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  • LED 墙虚拟制作的艺术:如何打造摄影棚?
    September 16, 2020

    在今天分享的 LED 墙虚拟制作系列中,我们一起来看看围绕摄影机内视效执行的问题,以及盘一盘在《曼达洛人》之前,虚拟制作的发展历史。
    《曼达洛人》第一和第二季的 LED 墙都由Fuse技术集团提供。由弗雷德·沃尔德曼(Fred Waldman)领导的 Fuse 团队为项目设计、安装、维护并租赁了实体LED墙。有趣的是,沃尔德曼及其团队也是《登月第一人》(First Man)的幕后推手,同时还参与了《地心引力》(Gravity)(见下文)和《东方快车谋杀案》(Murder on the Orient Express)等等作品的测试和执行。

    01 打造LED墙虚拟影棚?
    从 Epic Games 的角度来看,让《曼达洛人》的拍摄成为现实的大部分技术现在都已在虚幻引擎中发布或即将发布。像《曼达洛人》这样的项目有助于找出虚拟制作相关问题,一旦原型软件开发出来解决掉那些问题,它总会以某种形式,以功能更稳健或更完善的状态,被纳入主 UE4 引擎。“
    《曼达洛人》使用的大部分技术都包含在UE4.24中,”Epic Games 高级技术产品设计师安迪·布隆丁(Andy Blondin)评论道,“应该是90%都在 UE4.24 当中。最后还有少量会纳入很快将发布的 UE4.25中。”(译者注:本文发表于2020年,目前,虚幻引擎已发布 UE5。)值得注意的是,UE4.25 将有多视锥功能,可让两台摄影机同时使用。要是出现视锥重叠的情况,一个(主)视锥会成为主体。“另外有一个由杰夫·法里斯(Jeff Farris)所写的特殊 Python 应用,我们会发布给精选客户。它是一个类似“舞台管理器”的工具,可以用它启动多台机器到达相同水平面,并将它们全部同步到一个特定的变更列表。它能让各系统同时启动到同个点上,”布隆丁补充道。
    “舞台管理器”工具的概念就是,一个人应该可以在一个如《曼达洛人》LED 墙风格片场的虚拟制作环境中轻松运行整个摄影棚和管理多台机器。Epic Games 艺术总监杰罗姆·普拉托(Jerome Platteaux)解释说:“假设我们需要切换到飞船中的一个新场景。我可以来到 Switchboard,清空所有虚幻引擎,让 LED 墙恢复空白。然后只需要简简单单地说‘好,那我们去场景2’,这样所有机器都会通过 switchboard 切到场景2,并打开和加载正确的场景(和版本号)。这就无需有个人到每台电脑上单独打开再打开再打开……”在初步研发完成后,Switchboard 就纳入了 UE4 的舞台管理器。
    舞台管理器这样的工具并不是运行 LED 摄影棚所必备的,但它们能让一切操作更轻松。其他工具,比如 nDisplay 和多用户等等,则是使用 LED 摄影棚推动这种新一代的摄影机内视效所必备的功能。Epic 有个专门的团队与电影制作者们紧密合作来实现这些,如我们在前篇中提到的,fxguide 在后篇中与 Epic Games 的特殊项目团队坐下来畅谈如何学习打造一个 LED 虚拟摄影棚。
    《曼达洛人》LED 摄影棚顶部


    02 关键层面
    搭建 LED 虚拟制作摄影棚的关键层面在于要把一致同步的世界映射到一个巨型的屏幕矩阵上,让摄影机看到的视角始终保持正确状态。这就需要在动作跟踪摄影棚内工作的同时能够有多人以及多台机器访问同一个主 UE4 设置。这一场景不仅一定要共享,还需要在零点几秒内更新,否则镜头效果就会有滞后或者无法跟踪。这种新式摄影棚优于过往靠背光的布景和投影系统的地方在于游戏引擎带来的交互式实时更新。


    03 运行LED屏的PC设置
    以《曼达洛人》第一季为例,它使用的大型环形 LED 墙是由机架上4台以 nDisplay 相链接、帧率为 24Hz 的 PC 运行的。这个渲染群集无需操作员就能运行一个大型显示设备。在片场外的“决策吧台”(brain bar)总控区还有额外3台PC,每一台都有一位单独的操作员人工控制。总共7台电脑都链接到一个大型多用户设置中。

    04 nDisplay
    虚幻引擎支持通过一个叫做 nDisplay 的系统将一个场景同时显示到多台显示设备的应用场景。nDisplay 会基于显示设备硬件的空间布置来管理计算每个场景每一帧视锥所涉及的所有运算。nDisplay 确保各块 LED 屏上显示的内容保持完全同步。虽然《曼达洛人》当时用了4台 PC 运行 LED 墙,但在 4.25 版中应用 nDisplay 可以处理超过32个节点(PC搭载 NVIDIA Quadro RTX 显卡)。


    05 多用户
    多用户协作工作流是在一个主从式架构(client-server model)上搭建起来的,一台服务器可以托管任意数量的会话。每个会话都是单独的虚拟工作区,在同一网络中的任何虚幻编辑器均可连接该工作区以在共享环境中的同个项目内容上协作。当处于一个会话工作区内时,每个用户都可以以他们的 UE4 所允许的任意方式与《曼达洛人》的布景内容互动。一些用户使用强大的 PC 进行控制,而更多是当艺术家们走在 LED 片场时使用 iPad 进行用户控制。如有需要,随着数字道具的移动或调整,所有更改可以立即与所有其他 UE 会话同步,甚至在某人释放鼠标按钮前即可完成同步,或者可以依据明确的“保存”指令进行更新。(UE4.23 自带通用版 nDisplay 和多用户功能)


    06 多用户 VR 勘景
    多用户功能还可以用于团队来到虚拟制作摄影棚之前的勘景工作。利用多用户功能,佩戴各自 VR 头戴设备的几人可以共同加入一个场景进行 VR 勘景。乔恩·费儒(Jon Favreau)和摄影指导(DP)正是这样在前期制作中为《曼达洛人》设计镜头的。
    LED 面板背面


    07 片场岗位分工
    重大的人员调动之一就是将“后期”人员转移到片场,让他们成为主体拍摄摄制组的一部分。多年来,视效团队一直负责监督用于后期制作的素材,但如今,那些团队要在拍摄过程中制作视效。
    在《曼达洛人》的拍摄中,“决策吧台”的三位成员各自承担不同职责,但依据特定时刻工作量的不同,他们可以切换重心互相帮助。第一位操作员控制主UE4设置。“这是一个主控箱,它实际上拥有整个群集。主控箱会录制镜次,获取场记板信息并保存数据,”Epic 的技术主管杰夫·法里斯解释道,“另一个工作站主要用于场景编辑,第三个工作站用于合成。那台机子连接着额外的几台监视器,接收来自“监看点”(video village)的视频信号,”他解释说。如果团队使用了绿幕,而导演想看绿幕效果的实时预览,那么第三个工作站就可以使用摄影机信号和场景视图来做实时合成。之后,合成效果可以分发到导演的监视器或者可能另一台监视器上供摄影指导或斯坦尼康操作员查看。这最后一台机器的特别之处在于它有视频采集卡。UE4 具有 Composure 这个实时合成插件,所以临时合成可在 UE4 内完成。
    如今,项目拍摄除了在片场需要额外摄制组人员,环境团队还需要将制作进度提前,把许多岗位分工从从后期制作调至前期制作。虽然(人员分配)会影响预算分配,但相应地,更大量的视效将在主体拍摄结束之前完成。此外,还减少了 post-viz,因为剪辑不需要临时合成了。角色动画和其他视效方面仍会在主体拍摄结束后完成,但在其他条件相同的情况下,整体时间周期应该更短了,因为(需要后期做视效的)镜头数量减少了。在《曼达洛人》中,后期视效镜头减半。
    采用这种虚拟制作手法制作一个项目时需要用不同的思维方式。数字布景必须和实体布景有同样的制作日程,还必须要由真正了解游戏引擎制作的艺术家们完成,否则出来的效果一定不尽如人意。人们太过习惯可视化预览“不需要精美”,所以如果要拍摄摄影机内视效,就需要打破这种习惯。为了《曼达洛人》,美术指导安德鲁·琼斯(Andrew Jones)100% 投入到这种新手法中,因为这给了他设计出最棒的虚拟与现实两个世界布景的自由度。他可能会说“这个布景做实体,这个布景做数字”,然后同时为两种他所需的布景指导并搭建一切。那样就能获得统一的设计构想,而不是不同部门发挥创意做完就撒手推给对方。如果某个布景的现实/虚拟版本效果不好,或者制作成本太高,那么就可以将其转为另一个版本并保持构想的一致连贯。琼斯真正做到充分接纳了这种新技术。
    摄制组成员对新技术的评价是:“走进一个让你觉得很恢弘的拍摄地感觉非常酷,但其实你正站在一个被若干实体道具和布景包围的全息甲板(holodeck)中,而 LED 屏让你感觉自己仿佛身处一个完全不同的星球。”


    08 iPad控制
    因为虚拟制作摄影棚设计成交互式,因此需要移动控制。可以不从“决策吧台”驱动摄影棚,单名操作员就能跟 DP 与导演一起走在虚拟片场中,使用一台 iPad 即可调整道具和布光。
    在2019年的国际计算机图形和交互技术会议(SIGGRAPH)上,Epic 公司展示了一段虚拟制作 iPad 控制,它是基于基于 Web 的 REST API。这项技术已在 UE4.24 中发布。在 UE4.26 中还会有升级,允许用户轻松制作自己的应用,但由于它基于 Web,所以任何有网络浏览器的东西都能运行。”
    iPad 控制器作为《曼达洛人》多用户系统中的一部分是非常强大的,采用这个工具可以完成大量工作。它可以进行体积色彩校正、曝光控制、布光、设定一日拍摄时段、移动道具以及大量制造发光板用做照明灯板。“要添加灯就是按个按钮的事儿:产生光线,你想要什么布光形状、什么位置和什么强度?然后就成了。无需有人把实体灯具搬到场景中再铺设灯具所需的延长接线,不用那套传统的东西了,”Epic Games 高级制片人理查德·尤加特(Richard Ugarte)指出。


    09 以 LED 墙为灯板
    LED 虚拟布景的主要用途是提供正确的数字环境,进而也提供了“正确的”棚内演员身上的布光。但“正确的”布光也并非是一直需要的。在实景的电影片场,只有极少数情况下纯粹依靠现场的自然光。始终需要灯具、柔光网和反光板为演员布光。
    在 LED 墙摄影棚内,也有可能需要加强环境光以实现演员身上恰当的“好莱坞式”布光。在 LED 墙摄影棚里,可以将数字发光板添加到 UE4 世界中,以突显或区隔某位演员或某个道具,就类似用实物灯板或反光板那样的效果。只要数字发光板位于摄影机视锥之外,拍摄者就可以“为所欲为”,局限就是发光板始终要在 LED 墙上,无法拿到距离拍摄对象更近的地方。还值得注意的是,LED 屏几乎不会使用峰值亮度拍摄,所以会有空间使用比周围环境更亮的“数字”发光板。
    这种手法被用于给曼达洛人的反光金属盔甲之类的东西布光,通过调整任意形状和任意反光程度的发光板来操纵盔甲上的特定反光。
    除了使用 LED 墙为真人演员和实体布景布光,还可以使用虚幻引擎内的 DMX 布光功能驱动如 Arri SkyPanel 或 L10 这种更强烈的光源。


    10 屏幕像素间距
    LED 间距指的是 LED 显示设备的“像素间距”,即每个像素中心点到另一个像素中心点的最短距离。工业光魔拍摄《曼达洛人》使用的 LED 屏的像素间距为 2.84(mm),这是有重大意义的,我们在系列前篇关于摩尔纹的部分已经讲过。现实中,像素间距的规格正越来越优化,比如在广播电视中,采用 0.9 像素间距并不少见。但像素间距不是决定摩尔纹的绝对值。真正影响的是特定曝光下间距与观看距离的比率。“《曼达洛人》中 Lux 团队有一个他们觉得适宜的比率,我记得是在某个 T stop 要距离 LED 墙12至15英尺(约合3.7~4.6米),”布隆丁评论道。
    《曼达洛人》使用的是 ROE Black Pearl 2 LED 面板,虽然这部剧的拍摄没有使用 Christie 的投影仪,但 Christie 的官网上有一个估算最优观看距离的简单公式:最优观看距离(以英尺为单位)=像素间距×8*
    *若以米为单位,公式为像素间距×2.5
    这还有稍微受到 LED 亮度的影响,并且假设的是直视的观看角度。
    剧集宣传图上在真沙和数字沙漠背景之间可以看到摩尔纹。

    11 观看角度
    观看角度会影响屏幕的色彩或偏色。一些大型面板的工艺是将 LED 置入小凹槽中。“在一些 LED 面板上,LED 周围会有一点塑料台面,”法里斯解释道。这意味着,如果有人以入射余角看任意面板,取决于其相对于实际 LED 的角度,该角度可能会遮蔽 LED 三角的红色,而不会遮蔽另外两个蓝色或绿色的部分。这会导致色偏。
    LED 面板特写,图片来源:Commercial Integrator
    请注意,在这个 SIGGRAPH LED 摄影棚的极限角度上 —— 从棚外远距离拍摄,天屏看起来是粉色的(但实际上不是)
    这些色偏取决于你在哪里查看,而如果有人站在 LED 面板下方向上直视,图像是没有色偏的。换言之,直接在面板之下的光线是正确的,但如果以特别偏的入射角拍摄某些面板,则拍摄效果不正确。随着面板的升级,这种色彩假象会减少,但在拍摄《曼达洛人》时,这算是个小小的会被注意到的情况。比如曼达洛人的头盔,“如果把头盔放在布景中央,根据摆放的方位和摄影机,可能会出现虽然头盔位于虚拟摄影棚中心但仍然会在头盔一侧拍到轻微绿光而另一侧呈现浅粉色的效果,这是因为天屏跨越的范围太大了,”法里斯解释道。由于这个原因,布隆丁预计许多项目可能最终会采用曲面穹顶虚拟摄影棚,而不是《曼达洛人》时期的圆柱形垂直结构平面天屏设计。


    12 延迟
    延迟对摄影机内视效有关键作用。Epic 团队相信,如今的虚拟摄影棚最适宜的延迟约为7到8帧。法里斯评论道,一般“摄影机跟踪会加个1到2帧(延迟),取决于动作捕捉摄影棚所用的软件,甚至会多个3帧。信号要延迟这么些帧才会传输到虚幻引擎。UE4 一般会因为延迟渲染而再延迟2到3帧,然后处理器链可能会延迟2或3帧。所以《曼达洛人》拍摄中,从摄影机运动到光子显示到 LED 墙上的总延迟时间约为9帧。

    13 摄影棚大小与亮度级
    当考虑摄影棚大小的时候,第一个念头是关心亮度级。但现代 LED 面板亮度相当高,以至于它们在应用中几乎不会使用峰值亮度。如果说有什么需要思考的东西,如何得到足够暗的屏幕才是问题,尤其是如今的现代摄影机光线敏感度极好。
    此外,随着摄影棚越做越大,确实面板间隔会拉大,但更多的面板数量补偿了这一点,因此影响相互抵消。制作一个更大的摄影棚主要取决于屏幕成本和工程设计来支持其屋盖结构。在 SIGGRAPH 2019 的临时摄影棚,顶部的显示设备和侧面的面板是不一样的,这是由于重量原因。假设摄影棚不可以有其他支撑,大型摄影棚悬挂成套的显示设备就成了大问题。

    14 未来进步
    虽然这套系统现在效果就很好,但制作团队还是在规划更多的工具。比如,像《曼达洛人》这样的剧,所有图形一般都渲染成对焦状态,而观众看到的对焦效果来自摄影机实际的对焦情况。但可能在某些情况下,拥有一个基于摄影机在“现实世界”距离的 UE4 景深评估功能可能会比较有用。在此 UE4 就可以跟踪摄影机位置,在 3D 空间中得到该位置点,然后变更 LED 墙上虚拟显示的图形的景深来正确反映视锥景深。在任何真正的摄影机和镜头中,实际上并没有硬性的对焦或失焦描绘点。有的是逐渐改变的焦场,我们则松散地将其分化为二元的“对焦”或“失焦”。

    15 虚拟制作背景与历史
    LED 墙这个概念并不新颖,但有正确视差的完全封闭式 LED 环境来实现摄影机内视效则直到近期才成为可能。例如,像 Stargate Digital 这样的公司,在其首席执行官兼创始人山姆·尼科尔森(Sam Nicholson,A.S.C.)的领导下,几年来一直在采用灯板以及通过他们的 ThruView 系统使用虚拟布景来拍摄开车镜头(反光和窗外景象)。
    星际之门 Stargate Studios CEO 山姆·尼科尔森


    2019:
    当前来自 Epic Games 的 LED 虚拟制作技术最初于2019年洛杉矶 SIGGRAPH 公开亮相。这套摄影棚形如一个盒子,并不是《曼达洛人》所使用的曲面屏,但这次面向特邀行业嘉宾的封闭演示让众多电影人得以对这种手段进行第一手测试。
    SIGGRAPH 虚拟制作演示
    这次演示是作为 Lux Machina、Magnopus、Profile Studios、Quixel、ARRI 和 Matt Workman 的协作项目。
    如需绿幕,那么演员背后就会出现一个动态小块,而这个“盒子”或这个像立方体一样的片场的其他部分仍会(为演员)生成正确的接触光线。
    当片场需要绿幕时,Epic 展示了那可以用位于演员身后的电子绿幕取代,而其余的 LED 墙环境还能将正确的补光反到演员身上。

    2018:
    当初讨论《曼达洛人》剧集点子的时候,乔恩·费儒正在拍《狮子王》(The Lion King)。自然,他先和为《狮子王》巧妙开创长片电影管线的一些视效专业人士开始研讨想法。
    “当《狮子王》逐步结束拍摄的时候,所有人都相当满意那次实时拍摄制作体验。乔恩说‘那么如果和真人演员再次进行同样的那种实时拍摄,我们可以怎么做?’”奥斯卡获奖视效总监本·格罗斯曼(Ben Grossmann)回忆道。格罗斯曼的 Magnopus 团队是2019年 SIGGRAPH 概念演示的一个关键组成部分,因为 Magnopus 负责了《狮子王》相当多的虚拟摄影机的实践。
    “罗伯特·莱加托(Rob Legato)和我与他就LED墙拍摄开展了一些头脑风暴,这种技术就像过去1960年代那时背投技术带来的进步一样。我们知道这种拍摄方法需要一些重大更新才能实现实体摄影机的视差。它需要在屏幕上使用最高质量的实时游戏资产,而且需要一块相当大的屏幕,要能在大多数情况下几乎360°围绕演员。我们认为,距离‘成为可能’就差临门一脚了,”他补充道。
    一支包含了一些 Magnopus 成员的小队做了一些概念验证,并发现它可以实现。“我们知道我们需要更大的一些辅助,我一直在跟 Epic 的大卫·莫林(David Morin)谈,而他为我们与虚幻引擎首席技术官金·里贝里(Kim Libreri)牵线搭桥,而金马上和他的 Epic 团队开始投入其中。他们负责处理实时光线跟踪,而我们清楚那项技术最终会成为行业发展的未来道路,即便第一季时还无法用上那种功能,但随着时间推移,技术功能会不断更新。”
    “我们把这次协作看作是推动游戏引擎技术继续超越和进步、实现高端照片级逼真视效管线的机遇,”Epic Games 首席技术官金·里贝里说,“乔恩·费儒深谋远虑,并且他有与团队合作以及技术应用经验,他知道我们能够以一种可指导管理且高度协作化的方式来实现将创作重心带回片场的艰巨任务。实时渲染 CGI一直以来都是视效梦寐以求的目标……我们现在开始将其化为现实,这将永久性改变我们的电影制作方式。”
    随着项目的推进,工业光魔、Epic、Magnopus 和其他参与方处在不知道到底什么会成为可能的境地上,里贝里称赞费儒秉持着远见卓识,从项目之初就全力支持。工业光魔此前用投影仪做过一个类似的《星球大战》测试项目。测试在工业光魔的(旧金山要塞公园)摄影棚进行,该测试可以让导演在摄影棚内行走,所看到的图像会正确映射到投影上,这样从导演所在的特定摄影棚位置看上去,所看到的世界就是正确的视角。迪士尼早期采用洞穴式自动虚拟环境(Cave Automatic Virtual Environment,缩写CAVE)也做过一个影像工程项目,依靠的也是投影仪。投影仪的问题在于其亮度级在规模较大时难以达到足够的亮度,就算有专为这种风格的特殊近距投影所打造的复杂投影仪镜头也不够亮,(见下方)。
    这个特殊的 Epic 开发团队竭尽所能设置了初期的摄影机测试,以确保一切顺利运行。“对于 Epic 所做的贡献,我怎么夸奖都不为过,”格罗斯曼评论道,“他们调来了最顶尖的人才,要不是有他们这样的投入,我敢肯定这是无法取得成功的。”里贝里让他的工程师团队进行编码工作,Epic 的艺术家们创建资产,此外,他们还要编写大量自定义代码将 UE4 与来自 Lux Machina 的 LED 屏幕硬件以及来自 Profile Studios 的摄影棚运作和动作捕捉摄影棚相集成。“在他们开发那些东西的同时,我们在 Magnopus 的团队和乔恩·费儒与格雷格·弗莱瑟(Greig Fraser)开始安排走位,并在新的(现在已经是‘旧的’)《狮子王》系统中做场景拍摄,只为提前了解一切看起来会是什么样子。”
    “因为我们当时投入虚幻引擎来获取屏幕上的视觉逼真度,于是我们开始把比《狮子王》那时候更高级的工具版本直接写进虚幻引擎中,”格罗斯曼补充道。如此一来,它们就能在UE4引擎整体发布更新的时候得到改进和升级。“那也意味着,那些工具未来可以为其他电影人所用,那也是乔恩所坚信的未来。”
    早在技术还未用在拍摄实践中时,流传的理论是这套系统可能适用于剧集简单一些的镜头拍摄,但仍有很多时候真正的视效人员还是需要添加更复杂的视效内容,比如需要大量渲染的角色动画。
    乔恩·费儒想到的主意是,如果一个镜头显示出了问题,或背景效果不太理想,那么团队可以在演员周身围绕一块绿色光环,从摄影机视角进行跟踪,在 UE4 当中进行渲染。这么一来,剪辑团队就知道该镜头是怎么回事了,而视效团队可以避免使用转描来替换背景。“能在屏幕上看到那种效果是件很酷的事,这样就能基于最优的最终结果而灵活切换拍摄方式。你可以将镜头连贯起来安排场景走位说‘好,从这几个位置场景效果最好,所以我们拍这几个镜头。’当我们去拍摄那个角度或动作时,效果不太好的话我们可以拍摄一个参考镜头,但随后只需按一个按钮给演员身后换上绿幕就能继续拍摄,”格罗斯曼解释道。工业光魔十分希望能在他们的 StageCraft 中提供这个性能,因为他们已经为此做了好长一段时间的研发。
    当拍摄团队第一次说出这个想法时,大家都“相当担忧剧集的视效预算,”格罗斯曼回忆道,“我们猜测有10%的镜头会在摄影机内完成。”但随着剧集和技术的发展进步,越来越多的剧中成片镜头是实时拍摄完成的。“但当你真正看到自己开发的技术在片场展现在眼前时,就会发生有趣的现象,你会开始就着新技术进行拍摄。我记得乔恩说他觉得有一半的镜头会是后期视效镜头,结果那些镜头都是靠 LED 墙实时拍摄的,远远超出我们的预期,”格罗斯曼说。

    16 《星球大战》电影
    约翰·诺尔(John Knoll)和罗布·布雷多(Rob Bredow)分别在《星球大战外传:侠盗一号》和《游侠索罗:星球大战外传》中探索过使用不同技术实现摄影机内视效。两部电影中的沉浸式环境都探索了实际应用发光显示技术来模糊传统视效与摄影机内视效的界线。在《侠盗一号》中,摄制团队使用了先进的投影技术来提供摄影机内特效和逼真的布光效果。
    《游侠索罗》:现场投影系统
    对于千年隼驾驶舱的内景,摄制组使用了背投屏幕,这样可以让演员看到预先设计的超空间飞行与进入的动画,并对之演出反应。之前参与过《侠盗一号》的菲利普·加勒(Philip Galler)及其 Lux Machina 团队加入到摄制团队中,帮助开发出了现场巨型的投影系统。
    还有其他一些影视项目在太空驾驶舱的外部应用了投影仪或 LED 墙,比如克里斯托弗·诺兰(Christopher Nolan)的《星际穿越》(Interstellar,视效由保罗·富兰克林-Paul Franklin 担任总监,DNeg 公司制作完成)。

    17《遗落战境》
    拍摄汤姆·克鲁斯(Tom Cruise)在《遗落战境》(Oblivion)中漂浮的天空塔公寓时,为获取必要的背景,Pixomondo 公司的视效总监比约恩·迈耶(Bjorn Mayer)远赴夏威夷的山上采集素材。所得到的实拍原档在 Nuke 中拼接在一起,在 13K 宽、2K 高的图像中加上额外的一些 CG 元素,组成了一段20分钟的片段。
    然后这个片段在片场用21台 PRG 投影仪投射为宽500英尺(约合152.4米)×42英尺(约合12.8米)的大小。“我们想出了一个能制造13个高清片段的系统,所以每个设置都是13个片段,”迈耶解释道,“这个投影是纵向的,不是横向的,所以我们把13个片段挨在一起——无缝衔接播放5分钟的云层素材。我们共有10个设置。导演想要10种不同的多云、雨天、晴天的变化——这样他在片场有选择的余地。这 10×13 个片段上传到 PRG,我们把片段放到他们的设备上,然后在片场投影出来,还能移动调整。”

    DP 克劳迪奥·米兰达(Claudio Miranda,ASC)能够利用投影为演员布光,在演员眼中形成真实的反光,并让演员与环境互动。他拍摄采用 800 ASA,光圈 T1.3-2.0 之间。“汤姆(克鲁斯)说‘我喜欢待在这里,没有蓝幕,真的处在我在片中的环境里。’”米兰达说,“你走在片场会看到太阳就在现场,还有云彩,所有素材都是动态的。拥有500英尺(约合152.4米)15K 分辨率的屏幕真的太棒了。想像一下自己身处其中。你在一个高空中的玻璃塔里,所有的玻璃反光都是真实的的,所有皮肤次表面都是真实的。这是我认为这部电影特别独特的地方。它是个大工程,一次大投入。”迈耶说,由于天空塔片场有诸多反光表面,“如果用蓝幕来拍,我们可能都还在努力做抠像呢!”


    DP 米兰达(中)与 DIT 亚历克斯(右)在 2013 年的美国 NAB 展会上分享《遗落战境》的拍摄经历

    当然,与《曼达洛人》不同,《遗落战境》的背景不是实时生成的,而且背景距离天空塔的距离挺远,不需要视差,只需要简单的素材回放即可。值得注意的是,在《曼达洛人》幕后大放异彩的 Lux Machina 公司也参与制作了《游侠索罗》《侠盗一号》和《遗落战境》。

    18 《地心引力》
    奥斯卡获奖影片《地心引力》(Framestore 公司负责视效)就是一例对灯箱摄影棚(lightbox cube)的高级应用。演员们拍摄《地心引力》时所处的“灯箱”类似一个空心的立方体,超过20英尺(约合6.1米)高,10英尺(约合3.0米)宽。内部的墙面由196块面板组成,每一块大小约2×2英尺(约合0.6×0.6米),每个面板上安装有4096个小小的 LED 灯。
    当拍摄团队只用拍女主演桑德拉·布洛克(Sandra Bullock)的太空漂浮段落时,灯箱就是整个摄影棚——带有一些栏杆架,以及 Bot & Dolly 公司的 IRIS 动态摄影系统上的一个机械臂架着 ARRI Alexa 摄影机。

    图片来源:warner bro《地心引力》的拍摄装置和“灯箱”

    灯箱由一个巨大的 LED 阵列组成 —— 本质上就像个屏幕朝内的巨型电视,只是比如今的 LED 墙摄影棚离演员的距离要近得多。这是基于当时所用的技术设计出来的,2012-2013年的时候,LED 最常用的地方是摇滚乐队表演时在背后充当画面屏幕或在体育赛场当大屏。“每个像素都是由一个我们可以控制的 LED 组成的,”Framestore 荣获过奥斯卡的视效总监提姆·韦伯(Tim Webber)解释道,“共有1,800,000个我们可以独立控制的独立的灯,所以不需要再移动实体的灯具(来布光),我们只需要把各个(LED)灯调亮或调暗即可,或者把不同的灯调成不同的颜色。我们就是这样来移动不同的灯光的,并非移动了实体的灯具,本质上是移动了屏幕上的图像。”

    当时的 LED 还比较粗糙,不能完美地融合,但韦伯发现,很多时候“也并不特别要紧,因为光线能相互融合,效果挺好。但有些地方我们要加上柔光设备。那些 LED 面板会有奇怪的表现——他们有奇怪的光谱,不同角度的色彩变化很大,而且垂直角度上的变化还和水平角度上的变化不同,所以我们不得不抵消那些变化。”

    19 Light Stage 
    和大卫·芬奇
    有意思的是,《地心引力》团队探索过使用 Light Stage(译者注:一种应用光场技术的摄影棚)来做主演的3D面部扫描。Light Stage 由南加利福尼亚大学创意技术研究所(USC ICT)的保罗·德贝维奇(Paul Debevec)博士及其团队发明并负责。
    “我们使用 Light Stage 得到了一些乔治(克鲁尼-George Clooney)和桑德拉(布洛克)的扫描,”Framestore 的提姆·韦伯解释道,“有一些镜头他们的脸是 CG,但相当少。比我们原计划要少,因为我们所开发的其他技术效果非常好,其实用真人的脸反而更简单,而且我们找到了奏效的拍摄方式。要制作出100%逼真让观众买账还不会陷入恐怖谷效应的 CG 人脸仍非易事。而且要为整部电影制作 CG 人脸确实是一个挑战。”最终的决定是,这部电影不走 CG 路线。

    早在2002年,那是《地心引力》问世的10年前,同一个由德贝维奇领导的 USC ICT 研究团队提出了一种类似的方式,那是一套全方位“布光再现系统”(lighting reproduction system),它可以以“房间墙面、天花板和地板”的形式存在。德贝维奇在 Light Stage 3 内进行了一些类似研究,他觉得这是切实可行的。当时的研究中,他们只是让演员处在一个更简单的旋转塔架上,而团队从未应用完整的机械摄影机(虽然他们有被建议过)—— 但通过将光场摄影棚的灯光编程为绕着演员转,这确实实现了在 Light Stage 3 中让“世界围绕着演员转”。他们甚至在2004年与数字王国公司合作,使用Barco面板简略地探索了一下 LED 墙/立方的概念,但项目并未推进。
    在一次会议上,保罗·德贝维奇为大卫·芬奇画的原始概念草图
    上图是为大卫·芬奇 LED- 数字王国项目设想的初始概念。“……那是为了《本杰明·巴顿奇事》(The Curious Case of Benjamin Button)的一个早期版本,”保罗·德贝维奇博士解释道,“数字王国把大卫·芬奇带到我们实验室,他非常感兴趣想看看光场摄影棚是否能够对人眼提供匹配的可控的布光。在这个构想中,巴顿这个角色的眼睛可以是真人演员的,而面部和头部可以数字制作。我知道为此我们需要更高的分辨率,要把这个设置设计成以 LED 面板围绕着演员。Barco 公司随后为我们2004年9月的测试设置了这样一面 LED 墙,而我们展示了人眼的反光是没问题的。最终数字王国使用全 CG 来制作巴顿这个角色,但我们也对制作过程提供了帮助。”
    演员在测试面板前(在梯子上)—— 2004年测试
    所得图像(无后期处理或重新布光)—— 芬奇眼部测试
    作为2020年3月卢卡斯影业公告的一部分,工业光魔也将普及“ILM StageCraft”这种端到端的虚拟制作解决方案,让它能为全球其他电影人、娱乐公司和节目统筹所用。
    工业光魔将让 StageCraft 惠及全球
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