高清數(shù)字立體攝像技術(shù)在電影攝像拍攝中的應(yīng)用

九年前，由著名導(dǎo)演詹姆斯·卡梅隆導(dǎo)演的《深淵幽靈》在北美的IMAX電影院正式上映，高清數(shù)字立體攝像技術(shù)在電影中的應(yīng)用使得這部電影成為繼《泰坦尼克號(hào)》之后的又一次不小的成功。2009年卡梅隆再次將高清數(shù)字立體和虛擬攝影技術(shù)運(yùn)用到了電影創(chuàng)作中，又一次創(chuàng)造出了震撼人心的影視大片《阿凡達(dá)》。這兩部電影的成功使人們開(kāi)始越來(lái)越關(guān)注數(shù)字立體、虛擬攝影等技術(shù)在電影攝像和拍攝中的應(yīng)用，下面筆者將以這兩部電影為例，進(jìn)而闡釋數(shù)字立體攝影技術(shù)在電影攝像拍攝中的應(yīng)用這一主題。

一、《深淵幽靈》中的高清數(shù)字拍攝技術(shù)

《深遠(yuǎn)幽靈》是一部記錄泰坦尼克號(hào)沉沒(méi)的一部電影，攝制組為了更真實(shí)地還原真實(shí)，不但潛入倒了大西洋海底三千多米處一探泰坦尼克號(hào)殘骸，而且在電影的拍攝技術(shù)上也下了不小的功夫。

這部電影突破了傳統(tǒng)立體電影“半小時(shí)”的時(shí)間模式，整整播放了一個(gè)小時(shí)左右，時(shí)間的延長(zhǎng)并沒(méi)有給觀眾帶來(lái)疲勞感反而使觀眾覺(jué)得意猶未盡、酣暢淋漓，這種良好的電影效果主要依靠由詹姆斯·卡梅隆和電影指導(dǎo)文思·佩斯以及索尼的研究團(tuán)隊(duì)共同創(chuàng)造的“現(xiàn)實(shí)攝影系統(tǒng)”。以往的立體電影拍攝存在的明顯的缺陷就是只注重?cái)?shù)字技術(shù)的應(yīng)用，而忽略了觀眾的觀影的生理和心理感受，而“現(xiàn)實(shí)攝影系統(tǒng)”則恰恰彌補(bǔ)了這一缺陷，在拍攝時(shí)將高清數(shù)字立體攝像技術(shù)同觀眾的觀影心理、生理特點(diǎn)進(jìn)行完美結(jié)合，從而達(dá)到拍攝和觀影的“雙贏”效果。那么“現(xiàn)實(shí)攝影系統(tǒng)”是怎樣應(yīng)用到電影拍攝中去的呢？

首先高新的技術(shù)都離不開(kāi)高新的機(jī)器和軟件

卡梅隆在拍攝《深淵幽靈》時(shí)所用的錄像機(jī)就是索尼公司研制的高清晰度數(shù)字?jǐn)z像機(jī)（HDC-F950）。這臺(tái)攝像機(jī)最引人注目的出新點(diǎn)是：“HDC-F950在原有的系統(tǒng)基礎(chǔ)上新設(shè)置了一條帶寬相當(dāng)高的數(shù)據(jù)傳輸通路, 為HDCU-F950攝像機(jī)和攝像機(jī)頭的控制和鏈接提供了充足的保障”[1]。這臺(tái)攝像機(jī)還全面地提升了HDW-F900的性能，其輸出的電子信號(hào)的分辨率可達(dá)到1920X1080，這也為在深海暗光的環(huán)境下可以拍攝出清晰的畫(huà)面提供了可能。而且卡梅隆還在攝像機(jī)上添加了自動(dòng)內(nèi)建立灰階的功能，這使得攝像機(jī)在復(fù)雜的海底環(huán)境下能更準(zhǔn)確的捕捉到圖像信息。

索尼公司在Windows操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上，研發(fā)出了一套新的軟件，此軟件使得拍攝者能夠在電腦上調(diào)整伽瑪曲線，而這些調(diào)整好的“記憶”則會(huì)通過(guò)Memory Stick（記憶棒）傳送到攝像機(jī)中，此軟件的應(yīng)用也使得拍攝者在對(duì)電影進(jìn)行數(shù)字處理時(shí)更加的直觀和準(zhǔn)確。

其次，在拍攝《深淵幽靈》時(shí)卡梅隆在攝像機(jī)的組合上也做了一定的創(chuàng)新。

為了更好地做到真實(shí)且立體的拍攝，卡梅隆選擇將兩臺(tái)索尼錄像機(jī)橫向著在一起,但放在一起的同時(shí)還必須要保證兩鏡頭的光軸距離要始終準(zhǔn)確地維持在69mm的水平上，而兩臺(tái)攝像機(jī)的鏡頭的發(fā)光點(diǎn)的間距也必須要和人眼視線發(fā)出點(diǎn)之間的間距相等，“這樣才能以光學(xué)的方式重現(xiàn)人眼對(duì)深度的感受”[2]。為了達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，卡梅隆影視拍攝團(tuán)隊(duì)將光學(xué)模塊和設(shè)置在攝像機(jī)前部的信號(hào)放大電路從攝像機(jī)上取下，然后將這兩個(gè)部件安裝到了一個(gè)小型的攝像機(jī)內(nèi)，再用一個(gè)長(zhǎng)約9.144米的信號(hào)電纜連接錄像設(shè)備。

索尼公司研制的CineAlta所用的PANAVISION變焦鏡頭的體積占據(jù)空間較大, 根本無(wú)法保證兩鏡頭發(fā)光點(diǎn)之間的距離為69mm，為此日本著名膠片公司特意研制了一個(gè)更加精準(zhǔn)的鏡頭來(lái)滿足這一需求，從而更大程度地實(shí)現(xiàn)了立體且真實(shí)的影視畫(huà)面。

最后，在應(yīng)用高清數(shù)字立體攝像技術(shù)時(shí)對(duì)“三維”畫(huà)面有了全新的闡釋。

就像前文所提到的，“現(xiàn)實(shí)攝影系統(tǒng)”是高清數(shù)字立體攝像技術(shù)同觀眾的觀影心理、生理特點(diǎn)進(jìn)行完美結(jié)合。據(jù)我們所知，我們的雙眼想要準(zhǔn)確清楚地看清一個(gè)物體時(shí)，需要兩眼平視前方，而此時(shí)我們的眼睛嚴(yán)格意義上講應(yīng)該是平行的，這也保證了雙眼聚焦的最小距離，而在傳統(tǒng)理論上的影視拍攝中，當(dāng)一個(gè)物體和鏡頭之間的距離大于3m時(shí)，攝像機(jī)就必須保持平行，就如人看物體時(shí)兩眼視線的平時(shí)。但卡梅隆和佩斯卻察覺(jué)到，如果必須在這樣的條件下進(jìn)行電影拍攝，就需要觀眾在觀看時(shí)對(duì)影片的平面圖像進(jìn)行縱向上的想象，而這對(duì)于觀眾來(lái)說(shuō)則需要耗費(fèi)更多的眼力，這也是導(dǎo)致觀眾觀影時(shí)產(chǎn)生疲勞感的重要原因。但如果影片在制作時(shí)能夠動(dòng)態(tài)地改變焦距和聚點(diǎn)則會(huì)給觀眾在觀影時(shí)感官上舒適很多，而他們所設(shè)計(jì)的“現(xiàn)實(shí)攝影系統(tǒng)”恰好地符合了人體在觀影時(shí)的生理反應(yīng)特點(diǎn)，不僅使觀眾感到輕松舒適，同時(shí)也能更加真實(shí)的還原電影的本真，“現(xiàn)實(shí)攝影系統(tǒng)”也可以說(shuō)是名副其實(shí)了。

二、《阿凡達(dá)》中的高清數(shù)字拍攝技術(shù)

自從2003年IMAX3D版本的《深淵幽靈》嘗試成功之后，卡梅隆便決定要在以后的影片制作中都要采用高清數(shù)字立體攝像技術(shù)，如其所言，在2009年，在醞釀了6年之久后，他再次推出3D影視大片《阿凡達(dá)》，如《深淵幽靈》一樣，影片《阿凡達(dá)》在景物拍攝時(shí)也采用了卡梅隆發(fā)明的“現(xiàn)實(shí)攝影系統(tǒng)”攝像機(jī)。在拍攝《深淵幽靈》時(shí)，卡梅隆對(duì)高清數(shù)字立體攝像技術(shù)進(jìn)行了第一次的嘗試，之后他和好伙伴佩斯并沒(méi)有就此止步，他們不斷對(duì)高清數(shù)字立體攝像技術(shù)進(jìn)行著改進(jìn)和完善?？仿∽屚袔退麥y(cè)試，電影《非常小特務(wù)3D》、《立體小奇兵》、《地心游記3D》等3D影視作品都采用了高清數(shù)字立體攝像技術(shù)。

在卡梅隆和佩斯的無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)之后，卡梅隆的“現(xiàn)實(shí)攝影系統(tǒng)”得到了進(jìn)一步的完善，再加上一系列的3D電影播映后均取得了不小的成就，這些都使得卡梅隆對(duì)高清數(shù)字立體攝像技術(shù)充滿了信心，因此在2009年，卡梅隆再次推出立體影視大片《阿凡達(dá)》。但在拍攝過(guò)程中，卡梅隆發(fā)現(xiàn)，固有的拍攝系統(tǒng)對(duì)于拍攝紀(jì)實(shí)片來(lái)說(shuō)綽綽有余，可是對(duì)于敘述性的電影的拍攝來(lái)說(shuō)卻仍存在很多缺陷。比如，“在《阿凡達(dá)》的拍攝中，一些鏡頭的基線是8.5 mm，而有的鏡頭則需要51mm，基線跨度較大，而原有的拍攝系統(tǒng)的基線的靈活度不夠，無(wú)法滿足需求”[3]，再比如，為了滿足故事片的拍攝需要，攝像機(jī)需要降低原有的系統(tǒng)噪音等。

用數(shù)字立體拍攝技術(shù)完成的電影《阿凡達(dá)》對(duì)卡梅隆再次掀起了挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)心中預(yù)想的電影效果，卡梅隆和佩斯對(duì)之前的攝像系統(tǒng)又進(jìn)行了一次技術(shù)上的改動(dòng)。

卡梅隆和佩斯對(duì)原有系統(tǒng)改進(jìn)的最大一步就是將原來(lái)的雙機(jī)平行放置改成了垂直放置，同時(shí)在在相機(jī)發(fā)出的光軸交匯處又設(shè)置了一個(gè)平面鏡，此平面鏡呈半透狀，與平面呈450角，光線在鏡面的作用下可以均分，分別進(jìn)去兩個(gè)攝像機(jī)從而成像。采用雙機(jī)垂直放置的形式的最大優(yōu)點(diǎn)就在于可以很大程度上使雙機(jī)擺脫體積大小的影響，而450平面鏡的加入可以使兩臺(tái)機(jī)器的光軸的距離縮到最短，這也就滿足了各種遠(yuǎn)近景的拍攝。

然而在拍攝過(guò)程中，新型的系統(tǒng)還是出現(xiàn)了很多問(wèn)題，比如分光鏡會(huì)阻礙更多光線的進(jìn)去相機(jī)，需要另加的照明補(bǔ)充亮度，另加的照片又會(huì)縮小景象拍攝的深度，再如雙機(jī)垂直放置使機(jī)器的重心提升，導(dǎo)致在拍攝運(yùn)動(dòng)畫(huà)面時(shí)重心不穩(wěn)等問(wèn)題。

為了解決以上問(wèn)題，卡梅隆和佩斯又進(jìn)行了一次全新的探索，進(jìn)而研發(fā)出了新的拍攝系統(tǒng)——Fusion3D系統(tǒng)，F(xiàn)usion3D系統(tǒng)擁有更多的通道進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)也將原來(lái)單純的雙機(jī)垂直放置的方式改進(jìn)為倒裝方式，即在互相垂直放置的兩臺(tái)攝像機(jī)的上面安裝幾何式的支架，鏡面向上，從而做到用手自由操持?jǐn)z像機(jī)進(jìn)行拍攝。同時(shí)新的Fusion3D系統(tǒng)可以配掛多種類型的攝像機(jī)，這就使得拍攝者在拍攝過(guò)程中可根據(jù)環(huán)境的不同或者拍攝景物的不同選擇更適合的攝像機(jī)，這也在很大程度上解決了拍攝的難度。

在拍攝《阿凡達(dá)》過(guò)程中，除了運(yùn)用高清立體數(shù)字技術(shù)以外，還采用Motion Capture（動(dòng)作捕捉）技術(shù)，而在運(yùn)用此技術(shù)時(shí)，除了在表演中的外衣上設(shè)置多個(gè)鏡頭抓捕點(diǎn)外，還在攝像棚里設(shè)置了一臺(tái)“共同捕捉攝像機(jī)”，此系統(tǒng)主要是在攝影棚頂部設(shè)置100多個(gè)LED燈，從而建立一個(gè)捕捉平臺(tái)，影棚里的LED燈會(huì)不斷射出的紅外光線，這些紅外光線在影棚中進(jìn)行一定規(guī)律的反射，而攝像機(jī)則主要是將這些反射光以數(shù)字的形式輸入電腦系統(tǒng)，攝像機(jī)再將紅外光線的反射數(shù)據(jù)和演員的動(dòng)作進(jìn)行比對(duì)研究，從而得出整個(gè)畫(huà)面的數(shù)字幾何式的模型，而這些數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)電腦的剖析處理后呈現(xiàn)出高度逼真的效果[4]。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上論述，我們可以看出：3D高清電影才是世界影視的未來(lái)前進(jìn)之路。電影總是給人視覺(jué)上的享受，而現(xiàn)代技術(shù)的加入則更加增強(qiáng)了這種享受的真實(shí)性。但是我們也應(yīng)該看大，無(wú)論是《深遠(yuǎn)幽靈》還是《阿凡達(dá)》其成功之處除了新技術(shù)的不斷融入之外，影片制作者對(duì)技術(shù)和拍攝效果的孜孜不倦地追求也起著重要的作用。電影是一種藝術(shù)，而不單純是商品，一部好的作品在迎合市場(chǎng)需求的同時(shí)，也要追求達(dá)到藝術(shù)上的享受，一個(gè)好的導(dǎo)演也應(yīng)該不斷地追求藝術(shù)上的精益求精，這一點(diǎn)很值得我們每一個(gè)人去借鑒和學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱梁.高清數(shù)字立體攝像技術(shù)在電影《深淵幽靈》中的創(chuàng)新應(yīng)用[J]. 影視技術(shù),2003,7.

[2] 胥余川.淺析立體電影的物理原理[J]. 中國(guó)科技信息,2005,6.

[3] 朱梁.電影《阿凡達(dá)》的數(shù)字立體和虛擬攝影技術(shù)[J]. 現(xiàn)代電影技術(shù), 2010, 2.

[4] 李道新,王壵,劉繼明.《阿凡達(dá)》:3D電影元年的未來(lái)啟示錄[J]. 藝術(shù)評(píng)論. 2010，3.