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》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》。這兩部電影的成功使人們開始越來越關(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)

《深遠幽靈》是一部記錄泰坦尼克號沉沒的一部電影，攝制組為了更真實地還原真實，不但潛入倒了大西洋海底三千多米處一探泰坦尼克號殘骸，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”的時間模式，整整播放了一個小時左右，時間的延長并沒有給觀眾帶來疲勞感反而使觀眾覺得意猶未盡、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隊共同創(chuàng)造的“現(xiàn)實攝影系統(tǒng)”。以往的立體電影拍攝存在的明顯的缺陷就是只注重數(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)實攝影系統(tǒng)”則恰恰彌補了這一缺陷，在拍攝時將高清數(shù)字立體攝像技術(shù)同觀眾的觀影心理、生理特點進行完美結(jié)合，從而達到拍攝和觀影的“雙贏”效果。那么“現(xiàn)實攝影系統(tǒng)”是怎樣應(yīng)用到電影拍攝中去的呢？

首先高新的技術(shù)都離不開高新的機器和軟件

卡梅隆在拍攝《深淵幽靈》時所用的錄像機就是索尼公司研制的高清晰度數(shù)字攝像機（HDC-F950）。這臺攝像機最引人注目的出新點是：“HDC-F950在原有的系統(tǒng)基礎(chǔ)上新設(shè)置了一條帶寬相當高的數(shù)據(jù)傳輸通路, 為HDCU-F950攝像機和攝像機頭的控制和鏈接提供了充足的保障”[1]。這臺攝像機還全面地提升了HDW-F900的性能，其輸出的電子信號的分辨率可達到1920X1080，這也為在深海暗光的環(huán)境下可以拍攝出清晰的畫面提供了可能。而且卡梅隆還在攝像機上添加了自動內(nèi)建立灰階的功能，這使得攝像機在復(fù)雜的海底環(huán)境下能更準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”則會通過Memory Stick（記憶棒）傳送到攝像機中，此軟件的應(yīng)用也使得拍攝者在對電影進行數(shù)字處理時更加的直觀和準確。

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

為了更好地做到真實且立體的拍攝，卡梅隆選擇將兩臺索尼錄像機橫向著在一起,但放在一起的同時還必須要保證兩鏡頭的光軸距離要始終準確地維持在69mm的水平上，而兩臺攝像機的鏡頭的發(fā)光點的間距也必須要和人眼視線發(fā)出點之間的間距相等，“這樣才能以光學(xué)的方式重現(xiàn)人眼對深度的感受”[2]。為了達到這一標準，卡梅隆影視拍攝團隊將光學(xué)模塊和設(shè)置在攝像機前部的信號放大電路從攝像機上取下，然后將這兩個部件安裝到了一個小型的攝像機內(nèi)，再用一個長約9.144米的信號電纜連接錄像設(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, 根本無法保證兩鏡頭發(fā)光點之間的距離為69mm，為此日本著名膠片公司特意研制了一個更加精準的鏡頭來滿足這一需求，從而更大程度地實現(xiàn)了立體且真實的影視畫面。

最后，在應(yīng)用高清數(shù)字立體攝像技術(shù)時對“三維”畫面有了全新的闡釋。

就像前文所提到的，“現(xiàn)實攝影系統(tǒng)”是高清數(shù)字立體攝像技術(shù)同觀眾的觀影心理、生理特點進行完美結(jié)合。據(jù)我們所知，我們的雙眼想要準確清楚地看清一個物體時，需要兩眼平視前方，而此時我們的眼睛嚴格意義上講應(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，當一個物體和鏡頭之間的距離大于3m時，攝像機就必須保持平行，就如人看物體時兩眼視線的平時。但卡梅隆和佩斯卻察覺到，如果必須在這樣的條件下進行電影拍攝，就需要觀眾在觀看時對影片的平面圖像進行縱向上的想象，而這對于觀眾來說則需要耗費更多的眼力，這也是導(dǎo)致觀眾觀影時產(chǎn)生疲勞感的重要原因。但如果影片在制作時能夠動態(tài)地改變焦距和聚點則會給觀眾在觀影時感官上舒適很多，而他們所設(shè)計的“現(xiàn)實攝影系統(tǒng)”恰好地符合了人體在觀影時的生理反應(yīng)特點，不僅使觀眾感到輕松舒適，同時也能更加真實的還原電影的本真，“現(xiàn)實攝影系統(tǒng)”也可以說是名副其實了。

二、《阿凡達》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》，如《深淵幽靈》一樣，影片《阿凡達》在景物拍攝時也采用了卡梅隆發(fā)明的“現(xiàn)實攝影系統(tǒng)”攝像機。在拍攝《深淵幽靈》時，卡梅隆對高清數(shù)字立體攝像技術(shù)進行了第一次的嘗試，之后他和好伙伴佩斯并沒有就此止步，他們不斷對高清數(shù)字立體攝像技術(shù)進行著改進和完善?？仿∽屚袔退麥y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數(shù)次的實驗、檢測之后，卡梅隆的“現(xiàn)實攝影系統(tǒng)”得到了進一步的完善，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》。但在拍攝過程中，卡梅隆發(fā)現(xiàn)，固有的拍攝系統(tǒng)對于拍攝紀實片來說綽綽有余，可是對于敘述性的電影的拍攝來說卻仍存在很多缺陷。比如，“在《阿凡達》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，無法滿足需求”[3]，再比如，為了滿足故事片的拍攝需要，攝像機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》對卡梅隆再次掀起了挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)心中預(yù)想的電影效果，卡梅隆和佩斯對之前的攝像系統(tǒng)又進行了一次技術(shù)上的改動。

卡梅隆和佩斯對原有系統(tǒng)改進的最大一步就是將原來的雙機平行放置改成了垂直放置，同時在在相機發(fā)出的光軸交匯處又設(shè)置了一個平面鏡，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，分別進去兩個攝像機從而成像。采用雙機垂直放置的形式的最大優(yōu)點就在于可以很大程度上使雙機擺脫體積大小的影響，而450平面鏡的加入可以使兩臺機器的光軸的距離縮到最短，這也就滿足了各種遠近景的拍攝。

然而在拍攝過程中，新型的系統(tǒng)還是出現(xiàn)了很多問題，比如分光鏡會阻礙更多光線的進去相機，需要另加的照明補充亮度，另加的照片又會縮小景象拍攝的深度，再如雙機垂直放置使機器的重心提升，導(dǎo)致在拍攝運動畫面時重心不穩(wěn)等問題。

為了解決以上問題，卡梅隆和佩斯又進行了一次全新的探索，進而研發(fā)出了新的拍攝系統(tǒng)——Fusion3D系統(tǒng)，F(xiàn)usion3D系統(tǒng)擁有更多的通道進行的運動控制，同時也將原來單純的雙機垂直放置的方式改進為倒裝方式，即在互相垂直放置的兩臺攝像機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攝像機進行拍攝。同時新的Fusion3D系統(tǒng)可以配掛多種類型的攝像機，這就使得拍攝者在拍攝過程中可根據(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，這也在很大程度上解決了拍攝的難度。

在拍攝《阿凡達》過程中，除了運用高清立體數(shù)字技術(shù)以外，還采用Motion Capture（動作捕捉）技術(shù)，而在運用此技術(shù)時，除了在表演中的外衣上設(shè)置多個鏡頭抓捕點外，還在攝像棚里設(shè)置了一臺“共同捕捉攝像機”，此系統(tǒng)主要是在攝影棚頂部設(shè)置100多個LED燈，從而建立一個捕捉平臺，影棚里的LED燈會不斷射出的紅外光線，這些紅外光線在影棚中進行一定規(guī)律的反射，而攝像機則主要是將這些反射光以數(shù)字的形式輸入電腦系統(tǒng)，攝像機再將紅外光線的反射數(shù)據(jù)和演員的動作進行比對研究，從而得出整個畫面的數(shù)字幾何式的模型，而這些數(shù)據(jù)在經(jīng)過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

通過以上論述，我們可以看出：3D高清電影才是世界影視的未來前進之路。電影總是給人視覺上的享受，而現(xiàn)代技術(shù)的加入則更加增強了這種享受的真實性。但是我們也應(yīng)該看大，無論是《深遠幽靈》還是《阿凡達》其成功之處除了新技術(shù)的不斷融入之外，影片制作者對技術(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需求的同時，也要追求達到藝術(shù)上的享受，一個好的導(dǎo)演也應(yīng)該不斷地追求藝術(shù)上的精益求精，這一點很值得我們每一個人去借鑒和學(xué)習(xí)。

參考文獻：

[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]. 中國科技信息,2005,6.

[3] 朱梁.電影《阿凡達》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》:3D電影元年的未來啟示錄[J]. 藝術(shù)評論. 2010，3.