七大艺术[艺术技术决战《阿凡达》]

七大艺术艺术技术决战阿凡达 詹姆斯?卡梅隆(James Cameron)证明了他的确是“世界之王”，作为视觉特效技术大军、生物设计大军、动作捕捉大军、替身演员大军、舞蹈演员大军、演员大军、音乐和音响大军的总统帅，他用让人目瞪口呆的方式把科幻片带进了21世纪，这就是阿凡达(Avatar)。 好莱坞记者报(The HollyWOod Reporter) 在这个冬天最冷的一段时间里，一部影片让我们热了。片长160分钟、历时14年打造、成本超过二十亿元人民币、3000多个特效镜头、2000名幕后工作人员中8gO个为CG特效人员这些让人惊叹的数字全部出自最近最火爆的3D大片阿凡达。这部由泰坦尼克号导演詹姆斯?卡梅隆重磅出击的3D大制作几乎每分钟都相当精彩，而由于片长将近三个小时，网上甚至盛传“观影最佳上厕所时间在第56分钟”的贴心趣帖。走出电影院，确认自己呼吸的是地球的氧气。潘多拉是幻境，却又那么真实。而这一切，都要归功于导演及其团队在电影技术上的不断追求和努力。有观众说：“看完阿凡达，人们空虚了，因为这一切都是幻象。”那么不如让我们一起来探究一下大片背后的制作秘籍。当然，我们所罗列的也只是这部影片中运用的电影特效与新技术的皮毛，就像魔术师永远不会告诉观众某个魔术是怎样变的一样，真正完整的答案也只有卡梅隆知晓。 虚拟摄影机：灵动真实的人物形象 在影片开始部分，飞船飞跃潘多拉星球时，萨利看着窗外的森林与瀑布这些由3D透视创造的虚拟景象赋予了潘多拉星球无与伦比的真实感，使我们在影片伊始就被这瑰丽而奇特的景色吸引进去。在阿凡达逼真的人物形象背后，离不开大量3D虚拟摄影机的应用。 为了将物形象真实地还原出来，导演詹姆斯?卡梅隆花费十年时间研究出新一代的动态捕捉技术和全新的3D摄影机，或者说是3D虚拟影像撷取摄影系统。演员穿上贴满各种感应器的特制服装做出各种动作，经拍摄后传至计算机进行仿真成像，新系统规模比以往的动态捕捉大六倍，演员头上安装了可监察眼、口和任何细微动作的高清摄影机，制造出超强真实感。新一代的虚拟摄影机采集真人表情，并将这些表情“贴”在经电脑加工后的纳威人脸上。在拍摄时，演员戴上高清摄像头，记录表情变化，最后通过仿真制作出表情丰富的动画人物。 在拍摄过程中，除了采集演员面部表情外，工作人员还专门架设了一套“协同工作摄影机”，多部摄影机同时对准这个演员，拍摄演员身上反射过来的光线，通过电脑处理获得整个特效镜头。 在这套虚拟摄影系统中，装备了一块高达三米的LCD屏，在摄影机通过传感器捕捉演员表演的同时，卡梅隆能从这块显示屏上预览到演员“化身”为蓝色纳威人行走在潘多拉星上的行走效果。这项即时的渲染技术能让制作人员及时得到虚拟后的场景，精确判断想要得到的最终画面。 由于阿凡达60的画面都是CG制作的，传统实景拍摄的手提摄影、摇臂摄影等设备表现出了很大局限性，而卡梅隆运用自己开发的虚拟摄像机解决了这一问题。使用这个虚拟摄像机，不但可以预览已经结合了演员表演和虚拟场景的画面，还能布设出导演想要的所有镜头运动。在这个过程中。运动轨迹能够被系统捕捉下来，并合成到后期的画面处理中。依靠这套神奇的设备，卡梅隆使自己在CG世界中运镜自如，让画面呈现出实拍一般的动感。 数据中心：庞大数据处理需求的保证 位于新西兰的Weta Digital数据中心最近成为媒体关注的焦点，原因很简单：这里是阿凡达的制作中心。在阿凡达出类拔萃的影像质量背后，正是这个数据中心提供了强大的运算能力。 这个数据中心在xx年重新装配了一万多平方米的机房，布满了惠普BL2X220C刀片式服务器，拥有四万多个处理器和104TB的RAM。通过光纤连接读写大约3PB的数据。多重10G网络连接将上述装备紧密包裹起来。因为数据流要求绝对稳定，所以所有运算都不能借助互联网，而需通过本地机房网络以尽可能高的带宽完成。 阿凡达类型的鸿篇巨制得以呈现的关键因素就是数据中心提供的强大运算能力。以及艺术品一样驱动计算进行的数据管理。该数据中心的群集系统采用了由匹克斯出品的“阿尔弗雷德”多任务阶梯式架构，将一个大任务分解成上千个独立的小单元来处理。在制作高峰时段，这里每天要处理一万多个任务，即1300万1400万个小单元。之所以会有如此多的小单元，是因为每秒24帧的电影画面中，每一帧都要独立拆分出来进行渲染。 光线追踪：追求极致的速度和渲染效果 当观众正坐在影院中对电影中的特效评头论足时，像洛杉矶Scanoine VFX或是新西兰Weta Digital这样的视觉特效公司却在埋头工作，力求让观众看到的一切更真实。这两家公司，前者用计算机模拟了xx中的大量镜头，而后者则制作了阿凡达中足以乱真的CG场景。实际上，这两部电影的导演罗兰和卡梅隆也可以说是从动画中受益最多的两位导演。不过，GPU的飞速发展使得他们不必像在拍独立日或是泰坦尼克号时那样经历漫长的等待。 在xx中，需要模拟的镜头任务量达到了103个，完成这些镜头的计算用了四个月时间。而阿凡达中几乎仅存在于幻想中的外星场景更能让观众体会到科技的力量。但是，这也给Weta Digital公司提出了新的挑战。为此，Weta研发部门联合英伟达(NVID)研究院开发了一套新的光线追踪软件解决方案，以处理阿凡达复杂镜头所需的数十亿的多边形。 在xx和阿凡达中，计算技术已经和两位导演创作独立日及泰坦尼克号时不可同日而语，并行计算和GPU的应用大大提升了计算速度。“现在，在短短的几天之内，流体模拟的性能可以带来是从前数十倍的加强。”Scanline VFX公