张懿慧 丁友东 王腾飞
(1.上海大学上海电影学院,上海 200072;2.上海政法学院,上海 201701)
1 引言
2009年上映的电影《阿凡达》用先进的数字技术构建了潘多拉星球,吸引无数观众涌进影院,斩获了当年全球历史票房总冠军位置,同时一举夺下了奥斯卡最佳视觉效果、最佳摄影和最佳艺术指导三项奖项。2021年,影片的重映再度引发海内外观影热潮。《阿凡达》在影史上取得的成就与一项面部表情捕捉技术密不可分——Light Stage。《速度与激情7》的成功上映再次展现了该技术的强大力量,饰演男主角的保罗·沃克在影片开拍后不久因一场车祸离世,导致拍摄无法继续,Light Stage成功让保罗在银幕上“复活”,最终顺利完成了影片创作。2019年,Light Stage开发团队终获第91届奥斯卡科学技术奖“技术成就奖”。
2 好莱坞与数字电影的渊源
邓肯·皮特里指出:“电影是以机械为根本的。在媒体处于初期时期,吸引观众的便是新技术而不是它所展示的内容。”邓肯从技术的维度在美学层面揭示了电影新技术相较于电影内容更具猎奇性的特点,指出了电影创作的规律性现象之一。在电影创作的历程中,新技术的出现往往能激发电影创作变革,给予创作主体更大的创造空间,所以技术在电影发展历程中占有重要的地位。好莱坞作为“世界电影王国”,最早将数字技术纳入传统的电影制作领域,其电影制作也一直走在世界电影前列,尤其是CG 技术产生和发展后,曾一度垄断全球电影市场,形成了好莱坞特有风格的特效大片。
世界上第一部用于商业放映的数字电影《星球大战:新希望》(1977)正是由好莱坞工业光魔公司的前身卢卡斯电影公司制作的,这部电影运用大量数字技术创造了一个恢弘的宇宙空间,让银河帝国战争的故事得以实现,电影创作的各环节开始使用数字技术也标志着世界电影迈入全新数字时代。20世纪90年代中后期,随着视觉特效大片在好莱坞的日益盛行,影片的拍摄制作需要更强大和先进的数字技术来支撑,这一背景促进了数字技术的进一步发展。
步入21 世纪,一经上映就火爆全球的《阿凡达》运用电脑技术,开创了3D 电影新时代。在影片中,一向被视为技术难点的面部表情捕捉,都贯彻了卡梅隆要求的“照相写实主义”。影片的成功上映成为电影史上一部革命性的影片,同时也是电影技术发展的里程碑,最终将第92届奥斯卡最佳视觉效果、最佳摄影和最佳艺术指导三奖项揽入囊中。《阿凡达》取得如此好的视觉效果背后,与Light Stage系统有着密不可分的联系。这项技术斩获了奥斯卡科学技术奖“技术成就奖”(The Academy's Scientific and Technical Awards),虽然奥斯卡科学技术奖“技术成就奖”相较于别的奥斯卡奖项比较冷门,但其门槛却不比拿“小金人”低,需要审查候选团队或个人所开发技术的成熟度和对电影制作的价值,至少被运用到30部电影才能获得审查资格。
3 Light Stage
图1 Light Stage 1采集示意图②
面部表情捕捉技术Light Stage诞生于2000年,是由美国南加州大学ICT 视觉和图形实验室(ICT Graphic Lab)的保罗·德贝维奇(Paul Debevec)所领导开发的高保真的三维采集重建平台。这是一种用可控制的照明来照亮被摄体的设备,它能创造或模拟任何颜色、强度和照明方向的组合,并能从不同的方向发出光。就好比“声音舞台”是一个可以控制演员声音的地方,Light Stage提供了对照明的控制。许多形式的灯光舞台已经被建造出来,有不同类型和数量的灯光和不同的机械自由度,灯光舞台的应用范围从基于图像的再照明到高分辨率面部几何捕捉,再到表面反射率测量。该系统以高逼真度的3D 人脸重建为主,已成功应用于众多好莱坞特效大片中。Paul Debevec博士曾在采访中表示:“Light Stage可以说是目前世界上唯一可以控制方向、强度、光谱颜色的设备。大致会有五种不同的商业应用,在电影和视频领域被应用得最广”。
图2 Light Stage 2采集示意图③
Light Stage技术一经发布就吸引了业界人士大量的关注,这个团队不断改进,完成了Light Stage系统的技术迭代。第一代Light Stage(图1)被设想为一种将“基于图像的照明(IBL)”应用于真实世界的主体,图像通过IBL 可以被投射到计算机生成的物体周围的表面,从而创造一个空间调制的区域光,模仿记录的入射光的颜色、强度和方向性。物体通过IBL的光场产生渲染,模拟它在真实世界的被照明的效果,在团队的具体实践中实现了基于图像的重新布光,创建了可重新照明的人脸三维模型。在此基础上Light Stage 2(图2)增加了更多的光源,实现了更快的捕捉和制作面部动画,成功应用于《蜘蛛侠2》(2004)、《金刚》(2005)等电影中,这也代表了这项技术进入实用化。
图3 Light Stage 3采集示意图④
图4 Light Stage 5采集示意图⑤
图5 Light Stage 6采集示意图⑥
“随着色彩可控的LED 灯的出现,在演员周围的光源可以直接再现基于图像的照明环境中的颜色和强度,这已经成为一种惯例”。Light Stage 3(如图3)可以模拟目标环境下的光线,通过再现演员所处环境的光线并合成,产生一个具有一致照明的合成物,实现人脸实时重新打光、照明 (Relighting)。在这幅图中,156个红绿蓝LED 灯聚焦在演员身上,用彩色摄像机和红外消光系统同时对演员进行拍摄。Light Stage 5(图4)是一个高度成熟的系统,它在第三代系统结构基础上增加了156个白色LED 光源,基于漫反射照明跟踪帧的运动补偿算法实现高精度三维人脸模型重建,成功塑造数字本杰明的形象,为Digital Domain (数字领域)赢得了奥斯卡最佳视觉效果奖。Light Stage 6(图5)是一个更大的灯光舞台,可以照亮演员的整个身体,它突破了面部捕捉的限制可以进行人体全身运动采集,将人物进行全面3D 数字化(图6),被更广泛地应用于影像创建中。目前,最新的系统已经升级到了Light Stage X,其实际体积较小、方便移动,通过USB 接口可以远程操控。Light Stage X 是一个高速系统,采用了极先进的高分辨率面部扫描与偏振球面梯度照明,可以在几秒内捕捉到面部的细节和反射特性等特征,扩展了捕捉过程,实现了多视角面部同步捕捉。
图6 Light Stage 6采集样例图⑦
4 Light Stage 技术在好莱坞电影中的应用
Light Stage项目团队的硬件工程师俞雪洪在采访中表示:“Light Stage系统至今已被30到40部电影采用。”例如《阿凡达》《本杰明·巴顿奇事》《蜘蛛侠》《速度与激情7》等,本文对部分用到该技术的电影进行了整理,详见表1。
表1 部分应用Light Stage技术的电影名单
通过梳理可见,Light Stage这一前沿技术自发布以来就备受瞩目,纵贯21世纪以来创作的具有代表性的科幻、动作类型电影,尤其是在好莱坞特效电影中的应用更为突出,由二十一世纪福克斯、华纳兄弟、派拉蒙影业、环球影业等好莱坞电影公司巨头所发行的特效电影都有用到该技术。以Light Stage为代表的数字技术进入电影创作,为特效电影在角色塑造、叙事等方面提供了更大的发挥空间,塑造了更为“奇观化”的人物角色,营造了更为震撼的视觉效果,赋予电影神奇的魔法,满足观众对想象空间的心理需求。随着数字技术的不断介入,电影影像的呈现包罗万象,不断打开图像世界,将现实之中不可见的时空描绘出来。这似乎远离了安德烈·巴赞所强调的电影真实性美学:“这是完整的写实主义的神话,这是再现世界原貌的神话,影像上不再出现艺术家随意处理的痕迹,影像也不再受时间不可逆性的影响。”“真实”与“虚幻”这一对有关电影影像本体的冲击,将影响当下电影理论、美学以及技术的走向。
4.1 影像恢复——令保罗·沃克起死回生
《速度与激情》系列电影从2001年第一部上映至今,一直以来都是好莱坞极富盛名的动作影片之一,片中刺激的飞车场面和特技动作俘获一众影迷,尤其是男主角奥康纳的扮演者保罗·沃克更是圈粉无数。《速度与激情7》正式开拍后不久,饰演主角的保罗·沃克在一场车祸中不幸逝世令整个剧组始料未及,影片随即停拍。制作团队最终决定采用替身演员和数字技术合成的方式重现保罗。影片结局中导演巧妙安排了情节,由保罗扮演的男主角奥康纳完成了任务选择了归隐,回到家庭和家人幸福生活。Light Stage以成熟的技术复原了角色的既定形象,拓宽了电影可见影像的叙事空间,让保罗·沃克在银幕上复活,顺利完成影片创作的同时,合成的虚拟男主角形象赋能影片更具深意。
4.2 面部捕捉——令布拉德·皮特返老还童
由美国导演大卫·芬奇执导的《本杰明·巴顿奇事》改编自美国作家菲茨杰拉德1922年的短片小说《爵士时代》。电影剧本早在1989 年已经完成,影片讲述了一个拥有耄耋容貌的婴儿本杰明从出生到年老最终回到婴儿形态的成长故事,当时电影创作技术无法支持年龄和形象反向变化的情节设置,因此剧本被搁置了近二十年。Light Stage的出现促进了电影特效技术跨越式的进步,完成了电影可见影像创作“从无到有”,突破了影像中时空对人物形象建构的局限,成功塑造了布拉德·皮特的老年形象,实现了这段在时间长河中生命逆流的故事。《本杰明·巴顿奇事》的成功上映展现了电影发展历程中剧情和技术的互动性,为CG 技术超越“恐怖谷”提供了可参考的案例。
4.3 影像采集——创造蜘蛛侠的虚拟替身
《蜘蛛侠》系列电影一直以来都是漫威的经典,其塑造的超级英雄蜘蛛侠形象更是风靡全球。Light Stage 2被应用于《蜘蛛侠2》的角色创建,制作了演员阿尔弗雷德·莫利纳的虚拟替身“欧克医生”,以及托比·马奎尔的虚拟替身“蜘蛛侠”,打破了电影传统角色塑造的方法。虚拟替身构建了电影可见影像的新符号,饱满的人物形象与其拥有的超能力丰富了电影可见影像的叙事结构,助力这部电影获得奥斯卡奖最佳视觉效果成就奖。而后在《蜘蛛侠3》中,Light Stage依然被沿用于创造角色形象。
从人物形象建构来看,《本杰明·巴顿奇事》《指环王》《金刚》等影片尽管故事各不相同,但其实都是基于类似的面部、动作捕捉技术。通过Light Stage 在电影中的应用和技术现状,可见Light Stage从诞生之初发展至今,伴随着科技进步渗透到电影可见影像的语言、技巧及审美等方方面面,在实现电影情节上的奇思妙想的基础上,给电影影像带来多元化的可能。
5 由Light Stage可见数字时代对电影创作的辩证思考
数字技术在革新的过程中改变着电影制作方式,同时也在潜移默化中改变电影创作主体的观念。正如上海大学上海电影学院陈犀禾教授所指出的:“数字影像导致了巴赞的影像本体论理论的解体,随着数字影像在制作中占据主导地位,事实上任何影像都是可能的。在数字时代,电影艺术在技术支持下,不再止于传统电影的“真实性”,创作主体在把握数字影像“虚拟”与“真实”的界限中,追求视觉奇观并形成影像“真实感”。Light Stage虽然使电影创作可以在很大程度上脱离演员的束缚,让真人表演无法实现的画面都可以借助这一技术来实现,但不能忽略的是Light Stage技术不能替代人的独特性,假若没有布拉德·皮特的精湛表演,本杰明·巴顿的形象根本无从谈起;倘若保罗·沃克没有亲弟弟,也不可能让他实现在银幕上“复活”。
在数字时代,人们逐渐在屏幕中模糊了“真实”与“虚幻”的界限,数字技术可以解放人们的想象力和感知力,催生出全新的审美。就电影的创作而言,数字技术创造的虚拟角色无论朝着什幺样的方向进行创新,都始终不能脱离“真实感”的要求。巴赞提出的“电影是现实的渐近线”在数字时代的今天并没有完全被取代,而是从更为广阔的空间得到延展,成为数字电影创作一直坚守的艺术理念。当下类似Light Stage这样的捕捉技术良莠不齐,Light Stage制作虽有着高昂的成本,依然能脱颖而出,获得好莱坞电影的青睐,必然是因为其高超的捕捉性能较好地达到了数字时代技术对可见影像建构的“真实性”效果。
电影虽存在虚构的成分,不可能完全与社会现实一致,即使在数字时代,电影亦是让观众能够通过虚构的影像看到当下的社会、时代之外的现实世界,而电影技术的价值就是在这一过程中支持电影艺术无限接近现实。不管Light Stage创造了让人叹为观止的潘多拉星球,亦或实现了布拉德·皮特的返老还童,技术形式与内容始终服务于影片的叙事核心,而不是盲目追求画面视觉冲击力,充满了人性的创作才能把握数字技术与电影叙事的平衡度。总的来说,Light Stage 打破了数字化的“0”和“1”只是单纯的技术上的堆砌,灵活运用光场,在电影可见影像中融入了艺术性的创造,给未来的数字技术创造与应用提供了范例。
数字技术对于好莱坞电影工业乃至全球电影工业意义非凡,对电影产业具有广泛而深刻的影响。20世纪90 年代中国电影开始尝试使用数字技术,虽然与欧美国家相比起步较晚,但经过持续的发展与努力,中国已然成为了全球电影市场发展主引擎。我国电影科技不断取得进步,积极使用高新技术开拓电影影像表达内容,涌现了《捉妖记》(2015)、《流浪地球》(2019)、《刺杀小说家》(2021)等“中国式大片”。在全球数字化浪潮下,电影行业需遵循电影创作的美学本质,汲取Light Stage在好莱坞电影产业中的应用经验,创造具有中国特色的特效巨制,进而助力我国电影在国际市场中抢占一席之地。
6 结语
数字技术的介入给予电影创作更大的发挥空间,电影不再仅仅局限于对客观现实的复现,同时还缩短了制作电影的时长,它的诞生及飞速发展,将电影业带入新的历史发展阶段。Light Stage在电影可见影像中的介入,拓宽了好莱坞电影的表现空间,其在好莱坞电影中的应用日趋成熟,并不断展现出各种新的可能。电影作为技术的产物,架起了连接科技与艺术的桥梁,电影影像的发展始终也不可能脱离“艺术”这一核心。诸如Light Stage这一类的数字技术在电影影像创建中扮演得力助手的角色同时,进一步完善优化,形成技术递归和迭代的升级链。
①“奥斯卡科学技术奖”包括两个特别奖项和三个等级的技术奖项,颁发给推动电影技术发展的幕后功臣,目的是为了表彰科学技术在电影制作过程中发挥的重要作用。参见https://www.oscars.org/sci-tech。
②图片来源于Debevec P,Hawkins T,Tchou C,et al.Acquiring the Reflectance Field of a Human Face[C]//Proceedings of the 27th annual conference on Computer graphics and interactive techniques.2000:145-156。
③图片来源于https://vgl.ict.usc.edu/Research/LS2/。
④图片来源于Debevec P,Wenger A,Tchou C,et al.A Lighting Reproduction Approach to Live-Action Compositing [J].ACM Transactions on Graphics (TOG),2002,21(3):547-556。
⑤图片来源于https://vgl.ict.usc.edu/Research/DigitalEmily/。
⑥图片来源于Chabert C F,Einarsson P,Jones A,et al.Relighting Human Locomotion with Flowed Reflectance Fields[M]//ACM SIGGRAPH 2006 Sketches.2006:76-es。
⑦数字领域(Digital Domain),又名数字王国,简称D2,位于美国加利福尼亚州的威尼斯(Venice of California),是一家在美国名气仅次于工业光魔的特效公司。
