虚拟制片：电影制作的新变革

原创深焦DeepFocus 深焦DeepFocus

作者 Tom

沉迷游戏的电影研究生

豆瓣 @Tom

(本文很大程度是学习过程中的归纳整理，希望能让更多人了解虚拟制片这一很重要的数字技术）

作为当下电影制作领域的一项技术变革，虚拟制片以强大的交互性和灵活性，不断颠覆着行业规则。数字技术在电影制作中全方位渗透，动态交叉的创作过程最大程度地解放创意与灵感，这意味着虚拟制片不仅仅是一种技术变革，更是电影制作观念的革新。

��一、电影制作的数字化发展

由于素材的实体化，胶片时期的电影制作流程是趋于线性的、稳定的。随着数字技术发展，电影制作逐渐从实体空间进入虚拟空间，大致经历了三个阶段：数字非线性编辑（Non－Linear Editing）、数字中间片（Digital Intermediate）和虚拟制片（Virtual Production）。

数字非线性编辑于上世纪80年代在好莱坞兴起，是对传统胶片电影编辑过程的虚拟化。它是指将编辑过程中的所有素材转化为数字信号储存在计算机硬盘，对素材进行随机访问与编辑。这一阶段的虚拟化集中在电影编辑上。

数字中间片在2000年逐渐成熟和普及，此时胶片与数字共存。它是将整部影片进行高分辨率数字化，在此基础上完成编辑、调色、视觉特效等一系列后期工作，最终生成数字发行母版，当然也经常输出到胶片介质上供非数字技术放映。相较于第一阶段的数字非线性编辑，数字中间片将虚拟化拓宽到整个电影后期制作，并为影片的发行、放映提供了极大便捷。

虚拟制片从2010年詹姆斯卡梅隆的《阿凡达》开始被推广开来，现已成为许多主流大片的制片方式。虚拟制片整合了游戏和交互娱乐行业的新技术和流程，进一步把数字技术应用于电影制作的各个环节，它是一个相对宽泛的术语，指一系列计算机辅助制片和可视化电影制作方法。维塔数码团队（Weta Digital）给出了一个精简的定义：“虚拟制片是现实和数字世界交融的区域。”也就是说，制作人员能够看到虚拟场景在面前实时展开，相当于虚拟现实和增强现实。用一句话概括就是“所见即所得”。从制片流程上来看，虚拟制片围绕着创作者的创作个性与创作需要设计流程，专注于解放灵感和想象力。这意味它更加灵活、多元化，呈现出非线性的网状结构，同时也需要各个部门之间积极交流配合，并行处理问题。

��二、虚拟制片的分类

虚拟制片大致可分为四种类型：可视化（visualization）、表演捕捉（performance capture）、混合虚拟制作（hybrid virtual production）、实时LED墙镜头内虚拟制作（live LED wall in-camera）。下面我们来简要了解一下这四种类型。

可视化可谓由来已久。它的前身预可视化（pre-visualization，简称previs）广为人知，指在电影真正进入大规模制作前对部分或全部镜头进行可视化呈现，从而探索故事创意、测试后续技术操作性。如今，可视化不再局限于前期使用，可以包揽推销预览、视效预览、虚拟采景、技术预览、特技预览和后期预览多种形式。这里着重介绍一下虚拟采景，它采用VR形式提供一个全虚拟化场景，以便制作者互动。虚拟场景内有可供调整的道具及虚拟摄影机，可预先规划拍摄和场景建构。

《疾速追杀3》中玻璃办公室的场景搭建和调度就运用了虚拟采景技术，这一场景内复杂的打斗戏单从平面概念图是难以想象的。在高质量的VR场景中，制作人可以第一人称视点切实感受到布景环境，更便捷地做出摄影决定，也可以切换至虚拟摄影机实时预览视觉效果。

《疾速追杀3》，虚拟采景中的第一人称视点与虚拟摄影机

表演捕捉本质上是一种应用于动画电影的2D转描机技术。按照影片的创意需求，可以采用面部捕捉和全身动画的形式。面部捕捉顾名思义，是捕捉演员的面部表演，套用在另一个角色身上，比如《本杰明巴顿奇事》里布拉德皮特老年样貌的表演。全身动画则是将演员的整个动作转移至另一个角色身上，比如《猩球崛起》、《阿丽塔》等等。这一类型的虚拟制片同时也涉及了数字化表演、动力学模拟等问题，如何让数字角色表演更具真实感是需要不断探索的问题。

混合虚拟制片通过摄影机实时追踪，将绿幕摄影元素与CG元素合成，可以为摄影师提供实时预览，并在后期制作阶段中完善，也可以直接作为最终画面。混合虚拟制片可被应用于实时制作和后期制作，前者类似于“虚拟演播室技术”，后者则是为了提供实时的视效参考，方便后期视效制作与合成。

实时LED墙镜头内虚拟制作是时下最为先进的技术，在演员背后的LED墙投射实时图像，实时引擎的图像输出与摄影机跟踪结合，生成完全位于镜头内的最终图像。与绿幕相比，LED背景墙不再具有溢色问题，它呈现的高精度图像相当于实景，演员、摄影师可以更加自然地进行表演、取景，避免凭空想象带来的不确定性。这一技术概念很容易令人联想起过去拍摄汽车驾驶镜头时的实景影像投影，但它具有一个致命缺点即视差问题，摄影机必须处于一个固定视角。实时LED墙运用的实时引擎就解决了这一根本缺点，图像可以变换视角以同步摄影机的视差。另外，实时引擎的实时光线追踪也是核心技术，一方面数字场景中写实的灯光效果能够与实体灯光效果匹配，另一方面来自屏幕的光照具备实时动态效果，增强了沉浸感与真实感。剧集《曼洛达人》是首批利用虚幻引擎采取该技术的项目，视效团队工业光魔为此研发了一套控制系统StageCraft，允许创作者随意调整场景，控制拍摄参数。这让摄影师在很大程度上减少了绿幕拍摄时的困难度，重新回归实景拍摄的自然状态。

《曼洛达人》，实时LED墙及局部绿幕的运用

��三、虚拟制片与传统制片

传统制片

虚拟制片（由Fox VFX Lab提供的视觉流程图）

在了解了虚拟制片的概念和类型后，我们来比较一下它和传统制片的区别，进一步理解它给电影制片流程所带来的颠覆性创造。

上图为我们展示了传统制片与虚拟制片的各个部门及合作流程。可以看到，传统制片如同装配线，各部门彼此孤立，拍摄最终效果在后期制作中才能敲定。这使得资源难以兼容，迭代修改过程往往代价高昂。由于无法做到“所见即所得”，实际制作阶段会充满不确定性，想象一下灯光该如何匹配不可见的绿幕，虚拟角色又会是怎样的情态。而虚拟制片则促使制片过程更加迭代化、协作化和非线性。各部门开展更高效的协作，从开发阶段就可开始对视觉细节进行实时迭代，不必再等到后期阶段。实时引擎具备的高质量图像实时生成技术，让各团队创建的资源能彼此兼容，预可视化所使用的资源也可以快速更新并在后期中使用，避免重复浪费。如图所示，虚拟制片中特效制作已被提前到准备阶段，艺术部门、虚拟艺术部门和后期部门围绕视觉呈现展开紧密协作。这意味着规则对创意的束缚越来越小，创意能够被及时付诸实践，并让更多团队成员提前分享最终内容的愿景。

传统制片的另一大难题在于特效剪辑的不确定性。剪辑师在考虑大量片段元素时，还要面对缺失或未完成的镜头，实现镜头间的连续性和流畅性。虚拟制片则要求剪辑师参与制作阶段，使用后期预览进行现场剪辑，并能够及时与导演、摄影沟通，避免出现不必要的拍摄行程。

从根本上而言，虚拟制片意味着电影制作观念和视觉观念的改变。团队的思维方式正从“在后期中解决”转变为“在制作前和制作中解决”。

��四、实时引擎

虚拟制片得以颠覆传统制片的一个重要技术运用就是实时引擎，Unreal Engine和Unity是两款主流引擎。由于实时引擎起源于游戏，实时性是它的重要优势。实时物理效果可以检查摄影机的移动轨迹，也可以模拟写实的物理效果；实时光线追踪让预览画面更加真实，降低了摄影师对于光照的不确定。远程及多用户协作同样受惠于游戏开发，团队成员如同在开放式联机游戏中进行工作，实现协作与共享。

资源创建是实时引擎的另一大优势。创建资源时，在视觉保真和实时效率方面付出的努力越多，从视效预览到最终呈像阶段就越能频繁地利用资源。这些资源也具备可塑性，能在拍摄场景中快速更新，满足创作者的需求。由于资源优质，相同的制作资源可以在相应的游戏开发、玩具等领域重复利用。

实时引擎等数字技术的发展将不断革新虚拟制片的方式。最新公布的虚幻引擎5揭示了两大全新核心技术Nanite虚拟几何体和Lumen全动态全局光照，也许会对虚拟制片的未来带来颠覆。Nanite虚拟几何体意味着影视级美术作品可以被直接导入虚幻引擎，那么视效预览画面将可能达到最终呈像水平，后期阶段的视效制作将完全前置。Lumen光照能够对场景和光照变化做出实时反应，且无需专门的光线追踪硬件。如果不再需要实时光线追踪，实景中笨拙的灯光也可以完全交付给全虚拟的光照系统，灯光师只需在虚拟环境中操作灯光就能实现逼真光效。我想这一预想可能更适用于采用实时LED墙的虚拟制片类型。

虚拟制片展示了电影制作的无限可能。数字技术在解放创作者想象力的同时，也提醒着他们跟上技术前进的步伐，创作出符合时代甚至超越时代的新影像。

【参考资料与文献】

1.Noah Kadner编，《Unreal Engine虚拟制片实践指南》，2019，Epic Games

2.孙承健，《由“拍”至“做”:数字技术开启电影的虚拟制作时代》，电影艺术，2019年05期

3.刘戈三、王春水、郭蕴辉，《电影虚拟化制作中预演技术的研究与应用探讨》，现代电影技术，2016年02期

4.中文电影百科，数字中间片

http://www.cinepedia.cn/w/%E6%95%B0%E5%AD%97%E4%B8%AD%E9%97%B4%E7%89%87/

5.虚拟采景技术应用案例可参考：在VR中为《疾速备战》设计电影布景

https://www.unrealengine.com/zh-CN/spotlights/designing-a-film-set-in-vr-on-john-wick-chapter-3---parabellum

6.实时LED墙镜头内虚拟制作技术应用案例可参考：《曼达洛人》拍摄幕后揭秘新世代StageCraft特效技术https://www.bilibili.com/video/BV1ei4y1x7Em/?spm_id_from=333.788.videocard.0