《阿凡达》电影手册：潘朵拉星球百科全书

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“世界之王”詹姆斯·卡梅隆在《泰坦尼克》后历经十四年打造的科幻巨制《阿凡达》将于2010年1月4日上映，尽管您对《阿凡达》已经如雷贯耳，但您知道什么是“Avatar”（阿凡达）吗，您知道卡梅隆虚构的潘多拉星球上究竟有哪些生物吗？其实这样一部足以改变影史的影片原来只是来自卡梅隆儿时的幻想。虽然只是发生在一个虚构的潘多拉星球上故事，却因卡梅隆对视觉效果的苛求而至今才能面世，拍摄期间究竟遭遇了哪些波折？在电影上映前，《阿凡达》预习手册都将告诉你一切。

“Avatar”根本源自梵文，意指降临人间的神之化身。

第一章：《阿凡达》一语双关暗含灵性 打造完美外星幻境


片名玄妙 极具宗教色彩

《阿凡达》的英文原名为“Avatar”,词根本源自梵文。意指降临人间的神之化身，通俗意义可理解为“化身”。印度教中，AVATAR特指主神毗湿奴(VISHNU)下凡化作人形或者兽形的状态。传说毗湿奴有10个化身，其中有9个已经降临世间，最后一个化身会在世界末日降临。如果将这个词拆分成两部分，AVA的意思是“往上而下”“降下”；而TARA 的意思是“橫越”或是“通过”。在佛教的语言中，其指代人性之中的佛根慧能；而在以天主教，基督教为主的体系中，其也意味着人性中的神灵之能。即使剥离开宗教层面上的解释，这也是一个在现今电脑技术中的常见术语，通常指的是在虚拟实境中完美并具象化的呈现出人形。

卡梅隆选择这个词作为电影片名，无疑是非常点题的，不单将故事要点透露出来，同时也把主题进一步升华，达到了在哲学，宗教以及现代科技三者语境中最自然的融合。为什么这么说呢？这就要从本部电影的故事说开来。

杰克和匹配他DNA的“阿凡达”。

剧情曲折 疑似外星版《风中奇缘》+《与狼共舞》

故事从地球开始，杰克·萨利（Jake Sully，萨姆·沃辛顿饰）是一位双腿瘫痪的老兵，被派遣去潘多拉星球的采矿公司工作。这颗完全不同于地球并拥有庞大复杂的生态系统的星球上拥有价值连城的矿物元素--“unobtanium”。但潘多拉星球的自然环境并不适合人类生活和工作，人类根本不能暴露在潘多拉的大气中，而那些数不胜数的各色动植物也都足以对人类构成致命威胁。然而最令人类头疼的则是这颗星球上的土著种族：10英尺高的蓝色类人生物“Navi”人。他们非常厌恶人类在这颗星球上的所作所为，认为人类将会彻底毁灭他们的星球。

另一方面，为了可以在星球地表进行采矿活动，地球科学家们发明了一项新技术：将人类DNA和纳美人（Navi）的DNA结合在一起，制造了一个克隆纳美人。他可以让人类的意识进驻其中，成为人类在这个星球上自由活动的“化身”，也就是“阿凡达”。然而并不是任何人都可以操纵“阿凡达”，只有DNA与他身上人类DNA配型相符的人才可以。杰克的哥哥就是这个“阿凡达”的人类DNA捐献者，只有他一人可以操纵这个“阿凡达”，然而他被杀死了。采矿公司为了采矿工作能够继续进行，就必须找到一个可以代替他操纵“阿凡达”的人，这个人的DNA还必须和其配型相符，于是他们自然就找到了杰克。当杰克来到潘多拉星球，就完全被这里的美景所倾倒，成为“阿凡达”后的他还结识了一位纳美女孩，在深入的同其种族接触中，杰克逐渐认识到人类正在犯下无法弥补的过错，遂逐渐倒向纳美人一方。但人类同纳美人的大决战时刻也将来临，杰克将不得不做出选择。

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第二章：《阿凡达》关键词解析 潘多拉星球美轮美奂


卡梅隆和他的制作团队为《阿凡达》打造了一个体系庞杂，瑰丽多姿的外星世界，甚至为片中的外星种族纳美人创立了语言，下面将为您翻开潘多拉星球百科全书。

【纳美人部分】

波吕菲莫斯星球（polyphemis）表呈红色斑点状。

大气层中常年覆盖有漩涡飓风。

波吕菲莫斯星球（polyphemis）

这是一颗有木星体积两倍大的气态星球，地表呈红色斑点状，大气层中常年覆盖有漩涡飓风，由于其风眼酷似希腊神话中独眼巨人波吕菲莫斯的黑色瞳孔而得此名称。片中的潘多拉星就是他的十四颗卫星之一。

潘多拉星（pandora）有着许多色彩斑斓充满奇特植物的茂密雨林。

潘多拉星（pandora）

其属于阿尔法半人马星系，即阿尔法半人马星系B-4号行星，大小与地球相差无几。在潘多拉星的地表可以看到天空中长期有两到三颗别的卫星（波吕菲莫斯的其他卫星），拥有无与伦比的复杂而独特的生态系统，动植物种类众多：高达900英尺的参天巨树、星罗棋布飘浮在空中的群山、色彩斑斓充满奇特植物的茂密雨林、晚上各种动植物还会发出光，如同梦中的奇幻花园。地球考察队于2129年发现了这颗生机盎然的新星球，不过这里的大气构成却不适合人类生存：混合着氨，甲烷，二氧化碳，氧气和氮气，还有占极小比重的氰化氢。人类必须带上呼吸面罩才能暴露在其大气之中。

由于磁场作用圣山才会漂浮在空中。

圣山（hallelujah mountain/Montes Volans）

潘多拉星的独有奇观之一，NAVI人称其为“雷震圣石”（Thundering Rocks）。其含有一种极为珍贵的矿产：Unobtanium，罕见的常温超导体，因而具有奇特的磁场效应。正是由于磁场作用，所以便产生巨石大山层叠紧靠漂浮在空中的胜景。地球人类正是为了开采这种矿石而来到潘多拉星，期望用它来解决地球资源日渐枯竭带来的能源危机。

身高接近三米的纳美人是长有尾巴的近猫科类人智能生物体。

纳美人（na'vi）

潘多拉星球上的土著种族，基本身高有九英尺（接近三米），是长有尾巴的近猫科类人智能生物体。手和脚上都为四个指头，无关节，脖颈两倍长于人类。皮肤呈剥裂状蓝色，有发光色斑，颜色有自身情绪状态决定。其头部长有QUEUE，类似于某种外部功能性神经系统，形似马尾辫，它的主要功能是同各种动植物建立心灵交流以便控制。纳美人天性温良，热爱和平，讲求天地万物和谐自然存活。但遇到攻击后也会变得十分凶猛，拥有超强的攻击性和战斗力。从社会学角度分析，其社会构成类似地球的土著部落，具有森严的等级划分。但从生物学和灵性角度来看，纳美人具有极高的智慧，生存能力强悍，并且有一定得心灵感应能力。

纳美语

纳美人的唯一语言体系，拥有非常规的语法规则和语言结构。2005年8月，时任南加州大学教授的语言学家保罗·R·弗洛莫（Paul R. Frommer）收到一封电子邮件。信中称希望其为卡梅隆正在摄制的电影中的外星种族创造出一套语言体系。当时卡梅隆为其展示了一个剧本雏形，当中包含有30个左右的纳美语词根，但大多数都是角色名字。保罗在结合了印第安语，非洲，中亚以及高加索等地区的语言后，终于创造出纳美语。一种听来类似波利尼西亚语，非洲土著语乃至德语或日语的全新语言，并富有极强韵律感，流畅而富有感染力。目前纳美语已经被开发出1000多个词汇。也许随着这部影片的大热，他会变得跟其他几种虚拟语言一样流行，成为影迷同极客们的新学习目标（《星际迷航》中的克林贡语，《第九区》中的大虾语）。

另外卡梅隆还邀请了一些天体物理学家，人类学家以及音乐教授和考古学者参与进来，他们进一步通过专业知识来完善片中的虚构要素，像完善潘多拉大气密度，创作三声音阶的纳美音乐，考证架构纳美人历史和社会结构，所有这些都被编撰成了一套厚达350页的《潘多拉星百科全书》。

螺旋红叶受到触碰便会立即收缩（酷似地球上的含羞草）。

螺旋红叶（Helicoradian）

潘多拉星球上一种颇为独特的半植物半动物的生命体，常态下开着螺旋状的单片叶，同时也拥有神经肌肉组织，如受到触碰便会立即收缩（酷似地球上的含羞草）。卡梅隆还专门请来加州大学植物学系的专家朱迪·霍尔为其创造出的植物辅以科学依据以完善细节，更富说服性与科学性，增加整体生态系统的真实性。

纳美人把潘多拉烈马用作基本战斗坐骑。

潘多拉烈马（Direhorse）

其形态与功用都近似于地球上的马匹，拥有六条腿，全身布满条纹，站立起来足有三米。头部两侧分布有同纳美人QUEUE功能相似的天线状神经感应触须。肩部同颈部后侧具有坚固硬壳（类似铠甲）。纳美人把他们用作基本战斗坐骑。

蝠魟兽（Banshee）是纳美人空中的坐骑。

蝠魟兽（Banshee）

一种小型飞翼类肉食动物，状似地球恐龙时代的翼龙。性情凶猛，喜欢群居在瀑布周围。成年后侧翼展开可达三米之长。纳美人利用自己的QUEUE同蝠魟兽的一根触角相连后即可将其驯服，不过蝠魟兽一生只会服从一个纳美人作为主人（可能通过双方外接神经系统认证，生物磁场吻合建立伙伴关系）。

蝠魟兽的强化形态生命体。

极少纳美人能驯服蝠魟龙。

蝠魟龙（Great Leonopteryx）

蝠魟兽的强化形态生命体，体积比前者大出几倍有余，空中掠食霸王，并以前者，纳美人跟地球人为食。周身布满红黄黑相间的条纹。飞行速度奇快，拥有急速攀升等飞行技巧。

锤头雷兽头部有一块突起的大横骨，酷似锤头鲨。

锤头雷兽（Hammerhead Titanothere）

大型类犀牛草食动物，体格等同于大象两倍，拥有六条腿，脾气暴躁。头部有一块突起的大横骨，酷似锤头鲨，皮肤坚硬到可以抵御一般枪炮攻击。生活在潘多拉星雨林中，是人类地面部队的重要威胁。

斑牛容易受到惊吓，并会带来巨大破坏力。

斑牛（Sturmbeest）

潘多拉星上的巨型陆地兽，身高五米，体重达十吨。性情温顺，喜群居，有时多达上千头沿河流移动。但是容易受到惊吓，并会带来巨大破坏力。

死圣兽是潘多拉星最凶猛的陆地掠食者。

死圣兽前肢大爪拥有恐怖的破坏力。

死圣兽（Thanator）

潘多拉星最凶猛的陆地掠食者，体长近六米，高两米半，有六条腿，奔跑能力惊人，其前肢大爪拥有恐怖的破坏力，只有纳美人可将其驯服。

【地球人部分】

机甲战士是人类在潘朵拉星球上用于战斗和拓荒使用的军用机器人。

电影最后它将与杰克展开一场大战。

机甲战士（A.M.P. Suit）

该款机器人是片中人类战队在“潘朵拉”星球上用于战斗和拓荒使用的军用机器人。平衡性和灵敏度极高，装有重装甲，前臂配备了火力强劲GAU90加农炮重机枪,并且适合在多种地貌和气象条件下使用。而其造型肯定会令人想起卡梅隆在执导过的《异形2》中所用到的一款极为类似的机械人，同时也酷似《黑客帝国》中人类使用的战斗机器人。此外人类方面还配备有蝎子战机，大力士运输机，神龙战机等武器装备。

长达五百米的大型宇宙探索飞船。

普罗米修斯号飞船（I.S.V Prometheus）

人类使用的大型宇宙探索飞船，长达五百米，拥有核子反应堆作为动力源，可达光速。

资源开发管理局（RDA，Resources Development Administration）

人类非政府组织，专职在潘多拉开采unobtanium。输送了大批军队驻扎在被称为“地狱之门”（Hell's Gate）的军事基地。

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第三章：十四年磨一剑铸造《阿凡达》 卡梅隆儿时奇想终圆梦


酷爱奇想 儿时幻梦萦绕心头

说到《阿凡达》的创作动机与灵感来源，生于加拿大安大略的卡梅隆儿时便喜欢制造一些可动的玩具自娱自乐。非常钟爱科幻电影与小说的他就曾表示“我的灵感来源非常单一，都是从我儿时读过的科幻小说中得来的。而且其中的一些并不是科幻小说。埃德加·赖斯·巴勒斯，瑞德·哈葛德等等充满阳刚之气的丛林冒险题材的作家们。我曾经一度想要做一个老式的丛林冒险，只要把故事背景放在其它的星球上，并且按照它的规则去表演就可以。”所以《阿凡达》的故事发生在虚构的潘多拉星球上就不足为奇。

卡梅隆早在上世纪七十年代旧已经开始创造《阿凡达》故事的雏形。

上世纪七十年代，越来越多的想象碎片在卡梅隆的脑中集合成了他第一次编写的剧本，其中就营造了一个满是宇宙飞船，外星生物跟全新星球的瑰丽世界，甚至还根据进化论设想出了外星种族的基本形态，用他自己的话说：“那可是一个生物可以自己发光的世界”。1976年到1977年期间，从大学辍学、干着卡车司机并兼职白天送外卖的卡梅隆在闲暇时还是写写科幻小说，制作一下各类电影模型。那一年，《星球大战》的上映再次点燃了他心中的创作激情，一直以来他都梦想能够制作出《星战》那样的科幻巨制，卢卡斯的成功令他忿忿不平，自己应该出手了。

不顾妻子的埋怨和愤怒，卡梅隆砸锅卖铁淘换来一些简陋的电影拍摄设备，自己跟几个朋友捣鼓起短片制作来。这期间他创作了一部叫《Xenogenesis》（克赛诺起源）的剧本，还说服当地某位牙医赞助两万美子拍摄出一款12分钟长的短片，大概讲述了某外星机械人同拥有巨型机械骨骼的人类女子PK的故事。卡梅隆亲自制作了片中的模型，本来还打算去好莱坞找摄影棚和电影公司资助其完成整片。但在当时并没有几个人对此有兴趣，碰了一鼻子灰的他最终悻悻而归，现实的确比梦想冰冷的多。

触碰梦想 太过超前终搁置

八十年代初，凭借自己制作特效模型的手艺跟独特创意，卡梅隆终于进入了B级片之王罗杰·科曼的新世界影业工作，虽然干着所谓特效师，艺术指导之类的碎催杂活儿，但毕竟算是进入了电影工业领域。在这段时间里，卡梅隆积攒了很多实战经验，包括为后来的B片儿经典《杀出银河系》，《世纪争霸战》制作特效模型等，成为科曼手下最得力的视效专家之一。1981年，卡梅隆终于迎来了一次千载难逢的机会，导演恐怖灾难电影《食人鱼2》。

卡梅隆最先设定的纳美人是绿色的。

这之后卡梅隆开始一步一个脚印的踏上自己的电影之旅，期间通过《异形2》，两集《终结者》，《深渊》，《真实的谎言》等片终于确立起好莱坞一线大导演的地位。1994年，功成名就的他再度开始心痒痒，积蓄在脑中近二十年来的创意又开始蠢蠢欲动。一篇足足82页的剧本很快就完成编撰，这便是《阿凡达》的故事雏形。故事讲述了一名下肢瘫痪的地球士兵来到一颗神秘星球，并与星球上的原始种族相遇进而衍生出基因改良人的出场，以及人类同外星种族的大战。起初在剧本中，纳美人的设定并不像现今我们所看到的是蓝色，而是通身绿色。“你会在《在上帝的领土游戏》（At Play in the Fields of the Lord）和《翡翠森林》（The Emerald Forest）里看到同样的主题。这几部影片的故事背景没有太多联系，但故事讲的都是文化或文明间的冲突。对我来说，那是另外的基准点。影片中有美的一面。我在影片里加入了全部主题。随后你通过科幻的镜头看到这些。影片出来后看起来会很不一样。但在宇宙背景的故事里，这些仍会让观众认同。观众看了也会非常舒服。”显然，这位影坛大佬已经憋不住了。

1995年，卡梅隆同DIGITAL DOMAIN（简称D2，业界著名特效制作公司）的CEO以及主要人员进行了一次闭门会谈。席间他向众人阐述了心中的异世界奇观：不需要太多真人出演，一个完全生造出来的新世界，无数有10英尺高的绿色外星人，他们的表情丰富，动作精妙，总之一切看起来都必须像真的一样。但是很快就被专业人员告知，以当时的CG技术手法根本无法完成，并且会耗费太多的精力与资金，而采用传统化妆也没可能达到卡梅隆要求的效果。加之当时的3D技术与IMAX屏幕的硬件条件也无法完美的呈现出卡梅隆心中的视觉想象，投资成本初算过4亿，吓走了所有电影公司，就连老东家福克斯也怂了。

不过这并没有令卡梅隆心灰意冷，1996年拍摄《泰坦尼克》期间依旧宣布：《阿凡达》将利用CGI，虚拟技术创作一些主要人物，预计花费至少一亿元。《泰坦尼克》的巨大成功使卡梅隆成为神级一样的存在，全世界无数影迷都在翘首期待他的下一部影片，可是他却好像突然从人间蒸发一样，相关的报道与新闻越来越少。由于之前跟福克斯合作拍摄《泰坦尼克》之时，关于预算超支的事情闹得很不愉快，在得到了7500万美元的分成后，身心俱疲的卡梅隆已经不想马上就再次开动拍摄新片。事实上，他的心中除了《阿凡达》之外，已经没有更合适的选择了。

卡梅隆不断完善技术最终终于拍成了《阿凡达》。

重启计划 《阿凡达》天神下凡

卡梅隆当然没有闲着。一方面通过拍摄纪录片不断研究完善3D技术，一边寻找相关的技术团队制作公司为新电影的拍摄做铺垫。几部深海探险题材的纪录片成了卡梅隆的技术试验田，他为此发明了水下IMAX摄影机，双镜头虚拟摄影机，实现了他心中对于下一代摄影机要求：更轻便，易操作，符合电影拍摄习惯，拥有无与伦比的高解析度，同时可以直接拍摄3D效果画面。而在《异形2》之后，他也确实没再染指过太空题材的科幻片，心中愿梦与冥冥指向都在亦步亦趋中交合到一起。

随着3D电影技术与CG特效制作大爆发式的发展水准日趋完善。卡梅隆预见到一个崭新的电影视听时代即将来临。2005年春，他再次找到福克斯公司说服其投资一部分钱（据传是几百万美子）让其拍摄一段花絮片段。一个多月后，由工业光魔制作的这支片花终于打动了福克斯高层们的心，一挥手批给了卡梅隆近两亿元供其造梦（共投资3亿）。随后有派拉蒙以及其他投资商再度追数两亿美金。福克斯的当家大佬默多克给予了卡梅隆充分的信任与支持，在他眼中，自己也许将与这位好莱坞“烧钱天王”一同缔造一个电影新奇迹。同年6月，卡梅隆宣布将拍摄一部代号为880项目（project 880）的电影,同期还打算将日本科幻漫画《铳梦》搬上银幕。但同年底又再度改口，期间烟雾弹放个不停，变数颇多。

一直到06年7月，卡梅隆正式公布《阿凡达》拍摄计划，并将于08年暑期上映，但后来人们都不约而同的承认：这部电影让卡梅隆完全成了“跳票之王”。由于对特效技术的高标准严要求，以及制作成本的不断攀升，电影根本无法如期完成，上映日期一拖再拖。不管是极客宅男，狂热特效爱好者，还是普通影迷，等的“花儿也谢了”，千呼万唤始出来的动力让这些铁杆们每日搜罗着关于这部电影的只言片语，甚至有人不断声称和质疑自己在有生之年还是否能看到这部已成传说的史诗巨制。眼见21世纪的头个十年即将完结，老卡终于在07年底宣布，《阿凡达》将在09年12月18日全球上映。这个儿时就有的奇想幻梦，真的要像“天神下凡”一般登上大银幕了，而全球无数影迷也长舒了一口气，这次是真的了！

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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。

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