《怪兽大战外星人》——荧幕下的3D技术

在外行们眼里，制作3D电影看起来就像小菜一碟。他们觉得，拍摄真人立体电影的导演不仅要使用两组摄像设备进行拍摄，还要人工调整拍摄角度，而动画制作者用电脑控制就可以了。需要给角色右眼一个特写？只要鼠标点点拖拖就搞定，更别说这些用电脑制作出来的角色没有一个会拒绝搭乘摄影用拖车——或者当你在一个场景中调整灯光时对你大发脾气。


   但是梦工厂的《怪兽大战外星人》的动画制作者们，却不敢苟同。制作3D动画电影是一个复杂的过程，而且随着不断发展的数字技术，导演们仍然在通过反复实验来挖掘3D电影的潜力。《怪兽大战外星人》就是梦工厂的动画电影3D化计划的第一部电影产物。更别说这些用电脑制作出来的角色没有一个会拒绝搭乘摄影用拖车——或者当你在一个场景中调整灯光时冲你大发脾气。

神奇的3D魔法

  我们的两只眼睛在方向定位上有2英尺的差距，而大脑负责把这两个来自不同眼睛的图像结合起来，让我们能感知物体远近大小。制作3D电影时，动画制作者们用电脑建立起立体摄影设备，以模仿人类的正常视觉。每个立体摄影设备包含两个摄像头——分别模仿两只眼睛的视觉功能。根据梦工厂立体摄影总监菲尔麦克纳利所说，这个设备最重要的，是轴向角度的设定，或者说，是两个摄像头之间的距离。他说：“如果两个摄像头摆在同一位置，就不会有立体效果。所有的事物都会只有一个角度可以观察，那就是二维电影。两个摄像头的距离越大，能观察到的物体的角度就越大。所以理论上，把两个摄像头位置分得越开，电影场景的三维效果越明显。”保证零视差的设备的设置也非常重要。它决定了这两个摄像头所拍摄的画面如何在屏幕上合为一体——因此电影制作者把那些显现的屏幕上的称为“个人空间”，把幕后隐藏的却称为“世界空间”。

   大多数时候，梦工厂的电影制作者们使用一系列商用程序包，比如Maya、内部工具、软件小工具——用它们来精确控制摄像头的立体效果。自动化控制有两个好处：1.它让电影制作者不用人工调整摄影装置，省去了大量时间；2.通过它建立可靠参数，可以让电影制作者们不用再为以前的3D查看器头疼。程序员保罗尼维尔负责麦克纳利的特效编写程序。“作为一个艺术家，我真的不想每次建立立体场景时都要计算一次，”麦克纳利说。有的拍摄场景必须人工设置，但是对于大部分场景，“我想要一个能够根据我要的效果，为我建立起立体效果、计算轴系和合成点坐标的工具。保罗接过了这个任务，并且通过编程和数学计算，在电脑里建立起了设置立体场景镜头的程序，这让我对于拍摄游刃有余。”


   动画制作者还创造了动态立体窗口——那是一个把电影框起来的黑盒子——是合成效果需要用到的一部分，也用于增强电影的动感效果。麦克纳利说：“如果想制作一个人跑向观众的画面，第一步要让这个人出现在远处——这时我们把立体窗口移近观众，制造一种视觉误差效果；第二步要让他向观众跑来——这时我们就把立体窗口移远，增强他离观众越来越近的视觉效果。角色向前跑，立体窗口就同时往后移——但是观众永远不会看到它的移动。”

利用3D技术发挥创造力

    麦克纳利还说，好的立体场景不止需要好的电影制作能力，也不止需要电影制作过程中大量地应用技术（这方面也是电影制作者还需要学习的地方）。“我们了解到，制作2D电影和3D电影所用到的层效果和合成有相当大的不同，”麦克纳利说，“有个很有趣的现象——平面布景并没有三维布景吸引人。二维电影通常用的拍摄手法——两个角色并排站着，用很简单或者模糊的背景作衬——三维电影中却不常用。所以，要制作一部成功的3D电影真的很需要创造力、重塑能力、拍片技巧。”

    正因为需要这些能力，所以才会有感知摄影室的存在。很少工作室有这个数字追踪技术设备，来帮助电影制作者设计拍摄手法。《怪兽大战外星人》影片层效果负责人达蒙欧贝妮说：“这个东西太棒了。它由一个显示器和一些手柄组成。在显示屏上你可以查看数据设置。如果你在这个摄像头面前慢慢移动，它也会通过此设备的技术跟着你转动。如果你把摄像头往上扳一个角度，让它对着房间一角，电脑就会重新计算新的位置参数。”空间大小也可以调整。“想像一下，我们要拍摄一个在足球场上的片段，而我们只有一个10*5的房间，但我们可以通过调整房间大小来满足足球场的尺寸。所以如果你走过这个5米宽的房间，实际上你就走过了一个足球场，”欧贝妮说，“所以你可以走过非常大的场景，这非常简单。”这个感知摄影室设备帮助他们实现了（在大场景的）镜头移动的可操作性；动画制作者把制作好的动画拷进这个设备进行扭曲——比如《怪兽大战外星人》有一个镜头片段：苏珊在桥上发现了机器人。欧贝妮说：“为了获得真实效果，我们可以把这个片段放进摄影捕捉设备，然后对她可能做出的行为进行回应。在过去，我们也许就只能让这个片段那么粗糙，或者直接删掉。但是现在我们不会那样做了。但是没有摄影捕捉设备，我们也做不成。”

三维图像压缩变形技术

  当电影镜头被撰写好在书写板上，就该开始进入拍摄状态了。在电脑里，有一种CG环境，可以使角色处于低分解状态。麦克纳利把一个特定场景的参数输入电脑，电脑很快便计算出立体场景中镜头的设置参数。麦克纳利说，“这个程序的难处在于，你可以制作一个景深非常大的场景，然后将之压缩，例如我可以轻易地把背景前移，去掉前面的布景，但是里面的角色可能就会被压得像纸板一样。”为了解决这个问题，动画制作者使用了一款软件来测量角色如何恰好地嵌入近框和远框之间。“我们会根据测试，和在影院大屏幕上播放的效果，决定哪种形象最适合角色，以及赋予角色什么样的形象，然后就可以把参数输入到设备计算器里，”麦克纳利说，“所以，在我输入可靠的远近数据的同时，也可以根据看到的做出相应改变的角色压缩图像，来检验是否过压缩或者欠压缩。”

   不过有时，那个软件的功能也不够满足需要。比如当远近距离设置达到最大值，角色还是处于过压缩状态。这时，导演会换另一种方法——用多个摄影设备拍摄（一次最多可以8台）。麦克纳利说：“有时拍摄需要这样的镜头：远处山上的道路一直延伸到近处，屏幕前景有树枝，两个角色在远山和树枝之间的位置亲密交谈。如果我们通过调整摄像头使树枝和远山的距离刚好，就能让角色得到正确的压缩。在CG环境，我们可以用一组设备拍摄树枝，一组拍摄远山，第三组——或者再加一组，给两个角色各分配一组——如此我们便可以对每个独立的元素进行操作。”

   电影制作者将内部软件与Maya三维动画软件相结合，通过它们来组合画面，在实时立体预览窗口观看场景的拍摄效果。麦克纳利说：“我们可以坐下来，戴上眼镜，在电脑桌面操作这些不同的立体摄像设备——把两台、四台、六台甚至八台摄像机拍摄的画面结合起来，共同构建起既完美地融合了舒适感，又尽可能保证了立体音效的最终场景。”

计算机技术的威力

    能够把左眼和右眼看到的画面结合制作成三维画面的3D动画技术——要求计算机拥有强大的功能。梦工厂使用了英特尔i7核心微处理器来制作《怪兽大战外星人》，在电影三维画设备和动画制作者的工作设备里都配置了英特尔的微处理器。英特尔技术组负责人约翰米德顿说：“你可以想象，所有计算、图像和像素的三维化处理，都对计算机有一定要求。制作3D电影，技术要求又更进一步。对计算有大量需求的人们有一个最基本的方法，即利用这些处理器调整和创建他们的软件，因此可以一次使用四个或八个处理器核心。这就是所谓的并行编程，即多个通道运行多个程序。对于用这种动画软件来制作电影的梦工厂来说，是一项伟大的贡献也是一个极好的方法。”


    即便梦工厂的动画制作者们还有很多要学，他们对于《怪兽大战外星人》还是很满意。欧贝妮说：“这是一部完美的电影。如果观看单声道电影，你看到一个机器人，可能会说‘嗯，它可能50英尺高，或者100英尺高。’但是在3D电影里，你会立即感知到物体大小。这部电影有一个镜头是苏珊跌落在地，仰起一个角度看眼前400英尺高的机器人。这个机器人高高矗立在观众眼前，单从图像上来说，这个镜头拍得很好，但是在3D电影里，它还增加了令人恐惧的效果。”

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