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近期，電影《流浪地球2》在全國院線熱映。該片中，從天而降的無數(shù)隕石墜落城市，這一場面給觀眾留下了深刻的印象。

【資料圖】

除此之外，科幻電影中還有許多名場面。

比如，在電影《阿凡達(dá)》中，主人公杰克騎著神獸從山頂俯沖而下、自由翱翔于天際。

那么，科幻電影中這些天馬行空的場面要靠什么來“呈現(xiàn)”呢？答案就是新一代電影技術(shù)。

今天，科技日報(bào)記者就為您介紹一下現(xiàn)在電影制作中應(yīng)用的“黑科技”。

特效制作：造出現(xiàn)實(shí)生活中沒有的場景、生物

墜落的太空電梯、飛船穿梭時(shí)的撞擊……在影片《流浪地球2》中，災(zāi)難來臨的特效燃爆屏幕。

該片主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)透露，《流浪地球2》完成的特效鏡頭達(dá)3000多個(gè)，與前作相比，《流浪地球2》中特效技術(shù)的應(yīng)用更加成熟，視覺效果也更具中式科幻的魅力。

通常來說，特效技術(shù)集中應(yīng)用在奇幻、動(dòng)作、科幻三種類型的電影中。中國電影科學(xué)技術(shù)研究所研究員方捷新在接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)表示，這些電影需要營造現(xiàn)實(shí)生活中不存在的場景、氣氛、生物和奇觀，常規(guī)的實(shí)拍方法無法滿足電影場景需求，因此應(yīng)用特效技術(shù)的比重較大，特效制作難度也更高。

“如今，不少誠意滿滿的國產(chǎn)電影在特效制作方面不斷追趕國際先進(jìn)水平。其中，運(yùn)用物理特效（特效化妝、特殊道具、微縮景觀、機(jī)械仿生道具、大型災(zāi)難裝置等）和數(shù)字特效（三維特效和合成特效等）的國產(chǎn)科幻大片，在特效制作方面可以與美國大片相媲美。”方捷新對記者說。

在影片《流浪地球2》中，最經(jīng)典的特效場景當(dāng)屬太空電梯，很多精彩的動(dòng)作打斗也在這里發(fā)生。

方捷新介紹，太空電梯場景是靠物理特效與數(shù)字特效實(shí)現(xiàn)的，相關(guān)特效的實(shí)現(xiàn)難度在于，太空電梯不是一直靜止的，有急速升降狀態(tài)，也有平穩(wěn)狀態(tài)。這就需要在重機(jī)械等物理設(shè)備輔助下，結(jié)合數(shù)字技術(shù)將相關(guān)場景虛擬出來。

除此之外，為了拍攝出太空電梯的快速升降，還需要對光影造型進(jìn)行整體設(shè)計(jì)和隨時(shí)調(diào)控。具體來說，在前期拍攝時(shí)需要實(shí)體燈光造型設(shè)計(jì)和現(xiàn)場燈光陣列DMX（數(shù)據(jù)多路轉(zhuǎn)換）的控制與配合，到了后期則需要數(shù)字繪景和合成技術(shù)的加持，其中虛擬場景光影效果融合的難度超乎想象。

為了實(shí)現(xiàn)影像的逼真，科幻電影在拍攝過程中常會(huì)應(yīng)用到虛擬預(yù)演技術(shù)。

方捷新表示：“虛擬預(yù)演技術(shù)有點(diǎn)像工業(yè)領(lǐng)域中的數(shù)字孿生技術(shù)，就是通過全場景建模，模擬一個(gè)可以由導(dǎo)演和主創(chuàng)任意推演的沙盤模型，提前預(yù)演出演員表演走位、攝影機(jī)運(yùn)動(dòng)和特效，甚至可以做出多套方案進(jìn)行效果對比。這樣電影制作會(huì)更加高效，溝通成本也會(huì)隨之降低。”

據(jù)了解，影片《流浪地球2》在大場景制作中基本都運(yùn)用了虛擬預(yù)演技術(shù)，包括演員劉德華從睡眠艙中走出來的動(dòng)作，都是預(yù)演后的呈現(xiàn)，為的就是給真實(shí)拍攝提前“打樣”。

表情捕捉：把真人的表情“復(fù)制”到數(shù)字替身上

作為闡述地球?yàn)楹我骼说?ldquo;前傳”，影片《流浪地球2》故事中的人物年齡比第一部更年輕。在整部電影中，該片主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)除了完成了3000多個(gè)場景、動(dòng)作的特效鏡頭，還額外制作了1000多個(gè)面部特效。該片導(dǎo)演郭帆坦言，最難的特效是做人臉。評價(jià)人臉特效制作是否成功，行業(yè)的基準(zhǔn)線就是跨越“詭異谷”，即看起來自然、不別扭。

“從技術(shù)層面來講，把人年輕化的難度，比一些‘天崩地裂’的特效鏡頭還難。”郭帆表示。

讓人臉變得年輕，《流浪地球2》技術(shù)團(tuán)隊(duì)的做法是，拿到演員吳京年輕時(shí)候的表演素材，利用人工智能技術(shù)，煉就“返老還童”術(shù)。相關(guān)人工智能模型實(shí)現(xiàn)了500多萬次的迭代，之后它學(xué)會(huì)把吳京比較老的樣子變成年輕的樣子。

在劉德華的“變臉”上，該片導(dǎo)演希望呈現(xiàn)的是一個(gè)貼近觀眾理解的年輕模樣，而不是劉德華年輕時(shí)候的樣子。針對劉德華的單獨(dú)鏡頭，工作人員首先用人工智能技術(shù)進(jìn)行基礎(chǔ)年輕化的處理，再通過大量手工修復(fù)呈現(xiàn)出最終的“變臉”效果。

除了人工智能技術(shù)，要想實(shí)現(xiàn)“返老還童”，還需要表情捕捉技術(shù)的幫助。

“對劉德華的表情捕捉，使用的是美國DI4D技術(shù)，該技術(shù)被廣泛用于表情捕捉和數(shù)字人制作，應(yīng)用該技術(shù)的影視作品有《銀翼殺手2049》《神奇動(dòng)物在哪里》《愛、死亡與機(jī)器人》等。在具體操作上，演員頭戴DI4D頭戴式頭盔，該頭盔通過無標(biāo)記點(diǎn)方式獲取演員高保真的面部細(xì)節(jié)和微表情，并將它們‘復(fù)制’到角色的數(shù)字替身上。劉德華所飾演角色的數(shù)字替身就是他的‘年輕化模型’。”方捷新告訴記者，自好萊塢影片《返老還童》開始，演員面部年輕化處理技術(shù)就開始引發(fā)行業(yè)關(guān)注。

除了表情捕捉技術(shù)，捕捉“家族”的其他成員，如動(dòng)作捕捉、表演捕捉等技術(shù)，近年來經(jīng)過在《阿凡達(dá)》《猩球崛起》《阿麗塔：戰(zhàn)斗天使》等多部影片中“錘煉”，也在不斷走向成熟。

與電影《流浪地球2》同期上映的，還有大熱的《阿凡達(dá)2》。作為技術(shù)流派的知名導(dǎo)演，卡梅隆在其執(zhí)導(dǎo)影片《阿凡達(dá)2》中，再一次將動(dòng)作捕捉技術(shù)進(jìn)行了升級(jí)。

“《阿凡達(dá)2》的水下鏡頭都是先‘干拍’，然后再用計(jì)算機(jī)動(dòng)畫（CG）來補(bǔ)出水的效果。”方捷新告訴記者，卡梅隆在影棚里建了座可容納90萬加侖（約3400立方米）水的大水箱，盡可能真實(shí)地模擬出海底生態(tài)環(huán)境。除此之外，該片劇組還為演員們特別打造出了“水下動(dòng)捕服”，以提升水下運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)效果，這套服裝能夠幫助展現(xiàn)潘多拉星球居民獨(dú)特的泳姿。

盡管在動(dòng)作捕捉和面部細(xì)節(jié)處理上，《阿凡達(dá)2》的制作更精良，但《流浪地球2》依然顯示出了一定的技術(shù)應(yīng)用水平，其虛實(shí)結(jié)合的電影工業(yè)化觀念，體現(xiàn)了我國電影技術(shù)的提升。方捷新表示，中國的電影特效制作和好萊塢相比雖有差距，但是已經(jīng)基本能夠滿足電影制作的要求以及電影觀眾的觀賞需求。我們不必盲目模仿國外，要根據(jù)自己的需要不斷研發(fā)、迭代，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用的提升。

高技術(shù)格式放映：為觀眾呈現(xiàn)更清晰、立體的畫面

高端的制作還需要高規(guī)格的呈現(xiàn)手段，才能夠?qū)㈦娪按笃玫爻尸F(xiàn)在觀眾面前。

2010年《阿凡達(dá)》的上映，讓巨幕格式電影在國內(nèi)掀起熱潮。2年后，3D版《泰坦尼克號(hào)》和《2012》重映，我國電影市場又掀起了3D巨浪。

“3D和巨幕一樣，都是電影的一種高技術(shù)格式。不同的是，巨幕影片的制作一般由巨幕技術(shù)公司的制版團(tuán)隊(duì)完成，要用到巨幕攝影機(jī)，不過這樣制作的影片近年來已為數(shù)不多。”方捷新表示。

除了3D和巨幕，在高技術(shù)格式“家族”中還有沉浸式音頻、高幀率、高動(dòng)態(tài)范圍、廣色域等“成員”。

2019年，華夏電影發(fā)行有限責(zé)任公司推出了高格式電影放映系統(tǒng)CINITY，該系統(tǒng)融合了4K、3D、高亮度、高幀率、高動(dòng)態(tài)范圍、廣色域、沉浸式聲音七大電影放映領(lǐng)域的高技術(shù)格式，是當(dāng)時(shí)電影放映領(lǐng)域的最高技術(shù)規(guī)格。

“在CINITY系統(tǒng)中，4K和高幀率技術(shù)配合使用，讓銀幕尺寸和幀率得到了提升，使影片畫面有了更好的質(zhì)感。”方捷新表示。

用通俗的話來解釋，采用CINITY系統(tǒng)放映的電影，可以將導(dǎo)演在監(jiān)視器里面看到的畫面最大限度地還原到大銀幕上。

電影《流浪地球2》的部分鏡頭采用了符合CINITY系統(tǒng)放映標(biāo)準(zhǔn)的高新技術(shù)格式進(jìn)行拍攝，也只有在采用了CINITY系統(tǒng)的影廳，才能看到4K+120幀的高清高幀率版本。有影迷在觀影后感慨道：“在CINITY廳看的時(shí)候，感覺片中所有的工程結(jié)構(gòu)都非常立體，像太空電梯、行星發(fā)動(dòng)機(jī)等，幾乎有裸眼3D的觀影效果。此外，影片很多細(xì)節(jié)都能夠看得特別清楚。”

除了《流浪地球2》，近年來，我國國產(chǎn)電影《我和我的祖國》《唐人街探案3》《金剛川》等都曾以高技術(shù)格式版本進(jìn)行上映，為觀眾提供了更佳的觀影體驗(yàn)。

其中，2020年上映的電影《奪冠》作為國內(nèi)第一部高幀率影片，全片采用4K、每秒48幀規(guī)格拍攝，在制作工藝和技術(shù)上還進(jìn)行了很多有益的探索。

“4K高幀率電影的放映，不僅讓4K技術(shù)獲得關(guān)注，更激發(fā)了片方在高幀率技術(shù)方面的應(yīng)用熱情。”方捷新告訴記者，未來我國還將出現(xiàn)更多4K高幀率的影片，值得期待。