隐形是如何实现的浅析美国电影《透明人》的数字特技制作技术.pdf

龙 核国地】隐形是咖何实现的浅析美国电 影 透明人 的数字特技制作技术哈尔滨工业大学传播学系哈尔滨工业大学传播学系副教授研 究生冰琳部王 作为一个读过书的人，或是一个不常看书读报的普通百姓，甚至是一个年幼的小孩，无不知道 西游记中孙悟空的故事。而与此神话故事相类似的还有(封神演义 聊斋等脍炙人口的神话小说。当这类的故事被人们谈论时，可能涉及最多是有关隐身、变形与上天人地等神话色彩的描写。虽然没人有过这种超自然现象的亲身体验，但这丝毫不会妨碍人们对它们的想像、反而可以自由地翱翔于想像的世界里。这一点也许正是神话故事能流芳百世的重要原因与精髓之所在。而作为一个电影观众，可能会有与读书迥然不同的幻想形式。因为有太多敢于吃螃蟹的影视制作人敢于挑战人们对神话的想像而使之具像化，强行介人人们的想像世界。其结果或许是延伸了人们对神话的想像力、增加了幻想空间，或许是兑现了人们对神话影像的期望、获得了视觉感官上的享受，或许是完全扭曲了人们的想像智慧、破坏了幻想的愉悦性等等。之所以会有完全相反的结局就是因为，文字描写在人们脑海中形成的是一种虚幻、无形的影像，因人而异，各不相同，只要自己认账，并不涉及合理不合理的问题。而落实到银幕上，问题就不这么简单了。制作者不但要面对那些连自己都不知为何物的神话描写挖空心思地使之具象，而且具象后的效果还要赢得观众的认可。这不能不说是个艰难的挑战，是一般人不敢涉人的禁区，即便是制造了众多梦幻大片的好莱坞也不敢轻易地面对这样的挑战。因此，一个带有科幻色彩的隐身人故 事的剧本在好莱坞一放就 是十几年，直到剧本被以 制作好莱坞特技大片的导 演 保 罗(P a u l V e r h o-e v e n)看到之后，情况才 有了转机。虽然利用数字技术解 决了许多神话和科幻故事 中的技术难题，制作出了 终结者续集 侏罗纪 公园和 木乃伊等风 靡全球的影片。但是对隐 形的表现却还有非常多的 困难要解决，例如:如何 在观众注视下，在不借助 任何人们已熟悉的技术条件下实现一个人逐渐的、分层次的消失且不留任何痕迹。这样一种复杂、无缝衔接的影像隐形过程是一个既挑战制作者的想像力制作技术，又挑战观众视觉期望值的艰难任务。同时，它也是对银幕再现传奇故事的又一次大胆的实践。保罗执导过 完全回忆(T o t a l R e c a ll)机器人警察(S t a r s (R o b o c o p)和 星球大战-W a r s)等特技大片，是好莱坞非常熟悉特技技术的导演。在保罗的努力下，隐身人故事终于在2 0 0 0 年制作完成，成为好莱坞又一个特技大片 透明人(H o l l o w M e n)。此片在中国公映后，让从小就满脑子变形、隐身与上天人地等神话故事的中国观众领略了什么叫“隐身”现象。这一体验过程无疑地再一次地触及了人们的幻想领域。这样一次创作实践，这样一次观赏经验必将对中国神话故事的影视题材开发有着非常重要的借鉴价值，而分析此片的特技制作技术，感受美国特技师们的创作过程，无疑是一种认识与了解创造银幕神奇影像的最好方式。透明人的基本故事情节是这样的，在一个高度机密的军事实验室里，一名叫塞巴斯蒂安 凯恩的年轻人领导着一个科研小组承担着五角大楼的绝密计划试图破解隐身术的奥秘。通过对动物的实验，科研小组发明了能使有机体隐形的血浆，并在动物身上取得了成功，但尚未在人体上实验。塞巴斯蒂安不顾个人安危，决心在自己身上进行试验。隐身实验最后成功了，但是意外出现了，塞巴【数字电影技术与艺术】斯蒂安的同事们在恢复他的原形时遇到了麻烦。在大家日以继夜地寻求显身方程式的时候，塞巴斯蒂安却开始沉迷于“隐身”给他带来的力量，并逐渐被邪恶的冲动所控制，干起坏事来。事情更为糟糕的是，随着事态的恶化，塞巴斯蒂安开始丧心病狂地把同事们视为他继续施展隐身魔力的威胁而对他们下起了毒手。于是，双方开始了你死我活的较量 显而易见，如何实现隐身现象是此片能否成功的关键。以往影视制作对隐身或隐形的实现是有很多方法，比如，利用合成技术把两层影像复合到一起，然后利用渐变技巧使其中一层影像逐渐消失。另外还可以利用蓝背景拍摄与合成色差技术使演员的一部分显现出来而另一部分却是透明的等等。然而，在数字技术高度发展的今天，这些已被许多影片重复使用过的方法显然不能出奇制胜，不足以让观众瞳目结舌。剧作者安佐(A n d re w W M a r l o w e)对故事中的隐身描写是有其想像特点的。尽管剧中的主人公在大部分时间里是隐身的，但安佐设想可以借助不同的媒介以抽象的形式表现隐身人存在。例如:虽然灯光可以穿过他，而分子却不能，当雨或是烟雾一类的东西落在他身上时，隐身人就会显出他的轮廓来。剧作者之所以这样做就是想避开以前的老套路，例如在一只隐形手的控制下物品可以在空气中飘移等，电影 隐身人(T h e I n v i s ib l e M e n)就是这类的典型。如果此片再反复使用这样的技术便会显得愚蠢与滑稽，因此必须要有所突破与创新。与以往故事不同的是，剧本中有详细描写塞巴斯蒂安和猩猩被注人隐身血浆后向隐身转变和再恢复原形的过程，未来的银幕影像必须要有展现隐身血浆对人类身体逐渐蚀损的痛苦过程以及恢复原形的全过程。例如，在恢复猩猩原形的过程中，血浆先流经它的血管至心脏然后再流往全身，然后是其它的组织逐层显现。而在塞巴斯蒂安的隐形过程中，所有的血管和神经首先隐去，然后是胸肌与胸骨分离，内部的肠子显现，最后是二头肌沿双臂剥落等等。这一切的身体变化必须要自 然，转变不能在任何一个部位随意耽搁，尽量要让观众理解并在视觉上接受这种转变。尤其是在影片的结尾，塞巴斯蒂安以半隐半显的状态出现一个没有皮肤，内部肌肉全部暴露的恐怖形象。显而易见，要完成这样的镜头，除利用计算机三维动画技术的人物动画(H u m a n C h a r a c t e r A n i m a-t i o n)技术外别无他法。但采用这种方案却是一种极大的冒险，因为在此之前还没有人敢于如此复杂的使用过人体模型动画既要构造精确细致，又要运动自 如，还要真实可信。虽然这样的尝试有很大的风险，但没人怀疑这样的风险最终会有可能转变为此片的最大卖点。透明人的特技工作于 1 9 9 8 年夏开始在美国洛杉矶的S P I 公司(S o n y P i c t u r e s I m a g e w o r k s)展开了。这项工作一做就是长达两年之久。首先，参与数字人体模型制作的相关动画艺术家们开始了收集艺术作品、医学资料和任何可能对确定模型构造有帮助的图片工作。为了能更好地了解人体构造，他们还请教过人体构造学的教授，甚至也参加了人体解剖，直接观察和研究人体构造。前六个月是研发工作，小组初步完成了一具标准的、对称的，有六英尺高的人体模型。随着时间的推移，人体模型渐渐地完善精细起来。因为大家都清楚这部电影不同于别的影片，观众看到的不仅仅是人物的外部形状，更多的是人体的内部构造，是肌肉、骨骼、血管、淋巴和大量与人体有关的其他组织。单单有了数字人体模型是远远不够的，因为模型最终的目的是要运动，因此 透明人动画艺术家们更多的时间是花在对模型的运动测试。而这一工作的复杂之处在于，要使肌肉逼真地运动，必须制作出准确的胜筋和关节，避免肌肉们之间相互碰撞，防止肌肉穿过骨骼和皮肤的问题。同时还要设法把肌肉连接在骨骼上，使肌肉能逼真地伸屈。而利用关节旋转带动肌肉运动与人类真实的生理运动情况恰好相反。为了解决这类的问题，动画师与软件设计人员利用M a y a 设计了一套初步的运动控制系统来控制支点、关节的运动。之后，还是利用M a y a 制作了控制肌肉的变形器(D e f o r m e r)和设计出了其它大量软件，这包括特制的剥离皮肤的软件和肌肉碰撞的检测软件。透明人的动画师中有很多人参加了 精灵鼠小弟的制作，因此对动画软件M a y a 非常熟悉。M a y a 的最大优点在于它完全能被扩展。可以在其界面增加大量新的菜单和工具，以方便动画师与导演使用。完成了数字人的研发与在影片中真正投人使用还有很大的距离。当演员凯文 培根(K e v i n B a-c o n)被选中饰演塞巴斯蒂安后，数字人制作才真正9 3【龙 核国地】触及到了实质，也遇到了真正的挑战。首先在两个形象是否想像的问题上就遇到了麻烦，要使在选定演员之前就以开始制作的数字塞巴斯蒂安的造型和演员凯文的形象一致就必须对前者进行大量的改型与翻新，但经过尝试后证明这个方案并不可行。最后依据凯文的外形又重新制作了一个全新的数字塞巴斯蒂安的模型。在重新开始之前，动画师尽可能多地收集有关演员凯文的形象资料。他们对他的全身和头部用3 D扫描仪(C y b e r F/X)进行了扫描，根据扫描的数据，动画师们制作一个曲面的表层(N U R B S)。与上次不同，这次制作模型的程序是从外向内开始的，这样做才能使模型外部的比例与演员完全相符。为了尽可能地保证模型与演员一致，动画师们还利用了照相机从各个可能的角度对凯文进行拍照以获取造型信息。不仅如此，对凯文的运动动作的测试是绝对不可缺少的。动画师们采用了十几年前就已使用了的动画技术，在凯文的身上画上了间距相同的网格，让他跑、让他跳，让他做动画师们所能想到的每一个柔软体操动作供影像摄制设备拍下这些运动，通过画面分析来测量凯文身体的每一关节，以 便掌握他能弯曲的程度进而知道数字人模型模仿凯文的动作范围在表皮内部，动画师们面临的挑战是如何确保骨头和皮肤在恰当的地方连接起来，因为它不仅关系到所有支点的位置:肘、膝盖、脊椎在哪儿弯曲，它还是错综复杂的肌肉添放的位置。仅仅在分离和制作上千块人体肌肉这一项上就是一个巨大的工作。有时，动画师们在皮肤和骨骼之间指定的空间摆放肌肉时并不知道肌肉的厚度是否恰当，直到摆放至第四层后才发现空间不够了，显然有什么地方出错了，没办法只得回去逐层去调整。困难还不仅如此，在影片开拍后一件意想不到的困难发生了。因为演员受伤而停拍了一段时间。当两个月后重拍时，凯文的身体已经发生了变化，当然不是他的外形，而是他的肌肉状况、姿态和动作范围发生了改变。特技人员已没有时间与精力重新扫描，重新制作他的模型了。不得不对已完成的数字人模型加一些控制，做些小范围的调整作为弥补。这样，模型的工作又复杂了一些。除了数字塞巴斯蒂安的模型，此片还需要制作一个数字猩猩的模型。在影片中的开始部分塞巴斯蒂安和他的同事把复原血浆注入一只已隐形了的猩猩体内，试图将其还原。因为人和猩猩有许多相似之处，所以动画师们取巧的制作一些两者都必备的构件，然后将其改型，以便适合对方。对于那些不能调整翻新的构件，动画师们只能重新制作。头部模型就是一个明显的例子，猩猩头部与人有着明显的不同。在此片人物模型建模过程中，并非没有发挥人的想像力的时候。虽然对于塞巴斯蒂安的制作者来说数字塞巴斯蒂安的头部和脸部必须与演员完全相符，但当数字塞巴斯蒂安的皮肤不存在的时候，即便他的头部和脸部造型与结构没有任何变化，看起来还是不太像凯文。视觉特效总监安德森认为一个人的特征，一种表情是由他的皮肤中的脂肪、皮肤的褶皱方式及笑纹、鱼尾纹等因素构成的，当一个人的皮肤被剥掉后，仅仅观察肌肉构造，是看不出这些特征的，自 然也就不会像这个人了。在对凯文脸部内部骨骼做了一些违背常规的调整后，例如，加大、加强、夸张了某些部位，其结果看起来反而更像凯文了。最后动画师们总共为数字塞巴斯蒂安和数字大猩猩的身体制作了多达三万二千多个三维模型构件。如何处理数字模型的动作无疑是此片的另一个挑战。熟悉数字特技制作的人很可能会想到使用动作采集仪(M o t i o n C a p t u r e)来实现数字人物动画，然而安德森却不这么认为，在场景环境中使用动作采集仪会显得麻烦与不切实际。而不在场景环境中使用则又失去让演员现场表演的全部意义。最后，特技专家们想出了一个被称之为“R o t o m a t i o n”的办法。他们把涂了绿色(蓝色或黑色)的凯文置于场景中进行真实的表演并拍摄下来作为特技制作素材，然后把素材中的凯文的表演动作作为调试数字塞巴斯蒂安动画的依据并使两者的动作高度的一致。当完成这一任务后再把涂了颜色的凯文影像抠除掉，用数字塞巴斯蒂安进行无缝替换。经过对画面中的漏洞以及背景瑕疵处理后，最终形成银幕上的影像。当然，采用这种方法会带来很多问题，它会涉及动作控制、特殊化装和服装的问题，它还会带来许多拍摄技术上的障碍，也同 样会加大后期制作难度。但这种方法却能实现此片需要的特殊视觉要求。涉及动画的还包括面部表情的动画。控制面部表情的是 S P I 自己设计的面部动画系统。把这个系【数字电影技术与艺术】统与肌肉变形器连接在一起。在处理失去了皮肤的脸部动画时，动画师也使用了在 精灵鼠小弟中运用的较为传统的动画技巧，这就是用皮肤对面部肌肉进行控制。动画师可以边观察面部皮肤的变化微笑、鬼脸或发怒边对面部动画进行调整，然后，把皮肤隐藏起来，下面的肌肉就会自 然而然地有了表情动画。为了保险起见，动画师在数字人的脸部肌肉上还另外加了控制，以防仅通过皮肤的控制获得的效果不理想时还可以进一步牵动表情。人物向隐身转变过程是迄今为止S P I 做过的最复杂、最耗时、最费力的镜头，但是这些镜头事实上只占影片特技镜头总数的一少半。在影片大部分时间里，塞巴斯蒂安都是处于隐身状态。如何创造出这些隐身镜头，如何使处于不同环境中的隐身人以不同方式隐形也让特技艺术家们费尽了心思。但有一点是明确的，就是不想出现浮漂的物品或与肘部脱离的手一类的效果。最后，可以用影片开头所展现的效果来揭示出他们对“隐身”样式的追求。在这场戏中，一只老鼠被放人一个金属笼子里，这只老鼠试探着把目光投向一只大水碗时，突然被一种不可见的力量猛摔至地上，然后被举起。老鼠的背被碾碎，头皮被撕了起来，血喷溅到隐形的攻击者身上，一只张大了嘴巴的猩猩显露了出来。通过各种不同形式来表现隐身效果的场景共涉及到了六处之多:即水池中的隐形效果、火中的隐形效果、烟雾中的隐形效果、血浆中的隐形效果、消防水雾中的隐形效果以及电流通过身体时的隐形效果等。我们可以选择其中几个隐形技术来分析。特技师要面对的第一个挑战是处理塞巴斯蒂安初次杀人的场景。当塞巴斯蒂安的隐形造成了潜在危险后，实验小组不得不把情况告诉了五角大楼该计划的督导者。而塞巴斯蒂安则实施了对督导者进行了突袭，把他溺死在自家的游泳池中。为了制作游泳池中冲突的场景，特技师做了大量的水下实验，研究水中物体的特征、光影及折射等问题。特技师知道隐身的道塞巴斯蒂安在水下应该是透明体的，但它究竟是什么样子，是气泡的感觉还是玻璃容器里充满了空气或水的感觉?特技师们并不清楚。因此，特技师们用玻璃材料分别制作了实体的玻璃人体模型和空壳的玻璃人体模型，然后在空壳的玻璃里充满了气体。把两种玻璃人体模型放人水下并用摄像机拍摄下来。测试结果大不相同，内部充气的玻璃人体模型有些像镜子一样的反射效果，而实体玻璃人体模型仅有折射背景的影像效果。实验的结果提示了应该将上述两种效果恰当地混合使用才能使透明人在水下仍然像人而不是一个巨大的玻璃瓶子。但要达到这样的效果可不是一件十分容易的事。另一个大问题是如何处理水下飘动的头发，尤其是头发的动态、外观和如何替换数字塞巴斯蒂安。要处理的问题还包括如何对待透过透明体的塞巴斯蒂安看到的背景、背景的变形以及玻璃表面所反射的影像，例如受害人等问题。此组镜头是从水下实拍开始的。特技摄制小组使用水下摄影运动控制系统(M o t i o n C o n t r o l S y s-t e m)首先拍了没有人的游泳池素材，然后拍摄了两个演员在水下的搏斗。扮演透明塞巴斯蒂安的凯文则身着一身黑紧身衣。为了此组镜头的摄制，影视设备公司特意改制了一套防水、防电的水下摄影运动控制系统供特技小组使用。在处理、合成这些特技素材时，特技师把数字塞巴斯蒂安的动作调试到与实拍的凯文动作一样后，再从画面中抠除一身黑紧身衣的凯文影像，用数字塞巴斯蒂安替代进行替换。数字塞巴斯蒂安的材质、颜色被调成与水的颜色相同。但保留一些反射的特性，以便能反射一点水下的灯光。当把水下的灯光提亮时，就可以显现出塞巴斯蒂安的面部特征。特技师还为数字塞巴斯蒂安制作一些皮肤上的血管和毛发，以便使它看起来不是一个玻璃瓶。为了强调搏斗的气氛，特技师还在数字塞巴斯蒂安的透明胸部投上了受害者的影像反射。这里需要补充的是，特技小组实际做了两个数字人物，一个是数字塞巴斯蒂安，另一个是数字受害人，这样才能把受害人映射到数字塞巴斯蒂安透明的胸部上。对于透明的数字塞巴斯蒂安来讲，他不但有一个造型逼真的外壳，他还拥有一个内壳。因为由于透明的特性所至，观众不但能隐隐约约地看到透明人的正面，而且也很容易看到他身体的另一面，这很容易在视觉上造成混淆。为此，动画师在灯光方面也做了大量工作，清楚地区分开透明人的前面和后面。把头部背面的数字灯光调暗，以便从正面能够看清脸部的轮廓。与这样效果有关的还有这一组镜头中的最后一个，透明的塞巴斯蒂安杀了受害人之后，游至扶梯旁，钻出水面，爬上梯子离开游泳池。观众可以看到水流所形成的他的形状。在镜头的最后，他经历【龙 核国地】了一个转变过程直至完全消失了。当塞巴斯蒂安认为如果他的隐身状态广为人知的话，那他的境况就如同那些实验动物一样糟糕。因此，已渐变为冷血杀人狂的他决心回到实验室除去那些知情人。当实验室医生希拉去医药室为受重伤的同事取血浆时遭到了塞巴斯蒂安的攻击。希拉身上带有麻醉枪，她试图确定塞巴斯蒂安的方位以便发射麻醉枪，于是便撕开血浆袋，把血浆泼向地板和空中。溅到了血浆的塞巴斯蒂安开始显现出部分的身形来。在拍摄这场戏的特技素材时，演员凯文身着绿色服装在现场进行了表演。后期处理时特技师原本认为把身着绿色服装的凯文从画面中抠除后，用数字塞巴斯蒂安替换就可以了。但是后来发现问题太多了，还是需要保留一些凯文的影像。最终，他们不得不对绝大多数的镜头采用了混合与匹配的方法 (M i x 一 a n d 一 M a t c h)来完成。比 如，最后一个镜头塞巴斯蒂安将手上的血擦抹在受害者的衣服上时，随着血被擦抹掉，他的手逐渐地消失了。处理这样的画面是需要精细的技巧的。动画师先使用真手，然后用数字手替代，而后再使用真手。两者混合交融很多次后才完成了这个镜头。当处理血溅到凯文的鼻子上流下来的镜头时，为了加强血液的真实性，特技师没有使用模拟的血流，而是在绿背景前实际拍摄了血流的素材，然后通过合成的办法再加进去才完成了这样的镜头。另一场戏是实验室的同事急欲使狂乱的塞巴斯蒂安现身时，使用了灭火器喷向他，塞巴斯蒂安在成团的烟雾中短暂显现了原形。为了这一组镜头，特技组用摄影移动控制系统反反复复地拍摄了 许多灭火器喷射的场景以备合成时使用。为了捕捉到烟雾能否与究竟怎样显示人形的问题，特技师与特技组成员用干冰烟雾机和喷成黑色的人体模型做实验来测试它们所能产生的显形效果。他们还把凯文的绿色头套塑料模型涂上一些看起来像烟的物质，并在头部模型上钻了几千个微细孔，然后把烟雾灌进去，拍摄时再使用风扇。经过这样的处理，烟雾还真能产生显示隐形塞巴斯蒂安头部形状的效果。虽然如此，特技师还不满足，他们还利用三维粒子技术建造了一个与塞巴斯蒂安体形一致的烟雾模型来加强他周围的烟雾效果。经过反复调试，在融合了数字技术与传统技术的烟雾效果后，逼真地创造出了隐身的塞巴斯蒂安在烟雾的作用下显现了形状的效果。经过众多特技艺术家两年多不懈地努力，一个全新的银幕幻象终于映现在观众面前。从影片上影后所获得的好评来看，挑剔、善于幻想的观众还是对种种匪夷所思的奇异隐身现象给予了充分地肯定。换句话说，透明人的视觉探索获得了成功，虽然从专业的角度来看也有不尽如意的地方，例如在数字人造型与动作方面还是能够辨别出计算机三维动画的痕迹，在光线与人体质感上还有改进的空间。但这一切丝毫不影响它在影视视觉特效方面取得的成绩。它在影视特技制作技术领域所做的努力还是有目 共睹的。本文之所以选择 透明人进行数字特技制作技术进行分析，是因为此片虽然在名声与影响上不及前面提到的几部特技大片，在情节与人物方面也乏善可陈，但是此片在故事题材与影像视觉效果上的大胆尝试却是勇气有加。可能更为重要的是，通过对这样一部影片的制作技术与特技技术展开研究无疑会对拥有众多神话故事资源的中国影视题材的挖掘、类型片制作技术的提高以及创作出更多的银幕奇观有着毋庸置疑的助益。厂 十 咔咔叶斗咔咔一+咔咔“十一+一 十.十叶咔咔一斗件一斗咔咔叶一 咔咔咔咔咔甲上下J卞.上下.1了工了.上下.土了.止了.土下.土了.1了.土下敬告读者 中国电影出版社设有邮购部，经稍本社出版的各类电影专业图书，包括(导演、表演、极影、美术、动画、史学及创作理论研究，世界电影)等，欢迎前来选购，如需办理邮购另加 1 0%的郊挂费。地址:北京北三环东路2 2号(1 0 0 0 1 3)中国电影家协会大楼一层 电话:[phone]五丫.上了.上了.未工土了.上了.土了.丈了.1丫.上了.1丫.1了