和背景的主次色調(diào)關(guān)系，以哪個為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然還要考慮到整個影片的整體調(diào)子，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)確定；最后就可以把各層按照重要程度進(jìn)行分別調(diào)整了。在這些基本技術(shù)如能順利通過，再加上使用者的經(jīng)驗(yàn)積累，就能夠制作出有較高水準(zhǔn)的電影來的。

四、場景多層拍攝與合成的技術(shù)特點(diǎn)

數(shù)字電影大場景畫面多層拍攝與合成，在不同影片和不同條件下有不同的解決方案，但就其制作技術(shù)歸納為：

1．藍(lán)／綠屏拍攝

用于合成的電影實(shí)拍素材，背景一般使用綠色而電視一般使用藍(lán)色，這與電影拍攝是曝光在膠片上，而電視使用的載體是錄像帶有關(guān)，膠片對綠色的反應(yīng)微強(qiáng)于對藍(lán)色的反應(yīng)，所以拍攝電影膠片一般情況下使用綠色。

2．透視角度的匹配

即使采用計(jì)算機(jī)控制，在實(shí)際拍攝過程中，控制多層拍攝透視角度的匹配還是很困難的，因?yàn)樗脑硎鞘姑看螖z像機(jī)運(yùn)動的軌跡完全相同，這樣在后期合成時(shí)才會天衣無縫。但是，受各種客觀因素的影。向，這種匹配并不能完全保持一致。

3．場景跟蹤點(diǎn)的放置

畫面里跟蹤點(diǎn)的設(shè)置，對于后期合成非常重要，跟蹤點(diǎn)發(fā)生問題導(dǎo)致素材無法使用的事情常有發(fā)生。跟蹤點(diǎn)使用的前提：在分層拍攝中，只要攝像機(jī)的鏡頭和機(jī)位發(fā)生運(yùn)動和產(chǎn)生位移，所拍攝的場景里，就必須放置跟蹤點(diǎn)。跟蹤點(diǎn)在完成跟蹤任務(wù)后，要在后期把跟蹤點(diǎn)修掉，如果在拍攝時(shí)巧妙地利用場景中的道具來做跟蹤點(diǎn)，就可以一舉兩得了。比如拍攝火車車廂里的戲，我們可以做一個車廂的座位編號牌放在背景上作為跟蹤點(diǎn)，既增加了畫面元素也給后期帶來了方便。

4．背景的虛化處理

在分層拍攝時(shí)，無論處于多么次要位置的元素在拍攝時(shí)都是以清晰焦點(diǎn)拍攝的，即所有層的原素都是清晰的，所以在合成時(shí)就要對背景畫面或次要場景進(jìn)行主觀的優(yōu)先順序排列，對處于焦點(diǎn)之外的元素就要進(jìn)行虛化處理。

5．電影的全片調(diào)色

電影的計(jì)算機(jī)制作應(yīng)該把全片調(diào)色作為計(jì)劃之一，在后期開始時(shí)就進(jìn)行統(tǒng)一要求，即影片前期拍攝的所有原始素材，在后期合成的工作中，畫面顏色的對比度是不可改變的，這個要求給多層合成帶來一定的難度：但對于電影的整體色調(diào)質(zhì)量而言，這是是非常有益的。

五、結(jié)論

1．隨著數(shù)字時(shí)代的來臨，計(jì)算機(jī)應(yīng)用已經(jīng)是電影制作中的不可逆轉(zhuǎn)的潮流，科學(xué)與藝術(shù)并不矛盾，技術(shù)手段越完備，藝術(shù)手段會越豐富，表現(xiàn)形式也會越多樣，科學(xué)的滲透，必能為藝術(shù)帶來一個新的飛躍。

2．即使是最基本也是最典型的場景多層拍攝與合成，因其涉及到計(jì)算機(jī)理論、色彩應(yīng)用、藝術(shù)表現(xiàn)，甚至機(jī)械原理等多領(lǐng)域知識，所以也對電影制作人員提出了極高的要求。