超小绿幕拍摄应用研究——以电影 《飞向月球》为例

刘琤琤吴 限张 淼

1.中国电影集团公司电影进出口分公司,北京 100088

2.北京电影学院数字媒体学院,北京 100091

3.北京电影学院数字影视动画创作教育部工程研究中心,北京 100091

1 绿幕技术概述

绿幕技术是当下电影制作中各类科幻、魔幻、动作、武侠等影片常用的电影制作技术之一,通俗来说即将演员或者画面中某个原色从原有拍摄背景中充分剥离开的电影高新技术,在非现实场景的拍摄中起到尤为重要的作用。

1.1 绿幕技术缘起

在绿幕技术诞生之前,想要实现超现实的场景拍摄,首先要花费巨额资金用来建造舞美效果和特定场馆租赁,并且受不同影片场景限制,花费高额的舞美搭建场地一般只能作为 “一次性”用品,即拍即拆,造成了极大的资源浪费。另外,许多超现实场景的拍摄往往伴随着高难度、高危险性和高技术难度的动作,早期的电影技术落后,这些 “三高”动作往往需要演员及替身深入场景,这对演员及导演组的人身安全造成了极大的威胁,如香港著名影星成龙及其制作团队,在早期拍摄一些动作电影时,往往需要一整个班组的医护人员随时待命,以保证人员安全。绿幕技术的诞生极大解决了传统电影拍摄中的诸多技术限制及制作成本问题,为此,世界各大电影厂纷纷投入电影特效技术研究。

1.2 绿幕技术发展

十九世纪末 (1898),世界级电影艺术家导演乔治·梅里爱首先在其电影 《多头人》中创造性采用了遮罩和多次曝光技术 (即在一幅胶片上拍摄多个影像),为观众带来了银幕上的 “魔术”。这种技术主要通过多次拍摄和削弱胶片感光的方式,第一次拍摄主要将黑色透光板作为镜头的保护罩,使得胶片成像部分感光缺失,随即进行拍摄;第二次拍摄再倒回同一块胶片,用先前的黑色透光板遮住另外其他部分,再行拍摄。多次之后,不同的画面就会出现在同一个场景上,绿幕技术由此发端,不过彼时绿幕技术严格来说,只能称之为 “黑幕”。这一技术兴起之后,十九世纪初 (1903),导演埃德温·S·波特在电影 《火车大劫案》中再次使用了这种“黑幕”技术,经过处理的内容也不再仅仅是一个固定的物体,而是拓展到了车站办公室窗外行驶过的火车,还有邮车车窗外飞掠而过的风景。十九世纪二、三十年代是绿幕技术的又一个里程碑,西方各大电影厂纷纷成立独立特效团队,梅里爱时代由此打开了电影技术的一扇大门。1918年,弗兰克·威廉的动态遮罩技术出现,并在F·W·穆尔瑙的电影 《日出》中首次使用,这一技术打破了特效合成中出现纰漏而穿帮的困难,使活动遮罩和前景中动态的拍摄目标在几何尺寸和运动相位上完全一致。1925年,C.Dodge Dunning的 “邓宁蓝幕技术”为弥补弗兰克·威廉动态遮罩技术中阴影会在动态遮罩中消失的缺陷,通过彩色照明设备,使背景呈现蓝色,而前景呈现黄色,再通过渲染和滤镜等处理,将前景与背景分离,达到预想效果。1940年,为了顺应彩色影片的发展需要,特效大师拉里·巴特勒又对蓝幕技术实现了巨大的创新,将蓝色从三色印染的底片中分离出来。1950年,影视特效行业领头人Petro Vlahos又开发了钠光灯遮罩技术,使蓝幕转变为黄幕,让包含演员在内的前景处于正常打光环境中,而使用黄色钠光灯对白色背景板照射强光,从而实现前景动画的剥离,这一技术在当时备受青睐,直到1990年后,数字拍摄与老式胶片拍摄的迭代,更多电影特技公司发现,许多数字感光器材都对绿色更为敏感,所以在绿幕背景下拍摄将更方便制作活动遮罩,绿幕技术由此正式完全独立。从十九世纪二、三十年代直至二十世纪初,黑幕、蓝幕、黄幕、绿幕的特效技术逐渐普及并实现了自身的完善。

1.3 绿幕技术优势

绿幕技术的出现为世界电影发展提供了更大的发展空间。首先,绿幕技术极大地解决了传统的银幕限制问题,为拍摄的限制带去了机会。以往只存在人想象中的丰富场景在绿幕技术的支持下,都可以通过虚拟抠像来呈现,解决了传统电影拍摄中因天气、场景、拍摄设备等原因限制而导致的无法取景问题。其次,绿幕技术能提供更多的超现实场景,给创作者的表演空间带来了独特的视角。绿幕技术能实现沉浸式裸眼3D效果,解决传统黑幕、蓝幕和黄幕技术中沉浸感不足和穿帮的问题,为表演者提供了更大的动作发挥空间,也为创作者提供了更独特的创作视角。最后,绿幕技术的高性价比和高适配性,为电影制作节省了更多的人力物力财力。绿幕技术的普及使得电影制作团队再也不需要花费高额的舞美搭建和场馆租赁费用来展现高大上的场景画面,丰富的绿幕素材可实现电影场景和情节的专属化。

1.4 虚拟场景的发展

虚拟场景是后绿幕时代发展的新技术。主要步骤是先由UE4(游戏虚拟引擎软件)的虚拟场景资产,经过镜头设计、活动故事板、CG预演制作和虚拟拍摄预览等环节后,选定需要真人拍摄的Process Shots,在UE4中使用虚拟相机进行绿幕拍摄,通过实时渲染后进行现场合成画面,提取元数据的3D Dailies,再根据CG图层用UE4的二次渲染进行替换,把绿幕前的真人实拍图层通过后期抠像后替换现场实时抠像图层,最终完成高质量的合成镜头。

2 绿幕技术的辩证思考

绿幕技术的蓬勃发展为中国电影的进步提供了巨大的可能性,许多影片都采用了绿幕全场景化拍摄,但是影片的落脚点最终还是现实,绿幕技术的应用为许多 “明知不可为”的场景拍摄提供了新手段,却也为许多 “明知可为”的场景拍摄提供了“偷懒”的可能。近年来,有关学者对绿幕技术的使用范围和限制提出了更多的辩证思考,绿幕技术的场景真的是越大越好吗?这个问题在中国首部儿童科幻动画电影 《飞向月球》中,我们或许可以找到答案,该片是由著名艺术家、动画导演孙立军担任总监制、总导演。

《飞向月球》是数字影视制作技术在儿童电影题材的一次延伸,也是儿童文学作品以电影的方式来传达自身的内容、思想和时代价值的一次创新,《飞向月球》主要讲述了在2050年独居的老人与他的机器人孙子进行的一次月球之旅的故事,从最初的不理解、排斥到后来的互相扶持、体谅。

2.1 绿幕技术在当前电影制作运用的现状

2.1.1 绿幕技术越来越受到创作者的重视

绿幕技术越来越受到创作者的重视,这个现象的出现有以下几点原因:其一,伴随着新一轮电影数字化技术改革的进行,改革的重点转变成要改变数字电影的创作方式和观众的接受方式;其二,电影技术与一般拍摄技术相比最大的区别就在于电影拍摄需要营造出剧本或文学作品中所不能再现、不能发生甚至不能存在的场景,这就需要绿幕技术作为其中的媒介;其三,在电影数字化技术改革背景下,一些有想法的创作人更侧重于充分运用绿幕技术来表现影片的核心文化内涵而并非 “炫技”;其四,当今电影特效技术迅速发展,创作者获取信息和资源的渠道更加广阔,绿幕技术也越来越受到制作团队的青睐和重视。

2.1.2 观众对绿幕技术的接受程度高

有电影制作人对观众对绿幕技术的接受程度的情况进行了调查,发现喜欢科幻、仙侠和动画题材的观众都对绿幕技术表现出了较高的接受程度,他们更喜欢电影中所穿插的超现实场景和虚拟角色,也非常喜爱电影中通过绿幕技术和虚拟手段所呈现出的非现实角色。观众对绿幕技术的接受程度高,有利于在影片文化传达中发挥观众的主体性地位,调动观众了解影片、深入影片的积极性,使观众在影片观赏中由视觉上的被动接受转变为思维上的主动思考状态。同时,该现象对创作者活跃影片制作市场,增加影片的文学性和思想性也有重大助益。

2.2 绿幕技术在当前电影制作中存在的问题

2.2.1 绿幕技术盲目使用

绿幕技术在电影制作中扮演的重要角色不言而喻,而且也有很明显优势,但是绿幕技术并不适用于每个场景,或者说,并不是每部影片、每个场景都需要大范围的绿幕支持。因为在高清技术下,创造者要想在影片制作中运用绿幕技术,就需要在创编作品、确定分镜头时根据影片内容,紧紧围绕拍摄主体并花费大量的时间和精力进行思考、搜集、选取和审查绿幕技术后期添加的电脑背景工作。但是当前电影市场,更新迭代速度快,创作者的工作往往多而繁杂,工作时间也极为有限,长此以往,对使用绿幕技术的场景的选取和审查工作就会有所松懈,绿幕技术也很难发挥其应有的作用。还有部分创作者过于追求绿幕技术的使用形式,不考虑场景和影片主题,盲目使用绿幕技术,也不能达到预想效果。

2.2.2 选取绿幕素材时脱离影片实际需要

在通常的影片制作中,由于受到制作经费和拍摄手段的约束,绿幕技术的使用频率及范围被控制在一定范围内。如一些场景非现实所有,或非人力范围所能到达取景时,创作者可以选取合适的电脑特效以绿幕技术的手段对影片的视觉效果和主题传达添砖加瓦。但是,如果影片场景中的绿幕技术脱离了场景的实际需要,明明可以选择实景拍摄的场景因为种种原因而不得不使用绿幕技术,从而无法为影片效果有所增益时,绿幕技术的滥用反而成为影片艺术升华的绊脚石。由此可见影片是否选取绿幕技术的使用场景,尤其需要重视对现实条件的选取和甄别,确保技术选择的必要性。

2.2.3 忽视观众心理需要

制作人在影片制作中使用绿幕技术是为了更好地帮助观众身临其境,更高效地传达影片中心思想和主题,使观众产生美的感受。但是在实际的影片制作中,制作人在使用绿幕技术时仅仅出于个人角度思考或影片技术难度提升需要的目的,忽视了观众的接受程度和心理需要特点,将一些小众艺术中的、超过大部分观众认知水平和接受能力的场景、元素引入,强行安插在影片中,使得场景变的离奇古怪,影片所传递的内容也变的晦涩难懂,影响了观众观看影片的舒适性和参与性,不利于影片效果良好呈现。

3 超小绿幕在影片 《飞向月球》中的实际运用

3.1 《飞向月球》中技术细节体现

3.1.1 完全数字化的虚拟背景

《飞向月球》中最突出的技术细节就是电影各场景中完全数字化的虚拟场景。《飞向月球》影片的全部片段都在摄影棚中拍摄,且绿幕总使用面积仅有80平米,表演区域纵深仅15米,还需要考虑远离绿幕的安全距离,防止被拍角色边缘有溢色现象。摄影机在横向和纵向运动时候的最大极限位置就是实际拍摄的范围,再通过跟踪反求数据,在电脑上模拟实拍相机的焦段,并对于运动镜头的轨迹进行延伸,这样就能用虚拟摄影的技术重新调整画面构图和镜头调度。

图1 通过虚拟拍摄和场景结合技术,局促的拍摄空间并不会限制大场面的镜头调度

3.1.2 高端技术的影片实时呈现

《飞向月球》之所以能够使用超小绿幕来拍摄,主要有两方面原因,一方面是由其故事风格和类型决定了该片可以选取超小绿幕来拍摄。另一方面,影片的制作技术选择真人加动画结合的方式,很多场景设计是由真人或真人结合虚拟角色的表演来实现的,因此,只要能使演员全身入境,摄影棚再小,后期也可将其置身于宏大的场景中。

超小绿幕在 《飞向月球》中的实际运用进行过两次传统与现代的对比尝试。按照传统的拍摄技术和手段,《飞向月球》此类题材和拍摄可采用普通的设备和手法,在绿幕背景上布置十字点位,作为空间、角度、摄影设备运动的调整指向标,以便后期电脑技术虚拟摄影机的反求和人物与背景的贴合。但 《飞向月球》在拍摄和制作中选择了技术的革新,以现代高新技术手段,选取数字摄影机,通过使用在绿色摄影棚上空布置数据追踪点位,并在摄影机上布置读码设备的方式。在拍摄时,摄影机直接捕获数据拍摄轨迹,并连同拍摄的影片一起储存在电脑中,来实现拍摄和后期制作的简洁化。其实是二者互相结合、灵活调整的形式,《飞向月球》所采用的摄影设备可以捕获到镜头的数据、视频的格式、光圈的变化等一切传统摄影中包含的所有数据,然后在后期制作中,结合坐标的变化和俯仰角运动的变化,完成各种场景间的转换和组合。同时,在技术上,《飞向月球》还采用了实时呈现画面做预演合成的方式,即拍即看效果,同时运用实时渲染技术,在制作过程中所见即所得,一旦发现问题可以立即修复、实时调整,确保影片人物动作与后期效果实现的精准化。

图2 《飞向月球》影片合成全身镜头

图3 《飞向月球》拍摄现场虚拟道具及追踪点位

3.1.3 精准的虚拟布光效果

电影的创作离不开人,其中布光就是电影制作中非常考验创作者智慧的部分。在电影的后期制作中,不管是超小绿幕还是虚拟成像技术,都需要解决 “人物是否能够和虚拟背景足够完美贴合”的问题,而这一问题最大的决定要素就在于光线感。《飞向月球》中,人物所出现的场景是在月球上,在宇宙环境的光线布置方面,制作团队参考了来自我国航天资料的非常准确的反馈影像,宇宙中的月光非常硬和白。在拍摄月球部分时候布光难度更大,因为在月球上几乎没有任何光污染,太阳光是唯一的光源,没有阳光的地方背景几乎全黑色,这样的环境下拍摄会直接影响到画面质量,因为扣绿需要有清晰的外轮廓和平整的绿幕背景。我们先保证绿幕平整,让演员远离背景不受绿幕光线的影响,再用大功率的灯作为主光源,还需要保障角色的影子投射在地面上而不是墙面上,需要想更多的办法。在摄影棚的布置上,就需要考虑更多光线条件的创造。现代电影技术的数字化也体现在其灯光技术上,灯的体积和用电量都极大缩减了,并且虚拟遥控手段的出现使摄影棚内灯光可以通过遥控控制其色温、色调,使其能够在极小的空间布置出许多场景的可能性, 《飞向月球》片段中演唱会的环节,即采用了眩晕光、逆光等灯光切换来配合拍摄的手法。因此,虽然是超小绿幕,但其高度却能充分布置灯光,《飞向月球》在灯光布置上完成了超小绿幕的实现。

图4 模拟月球上的逆光效果进行灯光设计

3.2 《飞向月球》中技术细节呈现效果

3.2.1 极大控制了制作成本和制作周期

超小绿幕最大的便捷就是制作成本和制作周期的可控。 《飞向月球》的制作成本约在2800万元,而同类电影制作成本远高于此。另外,《飞向月球》的另一个特点是制作周期短,自2021年6月开机,制作团队仅用了10个月时间就完成了一部动画电影的初步创造。超小绿幕、虚拟制作、虚幻引擎三个高新技术的不同方面都实现了动画和电影制作较传统时代的高产高效。

3.2.2 实现了无实物表演中的超小精准

《飞向月球》用了许多高新技术来展现作品的特性,但是,要想实现观众仿佛身临其境,与电影共发生、共经历的标准,动画影片较传统实物影片,在表演中的超小精准具有更高的难度。《飞向月球》的拍摄主要依靠演员有无实物表演经验和主创的设计思考,加上制作经验,这三方面使对手戏、人物镜头分层、虚拟人物和演员的合成融为一体,即使是超小摄影棚,依然可以完成3～4人的拍摄,实际上,哪怕影棚只容纳一个人,在技术条件上,《飞向月球》制作团队也可以后期通过合成完成部分镜头的拍摄。其实单人定格动画的合成在动画技术史上并非新鲜事物,早在1983年,阿根廷动画影片 《探戈》就拿下第55届奥斯卡最佳动画短片奖,这是动画短片单人定格合成技术的开创性实践,采取把每个人物单独制作定格动画,然后合成起来的方式,为后来完全靠演员有无实物表演经验和创作者分镜头运用制作影片提供了参考。

图5 《飞向月球》拍摄现场主演董浩与虚拟角色

3.2.3 实现了长镜头的转换

《飞向月球》采用虚拟制作技术,通过摄影机实拍真人演员和虚拟角色的交互表演,通过引擎渲染实现高度真实感的场景,它突破了真人与动画之间单纯的互动,而让 “真人”和 “动画”产生了真正具有象征意义的结合。现在完全有技术手段,并不是真正的无实物表演,早在 《飞向月球》初步拍摄的测试现场,就采用演员穿全身绿色的紧身服和动捕服,在现场和董浩搭戏,数据直接被录入计算机。

同时,《飞向月球》和传统视效电影不同,在这一制作流程中,镜头设计、拍摄、成片制作、虚拟资产的使用贯穿一致,是一种更接近于动画电影制作的迭代过程。超小绿幕在 《飞向月球》也实现了复杂的镜头调度即长镜头的拍摄。传统认识中的长镜头,摄影机要跟着演员走非常长的路线,从推拉摇移跟到升降和穿过人群等。《飞向月球》的制作团队在影片制作中通过摄影机和人物的移动时相对静止的原理,采取人物和摄影机配合,背景不动摄影机动,或摄影机不动人物动,假装模拟摄影机在动的方式,实现了虚拟动画中的长镜头实现。演员在长镜头的分镜头设计中做一些意想不到的相对运动去模拟出长镜头的调动,比如演员可以在原地走,然后在原地放一个转盘,来实现虚拟背景下的长镜头转换。《飞向月球》的成功制作也是超小绿幕在未来延展性的一个重要实践。

4 结语

新技术的应用可以拥有更工业化的拍摄流程与拍摄方法,但同时也面临艰巨的挑战。《飞向月球》中的所有特效均是在国内制作完成,其视觉冲击力完全可以和国际大片相媲美。电影技术的创新归根结底需要为影片服务、为观众服务,如何合理利用绿幕技术、实现超小绿幕和虚拟技术的结合,是《飞向月球》制作团队和其他电影制作人今后思考的一个方向。❖