張懿慧 丁友東 王騰飛

(1.上海大學(xué)上海電影學(xué)院,上海 200072;2.上海政法學(xué)院,上海 201701)

1 引言

2009年上映的電影《阿凡達(dá)》用先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)構(gòu)建了潘多拉星球,吸引無數(shù)觀眾涌進(jìn)影院,斬獲了當(dāng)年全球歷史票房總冠軍位置,同時一舉奪下了奧斯卡最佳視覺效果、最佳攝影和最佳藝術(shù)指導(dǎo)三項獎項。2021年,影片的重映再度引發(fā)海內(nèi)外觀影熱潮。《阿凡達(dá)》在影史上取得的成就與一項面部表情捕捉技術(shù)密不可分——Light Stage?！端俣扰c激情7》的成功上映再次展現(xiàn)了該技術(shù)的強(qiáng)大力量,飾演男主角的保羅·沃克在影片開拍后不久因一場車禍離世,導(dǎo)致拍攝無法繼續(xù),Light Stage成功讓保羅在銀幕上“復(fù)活”,最終順利完成了影片創(chuàng)作。2019年,Light Stage開發(fā)團(tuán)隊終獲第91屆奧斯卡科學(xué)技術(shù)獎“技術(shù)成就獎”。

2 好萊塢與數(shù)字電影的淵源

鄧肯·皮特里指出:“電影是以機(jī)械為根本的。在媒體處于初期時期,吸引觀眾的便是新技術(shù)而不是它所展示的內(nèi)容。”鄧肯從技術(shù)的維度在美學(xué)層面揭示了電影新技術(shù)相較于電影內(nèi)容更具獵奇性的特點(diǎn),指出了電影創(chuàng)作的規(guī)律性現(xiàn)象之一。在電影創(chuàng)作的歷程中,新技術(shù)的出現(xiàn)往往能激發(fā)電影創(chuàng)作變革,給予創(chuàng)作主體更大的創(chuàng)造空間,所以技術(shù)在電影發(fā)展歷程中占有重要的地位。好萊塢作為“世界電影王國”,最早將數(shù)字技術(shù)納入傳統(tǒng)的電影制作領(lǐng)域,其電影制作也一直走在世界電影前列,尤其是CG 技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展后,曾一度壟斷全球電影市場,形成了好萊塢特有風(fēng)格的特效大片。

世界上第一部用于商業(yè)放映的數(shù)字電影《星球大戰(zhàn):新希望》(1977)正是由好萊塢工業(yè)光魔公司的前身盧卡斯電影公司制作的,這部電影運(yùn)用大量數(shù)字技術(shù)創(chuàng)造了一個恢弘的宇宙空間,讓銀河帝國戰(zhàn)爭的故事得以實現(xiàn),電影創(chuàng)作的各環(huán)節(jié)開始使用數(shù)字技術(shù)也標(biāo)志著世界電影邁入全新數(shù)字時代。20世紀(jì)90年代中后期,隨著視覺特效大片在好萊塢的日益盛行,影片的拍攝制作需要更強(qiáng)大和先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)來支撐,這一背景促進(jìn)了數(shù)字技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

步入21 世紀(jì),一經(jīng)上映就火爆全球的《阿凡達(dá)》運(yùn)用電腦技術(shù),開創(chuàng)了3D 電影新時代。在影片中,一向被視為技術(shù)難點(diǎn)的面部表情捕捉,都貫徹了卡梅隆要求的“照相寫實主義”。影片的成功上映成為電影史上一部革命性的影片,同時也是電影技術(shù)發(fā)展的里程碑,最終將第92屆奧斯卡最佳視覺效果、最佳攝影和最佳藝術(shù)指導(dǎo)三獎項攬入囊中?！栋⒎策_(dá)》取得如此好的視覺效果背后,與Light Stage系統(tǒng)有著密不可分的聯(lián)系。這項技術(shù)斬獲了奧斯卡科學(xué)技術(shù)獎“技術(shù)成就獎”(The Academy's Scientific and Technical Awards),雖然奧斯卡科學(xué)技術(shù)獎“技術(shù)成就獎”相較于別的奧斯卡獎項比較冷門,但其門檻卻不比拿“小金人”低,需要審查候選團(tuán)隊或個人所開發(fā)技術(shù)的成熟度和對電影制作的價值,至少被運(yùn)用到30部電影才能獲得審查資格。

3 Light Stage

圖1 Light Stage 1采集示意圖②

面部表情捕捉技術(shù)Light Stage誕生于2000年,是由美國南加州大學(xué)ICT 視覺和圖形實驗室(ICT Graphic Lab)的保羅·德貝維奇(Paul Debevec)所領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)的高保真的三維采集重建平臺。這是一種用可控制的照明來照亮被攝體的設(shè)備,它能創(chuàng)造或模擬任何顏色、強(qiáng)度和照明方向的組合,并能從不同的方向發(fā)出光。就好比“聲音舞臺”是一個可以控制演員聲音的地方,Light Stage提供了對照明的控制。許多形式的燈光舞臺已經(jīng)被建造出來,有不同類型和數(shù)量的燈光和不同的機(jī)械自由度,燈光舞臺的應(yīng)用范圍從基于圖像的再照明到高分辨率面部幾何捕捉,再到表面反射率測量。該系統(tǒng)以高逼真度的3D 人臉重建為主,已成功應(yīng)用于眾多好萊塢特效大片中。Paul Debevec博士曾在采訪中表示:“Light Stage可以說是目前世界上唯一可以控制方向、強(qiáng)度、光譜顏色的設(shè)備。大致會有五種不同的商業(yè)應(yīng)用,在電影和視頻領(lǐng)域被應(yīng)用得最廣”。

圖2 Light Stage 2采集示意圖③

Light Stage技術(shù)一經(jīng)發(fā)布就吸引了業(yè)界人士大量的關(guān)注,這個團(tuán)隊不斷改進(jìn),完成了Light Stage系統(tǒng)的技術(shù)迭代。第一代Light Stage(圖1)被設(shè)想為一種將“基于圖像的照明(IBL)”應(yīng)用于真實世界的主體,圖像通過IBL 可以被投射到計算機(jī)生成的物體周圍的表面,從而創(chuàng)造一個空間調(diào)制的區(qū)域光,模仿記錄的入射光的顏色、強(qiáng)度和方向性。物體通過IBL的光場產(chǎn)生渲染,模擬它在真實世界的被照明的效果,在團(tuán)隊的具體實踐中實現(xiàn)了基于圖像的重新布光,創(chuàng)建了可重新照明的人臉三維模型。在此基礎(chǔ)上Light Stage 2(圖2)增加了更多的光源,實現(xiàn)了更快的捕捉和制作面部動畫,成功應(yīng)用于《蜘蛛俠2》(2004)、《金剛》(2005)等電影中,這也代表了這項技術(shù)進(jìn)入實用化。

圖3 Light Stage 3采集示意圖④

圖4 Light Stage 5采集示意圖⑤

圖5 Light Stage 6采集示意圖⑥

“隨著色彩可控的LED 燈的出現(xiàn),在演員周圍的光源可以直接再現(xiàn)基于圖像的照明環(huán)境中的顏色和強(qiáng)度,這已經(jīng)成為一種慣例”。Light Stage 3(如圖3)可以模擬目標(biāo)環(huán)境下的光線,通過再現(xiàn)演員所處環(huán)境的光線并合成,產(chǎn)生一個具有一致照明的合成物,實現(xiàn)人臉實時重新打光、照明 (Relighting)。在這幅圖中,156個紅綠藍(lán)LED 燈聚焦在演員身上,用彩色攝像機(jī)和紅外消光系統(tǒng)同時對演員進(jìn)行拍攝。Light Stage 5(圖4)是一個高度成熟的系統(tǒng),它在第三代系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加了156個白色LED 光源,基于漫反射照明跟蹤幀的運(yùn)動補(bǔ)償算法實現(xiàn)高精度三維人臉模型重建,成功塑造數(shù)字本杰明的形象,為Digital Domain (數(shù)字領(lǐng)域)贏得了奧斯卡最佳視覺效果獎。Light Stage 6(圖5)是一個更大的燈光舞臺,可以照亮演員的整個身體,它突破了面部捕捉的限制可以進(jìn)行人體全身運(yùn)動采集,將人物進(jìn)行全面3D 數(shù)字化(圖6),被更廣泛地應(yīng)用于影像創(chuàng)建中。目前,最新的系統(tǒng)已經(jīng)升級到了Light Stage X,其實際體積較小、方便移動,通過USB 接口可以遠(yuǎn)程操控。Light Stage X 是一個高速系統(tǒng),采用了極先進(jìn)的高分辨率面部掃描與偏振球面梯度照明,可以在幾秒內(nèi)捕捉到面部的細(xì)節(jié)和反射特性等特征,擴(kuò)展了捕捉過程,實現(xiàn)了多視角面部同步捕捉。

圖6 Light Stage 6采集樣例圖⑦

4 Light Stage 技術(shù)在好萊塢電影中的應(yīng)用

Light Stage項目團(tuán)隊的硬件工程師俞雪洪在采訪中表示:“Light Stage系統(tǒng)至今已被30到40部電影采用?！崩纭栋⒎策_(dá)》《本杰明·巴頓奇事》《蜘蛛俠》《速度與激情7》等,本文對部分用到該技術(shù)的電影進(jìn)行了整理,詳見表1。

表1 部分應(yīng)用Light Stage技術(shù)的電影名單

通過梳理可見,Light Stage這一前沿技術(shù)自發(fā)布以來就備受矚目,縱貫21世紀(jì)以來創(chuàng)作的具有代表性的科幻、動作類型電影,尤其是在好萊塢特效電影中的應(yīng)用更為突出,由二十一世紀(jì)?？怂?、華納兄弟、派拉蒙影業(yè)、環(huán)球影業(yè)等好萊塢電影公司巨頭所發(fā)行的特效電影都有用到該技術(shù)。以Light Stage為代表的數(shù)字技術(shù)進(jìn)入電影創(chuàng)作,為特效電影在角色塑造、敘事等方面提供了更大的發(fā)揮空間,塑造了更為“奇觀化”的人物角色,營造了更為震撼的視覺效果,賦予電影神奇的魔法,滿足觀眾對想象空間的心理需求。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷介入,電影影像的呈現(xiàn)包羅萬象,不斷打開圖像世界,將現(xiàn)實之中不可見的時空描繪出來。這似乎遠(yuǎn)離了安德烈·巴贊所強(qiáng)調(diào)的電影真實性美學(xué):“這是完整的寫實主義的神話,這是再現(xiàn)世界原貌的神話,影像上不再出現(xiàn)藝術(shù)家隨意處理的痕跡,影像也不再受時間不可逆性的影響?！薄罢鎸崱迸c“虛幻”這一對有關(guān)電影影像本體的沖擊,將影響當(dāng)下電影理論、美學(xué)以及技術(shù)的走向。

4.1 影像恢復(fù)——令保羅·沃克起死回生

《速度與激情》系列電影從2001年第一部上映至今,一直以來都是好萊塢極富盛名的動作影片之一,片中刺激的飛車場面和特技動作俘獲一眾影迷,尤其是男主角奧康納的扮演者保羅·沃克更是圈粉無數(shù)。《速度與激情7》正式開拍后不久,飾演主角的保羅·沃克在一場車禍中不幸逝世令整個劇組始料未及,影片隨即停拍。制作團(tuán)隊最終決定采用替身演員和數(shù)字技術(shù)合成的方式重現(xiàn)保羅。影片結(jié)局中導(dǎo)演巧妙安排了情節(jié),由保羅扮演的男主角奧康納完成了任務(wù)選擇了歸隱,回到家庭和家人幸福生活。Light Stage以成熟的技術(shù)復(fù)原了角色的既定形象,拓寬了電影可見影像的敘事空間,讓保羅·沃克在銀幕上復(fù)活,順利完成影片創(chuàng)作的同時,合成的虛擬男主角形象賦能影片更具深意。

4.2 面部捕捉——令布拉德·皮特返老還童

由美國導(dǎo)演大衛(wèi)·芬奇執(zhí)導(dǎo)的《本杰明·巴頓奇事》改編自美國作家菲茨杰拉德1922年的短片小說《爵士時代》。電影劇本早在1989 年已經(jīng)完成,影片講述了一個擁有耄耋容貌的嬰兒本杰明從出生到年老最終回到嬰兒形態(tài)的成長故事,當(dāng)時電影創(chuàng)作技術(shù)無法支持年齡和形象反向變化的情節(jié)設(shè)置,因此劇本被擱置了近二十年。Light Stage的出現(xiàn)促進(jìn)了電影特效技術(shù)跨越式的進(jìn)步,完成了電影可見影像創(chuàng)作“從無到有”,突破了影像中時空對人物形象建構(gòu)的局限,成功塑造了布拉德·皮特的老年形象,實現(xiàn)了這段在時間長河中生命逆流的故事。《本杰明·巴頓奇事》的成功上映展現(xiàn)了電影發(fā)展歷程中劇情和技術(shù)的互動性,為CG 技術(shù)超越“恐怖谷”提供了可參考的案例。

4.3 影像采集——創(chuàng)造蜘蛛俠的虛擬替身

《蜘蛛俠》系列電影一直以來都是漫威的經(jīng)典,其塑造的超級英雄蜘蛛俠形象更是風(fēng)靡全球。Light Stage 2被應(yīng)用于《蜘蛛俠2》的角色創(chuàng)建,制作了演員阿爾弗雷德·莫利納的虛擬替身“歐克醫(yī)生”,以及托比·馬奎爾的虛擬替身“蜘蛛俠”,打破了電影傳統(tǒng)角色塑造的方法。虛擬替身構(gòu)建了電影可見影像的新符號,飽滿的人物形象與其擁有的超能力豐富了電影可見影像的敘事結(jié)構(gòu),助力這部電影獲得奧斯卡獎最佳視覺效果成就獎。而后在《蜘蛛俠3》中,Light Stage依然被沿用于創(chuàng)造角色形象。

從人物形象建構(gòu)來看,《本杰明·巴頓奇事》《指環(huán)王》《金剛》等影片盡管故事各不相同,但其實都是基于類似的面部、動作捕捉技術(shù)。通過Light Stage 在電影中的應(yīng)用和技術(shù)現(xiàn)狀,可見Light Stage從誕生之初發(fā)展至今,伴隨著科技進(jìn)步滲透到電影可見影像的語言、技巧及審美等方方面面,在實現(xiàn)電影情節(jié)上的奇思妙想的基礎(chǔ)上,給電影影像帶來多元化的可能。

5 由Light Stage可見數(shù)字時代對電影創(chuàng)作的辯證思考

數(shù)字技術(shù)在革新的過程中改變著電影制作方式,同時也在潛移默化中改變電影創(chuàng)作主體的觀念。正如上海大學(xué)上海電影學(xué)院陳犀禾教授所指出的:“數(shù)字影像導(dǎo)致了巴贊的影像本體論理論的解體,隨著數(shù)字影像在制作中占據(jù)主導(dǎo)地位,事實上任何影像都是可能的。在數(shù)字時代,電影藝術(shù)在技術(shù)支持下,不再止于傳統(tǒng)電影的“真實性”,創(chuàng)作主體在把握數(shù)字影像“虛擬”與“真實”的界限中,追求視覺奇觀并形成影像“真實感”。Light Stage雖然使電影創(chuàng)作可以在很大程度上脫離演員的束縛,讓真人表演無法實現(xiàn)的畫面都可以借助這一技術(shù)來實現(xiàn),但不能忽略的是Light Stage技術(shù)不能替代人的獨(dú)特性,假若沒有布拉德·皮特的精湛表演,本杰明·巴頓的形象根本無從談起;倘若保羅·沃克沒有親弟弟,也不可能讓他實現(xiàn)在銀幕上“復(fù)活”。

在數(shù)字時代,人們逐漸在屏幕中模糊了“真實”與“虛幻”的界限,數(shù)字技術(shù)可以解放人們的想象力和感知力,催生出全新的審美。就電影的創(chuàng)作而言,數(shù)字技術(shù)創(chuàng)造的虛擬角色無論朝著什么樣的方向進(jìn)行創(chuàng)新,都始終不能脫離“真實感”的要求。巴贊提出的“電影是現(xiàn)實的漸近線”在數(shù)字時代的今天并沒有完全被取代,而是從更為廣闊的空間得到延展,成為數(shù)字電影創(chuàng)作一直堅守的藝術(shù)理念。當(dāng)下類似Light Stage這樣的捕捉技術(shù)良莠不齊,Light Stage制作雖有著高昂的成本,依然能脫穎而出,獲得好萊塢電影的青睞,必然是因為其高超的捕捉性能較好地達(dá)到了數(shù)字時代技術(shù)對可見影像建構(gòu)的“真實性”效果。

電影雖存在虛構(gòu)的成分,不可能完全與社會現(xiàn)實一致,即使在數(shù)字時代,電影亦是讓觀眾能夠通過虛構(gòu)的影像看到當(dāng)下的社會、時代之外的現(xiàn)實世界,而電影技術(shù)的價值就是在這一過程中支持電影藝術(shù)無限接近現(xiàn)實。不管Light Stage創(chuàng)造了讓人嘆為觀止的潘多拉星球,亦或?qū)崿F(xiàn)了布拉德·皮特的返老還童,技術(shù)形式與內(nèi)容始終服務(wù)于影片的敘事核心,而不是盲目追求畫面視覺沖擊力,充滿了人性的創(chuàng)作才能把握數(shù)字技術(shù)與電影敘事的平衡度?？偟膩碚f,Light Stage 打破了數(shù)字化的“0”和“1”只是單純的技術(shù)上的堆砌,靈活運(yùn)用光場,在電影可見影像中融入了藝術(shù)性的創(chuàng)造,給未來的數(shù)字技術(shù)創(chuàng)造與應(yīng)用提供了范例。

數(shù)字技術(shù)對于好萊塢電影工業(yè)乃至全球電影工業(yè)意義非凡,對電影產(chǎn)業(yè)具有廣泛而深刻的影響。20世紀(jì)90 年代中國電影開始嘗試使用數(shù)字技術(shù),雖然與歐美國家相比起步較晚,但經(jīng)過持續(xù)的發(fā)展與努力,中國已然成為了全球電影市場發(fā)展主引擎。我國電影科技不斷取得進(jìn)步,積極使用高新技術(shù)開拓電影影像表達(dá)內(nèi)容,涌現(xiàn)了《捉妖記》(2015)、《流浪地球》(2019)、《刺殺小說家》(2021)等“中國式大片”。在全球數(shù)字化浪潮下,電影行業(yè)需遵循電影創(chuàng)作的美學(xué)本質(zhì),汲取Light Stage在好萊塢電影產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用經(jīng)驗,創(chuàng)造具有中國特色的特效巨制,進(jìn)而助力我國電影在國際市場中搶占一席之地。

6 結(jié)語

數(shù)字技術(shù)的介入給予電影創(chuàng)作更大的發(fā)揮空間,電影不再僅僅局限于對客觀現(xiàn)實的復(fù)現(xiàn),同時還縮短了制作電影的時長,它的誕生及飛速發(fā)展,將電影業(yè)帶入新的歷史發(fā)展階段。Light Stage在電影可見影像中的介入,拓寬了好萊塢電影的表現(xiàn)空間,其在好萊塢電影中的應(yīng)用日趨成熟,并不斷展現(xiàn)出各種新的可能。電影作為技術(shù)的產(chǎn)物,架起了連接科技與藝術(shù)的橋梁,電影影像的發(fā)展始終也不可能脫離“藝術(shù)”這一核心。諸如Light Stage這一類的數(shù)字技術(shù)在電影影像創(chuàng)建中扮演得力助手的角色同時,進(jìn)一步完善優(yōu)化,形成技術(shù)遞歸和迭代的升級鏈。

①“奧斯卡科學(xué)技術(shù)獎”包括兩個特別獎項和三個等級的技術(shù)獎項,頒發(fā)給推動電影技術(shù)發(fā)展的幕后功臣,目的是為了表彰科學(xué)技術(shù)在電影制作過程中發(fā)揮的重要作用。參見https://www.oscars.org/sci-tech。

②圖片來源于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圖片來源于https://vgl.ict.usc.edu/Research/LS2/。

④圖片來源于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圖片來源于https://vgl.ict.usc.edu/Research/DigitalEmily/。

⑥圖片來源于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數(shù)字領(lǐng)域(Digital Domain),又名數(shù)字王國,簡稱D2,位于美國加利福尼亞州的威尼斯(Venice of California),是一家在美國名氣僅次于工業(yè)光魔的特效公司。