数字时代下电影《登月第一人》的特效制作

程 喆

(北京电影学院美术学院，北京 100088)

特效是在剧院、电影、电视、视频游戏等使用的幻觉或视觉技巧，用于模拟故事或虚拟世界中的想象事件。它是在电影的拍摄和制作中最常见的一种特殊的成像技术，与普通的实拍不同，因为各种原因没有办法得到影像内容或者需要增强影像效果等都可以通过特效制作的手段来展现。早期，特效一般属于机内特效，也就是可以在现场使用摄影机记录的效果，一种包括了各种物理模型，人工制造的风、雨、云，特效化妆，特殊布景等效果，另外一种则是利用摄影机实现的光学效果。数字时代则衍生出了需要使用计算机制作的效果，现今在行业内广义理解这两种特效，所有传统的机内特效都称为特殊效果 (Special effect)，而不依靠摄影技术生成的则是视觉效果(Visual effect)。

随着电影工业的崛起、各类技术与设备的成熟化，大银幕开始挑战更加精致严谨的画面，观众也开始对特效有了更高的要求与期待，特效不再是游离在外的附加产品，其在制作中的重要意义已不日而语。现在一部电影都会使用不同的特效手段互相合作，以此配合虚拟制作的嵌入可以不露痕迹。2018年上映的 《登月第一人》，全篇主要着墨于阿姆斯特朗在1965-1969年的个人生活和职业生涯，摒弃了波澜壮阔的景观，展现出真实、如纪录片似的氛围。全片使用CG 动画、蒙版绘画、LED 屏幕、微缩模型等多种特效手段，并且在传统的理念上提出了许多创新的思路，与不同版本镜头结合使用给予观众细腻动人的体验。

1 特效制作的发展历程

特效的发展实际上大致可以分为两个时期，第一个时期在信息时代前，没有计算机参与到制作中。与电影的诞生近乎一致，从梅里埃的《月球旅行记》开始，魔术般的特效手段便被带入了电影拍摄中，也是从这一时期开始所有的特殊效果需要在拍摄现场下功夫。这时期是实体模型与摄影机内效果的时代，比如1927年的《大都会》中用舒夫坦合成法与微缩模型一起完成了反乌托邦世界的拍摄，1933年的《金刚》用逐帧定格的制作方式，让早期的机械模型金刚在帝国大厦争夺飞机的场面变为经典。虽然由于时代的限制，早期的特效稍显稚拙，但是有很多特效的基本原理也是在这一时期被奠定了起来。随着上世纪80年代计算机开始普及，特效的发展迎来了第二个阶段，虚拟角色、三维场景变得唾手可得，《星球大战》《第三类接触》等影片成为特效制作的一个分水岭，数字化的制作方式迅速发展并广泛运用在不同类型的影片中，为现当代的特效制作方式勾画出了整体的轮廓。就像当时许多评论家所述：“演员将被赛博明星取代，导演可以直接将他或她的想象转化为声音和图像，根据这种观点，电影将不再像摄影而更像绘画和文学——一种纯粹的依赖想象力的创造行为。”

人们对于影像自我超越的愿景从未停止，在特效这块广泛汲取现代科技养分的肥沃土壤上，艺术与技术的种子产生激烈的碰撞，它鼓励电影制作者进行更多的尝试，并开启一个制作的新时代。

2 《登月第一人》 中的数字特效拍摄

2.1 绿幕拍摄与后期特效

提到实拍中的特效制作，最被熟知的方法就是色度键合成，这种方法从上世纪90年代开始就一直在使用，电影前期拍摄常用的就是蓝、绿幕合成，而根据数码相机的感光特性，在同等照明下拥有更高亮度的绿幕拍摄则更为常见。将幕布作为拍摄背景以便后期阶段可以使之透明进行精确的抠像、替换CGI背景等。虽然是较为基础的拍摄手段，但是它作为后期特效能够与前期拍摄的镜头完美融合的关键，仍然需要精细的考量。比如说在没有参考物的单色幕布下拍摄，那么后期对场面调度和机位调度都是混乱的，所以在现场没有布景或者其他的参考数据下，跟踪点便是特效制作最为重要的伙伴。另外在使用绿幕的时候还有一些既定的规则需要遵守，比如在拍摄现场对照亮幕布的灯光运用要均匀柔和，主体对象需要与绿幕有一定的距离，一方面是避免投射出阴影，让后期可以得到一个精确干净的边缘。另一方面则是常见的溢色反应，尤其是在一些容易反射和受光线影响大的材质上，比如说一个明亮的盔甲、纯白的服饰等，这样在后期制作的时候会产生难以消除的绿光，并且会让不小心溢出的绿色和背景一同消失，导致在正式制作特效前就需要花很多的功夫去修理，甚至重新拍摄。

随着技术的提升，这些问题在有条理性的规划下可以规避，但是这种制作方式也正在迎来新的挑战。因为在这种制作方式下，各部门的工作人员遵循一种严格的线性流程，数字特效必须在现场拍摄完需要的所有镜头后进行，这意味着在可能出现的许多问题将要堆积在后期阶段解决，在这个漫长的过程中存在着无数的变量，如果需要修改某个镜头或者进行补充，将会造成时间和预算的损失，导演、摄影、美术等各组人员如果不能共同协作这个过程，将会让不确定性增大。

2.2 前投影与背投影

上文提到的使用绿幕后进行背景的规划再制作特效可以看做是后期的制作，那么其实还有一种方法就是让后期的特效前置，这也是 《登月第一人》所使用的方法。当然在说到这种方法之前有必要了解一下它的鼻祖技术，就是前投影和背投影，这也是最早的机内特效之一。顾名思义，这种投影的命名方式取决于投影仪放置在投射的屏幕之前还是之后，这种方式对比蓝、绿幕来说最大优点就是可以简化制作流程，因为前后期可以同时完成，并且容易调整。但是早期的使用中它有明显的缺陷，因为它只有固定视角，所以在拍摄前需要详细的计划角度，视差问题难以解决，再加上背投使用的是半透明的屏幕投射，这让画面变得十分暗淡。所以之后前投影技术利用不透明的反射屏幕大量替代了背投影技术，得到更清晰的图像。再之后就是蓝、绿幕可以对画面有更流畅自然的掌控而成为后起之秀。

近几年一个“现代版”的投影拍摄则让特效的前后流程得到了紧密、高级的控制，它就是使用提前制作的图像投放到LED 屏幕中，因为LED 屏幕的技术不断革新可以得到高质量的画面，包括它与数字化的高度联系让这种新型技术逐渐参与到电影电视的制作中，现在我们可以在相机中直接拍摄特效场景，甚至是得到最终版本的画面。虽然是一项较新的技术，但是除了 《登月第一人》外还有很多愿意使用机内效果来拍摄的导演都在做这样的尝试，比如电影 《敦刻尔克》 《东方快车谋杀案》，美剧《曼达洛人》《西部世界》等。

2.3 《登月第一人》中的LED墙虚拟制作

MPC公司对于虚拟制作是这样解释的： “用CGI和游戏引擎技术，将虚拟现实和增强现实结合起来，使得在现场进行创作和拍摄的人员可清楚了解自己所创建的场景和镜头效果。”

《登月第一人》中使用了60×30英尺LED 墙创建了90分钟的可回放的4K 级别360°球面影像，创造出独特的质感。比如在开头一段导演用手持16mm 胶片摄影机捕捉了很多特写、第一人称视角，以此来渲染主角在X-15火箭飞机试飞时精心动魄的场面，实际上这一部分用不同的特效制作而成。首先，特效公司DNEG 需要提前在一个景观生成软件Terragen中创建从云层到太空的3D 环境动画，之后以360°VR 的形式渲染镜头，这样在拍摄时可以灵活地进行调动。飞机模型固定在6轴的平衡环架上，主角在驾驶舱内有几个镜头是放在其直视点上或者固定在机身上，这样直接让现场模型和画面实现同步地移动。透过机舱拍摄到的就是LED 屏幕显示的CG 画面，重塑了第一视角带来的紧迫感。而当飞机穿过大气层，在屏息凝神之际，主角的眼睛、遮阳板的表面都显示出来自LED 屏幕十分微妙的反射。

如果在绿幕中处理这一幕将会变得十分复杂，几个光亮的表面有难以消除的溢色，还要重新添加素材在上面。并且影片中的景观除了用特定资产，还积累了许多真实的NASA 档案资料进行编辑，这些镜头有许多类似火箭发射时排气口这种生动的细节画面最终都被利用上，先将这些资源用电脑修复成干净清晰的原始画面再做旧处理，之后数字绘景、其他的CG 元素一起增强了画面效果。

影片中除了最后登月成功的场景，还有大量的太空实验都是使用这种方式拍摄完成的，将不同的特效背景前置制作在LED 屏幕播放，其优势不言而喻。首先，导演、摄影等团队可以对这个画面进行更流畅地掌控，演员可以沉浸式地进行表演，所有信息在现场的镜头中逗留，甚至可以直接在拍摄时对色彩、遮罩校正。其次解决了前背投的固定视角问题，对于镜头的设计比较理想，可以创建与摄影机完全同步的视差。最后就是对于LED 屏幕输出的高质量图像可以为在场的其他物体提供真实可信的交互式照明和反射，这也让特效以一种非线性的形式参与到前期的拍摄中，减少了后期的许多麻烦。虽然在这部电影使用的是提前渲染好的画面，还有一些影片则在虚拟制作的进步下让实时渲染更加的可靠，最终现场就可以制作出可以入画的效果，重新定义机内效果。

图1 X-15飞机与LED屏投射的环境

3 《登月第一人》 中的物理特效模型

3.13 D打印技术赋能模型制作

在许多观众的意识中，特效模型已经退居末席，但实际它不但是传统中非常重要的一种制作手段也是数字时代不可或缺的一种表现方法。与LED 屏幕的优势相似，它可以在现场发挥巨大的作用，所拥有的表面质感、造型的严谨性在拍摄时可以产生以假乱真的效果，并且能够作为参考模型进行三维扫描，使数字模型有准确的数据。电影的制作流程复杂而苛刻，根据不同的景别大小、拍摄限制、所要求的效果或者是预算的考量都会使用不同的特效手段，这种制作多样化的探求也是对于电影艺术与技术的追求。而在数字时代，也可以看到模型与其他实景、CG 一起进行合成，只不过在模型的制作方式上，传统的雕塑、翻模等工艺流程开始谋求与高科技的合作，3D 打印就是其中的佼佼者。

3D 打印技术并非一项陌生的技术，早期的叫法是增材制造，即通过逐点到面的层层增加材料而形成三维物体。这项技术在上世纪80年代开始就受到关注，至今已经在不少领域有所成就，并开始参与电影中的模型制作，例如在 《终结者2》 《星际穿越》《攻壳机动队》等影片中已经有了不俗的表现。3D 打印与原始的减材或是等材不同的成型工艺使它更适合快速、个性化的生产设计，首先得益于3D打印的一体化成型对于模型形状的生成是不受限的，因为它使用一种降维生产的方式先让模型在计算机中切片再进行逐层堆积，不但对于内部附着复杂结构的物体有很强的包容性，而且减少了组装的程序，在修改时也不用重头再来，而是对计算机模型进行相应的调整，节约了大量的材料和时间。在一些情况下，还可以与3D 扫描仪连接使用直接复制物体进行打印。之所以3D 打印现在可以带来很多传统制作所没有的优势，这是因为它与各类数字化软硬件、材料科学的紧密结合息息相关，当这些技术在共同进步时，模型的制作也愈加具有连续性，可以更大胆地进行创作。3D 打印就像站在传统与数字制作的一个交叉口，将会带来模型制作模式的新变化。

3.2 《登月第一人》中的模型制作与使用

像其他需要实拍的模型制作基准一样，在 《登月第一人》中，真实性也是其追求的首要目标。在NASA 中收集的照片与视频成为主要的参考资料，甚至还需要研究一些档案内十分复杂的操作示意图作为概念参考，之后便要在电脑上建好模型并转成3D 打印机可识别的格式。美术组租借和购买了十几个打印机用来制作不同的飞行器组件，其中还包括两台大规格的工业级打印机，最终制作了14英尺的土星5号火箭，还有1/6比例复刻的阿波罗登月舱、指挥兼服务舱、双子星8号以及一些舱内的设施等。这里拿影片中所使用的的BigRep ONE 3D 打印机举例，这台机器拥有1005×1005×1005mm 的构建体积，所使用的成型方式是挤出成型，一般它所代表的典型工艺就是熔融沉积技术，这种工艺使用提前加工过的热塑性丝材导入热流道以此熔化，因为后续丝材的压力挤出到加工平台上，层层成型。比起其他常见的成型工艺，这种方法性价比较高，它的设备结构简单，材料易得也易保存，做简单的后处理工序后就可以得到直接使用的组件，剩下只需要艺术家将它们组装并上色，做出一些特殊的材质质感能经得起摄像机的审视。在拍摄阶段，整个舞台被布置成黑色，LED 屏幕的环境光照射下这些飞行器模型丝毫看不出与传统制作的差异。

图2 3D打印的阿波罗11模型

4 结语

电影技术的提升使得特效的表现力也在不断地突破，它让电影的表达更自由。虽然LED 屏幕和3D 打印技术都是近几年才慢慢进入电影制作中，但是它们对于特效制作的潜力是巨大的，对于前者将重新定义机内效果，电影的制作将被鼓励更多的非线性、协作的过程，而对于后者设计师的职能也在潜移默化的改变，设计师也可以成为生产者。这些改变不但是对更高影像追求的必经之路，同时对于电影制作的效率、成本也有巨大的改观。所以在关注艺术的同时，也应发现这些新技术与其的关系愈显紧密，将为电影制作带来更广阔的空间。❖