无垠之域——数字媒体技术在科幻电影中的应用

荆海洋 朱 然(.清华大学 美术学院，北京 00084；.韩国中央大学 尖端影像大学院，韩国 首尔 06974)

一、发展现状

(一)数字媒体技术在电影特效中的应用

电影诞生至今，场景拍摄从单纯实景拍摄转移到室内影棚拍摄；影像从二维画幕发展至IMAX数字3D电影，大大拓展了电影艺术的视觉表达。电影作为时空艺术，以往的学者多以注重时间在其中的呈现及表达，忽略了电影视觉元素的构成与意蕴。自此，越来越多的学者意识到了电影特效对电影视觉设计的呈现与再造起到了重要的作用。

(二)数字技术对电影语言的拓展

20世纪末，计算机的高速发展带来的数字革命扩展至电影领域。随着数字技术的不断成熟，数字CG、3D摄影等成为塑造电影视觉符号的强大技术后盾。数字技术拓宽了电影特效的艺术表现力，提供了重塑现实、改造现实的无限可能性，为电影的创作者们开拓了更广阔的想象空间。因而，数字技术拓展了传统的电影视觉构成，更在电影原有的视觉基础上对其真实性、艺术性进行延展，从而给予了电影视觉艺术新的语意内涵与发展前景[1]。

著名导演詹姆斯·卡梅隆曾这样表示：我希望人们遗忘技术，就像你在电影院看到的不是银幕而是影像一样，一切技术的目的都是让它本身消失不见。戴上3D眼镜，电影视觉元素便脱离了银幕的限制，如同潮水一般涌向视野。数字技术发展的最终目的是让观众全方位深入真实地进入电影世界，这种真实感足以让人模糊电影与现实，从而“消灭技术，打破图像与真实的界限”。由此可见，电影中的视觉图像如何突破是数字技术亟待解决之问题，让电影视觉世界更合乎自然。

二、数字技术介入电影创作

当今从电影产业化的制作流程来看，电影可以分为前期和后期两个部分。前期在视觉设计领域以场景构建与人物造型作为电影视觉元素的设定输入，后期展映方式则是电影视觉元素的输出。我们将以此作为电影视觉设计的标准进行分析。

(一)数字技术对场景构建的实现

“在电影的创作过程中，无论创作的灵感或素材来自何处，它们的目标永远都只有一个，让观众在观影的时候产生真实感[2]。”在数字技术问世之前，电影的场景通常是通过绘图与实景模型的搭建来实现的，而对于场景设定更为宏大的电影来说，这种方法成本极高又耗费人力。从20世纪90年代开始，数字绿幕技术时代来临，场景的设计逐渐简化转而由绿幕代替。自此，绿幕成为创作者施展想象力的广阔天地，而CG技术是他们再现真实的有力武器。

绿幕是数字时代电影的原生背景，在如今特效电影空间的场景中都会使用，绿幕可以是一堵墙、一扇门，也可以是广袤平原、星辰大海，可以是人类能思索到的任何事物。区别于老式胶片摄影，绿幕可以精准地将人物与背景进行分离(绿色系是人类皮肤的反差色)，背景则用于数字CG场景的绘制。在更多的情况下，绿幕会结合实景或局部的布景模型进行场景塑造，以便于创作者根据周围环境进行参考。

较于绿幕而言，场景设计则是电影空间的奠基石，真实可信的场景可以让观众迅速产生代入感。2010年的《盗梦空间》利用了绿幕与实景拍摄相结合。在电影场景中，巴黎的街景如同自行车的铰链一般被折叠扭曲，形成了一个巨大的立方体空间。路上行走的人和汽车被吸附在翻折的街道上，太阳光线也遵循着折叠法则。由于实景的变形扭曲较为复杂，创作者们首先用CG动画进行一个粗略的可视化预测，以使其符合物理法则，让画面充满震撼的同时也与人们的认知保持着一致[3]。这种数字场景的构建在2016年的《奇异博士》中，延续并丰富了这种合成扭曲的手法。《奇异博士》中的纽约市场景均为电脑制作的纯数字模型，与真实的城市场景完全一样。与《盗梦空间》不同的是，《奇异博士》的城市建筑变形扭曲是内外同时进行的。如果说前者的街区是简单的折叠，后者则是将街区与建筑进行分割并揉捏成独立的纸团。这种变形使得场景的规模变得更加宏大，而在细节中又富于无穷的动态变化。

《盗梦空间》扭曲的街区场景设计

《奇异博士》颠倒的城市场景设计

古语云：道生一，一生二，二生三，三生万物。在数字技术的加持之下，绿幕便成了“道生万物”的存在。随着艺术家们对电影视觉特效的不懈追求，电影的场景设计变得越来越精细、完美。未来的电影场景设计将彻底超越，结合虚拟现实技术给观众带来沉浸式的空间体验，通过传感器与其感官相结合，让电影场景不仅是视听上的沉浸，更是感官上的刺激，既能触碰飞火流星之炙热，也可感受冰封千里之彻骨。观众亦可以像《盗梦空间》中的筑梦师，根据自身的想象力进行反向场景设计，让更多创意元素在画面中拔地而起，使得观众与场景之间产生了交互，促进了需求与技术的平衡。

(二)数字技术对人物造型的影响

从技术层面来讲，电影创作者要做的是最大限度地把握人物表情与动作的准确性，同时将电影人物与观众的距离拉近以打破虚拟与真实的边界。由于电影空间中的人物造型涉及动态，艺术家们在创作过程中运用到了动态捕捉与CG动画两大技术以保证人物构建真实感。

动作捕捉(Motion capture)，又称动态捕捉，是指记录并处理人或其他物体动作的技术。在电影制作和电子游戏开发领域，它通常是记录人类演员的动作，并将其转换为数字模型，并生成二维或三维的计算机动画[4]。从应用角度来分，动作捕捉分为身体运动捕捉和表情捕捉；从实时性角度来分，分为实时捕捉系统和非实时捕捉系统。如今，由于其拥有高度的自由度和可塑性，同时也可以大大提高工作效率，动作捕捉被运用在越来越多的电影人物的造型上。

动作捕捉技术的研发兴起于20世纪70年代，但其在电影中首次被完善并使用要属2009年上映的《阿凡达》。《阿凡达》中的外星种族“Na'vi族”打破了传统电影人物造型上的限制。在动作捕捉技术出现之前，虚拟角色的演绎往往是通过关键帧骨骼动画去实现，而这一方法在角色的真实性体现上是有所欠缺的。《阿凡达》利用动作捕捉技术，在演员身上放置跟踪点，协同摄影机捕获对应点的运动数据，这些数据在后期计算机程序的运算化为三维空间内的坐标和运动路径。然后将相应跟踪点的数据一一对应地映射到CG角色的三维建模上，CG角色的动作就可以和演员的实际表演完美匹配[5]。除此之外，《阿凡达》还开发了一套精密度极高的表情捕捉系统用于跟踪脸部，从而使CG角色拥有人类一般细腻的面部表情。

《阿凡达》动作捕捉的脸部造型

《阿凡达》的横空出世，给电影行业带来了视觉盛宴，并树立了数字媒体技术介入人物造型的典范。2018年上映的《复仇者联盟3：无限战争》中，反派“灭霸”的登场时间接近整部电影片长的三分之一，所用的特效镜头超过500个。制作团队邀请数字王国开发了一种全新的动作捕捉程序。导演组首先对演员进行动作捕捉与面部捕捉。在这个过程中，演员需要佩戴头盔相机以高帧数的速度收集面部信息，然后构建角色的三维模型，再将收集的信息分配给模型，并驱动它以生成面部动作。收集的数据准确地反映了演员面部展现的一切表情，这使得程序能够学习和识别演员表情的微妙变化，包括极为夸张表情下的肌肉运动，甚至是皱纹的运动。一旦获得了多组数据捕捉样本，程序即可校准数字化的“灭霸”CG模型[6]。这种捕捉技术程序具有AI的样本分析与深度学习功能，能配合演员的实时演绎并增加细节化的处理，强化了人物的血肉气息。

“灭霸”的动作捕捉的人物造型

CG技术(Computer Graphics)指的是借助计算机程序进行图形(模型)设计的技术，在电影方面表现为二维与三维动画、电影特效等。CG技术的目的旨在完美展现艺术家们构思出来的任何形象，以达到视觉上的真实性。计算机程序不仅可以构建出准确的人物造型，亦能按照光学成像原理，模拟出真实环境中的光效与纹理，从而塑造令人信服的逼真形象。如果说动作捕捉是电影人物的灵魂，那么CG技术即是包裹在灵魂周围无懈可击的铠甲。

1977年的电影《星球大战》首次采用了CG技术，描绘了宇宙的场景。在随后的几十年里，随着计算机技术的大幅度提升，CG技术也得到了较快的发展。2007年上映的电影《变形金刚》娴熟地运用CG技术将一群“汽车人”的视觉元素打造得近乎完美。主人公“擎天柱”的CG造型由一万块以上的零件组合而成，在变形的过程中，数千块零件会同时进行组合转换，不仅要随地随地保持着金属质感，还需要注意其在行动时体现出来的机械感。在“汽车人”的动作方面，全程采用了三维动画，随着视角的不断移动，镜头的不断变速，让观众能够突破常规的观察角度，从细微的局部过渡到宏观的整体。在“汽车人”进行打斗的画面中，具体动作参照了人类打斗的情景，而在细节的处理方面，艺术家们用被击碎的散落零件代替人类的血浆，使其符合物理逻辑与观者的认知。在后来的《变形金刚》系列中，“汽车人”的人物造型细节被进一步丰富，衍生出更为复杂的表情，从而给予了机械之躯表达感情的能力。

《变形金刚》CG打斗场景

2019年上映的电影《阿丽塔：战斗天使》代表着目前CG人物造型的最高水准。在角色塑造上，“阿丽塔”拥有47种毛发造型，包括超过13万根头发、2000根眉毛、480根睫毛，面部有近50万根绒毛。模型师们实现了一种新的毛孔生长技术，在每个毛孔中放置单独的毛发，使“阿丽塔”的皮肤更富于细节，就算是在特写镜头下也非常逼真。“阿丽塔”那双特殊的大眼睛仅一层虹膜就运用了900万个像素进行制作，模拟了婴儿眼球中的纤维感，眼部设计的排列组合就超过50种。在其皮肤的表层之下是机械的内部骨架，由5000个不同的小组件组成，这些小组件支撑着“阿丽塔”行云流水的打斗场景[7]。由于“阿丽塔”的外表与人类相似，故其表情与动作是通过动作捕捉来实现的，再将捕捉的动作数据同步映射在CG模型上，使人物的整体形象鲜活而丰满。

《阿丽塔：战斗天使》面部细节

未来的动作捕捉将与CG动画技术进行实时结合，由人工智能程序来接收观众的反馈信息(表情与肢体动作)，转而传至处理器进行数据分析，从而实时调整人物的表情与动作。电影人物便突破了固有银幕的限制，由平面拓展至三维空间，利用全息投影技术全方位360度展现人物造型，使得观众可以与其进行双向交互式对话，让冷冰冰的电影人物跃然眼前，这样富有自主性与趣味性的观影方式可以获得更为真实的感官与情感体验。

(三)数字媒体技术改变了传统的影像展映方式

郝伯特·拜耶说:“展示的作品并非挂在展墙上的平面，展览的整体应该通过设计创造成为一种动态的展示体验，即展示的视觉传达方式不是点状的、片段的，而是线性的[8]。”电影展映方式是通过影像视觉元素的“主观物化”来实现其价值观、文化体系等。电影展示设计的核心在于媒介的运用，而这种虚拟现实的视觉符号表达直接作用于观众。如同在博物馆里欣赏艺术品，观众所得到的是思维意识上的引导，再结合自身的认知，从而展开联想与思维的开拓。设计师在构建展示的时候，通常会以鲜明的色彩、光影以及大体量纵深的形式作为视觉媒介。由此可见，电影视觉特效的两大特征即是影像的数字化与呈现的媒体化。

《攻壳机动队》城市背景下的展示设计

如今，数字CG技术是电影展示方式的主要手段。2017年的电影《银翼杀手2049》描绘了一个人类与复制人冲突不断的“赛博朋克”世界(又称数字朋克、赛伯朋克、电脑朋客、网络朋客,是科幻小说的一个分支,以计算机或信息技术为主题,小说中通常有社会秩序受破坏的情节)。当科技高速发展遇上生态崩溃，人类不禁会反思自身的生存与社会发展之间的种种关系。在片中，出现了巨型3D全息人物的广告形象。影像中的女人手指着主人公，乍一看是在进行着沟通交流，而实际情况则是单方面的广告词输出，主人公只能默默接收着毫无情感的信息，陷入了进退两难的泥淖。巨大的虚拟媒介形象与主人公微小的血肉之躯形成了空间中的强烈对比，这一切仿佛是来自真实未来社会的写照。影片空间的展示无时无刻不透露着未来世界中各种尖锐的矛盾，而这种矛盾亦存在于当今社会。由此看出，展示设计在概念与形式上虽然天马行空，却是牢牢扎根于当下世界的现有环境以及工业化氛围，镜像化地反映社会现实。总的来说，展示设计服务于电影空间的意象表达与内涵体现，以虚拟的艺术媒介在银幕和观者中间构建桥梁，以此来提升观者的感性认知，激发其对电影以外的深层思考。

《银翼杀手2049》巨型全息人物

通过上述分析我们不难看出，现在的电影空间展示与观众之间还存在着间隔。在未来的电影展示设计中，智能式交互对话将成为新的发展点。展示空间通过媒介将与观众相互联结，相互分享，观众自身的反思与领悟亦可得到反馈，从而使其具备思维共鸣的效果。

三、结 语

自工业文明诞生以来，人与社会乃至于人与自身的隔阂都在日益加深。本雅明在《机械复制时代的艺术作品》中提出，大量机械复制的特性使艺术作品失去本真。当灵光在艺术作品中消逝，艺术被从神坛上推下，宗教性的教化大大减弱，取而代之的是展示的价值。观众的身份也会从观看艺术品的客体向参与艺术品创造的主体进行转变。同样，数字技术对于电影视觉特效的应用，基于人工智能技术与大数据分析模式，并将会拥有一套能够进行深度学习并自我优化的系统，呈现着更加丰富的电影视觉文化元素。总的来说，数字技术的发展将使未来的电影特效达到一个新的高度。由此，电影视觉语言便可以突破二维银幕空间，进入多维的思考之中，观众亦可参与其中进行创作，这使电影的体验在机械复制时代的背景下从“千篇一律”的影像拷贝到“个性化”的观影，让电影艺术返璞归真。